摘要：本期大綱隨著從到千萬用戶的業務增長，通過的不同服務輕松地實現高性能和高可用的基礎架構。方坤老師本次的主題比較偏向實踐的基礎部分，假設了一個應用從小型到中型和大型的時候，可能需要用到的服務，以及相關介紹和實踐建議。

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本期大綱
隨著從0到千萬用戶的業務增長，通過aws的不同服務輕松地實現高性能和高可用的基礎架構。

嘉賓介紹
方坤，AWS解決方案架構師，9年服務器開發和云計算領域解決方案經驗。曾任Intel亞太研發公司軟件開發工程師和UCloud云計算高級解決方案架構師，熟悉互聯網領域多種應用場景，有豐富的初創企業IT解決方案項目設計經驗。

方坤老師本次的主題比較偏向AWS實踐的基礎部分，假設了一個web應用從小型到中型和大型的時候，可能需要用到的AWS服務，以及相關介紹和實踐建議。

可能有的小伙伴沒太了解，所以幾個重要的基礎概念先說明下：

首先是區域(Region)，它是一個物理的概念，數據中心的集合，可以覆蓋一個地區或國家。

比如說北京區，就是覆蓋中國地區，然后區域下面有可用區的概念，一個區域包括多個可用區。而可用區是若干物理數據中心（由高速光纖連接）邏輯上組成的，北京區有兩個可用區，通俗來說可以理解為同城的多數據中心。

可用edge location，邊緣節點可以理解為CDN分發節點，今天主要涉及到的服務會是計算、存儲、網絡三個部分。

為什么可用區的概念這么重要？是因為AWS的很多服務都是天然跨可用區的，提供高可用或失效轉移的特性，這樣企業就不用花費額外的工作量和成本來搭建。最初的時候，測試環境或者剛上線的時候，考慮到便利性，通常可以采用all-in-one的結構。

首先需要在AWS環境中創建一個VPC，VPC就像是為你提供了一個虛擬的私有云，一張大的二層網絡。再通過我們的控制臺工具，在里面劃分的子網，配置路由。然后創建一臺EC2，就可以SSH登錄上，部署您的服務了，甚至可以把數據庫也搭建在上面。

配置好IP，綁定到這個EC2上，你的用戶就能通過DNS解析訪問到這臺EC2上的服務了。大體架構如下圖：

Route 53是AWS提供的DNS服務，他可以基于延遲、地區等規則來進行路由。但是目前在中國區不可用，您需要用到國內第三方的DNS服務。這是一個最簡單的架構，即使是只有一臺EC2，也是大有文章可做，因為EC2本身的配置非常多樣。

它有不同的機型，比如內存優化型，適用于構建基于內存的數據庫、大數據處理引擎、高性能計算等應用。還有GPU的機型，適用于3D圖形應用等等，包括計算優化和存儲優化機型。

EC2磁盤的IOPS也是可以配置的，如果有對io要求很高的話，可以選擇存儲優化，然后加上PIOPS配置，也就是預定義它的IOPS能力。

但是這樣一個小型的架構，會存在以下問題：

很有可能訪問會突增，那么勢必會扛不住

沒有失效轉移

數據也沒有冗余

所以，可以考慮先將web和DB拆開，DB的部分既可以選擇比較合適的EC2機型自建，也可以選擇AWS托管的數據庫服務。其實關系型數據庫服務為RDS，菲關系行數據庫服務為DynamoDB。

RDS會比較常用，它可以支持oracle，SQL Server、PstgreSQL，MysQL和MariaDB。

好處是維護簡單，因為底層都是AWS在維護。可以縱向更改配置，而且有自動備份。它還會在另一個可用區配置一個同步復制的從庫，一旦主庫失效，就能failover過去，DynamoDB的話后面再詳細介紹。

于是，將DB拆出來后，架構圖就會演變成這樣：

當然，這個架構還是在單個可用區部署的，所以隨著業務的繼續擴展，后面需要考慮到負載均衡和多可用區，我們會建議再演變成下圖：

ELB支持HTTP和HTTPS，而且會對后端做健康檢查，這樣一個原型，擴展性很好了。

可以一直橫向的擴展，當然，最后的瓶頸勢必會出在DB上。這樣的擴展還是存在一個問題，就是所有的事情都要人手動來做。

AWS提供了一個工具，叫auto scaling。讓企業結合監控規則來自動擴展，比方說，可以定義web server這一層的最小和最大數量，根據CPU的負載來決定是否要擴容縮容，具體配置方法比較細節，就不在這贅述了。

同時，還要考慮動靜分離，將靜態資源分離出來，比如圖片、css、js、視頻等等，結合源站存儲和CDN來部署，源站可以使用S3服務。S3是對象存儲，自動擴容，只需要把你的對象放進來，通過控制臺或者命令行工具或者SDK來讀寫。

海外的話，AWS提供cloudfront服務，也就是CDN加速；國內的話，暫時需要用第三方的CDN服務。

S3的好處是持久性高，有11個9，每個對象最高達5TB。S3有兩種，除了通用的S3服務外，還可以選擇低冗余的類型，用來存儲不是那么敏感的數據，這樣可以節省成本，這是靜態的內容緩存。而動態的內容緩存，基本上是用到內存型存儲或者NoSQL。

有個服務叫ElastiCache可以提供memcache和redis服務，可以把DB的熱點數據放在這里面，提供更高的IO性能。ElastiCache也是托管型服務，好處是可以方便的分片或者構建集群和副本集，像redis的話可以支持數據持久化，多個可用區。

緩存也可以用DynamoDB來替代，它可以提供延遲低于10ms的數據存取，總之，架構可以演變成下圖：

簡單起見，這里只顯示了一個可用區關于這兩個服務的更多細節，所以基本上，一個中型的web服務，在AWS上就可以這樣架構：

再之后的優化，就是自動化了，一方面是auto scaling這個工具，另一方面AWS也提供了一些自動化運維的工具。

像ElasticBeanstalk,你可以把你的應用上傳過來，只需要簡單的配置，這個服務就會幫你配置好網絡、服務器和數據庫；像OpsWorks，它是一個托管型的chef服務；還有Cloudformation，它可以幫助你把AWS上使用的服務通過一個JSON文件來管理，這樣不論是基礎架構的版本管理還是自動部署，都會更加方便，一切都代碼化。

另外，監控方面，需要用到CloudWatch服務，它不僅基本的基礎架構監控，也可以讓你自定義應用級別的監控。后者需要用到我們的代理agent。然后，AWS也有工具和服務可以幫助你把架構SOA化，把服務當做獨立的單元對待，獨立地進行擴展，比如郵件服務，消息通知服務，消息隊列服務等等。

那消息隊列服務來說，AWS提供的SQS服務，可以幫助架構解耦合，通過簡單的API來首發消息，消息存儲在無限制容量的SQS里，然后可以對隊列做認證和權限控制，而且這個消息隊列也是基于多個可用區存儲的，所以也提供高可用。

當然，出于性能的高可用考慮，它無法百分百保證先進先出，所以只需要在應用里面加入對順序對的控制即可。

還有一個lamdba服務，它是一個函數的托管服務，您可以把基于事件觸發的函數托管過來，不需要關心底層的擴展，比如說你有一個用戶在S3上傳了圖片，可以觸發Lambda的函數來處理，并將通過SQS隊列來把任務發給EC2，處理完后又觸發Lambda函數把該圖片的元數據保存到數據庫里。

在各個AWS服務之間，都通過Lambda來粘合，讓你的應用更輕量級，也不需要考慮其擴展性和可用性，所以當你的應用到達大型之后，就可以考慮如下幾個方法了：

部署多可用區

用ELB負載均衡流量

用auto scaling自動擴展

利用AWS的服務SOA化

利用S3和CDN動靜分離

緩存DB

把應用盡量無狀態化，這一點可以通過SQS、lambda等服務來支持，參考下圖：

最后的話，就要解決DB的瓶頸了。如果您在使用關系行數據庫的話，只有兩個辦法。要么按業務和功能劃分數據庫，這一點AWS能協助的是幫助你方便地搭建讀副本，但是更多的需要您從業務層面來梳理和劃分；要么就是做sharding，這一點來說，AWS RDS也只是能提供底層的支撐，更多的是應用層面的分片。

然而，在NosQL這一部分，AWS的DynamoDB可以提供強大的幫助，所以您需要考慮哪些數據是可以上NoSQL的，這一點的擴展性在AWS上是非常好的支持的。

DynamoDB是一個托管式的NoSQL數據庫，可以提供很高的性能，您可以更具實際的需求來配置讀寫性能。底層支持分布式和容錯，基于SSD的存儲，平均延遲低于10ms。可以提供最終一致性或強一致性。數據的副本基于多可用區分布是部署，您只需要管理你的表和項目，而至于底層的節點，對您來說是透明的。

當然，更重要的是從業務層面來梳理，再來歸納幾個重要的點：

要使用多可用區部署

充分利用能自動擴展的服務，比如ELB，S3，SNS，SQS等等

充分考慮NoSQL的可行性

外部和內部的緩存

盡可能的自動化，充分利用AWS的自動化工具，比如auto scaling、cloudformation等等

確保您充分利用了cloudwatch的監控服務和日志工具

充分利用AWS的服務來進行服務模塊化

別在AWS上重復造輪子

Q&A

Q1:如果業務既面向國內，也面向海外，是使用aws國內版，還是海外版？互通性會不會不同地區用戶的體驗問題？

A1: 首先不可避免的是海內外網絡的穩定性和性能問題，基于國情建議如下考慮：

如果主要的用戶來自國內，您可以部署在國內，然后海外部分通過將靜態內容CDN加速來降低延遲、甚至是使用國際專線，我們也有合作伙伴來支持；反之國際亦然。

還有一個辦法，就是看能否分開部署，這個完全取決于您的業務和應用能否支持了，這個主要還是網絡基礎設施層面的問題。

Q2:從國內現有的云服務，遷移到aws，有什么好的方式不？

A2:其實困難主要就是在于數據庫的遷移。我們有個工具叫DMS，國內尚不可用，將來應該會有。所以一般的方法就是先將全庫拷貝過來，然后再增量復制。因為不同數據庫特性不同，總的來說，就是AWS會幫助大家一起想出最佳的方案。

下期預告
時間：2016年11月23日 晚8點
方式：線上微信群
主題：直播中視頻編碼實踐經驗總結

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