قواعد البيانات المُدارة: RDS وAurora

في الجزء السابع اتفقنا إن السيرفر ممكن يختفي بأي لحظة، فما يبقى عليه شي مهم. وأهم شي عندك هو بياناتك، فوين تعيش؟

تقدر تثبّت PostgreSQL بنفسك على سيرفر EC2. هذا يشتغل، بس صرت أنت المسؤول عن النسخ الاحتياطية، والتحديثات، والنسخ المتطابقة، والتحويل عند الأعطال، والقرص اللي يمتلي الساعة 3 الفجر. RDS تشيل عنك أغلب هذا.

وش تسوي RDS عنك؟ #

RDS (Relational Database Service) تشغّل محرك قاعدة البيانات اللي تختاره على سيرفرات تديرها AWS. والمحركات المدعومة: PostgreSQL وMySQL وMariaDB وOracle وSQL Server وDb2، وفوقها Aurora اللي بنوصلها بعد شوي.

والمقابل: ما تقدر تدخل على السيرفر بـ SSH، ولا تلمس نظام التشغيل. ولو تحتاج هذا فعلاً مع Oracle أو SQL Server، فيه RDS Custom اللي يعطيك وصول للسيرفر، وتبقى AWS تتكفل بكثير من الأتمتة.

تخزين يكبر لحاله #

فعّل Storage Auto Scaling وحدد سقف، وRDS توسّع القرص لما تقل المساحة الفاضية، بدون توقف. بس انتبه: التخزين يكبر فقط، وما تقدر تصغّره بعدها.

Multi-AZ ونسخ القراءة #

هذي أهم فكرة في الجزء، وكثير يخلطون بينهم. واحد يحميك من الأعطال، والثاني يساعدك تخدم قراءات أكثر.

Multi-AZ #

متزامن معناها إن الكتابة ما تتأكد إلا بعد ما توصل النسختين. ولما تتعطل الأساسية، توجّه RDS نفس اسم الـ DNS للاحتياطية، وتطبيقك يعيد الاتصال بدون أي تعديل. وتقدر تفعّلها على قاعدة شغّالة بدون توقف.

وفيه شكل أحدث اسمه Multi-AZ DB cluster لـ MySQL وPostgreSQL: قاعدة أساسية واحدة مع نسختين احتياطيتين تقدر تقرأ منهم، وتحويل أسرع.

نسخ القراءة #

تقدر تسوي لين 15 نسخة في PostgreSQL وMySQL وMariaDB، وأقل في غيرها. ومثال شائع: تقارير لوحة التحكم الثقيلة تقرأ من نسخة، فما تأثر على قاعدة الإنتاج.

انتبه لنقطتين:

• RDS ما توزّع القراءات عنك. تطبيقك هو اللي يوجّه القراءة لعنوان النسخة.
• النسخ غير متزامن. ممكن المستخدم ما يشوف اللي كتبه قبل لحظة، فخل القراءات اللي لازم تكون محدّثة على القاعدة الأساسية.

ونقل البيانات لنسخة داخل نفس الـ Region مجاني، وبين Regions مدفوع.

النسخ الاحتياطي والاسترجاع #

RDS تاخذ نسخة يومية تلقائية، وتحفظ سجلات المعاملات كل 5 دقايق، فتقدر ترجع لأي ثانية داخل فترة الاحتفاظ لين حوالي 5 دقايق قبل الحين. وتحدد الفترة من يوم لين 35 يوم، و0 يوقف النسخ التلقائي.

أما اللقطات اليدوية (Snapshots) فتبقى لين تحذفها أنت، فمناسبة قبل أي تغيير كبير.

وأهم نقطة: الاسترجاع ينشئ قاعدة جديدة بعنوان جديد، وما يكتب فوق القديمة. وبعدها توجّه تطبيقك للعنوان الجديد.

الأمان #

نفس النمط اللي شفناه في الجزء السادس: قاعدة البيانات في شبكة خاصة، وما تقبل إلا من مجموعة أمان السيرفرات.

• الشبكة: أوقف الوصول العام (Public access)، وخل مجموعة الأمان تسمح بالمنفذ (5432 أو 3306) من مجموعة أمان السيرفرات فقط.
• التشفير المخزّن: عن طريق KMS، وقرره عند الإنشاء. تفعيله بعدين يعني تشفّر نسخة من لقطة وتسترجعها.
• التشفير أثناء النقل: TLS.
• كلمات المرور: خل RDS تدير كلمة المدير في Secrets Manager، أو استخدم مصادقة IAM برموز مؤقتة في PostgreSQL وMySQL وMariaDB.
• السجلات: صدّرها إلى CloudWatch Logs.

RDS Proxy #

لو عندك اتصالات كثيرة وقصيرة، زي دوال Lambda اللي بنشرحها في الجزء الحادي والعشرين، ممكن تستهلك حد الاتصالات في القاعدة. RDS Proxy يجلس في النص ويعيد استخدام الاتصالات، وتطبيقك يتصل فيه كأنه القاعدة نفسها.

ويقلل وقت التحويل عند الأعطال، لأنه يبقي اتصالات تطبيقك مفتوحة ويوجّهها للقاعدة الجديدة. ويتوفر من داخل شبكتك الخاصة فقط.

Aurora #

Aurora محرك قاعدة بيانات بنته AWS للسحابة، ومتوافق مع MySQL أو PostgreSQL، فتطبيقك وأدواتك تشتغل بتعديل بسيط أو بدون تعديل. والفرق الجوهري: التخزين منفصل عن السيرفرات.

• التخزين: ما تحجز مساحة مسبقاً، فهو يكبر لحاله لين 256 TiB في الإصدارات الحديثة، ويحفظ ست نسخ على ثلاث مناطق توفر.
• السيرفرات: سيرفر كتابة واحد ولين 15 نسخة قراءة. وبما إنهم يتشاركون التخزين، يكون تأخر النسخ عادةً قليل جداً.
• التحويل: عند العطل تترقى نسخة قراءة، وعادةً خلال أقل من 30 ثانية.
• العناوين: عنوان الكتابة يشير دايماً للسيرفر الكاتب، وعنوان القراءة يوزّع على النسخ. وتقدر تسوي عناوين مخصصة، مثلاً تخصص أقوى النسخ للتقارير.
• توسّع النسخ: تقدر تخلي Aurora تزيد نسخ القراءة وتنقصها حسب الضغط.

ميزات تستاهل تعرفها #

RDS أو Aurora؟ #

وفي التكلفة، سيرفرات Aurora أغلى في الساعة، وطريقة حساب التخزين مختلفة. الخيار القياسي يحسب عمليات القراءة والكتابة، وخيار I/O-Optimized يلغيها مقابل سعر أعلى للسيرفرات والتخزين. فقارن بحاسبة الأسعار على ضغطك الحقيقي.

عملي: قاعدة بيانات خاصة ما يوصلها إلا سيرفرك #

بنستخدم السيرفر اللي شغّلته في الجزء الثالث. افتح خدمة Aurora and RDS واضغط Create database:

1. المحرك: اختر PostgreSQL، وخيار الإعداد اللي يعرض كل التفاصيل بدل الإعداد السريع.
2. القالب: أرخص قالب متاح، مثل Free tier لو يظهر في حسابك.
3. الاسم: سمّ القاعدة series-db، وخل اسم المستخدم postgres، واختر Self managed وحط كلمة مرور قوية.
4. الحجم: db.t4g.micro مع 20 GiB.
5. الشبكة: اختر Connect to an EC2 compute resource وحدد سيرفرك. RDS تضبط مجموعات الأمان لك، ويبقى الوصول العام مقفل.

انتظر لين تصير الحالة Available، وانسخ Endpoint من تبويب Connectivity & security. ثم ادخل على السيرفر من EC2 Instance Connect:

sudo dnf install -y postgresql16
psql -h YOUR-DB-ENDPOINT -U postgres -d postgres

وداخل psql سوّ جدول وجرّبه:

CREATE TABLE orders (
  id SERIAL PRIMARY KEY,
  item TEXT NOT NULL,
  created_at TIMESTAMPTZ DEFAULT now()
);

INSERT INTO orders (item) VALUES ('keyboard'), ('screen');

SELECT * FROM orders;

اخرج بـ \q. والحين تأكد إن القاعدة خاصة فعلاً، بتجربة الوصول من CloudShell اللي هو خارج شبكتك:

timeout 5 bash -c '</dev/tcp/YOUR-DB-ENDPOINT/5432' && echo open || echo closed

المفروض تشوف closed. وخذ لقطة يدوية من CloudShell، وهذا اللي تسويه قبل أي تغيير خطير:

aws rds create-db-snapshot \
  --db-instance-identifier series-db \
  --db-snapshot-identifier series-db-demo

aws rds describe-db-snapshots \
  --db-snapshot-identifier series-db-demo \
  --query "DBSnapshots[0].[Status,PercentProgress]" --output table

إضافية: جرّب نسخة قراءة #

نسخة القراءة تحتاج النسخ التلقائي مفعّل على القاعدة الأساسية، وهي سيرفر مدفوع لحاله، وبعض خطط الحسابات المجانية ما تسمح بهذا. لو حسابك يسمح:

aws rds modify-db-instance --db-instance-identifier series-db \
  --backup-retention-period 1 --apply-immediately

aws rds create-db-instance-read-replica \
  --db-instance-identifier series-db-replica \
  --source-db-instance-identifier series-db

لما تجهز، اتصل بعنوانها من سيرفرك. بتلقى صفوف جدول orders كلها، ولو حاولت تضيف صف بيرجع لك الخطأ cannot execute INSERT in a read-only transaction.

aws rds delete-db-instance --db-instance-identifier series-db-replica \
  --skip-final-snapshot

aws rds delete-db-instance --db-instance-identifier series-db \
  --skip-final-snapshot --delete-automated-backups

aws rds delete-db-snapshot --db-snapshot-identifier series-db-demo

الخلاصة #

• RDS تتكفل بالتشغيل والنسخ والتحديثات، وتصميم الجداول والاستعلامات يبقى عليك.
• Multi-AZ للتوفر وما تقرأ منها، ونسخ القراءة للتوسّع وتأخرها وارد.
• الاسترجاع ينشئ قاعدة جديدة بعنوان جديد.
• خل القاعدة في شبكة خاصة، وما تقبل إلا من مجموعة أمان السيرفرات.
• Aurora تخزين مشترك بست نسخ، ولين 15 نسخة قراءة، وتحويل سريع، بس مع توافق MySQL وPostgreSQL فقط.

اختبر نفسك #

قبل ما تكمل، جرّب هذي الأسئلة عشان تتأكد إنك فهمت الجزء. كل سؤال موقف عملي، وبعد ما تجاوب يطلع لك الشرح.

حتى مع قاعدة قوية، تكرار نفس الاستعلام آلاف المرات هدر. في الجزء التاسع نضيف طبقة سريعة قدّامها مع ElastiCache.