創建讀寫分離的 AWS RDS 資料庫

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eCloudture

11 min readOct 26, 2021

總覽

網頁和SQL資料庫的使用上已經行之有年了，在資料庫的選擇上，我們一般會選擇常見的 MySQL 或 Oracle database，並將其建置於地端的環境中。而現在，Amazon 開發了 RDS 的關聯式資料庫給所有 AWS 的使用者，方便在雲端設定操作和擴展關聯式資料庫，從請求佈建基礎設施容量到安裝資料庫軟體的工作都包含在內，也會自動化常見的管理任務，例如執行備份，以及修補支援資料庫的軟體。備份可以使用異地同步備份部署，將備份資料庫建置於不同的AZ中。RDS 開發所使用的程式碼與一般關聯式資料庫相同，可直接搭配現有的程式碼和工具一起使用。

Amazon RDS 讓使用者能夠在雲端中輕鬆設定、操作和擴展關聯式資料庫。它提供經濟實惠且可調整大小的容量，且可自動處理硬體佈建、資料庫設定、修補程式和備份等耗時的管理任務。這讓您有更多時間專注在應用程式，以提供其所需的快速效能、高可用性、安全性和相容性。

針對記憶體、效能或 I/O 進行優化的多種資料庫執行個體類型都提供 Amazon RDS，並可讓您選擇六種熟悉的資料庫引擎，包括 Amazon Aurora、PostgreSQL、MySQL、MariaDB、Oracle Database 和 SQL Server。您可以使用 AWS Database Migration Service 輕鬆地將現有的資料庫遷移或複寫到 Amazon RDS。

大綱

在這次的實驗裡，我們會先用 CloudFormation 部署兩個 Availability Zone (以下簡稱 AZ) 和四個 Subnets 的 VPC 環境。我們會將網站伺服器部署於 Public subnet 中，然後將 RDS 和讀寫分離的資料庫部署於 Private subnet。

實作步驟

使用 CloudFormation 模板部署環境

利用文章中附錄的 CloudFormation 模板建立 VPC 環境。

一、在 Service 選單上，點選 CloudFormation。

二、選擇 Create Stack。

三、在 Choose a template 的部分選擇 Upload a template to Amazon S3。

四、選擇 RDS-Test.yaml 上傳後按 Next。

五、在 Stack name 的地方輸入 RDS-Test，保留其他設定為預設值，按下 Create 進行創建。

創建資料庫使用的 Subnet

這一個部分，我們會創建 Subnet 給資料庫使用。

一、在 Service 選單上，點選 RDS 後點選左邊的 Subnet groups。

二、選擇 Create DB Subnet Group，用以下資訊創建資料庫的 Subnet:

Name : DB-Subnet-Group
Description : DB Instance Subnet Group
VPC : 選擇 RDS Lab VPC
Availiable Zone : us-east-1a
Subnet : 選擇帶有 10.0.1.0/24 的 Subnet 後點選 Add subnet。

三、現在選取另一個 Subnet 後點擊創建:

availiable Zone : us-east-1b
Subnet : 選擇帶有 10.0.129.0/24 的 Subnet。

創建 RDS 資料庫

這個部分是這次實作的重點，我們要創建一個RDS資料庫去支援網頁伺服器。

一、在主控台頁面，點選 Databases 後點選 Create Databases。

二、選取 MYSQL 後在下一頁選取 Production — MySQL。

三、輸入下列資訊:

DB instance class : t2.micro
Multi-AZ deployment : Create replica in different zone
Storage type : Genaral Perpose(SSD)
Allocated storage : 20 GiB
DB instance identifier : lab-db
Master username : master
Master password : lab-password
Confirm password : lab-password

四、下面一頁，輸入以下資訊。

VPC : select RDS Lab VPC
Subnet group : db-subnet-group
VPC security groups : Choose existing VPC security groups Remove the Default and select DBSecurityGroup
Database name : lab
Deletion protection : 取消勾選

當我們建立一個簡易的實作教程時，我們可以取消備份功能讓 RDS 的創建速度加快。但是當我們啟用讀寫分離的功能時，需要有備份的功能，所以就讓備份的選項保持預設值來創建。

這裡會需要四到五分鐘來創建資料庫，記得重新整理來檢查是不是創建完成了。

創建資料庫只讀副本

在這部分，我們會利用已經建好的RDS資料庫去創建另一個讀寫分離的資料庫。讀寫分離可以將資料庫的”讀”與”寫”功能分開處理，讓資料庫限定執行單一工作，提升資料庫和網頁的處理速度。RDS 服務支援多個只讀副本，可以建立最多五個只讀副本，而每個副本都有一組自己的 endpoint。

一、在主選單上點選 RDS，點選 database 以確認資料庫狀態。

二、記住 lab-db 的 Region & AZ (它會是 us-east-1a 或是 1b)，等到 Status 下的狀態變成綠色的 Available。

三、點選 Action，選擇 Create read-replica。

四、保留大部分預設值的設定，只要改變一些小地方:

AZ : 選擇不同的 AZ，若你是在 1a 則選 1b，反之亦然
DB instance identifier : lab-read-replica

五、點選 Create read replica。

創建完後，等待一段時間直到 Status 狀態變成 Available。如果想建立多個只讀副本，可以選取主資料庫 lab-db 再重複此階段步驟。

使用 EC2 主機搭建你的 Web 伺服器

在這個步驟，我們會創建兩個 EC2 主機在不同的AZ中，每個 EC2 都會搭載一個網頁，但是兩個網頁會連到相同的資料庫。

一、在 Service 選單上，點選 EC2 後點選 Launch Instance。

二、選擇 Amazon Linux AMI 2018.03.0 (HVM)。

三、選擇 t2.micro 的規格。

四、在 Configure Instance Details，輸入以下資訊:

Network : select RDS Lab VPC
Subnet : select Lab Public Subnet 1
Auto-assign Public IP : Enable

五、在 Advanced Details 中，將以下資訊寫入 User data 中:

#!/bin/bash
    # Install Apache Web Server and PHP 
    yum install -y httpd24 php56 php56-mysqlnd
    # Create inc folder
    mkdir -p /var/www/inc
    # Download SamplePage.php
    wget https://raw.githubusercontent.com/ecloudvalley/AWS-Read-Replica-RDS-Database/master/SamplePage.php
    mv SamplePage.php /var/www/html/
    # Turn on web server 
    chkconfig httpd on 
    service httpd start

六、略過中間設定到 Add Tags，點擊 Add tag 後輸入:

Key : Name
Value : WebServer1

七、在 Configure Security Group，點選 Select an existing security group 後選擇剛剛創建好的 WebSecurityGroup。

八、點選 Review and launch 創建你的主機，選擇 Select an existing key pair 後選擇你的 Keypair，如果沒有的話就選擇 Create a new key pair 進行創建。

九、創建第二台主機，重複步驟 1~8，但這次我們改掉其中幾個設定:

在 Configure Instance Details

將 Subnet 改成 Lab Public Subnet 2

在 Add tags

將 value 改成 WebServer2

進入你的網頁伺服器

兩台網頁伺服器創建完之後，Php 和 MySQL 服務都已經安裝完了，接下來就是連線進去新增資料庫的基礎設定。關於連線的方法請參考 Connect to Your Linux Instance

一、進入 WebServer1 後，使用以下命令進入 inc 資料夾中，並建立資料庫設定檔案:

$ cd /var/www/inc
    $ sudo nano dbinfo.inc

二、貼上下列程式碼:

<?phpdefine('DB_SERVER', 'Endpoint');
define('DB_USERNAME', 'master');
define('DB_PASSWORD', 'lab-password');
define('DB_DATABASE', 'lab');?>

這個 dbinfo.inc 是資料庫使用的設定檔，裡面寫入的是前面步驟設定的 User 名稱、密碼、Database 名稱以及 Endpoint 資料。你可以在 RDS 的頁面找到資料庫的 Endpoint，如果前面的步驟都有照文章中設定，就不需要修改Endpoint以外的資料。

三、修改圖中紅框處的 Endpoint 資料，將它改成 lab-db 的 endpoint :

四、修改後按下 Ctrl + X ，在按 Y 確定修改後保留原檔名離開。

修改完第一個資料庫後，接著修改第二個資料庫，讓它連線到只讀副本當中。

五、連線至 WebServer2 中，重複步驟1 和 2。

六、這次請將 Endpoint 改為 lab-db-replica 的 endpoint 。由於 RDS 支援多個只讀副本的建置，當建立數個只讀副本時，在此處應填上個別的 endpoint 位址。

七、修改後按下 Ctrl + X ，在按 Y 確定修改後保留原檔名離開。

當我們創建網頁伺服器時，SamplePage.php 就已經下載到你的機器當中了。這是一個 php 頁面，會在後面的步驟訪問它。如果你想知道裡面寫了什麼，請參考 Github 上的資料。

前往你的網站

現在我們來到了實作的最後一步，是時候測試我們的網頁和資料庫了。

一、複製 WebServer1 的 Public DNS 貼到瀏覽器分頁上，並在後方加上 /Sample.php。

二、可以看到這邊提供欄位可以輸入 Name 和 Address 的資訊，首先輸入一組值添加看看。

三、可以多次輸入，也可以使用後方按鈕一次添加一百、一千甚至是一萬次，一萬筆資料的寫入需要大約三分鐘。

四、回到 RDS 頁面，觀察 CPU 使用量。

接下來測試第二個網頁伺服器

五、複製 WebServer2 的 Public DNS 貼到瀏覽器分頁上，並在後方加上 /Sample.php。

六、可以看到先前輸入的值被保留在上面，再次輸入新的數值。

七、發現網頁上方報錯，因為第二個網頁伺服器是不具有寫入功能的

你可以看到每一筆資料和 WebServer1 上的都有相同的值。但是只讀副本僅能讓你讀取資料，不能寫入資料。所以在 WebServer2 上所做的任何修改都不會被記錄下來。

總結

完成這次的實作後，你將會知道如何使用 CloudFormation 部署 VPC 環境。你也有能力部署 RDS 讀寫分離的資料庫和網頁伺服器在不同的AZ上。最重要的是，能夠將網頁伺服器連線到 RDS 的資料庫上，然後比較一般資料庫和讀寫分離資料庫的不同處。