2024年版【GCP資格の勉強 PDE編】Cloud SQLの特徴・機能とは？

2024年版【GCP資格の勉強 PDE編】Cloud SQLの特徴・機能とは？について解説します。
（★注意：GCP資格 Professional Data Engineer(PDE)試験の公式テキスト・問題集などを元に独自にまとめたものです）

Google Cloud Platform（GCP）のProfessional Data Engineer（PDE）試験では、Cloud SQLに関する知識が重要です。Cloud SQLは、GCP上で提供されるフルマネージドのリレーショナルデータベースサービスです。

以下に、Cloud SQLの特徴、構成要素、および使用法について説明します。

Cloud SQLとは？

Cloud SQLは、Google Cloud Platformが提供するサービスの一つです。

Cloud SQLは「フルマネージドのリレーショナルデータベースサービス」と呼ばれています。「フルマネージド」とは、Googleがデータベースの管理やメンテナンスをほとんどまたは全て行ってくれるという意味です。つまり、ユーザーはデータベースの設定や管理についてあまり心配する必要がありません。

次に、「リレーショナルデータベース」とは、データを整理しやすい表形式で保存するシステムのことです。一般的なデータベースの形式であり、データの関連性を効率よく管理することができます。

Cloud SQLは、リレーショナルデータベースをクラウド上で簡単に使用できるサービスです。ユーザーは、自分のアプリケーションやウェブサイトでデータベースを使う際、Googleのインフラストラクチャを利用して、データベースを構築、運用できます。

Cloud SQLはデータベースを簡単に、かつ安全に使えるようにするGoogleのサービスです。ユーザーは、データベースの複雑な設定や管理をGoogleに任せることができ、自分たちの主要な業務に集中できます。

Cloud SQLの既存サービス

Cloud SQL for MySQL: Cloud SQL for PostgreSQL: Cloud SQL for SQL Server:
それぞれMySQL、PostgreSQL、SQL Serverといった人気のリレーショナルデータベースシステムを、GCP上で使用できるようにするサービスです。

データベースのクラウド化（DBaaS）

課金制度

使用量課金制：: VCPUコア、メモリ、ストレージ、DBMSのライセンス料などがコスト要素として含まれます。
CUD（Committed Use Discount）が提供されることもあります。

インスタンス

柔軟な設定：: vCPUやメモリを柔軟に設定可能です。
事前定義されたマシンタイプを使用可能で、カスタマイズも可能です。
稼働中にマシンタイプを変更できます（ただし、再起動が必要な場合があります）。

ストレージ

HDDまたはSSD：: 起動後にストレージを拡張可能です（縮小はできません）。
自動拡張の設定が可能です。

高可用性

フェイルオーバー構成：: プライマリとセカンダリの構成を提供し、高可用性を実現します。

リードレプリカ

負荷分散：: プライマリ（書き込み/読み取り）レプリカとリードレプリカ（読み取り）により、読み取り処理の負荷分散を実現します。
Cross-Region Read Replicaなど、さまざまなオプションが利用可能です。

バックアップとリストア

バックアップオプション：: 自動バックアップまたはオンデマンドバックアップが利用可能です。
リストア方法には、同じインスタンスへのリストア、別インスタンスへのリストア、ポイントインタイムリカバリがあります。

ネットワーク

セキュリティと接続：: Public IPまたはPrivate IPを使用可能です。
SSL/TLS接続をサポートします。
IPアドレスに基づくアクセス制御が可能です。

Cloud SQL Auth Proxy

セキュアな接続：: プロキシを使用してセキュアな接続を実現します。
IAMによる権限管理が可能です。

認証と承認

ユーザーパスワード：: IAMを使用した認証（PostgreSQL、MySQLのみ）。

メンテナンス

自動メンテナンス：: DBMSの更新、OSパッチの自動適用。
平均30秒/月のダウンタイム発生。スケジュール設定が可能です。

モニタリング/ロギング

監視と分析：: Cloud Monitoringを使用して、CPU使用量、メモリ使用量、ストレージ使用量などを監視します。
Query Insightsにより、クエリのパフォーマンス分析が可能です。

暗号化

データ保護：: ネットワーク通信はSSL/TLSにより保護されます。
データはCMEK（Customer-Managed Encryption Key）、Cloud KMSを使用して暗号化されます。

【練習問題】Cloud SQLの特徴・機能

練習問題 1

Cloud SQLのどの機能が、データベース管理の自動化に貢献していますか？

1. ユーザーパスワード認証
2. 自動メンテナンス
3. セキュリティと接続
4. バックアップオプション

解答: 2. 自動メンテナンス

解説: Cloud SQLの自動メンテナンス機能は、DBMSの更新やOSパッチの自動適用を行い、データベースの管理を容易にします。Cloud SQLの自動メンテナンス機能により、ユーザーは定期的なメンテナンス作業から解放され、データベースの安定稼働を保証します。

練習問題 2

Cloud SQLでのリードレプリカの主な利用目的は何ですか？

1. バックアップの作成
2. 書き込み処理の高速化
3. 読み取り処理の負荷分散
4. データベースのセキュリティ強化

解答: 3. 読み取り処理の負荷分散

解説: Cloud SQLのリードレプリカは、読み取り処理の負荷を分散させるために使用されます。Cloud SQLのリードレプリカにより、プライマリレプリカに集中する読み取りリクエストの負担が軽減され、全体のデータベース性能が向上します。

練習問題 3

Cloud SQLのインスタンス設定に関する記述として、正しいものはどれですか？

1. ストレージは起動後に縮小可能です。
2. マシンタイプの変更は稼働中でも可能ですが再起動は不要です。
3. SSDとHDDの両方のストレージタイプが利用可能です。
4. IPアドレスに基づくアクセス制御はサポートされていません。

解答: 3. SSDとHDDの両方のストレージタイプが利用可能です。

解説: Cloud SQLでは、SSD（高速なデータアクセスが可能）とHDD（コスト効率が良い）の両方のストレージタイプが利用可能です。この選択肢により、ユーザーはニーズに応じてストレージタイプを選択できます。ストレージの縮小やマシンタイプの変更には制限があり、IPアドレスに基づくアクセス制御はサポートされています。