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# 应用程序架构的 Auto Scaling 优势
<a name="auto-scaling-benefits"></a>

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：
+ 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。
+ 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。
+ 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。

**Contents**
+ [示例：覆盖可变需求](#autoscaling-benefits-example)
+ [示例：Web 应用程序架构](#autoscaling-design-example)
+ [示例：在可用区之间分配实例](#arch-AutoScalingMultiAZ)
  + [实例分配](#AutoScalingBehavior.Rebalancing)
  + [再平衡活动](#AutoScalingBehavior.InstanceUsage)

## 示例：覆盖可变需求
<a name="autoscaling-benefits-example"></a>

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。

![\[对应用程序的容量需求的示例。\]](http://docs.amazonaws.cn/autoscaling/ec2/userguide/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。

![\[演示购买超过需求的容量可能导致欠缺成本效率的示例。\]](http://docs.amazonaws.cn/autoscaling/ec2/userguide/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。

![\[演示购买少于需求的容量可能导致糟糕客户体验的示例。\]](http://docs.amazonaws.cn/autoscaling/ec2/userguide/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。

![\[一个演示 Amazon EC2 Auto Scaling 如何根据需要调整容量的示例。\]](http://docs.amazonaws.cn/autoscaling/ec2/userguide/images/capacity-example-with-as-diagram.png)


## 示例：Web 应用程序架构
<a name="autoscaling-design-example"></a>

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。

![\[具有 Auto Scaling 组的基本三层架构。\]](http://docs.amazonaws.cn/autoscaling/ec2/userguide/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](autoscaling-load-balancer.md)。

## 示例：在可用区之间分配实例
<a name="arch-AutoScalingMultiAZ"></a>

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](disaster-recovery-resiliency.md)。

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](https://docs.amazonaws.cn/vpc/latest/userguide/how-it-works.html)。

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。

![\[跨三个可用区的典型自动扩缩组。\]](http://docs.amazonaws.cn/autoscaling/ec2/userguide/images/sample-3-tier-architecture-with-azs-diagram.png)


### 实例分配
<a name="AutoScalingBehavior.Rebalancing"></a>

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 会尝试在该可用区中拥有最多可用 IP 地址的子网中启动实例。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
<a name="AutoScalingBehavior.InstanceUsage"></a>

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：
+ 您更改了与您的自动扩缩组关联的可用区。
+ 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。
+ 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。
+ 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](ec2-auto-scaling-instance-maintenance-policy.md)。

**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 [Auto Scaling 进行容量再平衡以替换存在风险的竞价型实例](ec2-auto-scaling-capacity-rebalancing.md)。