LFCA：學習雲計算的可用性、性能和可擴展性 – 第14部分

在我們LFCA系列的上一個話題中，我們介紹了雲計算，不同類型和雲端，以及雲端服務，並向您展示了與雲計算相關的一些好處。

如果您的業務仍然建立在傳統的IT計算環境上，是時候升級並轉移到雲端了。 據估計，到2021年底，超過90%的總工作量將在雲端處理。

擁抱雲計算的主要好處之一是提高了性能、高可用性和可擴展性。 實際上，我們將這些作為使用雲技術的主要好處之一。

在這個話題中，我們專注於雲端可用性、性能和可擴展性，並試圖理解這三者如何融合以滿足客戶需求，確保用戶可以根據需要從世界任何地方訪問其數據。

1. 雲端可用性

組織的IT應用程序和服務至關重要，任何服務中斷都可能對收入產生深遠影響。 客戶的期望是服務隨時可用，並且可以在任何地點隨時訪問。 這就是雲技術力求提供的。

高可用性是雲計算的最終目標。它旨在提供公司服務的最大可能正常運行時間，即使面臨突發的伺服器停機或網絡降級等干擾。

高可用性是通過具有冗餘和故障轉移系統實現的。這發生在一個集群環境中，在該環境中多個伺服器或系統執行相同的任務，從而提供冗餘性。

當一個伺服器失效時，其餘伺服器仍然可以繼續運行並提供受影響伺服器提供的服務。冗餘性的一個完美例子是在集群中跨多個數據庫伺服器之間進行數據複製。如果集群中的主數據庫伺服器出現問題，另一個數據庫伺服器仍然會提供用戶需要的數據，儘管出現故障。

冗餘性消除了單點故障，確保服務和應用程序的可用性達到99.999%。集群還實現了伺服器之間的負載平衡，確保工作負載均衡分佈，沒有一個伺服器被壓倒。

2. 雲可伸縮性

雲計算的另一個特點是可伸縮性。可伸縮性是調整雲資源以滿足變化需求的能力。簡單來說，您可以在需要時無縫增加或減少資源，以滿足需求，而不會影響服務質量或停機時間。

你正在經營一個開始吸引流量和訪問量的部落格。你可以輕鬆地將更多的計算資源，如存儲、RAM 和 CPU，添加到你的雲計算實例中，以處理額外的工作負載。相反，當需要時，你可以縮減資源。這確保你只支付你所需的，並突顯了雲所提供的規模經濟。

可擴展性是雙重的：垂直擴展和水平擴展。

垂直擴展

也被稱為「擴大」，垂直擴展包括向你的雲計算實例添加更多資源，如RAM、存儲和CPU，以容納額外的工作負載。這相當於關閉你的物理個人電腦或伺服器，以升級RAM或添加額外的硬碟或SSD。

水平擴展

水平擴展，也被稱為「擴展」，涉及向你現有伺服器池添加更多伺服器，以確保工作負載在多個伺服器之間分配。通過水平擴展，你不受單個伺服器的容量限制，不像垂直擴展。這提供了更多的可擴展性和更少的停機時間。

與擴大相比，擴展更具吸引力。

透過水平擴展，您基本上是在現有資源池中添加更多資源，例如伺服器或儲存空間。這使您能夠將多個計算實例的功率和性能結合為一個，從而獲得更好的性能，而不僅僅是在單個伺服器上添加資源。額外的伺服器意味著您不必擔心資源不足。

此外，水平擴展以這樣的方式提供了冗餘性和容錯性，即使一台伺服器受到影響，其餘的伺服器仍將繼續提供所需服務的訪問。 垂直擴展與單一故障點相關聯。如果計算實例崩潰，那麼一切都會崩潰。

水平擴展也提供了最大的靈活性，與垂直擴展相反，應用程序被構建為一個大單元。這使得更具挑戰性，難以管理，升級或更改代碼部分而無需重新啟動整個系統。擴展允許應用程序解耦，實現無縫升級並最小化停機時間。

3. 雲性能

確保應用程序性能滿足客戶需求可能是一項相當艱鉅的任務，特別是如果您有多個組件位於不同環境中，需要不斷通信。

問題像延遲可能會出現並影響性能。同時，當資源被各種實體共享時，性能的預測並不容易。儘管如此，您仍然可以通過實施以下措施來實現高性能並保持正常運作。

1. 雲端實例

確保使用具有足夠資源以處理應用程式和服務工作負載的正確雲端實例。對於資源密集型應用程式，請確保向您的雲端實例提供足夠的 RAM、CPU 和存儲資源，以避免可能的資源不足。

2. 負載平衡器

實施負載平衡器以公平地分配網絡流量到您的資源之間。這將確保您的應用程式中沒有一個因需求過大而不堪重負。假設您的 Web 伺服器正受到大量流量的影響，從而導致延遲和性能問題。

A perfect solution would be to implement horizontal scaling with a total of 4 web servers sitting behind a load balancer. The load balancer will distribute network traffic across the 4 web servers and ensure none is overwhelmed by the workload.

3. 快取

使用快取解決方案來加速應用程式對文件的訪問。快取存儲經常讀取的資料，從而消除可能影響性能的常量數據查找。它們減少了延遲和工作負載，因為資料已經被快取，從而提高了響應時間。

緩存可以在應用程序層面、數據庫層面等不同層次上實現。流行的緩存工具包括Redis、Memcached和Varnish Cache。

4. 效能監控

最後，請務必監控您的服務器和應用程序的性能。雲服務提供商提供本地工具，可幫助您從 Web 瀏覽器監視您的雲服務器。

安裝免費且開源的監控工具能夠幫助您監控應用程序和服務器的運行狀況。這些應用程序的例子包括Grafana、Netdata和Prometheus等等。

結論

我們無法過分強調在雲端中可用性、擴展性和性能的重要性。這三個因素決定了您從雲服務供應商那裡獲得的服務質量，最終劃清了您的業務成功與否的界線。