云数据库RDS快速入门

“数据库Clouder认证”系列中的第一阶段。课程基于电商平台应用场景展开，带您了解数据库在实际业务中的作用，理解企业数据库迁移上云的原因，学习开源版MySQL数据库相关技术、RDS产品的常用功能与基础操作，掌握RDS产品的快速入门，快速完成云上数据库搭建。

了解数据库发展史
掌握数据库基本概念
了解开源数据库MySQL和RDS for MySQL的区别
掌握阿里云RDS产品的基本概念和基础操作

小明初入职场，在一家跨境电商公司做后端开发，为了应对日益增长的用户访问量和数据存储需求，公司决定将数据库迁移到云上，以提高可扩展性和性能。阿里云RDS是公司计划选择的云数据库产品，可以提供完全托管的数据库解决方案，公司技术人员无需花费大量时间和精力去管理数据库服务器，可以将更多精力投入到业务逻辑的开发和优化上。但小明对数据库的技术细节上有一些疑问，公司安排老王带他，小明在老王带领下开启了RDS的学习之旅。

数据库简介

老王：小明啊，你刚入职公司不久，后端技术方面还有什么问题不明白的吗？

小明：是的，老王，我有个问题一直没太搞懂。为什么跨境电商网站需要数据库呢？我们的网站不是只需要前端展示和一些后台代码吗？

老王：哈哈，这个问题问得好！其实数据库在跨境电商网站中扮演着非常重要的角色。跨境电商网站有大量的数据，比如商品信息、用户信息、订单信息、仓配信息等等。这些数据需要被存储和管理，否则我们无法对网站的内容和业务进行有效的操作。

小明：我明白了，就像我们平时用的Excel表格一样，把数据存起来，方便查阅和处理。

老王：很对！数据库就是我们存储这些数据的地方。它比Excel更强大，可以高效地存储大量数据，并且支持复杂的数据查询和处理操作。

小明：好的，我大概知道数据库是干什么的了，但还不是很理解。

老王：为了更好理解数据库，你需要掌握数据库的基本概念，知道数据库在我们公司解决的问题，了解一下数据管理系统的发展历史。

Data）：描述事物的符号。这个符号可以是文字、图像、音频和视频等等。
数据库（DataBase，DB）：长期存储在计算机内、有组织的、可共享的数据集合称为数据库。
数据库管理系统（DataBase Management System，DBMS）：管理数据库的软件称为数据库管理系统，通常简称数据库。MySQL、Oracle和PostgreSQL都是比较优秀的数据库管理系统。
数据库管理员（Database Administrator，DBA）：从事管理和维护数据库管理系统(DBMS)的相关工作人员， DBA的核心目标是保证数据库管理系统的稳定性、安全性、完整性和高性能。

数据管理技术的发展

在应用需求的推动下，在计算机硬件、软件发展的基础上，数据库管理技术经历了人工管理、文件系统和数据库三个阶段

数据库解决什么问题

将商品、订单、用户、仓配等信息，通过业务应用系统将数据存入数据库供业务使用，然后将数据清洗存入分析型数据库中通过BI系统将商品销售等情况以图表形式展示出来，供公司做决策。

老王，我已经掌握了数据库的基本概念，了解了数据库的发展历史，也懂得了数据库给咱们公司解决的问题。

老王：好的，非常棒！那接下来我们学习开源、轻量且非常流行的关系型数据库MySQL。

MySQL简介

老王：20世纪90年代初，瑞典的Michael Widenius和David Axmark共同开发。最初，他们将这个数据库系统称为“mSQL”，后来改名为MySQL，将“My”命名为他们的女儿My（即Michael的女儿）、“SQL”则表示结构化查询语言。MySQL是一种开源的关系型数数据，它是最受欢迎和广泛使用的数据库之一。

小明：好的老王，我已了解MySQL的出处和他的基本情况。

老王：接下来了解一下MySQL主要特点，重点理解一下MySQL体系架构对你以后处理问题很有帮助。

MySQL主要特点

MySQL在Web开发、企业应用、数据分析、电子商务等领域都有广泛的应用。它简单易用且功能强大，具备高性能、高并发、高可靠、数据安全、多种存储引擎且开源免费等诸多特点。

MySQL体系架构

MySQL的体系架构分为客户端、Server层和存储引擎层，Server层包括连接器、查询缓存、分析器、优化器和执行器，存储引擎有MyISAM、InnoDB、Memory等等，目前主流的是综合性能更强的InnoDB存储引擎。

连接器：管理连接，权限验证。
分析器：词法分析、语法分析、语义分析。
优化器：生成执行计划、索引选择、连表顺序。
执行器：操作存储引擎，返回结果。
查询缓存：命中则直接返回结果。

小明：我已经掌握了MySQL体系架构，Server层有哪些模块也都记下了。

老王：非常棒，你已经掌握了MySQL的基本概念，接下来给你介绍一下我们为啥上云。

为什么上云

老王：我们之所以选择阿里云的RDS，而不是自己搭建数据库，是因为它具备简单化运维、灵活扩展、高可用性、全球化部署、更好的数据安全和专业的技术支持。

小明：这样一来我们就不需要花费大量时间和精力去管理数据库服务器，可以专注于业务开发和优化。

老王：是的，而且阿里云RDS还为我们提供了高可用的架构，通过自动备份和数据复制，还提供多重安全机制，如网络隔离、访问控制和数据加密，保护数据库免受外部攻击和数据泄露的威胁。

小明：那太好了，数据库的高可用性和安全性都得到保障。还有别的优势吗？

老王：咱们公司是做跨境电商的，业务需要面向全球用户，阿里云RDS提供了全球部署的选项，可以将数据库实例部署在不同的地域，降低访问延迟，提高用户体验。

小明：这么一来，阿里云的RDS提供了全面的数据库解决方案，为我们的跨境电商网站提供了可靠的数据库支持。我想先赶紧学习一下RDS，体验一下。

老王：你已经了解数据库发展史、掌握数据库基本概念、了解了RDS相较于开源MySQL的优势，那接下来我给你介绍一下RDS产品，然后带你创建一个RDS实例。

RDS产品介绍

老王：RDS（Relational Database Service）是一种托管式的关系型数据库服务，它为用户提供了一种简单、可靠、安全的方式来部署、操作和扩展数据库。具有安全可靠、解决运维烦恼、有效降低成本和自研增加等四大特性，如下所示：

小明：当我们促销需要扩容，RDS有啥优势呢？

老王：扩缩容操作简单灵活，通常仅约30秒闪断或无闪断。Serverless实例扩缩容为自动、秒级、无闪断。

小明：我听说咱们公司之前用的开源的MySQL，上云的话与RDS是否兼容呢？

老王：阿里云自研的AliSQL在开源数据库的基础上，进行了一系列创新与优化，不仅兼容社区MySQL，还满足企业级的性能和稳定性需求。接下来让我带你创建一个RDS实例，用DMS连接执行SQL体验一下吧！

实例创建

老王：创建RDS实例是一个简单的过程。登录RDS控制台创建实例，设置相关配置，选择业务需要的实例规格，然后提交订单就可以了。

基础资源：不同地域之间内网不通，实例创建后地域不支持更改。

登录RDS控制台，点击创建实例

老王：通常情况下我们用RAM账号登录到RDS控制台，如下图所示，点击创建实例跳转到标准创建页，设置基础资源。

设置基础资源

老王：RDS实例购买后，地域不支持更改。我们的服务部署在上海ECS，因此RDS也选择上海，这样ECS与RDS内网互通。否则，ECS实例只能通过外网访问RDS实例，无法发挥最佳性能。
1. 设置实例配置
  
  VPC相同，交换机不同，ECS实例与RDS实例也可以内网互通。
  
  在阿里云中，VPC（Virtual Private Cloud，虚拟私有云）和交换机（VSwitch）是构建和管理云上网络环境的关键组件。它们在部署云资源（如 ECS 实例、RDS 数据库等）时起着至关重要的作用。以下是对 VPC 和交换机的详细解释，以及它们在网络 RDS（Relational Database Service，关系型数据库服务）中的作用。
  
  1. VPC（虚拟私有云）
  
  定义
  
  VPC 是一个隔离的网络环境，允许你在阿里云中创建一个逻辑隔离的网络空间。在 VPC 中，你可以自定义 IP 地址范围、子网（通过交换机实现）、路由表和网络网关。
  
  作用
  1. 网络隔离：
    - VPC 提供了一个完全隔离的网络环境，确保你的云资源（如 ECS 实例、RDS 数据库等）与其他用户的资源完全隔离，增强了安全性。
  2. 自定义网络配置：
    - 你可以自定义 IP 地址范围、子网划分、路由表和网络网关，满足不同的网络需求。
  3. 灵活的网络拓扑：
    - VPC 支持多种网络拓扑结构，可以根据业务需求灵活配置，例如多区域部署、混合云架构等。
  4. 连接到本地数据中心：
    - 通过 VPN 或专线连接，VPC 可以与本地数据中心无缝连接，实现混合云架构。
  2. 交换机（VSwitch）
  
  定义
  
  交换机是 VPC 内的一个子网，用于划分不同的网络区域。每个交换机可以分配一个特定的 IP 地址范围，并且可以配置不同的路由策略。
  
  作用
  1. 子网划分：
    - 交换机允许你将 VPC 划分为多个子网，每个子网可以分配不同的 IP 地址范围，便于管理和隔离不同的业务模块。
  2. 区域隔离：
    - 通过配置不同的交换机，可以实现不同区域的网络隔离，提高网络的安全性和管理效率。
  3. 灵活的路由策略：
    - 交换机可以配置不同的路由策略，控制子网内的流量走向，实现更复杂的网络拓扑结构。
  3. 网络 RDS 为什么需要 VPC 和交换机
  
  1. 安全性
  - 网络隔离：
    - RDS 数据库通常包含敏感数据，需要严格的安全措施来保护数据不被未经授权的访问。通过部署在 VPC 和交换机中，RDS 可以与其他网络环境隔离，减少安全风险。
  - 访问控制：
    - VPC 和交换机允许你配置精细的访问控制策略，例如通过安全组和网络 ACL（访问控制列表）来限制对 RDS 的访问，确保只有授权的用户和应用可以访问数据库。
  2. 网络性能
  - 低延迟：
    - 将 RDS 部署在 VPC 和交换机中，可以确保数据库与应用实例（如 ECS）之间的网络通信具有低延迟和高吞吐量，提高应用性能。
  - 带宽保证：
    - VPC 提供了高性能的网络环境，确保 RDS 的网络带宽需求得到满足，避免网络瓶颈。
  3. 灵活的网络配置
  - 多区域部署：
    - 通过 VPC 和交换机，可以灵活地将 RDS 部署在不同的区域和子网中，支持多区域高可用架构。
  - 混合云架构：
    - 如果你的业务需要与本地数据中心进行数据交互，VPC 和交换机可以实现无缝连接，支持混合云架构。
  4. 管理和监控
  - 网络监控：
    - VPC 提供了丰富的网络监控功能，可以实时监控 RDS 的网络流量和性能指标，帮助你及时发现和解决问题。
  - 日志记录：
    - VPC 的网络日志功能可以记录 RDS 的网络访问日志，便于安全审计和故障排查。
  总结
  
  VPC 和交换机是构建安全、高效和灵活的云网络环境的关键组件。通过将 RDS 部署在 VPC 和交换机中，可以实现以下优势：
  - 增强安全性：通过网络隔离和访问控制，保护数据库免受未经授权的访问。
  - 优化网络性能：确保低延迟和高吞吐量的网络通信，提高应用性能。
  - 灵活的网络配置：支持多区域部署和混合云架构，满足不同的业务需求。
  - 高效的管理和监控：通过网络监控和日志记录，及时发现和解决问题，确保数据库的稳定运行。

完成上述参数配置后，单击去支付

核对一下基础资源、实例配置和购买数据量，然后点击去支付，付完款后系统自动创建实例。

小明：老王，实例已经创建成功了，我怎么连上去看看呢？

老王：要连RDS实例的话，这个时候就需要用于控制访问数据库的安全机制的白名单出场了，你设置好白名单之后才能访问RDS，其他未在白名单中的IP地址将无法访问RDS。

设置白名单

小明：访问个RDS还要这么麻烦啊，还得设置白名单？

老王：通过设置白名单，你可以限制只有指定的IP地址才能访问数据库，防止未授权的访问。这样可以有效防止黑客和恶意攻击，保护数据库的数据安全。

访问RDS实例列表，然后点击目标实例ID。

RDS主库实例ID为rm-开头蓝色字体的字符串。

在左侧导航栏中，单击白名单与安全组。

添加白名单分组

多个IP地址用英文逗号隔开，且逗号前后不能有空格。单个实例最多添加1000个IP地址或IP段。如果IP地址较多，建议将零散的IP合并为IP段，例如10.10.10.0/24。

小明：白名单我已添加好了，那我此时可以去体验RDS了？

老王：你还需要创建一个账号，授权后才能登录，授权一般针对某个库授权，因此你还得先创建一个库。

创建数据库

老王：在创建数据库的页面，你需要设置数据库的名称、字符集、排序规则等信息。

字符集：字符集（Character set）是多个字符的集合，字符集种类较多，每个字符集包含的字符个数不同，常见字符集名称：ASCII字符集、GB2312字符集、BIG5字符集、 GB18030字符集、Unicode字符集等。utf8、utf8mb4是Unicode其中的使用方式。在跨境电商行业里通常选用utf8就够了，若是表情符场景可选用utf8mb4这样会增加一点存储成本。

在左侧导航栏中单击数据库管理，然后单击创建数据库。
1. 设置库名和字符集。
  
  数据库名称是唯一的，要确保起一个有意义且易于识别的名字。字符集和排序规则要根据实际需求来选择，一般来说选择utf8就可以啦。然后单击创建。
  
  小明：好的老王，库已经建好了，你教我创建账号吧！

创建账号与授权

老王：在RDS上管理用户和授权是非常重要的，它可以确保数据库的安全性和数据的隐私。

在左侧导航栏选择账号管理，然后单击创建账号。
1. 设置账号信息
  
  高权限账号无需选择要授权的数据库，因为高权限账号拥有实例里所有数据库的权限，一个实例只能有一个；普通账号可以有多个，可授读写（DDL+DML）、只读、仅DDL或仅DML中的一个或多个，也可以自定义权限。
  
  小明：我已经创建账号并授权了，老王赶紧带弟弟连接上RDS体验一下吧！

连接RDS

老王：在RDS基础信息页面点击登录数据库，在弹出的DMS页面中填写数据库账号名和密码，然后单击登录就连上RDS了。

在左侧导航栏选择基本信息，然后单击登录数据库。
1. 在弹出的DMS页面中，填写数据库账号名和密码，然后单击登录。
  
  填上账号、密码之后点击测试连接，成功之后点击登录，就连上RDS了。

登录成功后，在左侧双击目标数据库名称，可以切换数据库。

现在你已通过DMS连上RDS，根据下面SQL去创建一张表，体验一下增删改查吧！

-- 创建表结构
CREATE TABLE `goods` (
  `id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '书籍编号',
  `name` varchar(32) NOT NULL COMMENT '书籍名称',
  `price` decimal(10,0) NOT NULL COMMENT '单价',
  `stock` int(10) unsigned NOT NULL COMMENT '库存',
  `author` varchar(128) DEFAULT NULL COMMENT '作者',
  `publishing_house` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT '出版社',
  `publishing_date` date DEFAULT NULL COMMENT '出版日期',
  `type` varchar(16) DEFAULT NULL COMMENT '类型',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='商品信息';
 
-- 插入数据
INSERT INTO
  `goods` (
    `id`,
    `name`,
    `price`,
    `stock`,
    `author`,
    `publishing_house`,
    `publishing_date`,
    `type`
  )
VALUES
  (
    '1',
    'Python编程从入门到精通',
    '50',
    '4990',
    '张三',
    '图灵出版社',
    '2022-01-15',
    '计算机'
  ),
  (
    '2',
    '数据结构与算法分析',
    '35',
    '700',
    '李四',
    '清华大学出版社',
    '2021-09-30',
    '计算机'
  );
 
-- 查询
SELECT * FROM `goods`;
 
-- 修改数据(修改后执行上面的查询语句检查是否修改成功)
UPDATE  `goods`
SET
  `price` = 78
WHERE
  id = 1
   
-- 删除数据(删除后执行上面的查询语句检查是否删除成功)
DELETE FROM `goods`
WHERE
  `id` = 1
 
-- 删除表
DROP TABLE `goods` ;