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Auto Scaling 为应用程序架构带来的好处
将 Amazon EC2 Auto Scaling 添加到您的应用程序架构中是最大限度地发挥 Amazon 云优势的一种方式。当您使用 Amazon EC2 Auto Scaling 时,您的应用程序将获得以下优势:
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提高容错能力。Amazon EC2 Auto Scaling 可以检测到实例何时运行状况不佳并终止实例,然后启动新实例以替换它。您还可以配置 Amazon EC2 Auto Scaling 以使用多个可用区。如果一个可用区变得不可用,则 Amazon EC2 Auto Scaling 可以在另一个可用区中启动实例以进行弥补。
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提高可用性。Amazon EC2 Auto Scaling 有助于确保应用程序始终拥有合适的容量以满足当前流量需求。
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加强成本管理。Amazon EC2 Auto Scaling 可以根据需要动态地增加或降低容量。由于您仅为使用的 EC2 实例付费,您可以在需要的时候启动实例,并在不需要的时候终止实例以节约成本。
示例:覆盖可变需求
为了说明 Amazon EC2 Auto Scaling 的一些优势,请设想一个在 Amazon上运行的基本 Web 应用程序。此应用程序允许员工搜索可用于开会的会议室。每周开始和结束时段,此应用程序的使用率最低。每周中期,有更多的员工安排会议,因此对此应用程序的需求会显著提高。
下图显示此应用程序的容量在一周中的使用情况。
![对应用程序的容量需求的示例。](images/capacity-example-diagram.png)
按照传统做法,可通过两种方式为这些容量变化做好规划。第一种选择是添加足够多的服务器,以便应用程序始终具有足够的容量来满足需求。但是,这种做法的缺点是应用程序在某些天并不需要这么多容量。额外容量闲置不用,并且实际上提高了使应用程序保持运行的成本。
![演示购买超过需求的容量可能导致欠缺成本效率的示例。](images/capacity-example-over-diagram.png)
第二种选择是采用处理应用程序平均需求所需的容量。这种做法成本更低,因为不用购买仅仅偶尔使用的设备。然而,这样做的风险是:当对应用程序的需求超过其容量时,可能造成糟糕的客户体验。
![演示购买少于需求的容量可能导致糟糕客户体验的示例。](images/capacity-example-under-diagram.png)
通过向此应用程序添加 Amazon EC2 Auto Scaling,您就有了第三种选择。您可以仅在需要时才向应用程序添加新实例,并在不再需要这些实例时终止它们。由于 Amazon EC2 Auto Scaling 使用 EC2 实例,因此您只需在使用时为使用的实例付费。您现在有了一个具有成本效益的架构,可在尽量减少支出的同时提供最佳客户体验。
![一个演示 Amazon EC2 Auto Scaling 如何根据需要调整容量的示例。](images/capacity-example-with-as-diagram.png)
示例:Web 应用程序架构
在常见的 Web 应用程序场景中,您同时运行应用程序的多个副本来满足客户流量。将在相同的 EC2 实例(云服务器)上托管应用程序的多个副本,每个实例都可以处理客户请求。
Amazon EC2 Auto Scaling 代表您管理 EC2 实例的启动和终止。您可以定义一组标准(例如 Amazon CloudWatch 警报),用于确定 Auto Scaling 组何时启动或终止 EC2 实例。将 Auto Scaling 组添加到网络架构有助于提高应用程序的可用性和容错能力。
![具有 Auto Scaling 组的基本三层架构。](images/sample-3-tier-architecture-auto-scaling-diagram.png)
您可以根据需要创建任意数量的 Auto Scaling 组。例如,您可以为每个层创建一个 Auto Scaling 组。
要在您的 Auto Scaling 组的各实例之间分配流量,可在您的架构中引入一个负载均衡器。有关更多信息,请参阅 Elastic Load Balancing。
示例:在可用区之间分配实例
可用区是给定 Amazon Web Services 区域中相互隔离的站点。每个区域都有多个可用区,旨在为该区域提供高可用性。可用区相互独立,因此,设计为使用多个可用区的应用程序可以提高应用程序的可用性。有关更多信息,请参阅 Amazon EC2 Auto Scaling 中的恢复功能。
可用区由 Amazon Web Services 区域 代码和字母标识符进行标识(例如,us-east-1a
)。如果您创建了自己的 VPC 和子网而不是使用默认 VPC,则可以在每个可用区中定义一个或多个子网。每个子网都必须完全位于一个可用区之内,不能跨越多个可用区。有关更多信息,请参阅《Amazon VPC 用户指南》中的 Amazon VPC 的工作原理。
在创建自动扩缩组时,必须选择要在其中部署该自动扩缩组的 VPC 和子网。Amazon EC2 Auto Scaling 会在您选择的子网中创建您的实例。这样,每个实例都与 Amazon EC2 Auto Scaling 选择的特定可用区相关联。当实例启动时,Amazon EC2 Auto Scaling 会尝试在可用区之间均匀分配这些实例,以实现高可用性和可靠性。
下图概括演示了跨三个可用区部署的多层级架构。
![跨三个可用区的典型自动扩缩组。](images/sample-3-tier-architecture-with-azs-diagram.png)
实例分配
Amazon EC2 Auto Scaling 会自动尝试在每个已启用的可用区中维持相同数量的实例。Amazon EC2 Auto Scaling 通过尝试在实例最少的可用区中启动新实例来执行此操作。如果为该可用区选择了有多个子网,则 Amazon EC2 Auto Scaling 将从该可用区中随机选择一个子网。但是,如果尝试失败,Amazon EC2 Auto Scaling 将尝试在另一可用区中启动实例,直到成功。
如果某个可用区运行状况不正常或不可用,实例在可用区之间的分布可能不再均匀。在该可用区恢复后,Amazon EC2 Auto Scaling 会自动重新平衡自动扩缩组。为此,系统将会在具有最少实例的已启用可用区中启动实例,并在其他可用区中终止实例。
再平衡活动
再平衡活动分为两类:可用区再平衡和容量再平衡。
可用区再平衡
在某些操作发生后,Auto Scaling 组可能会在不同可用区之间变得不平衡。Amazon EC2 Auto Scaling 将通过再平衡可用区来进行补偿。以下操作可能导致重新平衡活动:
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您更改了与您的自动扩缩组关联的可用区。
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您显式终止或分离了实例,或将实例设为待机状态,这时该组将会失衡。
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之前没有足够容量的某个可用区已经恢复,现在具有额外的容量。
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之前 Spot 价格超出您最高价的可用区现在的 Spot 价格低于您的最高价。
在重新平衡时,Amazon EC2 Auto Scaling 会首先启动新实例,然后再终止旧实例。这样可确保重新平衡不会影响应用程序的性能或可用性。
由于 Amazon EC2 Auto Scaling 在终止旧实例之前会尝试启动新实例,因此达到或接近指定的最大容量可能会阻碍或完全停止再平衡活动。
为避免此问题,在再平衡活动期间,系统可以暂时超出组的指定最大容量。预设情况下,系统可以执行 10% 或一个实例的裕度,以两者中最大的为准。仅在该组达到或接近最大容量并且需要重新平衡时,才会提供边际。该超出状态仅持续重新平衡该组所需的时间(通常为几分钟)。
或者,您可以使用实例维护策略为自动扩缩组设定阈值,以便该组只能在该阈值范围内增加或减少容量。这样,您就可以控制该组自我重新平衡的速度。有关更多信息,请参阅 实例维护策略。
容量再平衡
使用竞价型实例时,您可以为您的自动扩缩组开启容量再平衡。开启此功能后,每当 Amazon EC2 报告某个竞价型实例的中断风险较高时,Amazon EC2 Auto Scaling 将会尝试启动一个竞价型实例。启动新实例后,它会终止旧实例。有关更多信息,请参阅 使用容量重新平衡来处理 Amazon EC2 竞价型实例中断。