[ AWS - SAA ] 解决方案架构师之设计弹性架构 - 选择可靠的弹性存储（如何选择 SSD vs. HDD）

Posted 2023-02-27 bluetata

本系列博文会围绕AWS Well-Architected 和六大支柱进行讲解，这些领域的内容对成为AWS亚马逊云科技上的 解决方案架构师（SAA） 非常重要。

本文主要介绍AWS亚马逊云中，关于弹性架构设计中存储设备的一些讲解。

本文的部分内容适用于 AWS认证的 SAA认证，也就是 亚马逊云科技认证解决方案架构师 – 助理级

一般的弹性系统是指可以承受一定数量的故障或中断，而不会中断您的服务或影响用户的服务使用体验的系统。虽然 在AWS云或者其他的一些云平台 会不遗余力防止此类中断，但某些事件是不可预测的，因此最好是为这些事件做好准备。

文章目录

• • • 一、云平台的故障类型（不限于AWS以及其他Azure、阿里云等云平台）
    • 二、设计弹性架构
    • 三、在AWS中有哪些存储选项
    • • 1. EC2实例存储
      • 2. Elastic Block Store 弹性块存储
      • • EBS卷的特点
        • EBS卷类型
        • • SSD 与 HDD 对比

一、云平台的故障类型（不限于AWS以及其他Azure、阿里云等云平台）

在某些时候，你的一个或多个虚拟机可能会由于系统或硬件故障而无法工作。以下的列表包含你可以缓解的某些类型的故障场景：

• 意外的单个虚拟机故障

  意外的单个虚拟机故障可能是由硬件或系统故障导致的。你可以使用永久性磁盘和启动脚本来保存数据，并在重启后重新启用软件，从而缓解这些事件虚拟机。

• 意外的单个虚拟机重新启动

  有时，你可能会遇到意外的单个虚拟机故障和重新启动。为缓解此类事件的影响，请备份数据，使用永久性磁盘，并且使用启动脚本快速重新配置软件。

• 地区或区域故障

  可用区和区域故障非常罕见，但一旦发生就可能会导致给定可用区或区域内的所有虚拟机无法访问或失败。为缓解此类事件的影响，请在不同的区域和可用区创建实例并实现负载均衡。你还应该备份数据或跨多个地区复制永久性磁盘。

这也就是说的有些云服务会提供99.99%的SLA服务，但是依然有可能出现上述的故障。

二、设计弹性架构

如何进行设计弹性架构，其最佳实践有如下4点：

1. 选择可靠/弹性存储

   选择可靠、弹性的存储的原因：避免在发生灾难时，造成数据或者状态丢失。

2. 确定如何使用AWS产品来设计解耦机制

   在架构中使用亚马逊云科技服务提供的解耦机制。解耦可以确定在一个层或者组件发生故障时，不会影响其他的层或组件，因为他们已经解耦。通过使用亚马逊云科技提供的服务可以更轻松的实现解耦。

3. 确定如何设计多层架构解决方案

   在架构中使用亚马逊云科技服务提供的解耦机制。解耦可以确定在一个层或者组件发生故障时，不会影响其他的层或组件，因为他们已经解耦。通过使用亚马逊云科技提供的服务可以更轻松的实现解耦。

4. 确定如何设计高可用性、容错解决方案

   设计高可用性、容错能力的架构。在进行大规模操作时，你可能希望故障处理是一个正常操作事件，而不是异常或者特殊事件。在发生故障的情况下，你可能希望你的应用程序保持高可用性，并继续向你或者向你的用户提供价值和服务。

三、在AWS中有哪些存储选项

1. EC2实例存储

实例存储位于EC2计算实例运行所在的物理硬件上，它是临时的，当实例终止或者停止时，他们将丢失，这与EBS形成鲜明对比。只有某些EC2实例类型具有实例存储，大小是固定的，因为这是物理主机上的存储，无论是SSD还是硬盘驱动器，磁盘类型也是固定的，具体取决于实例类型，容量也是如此，这两者都是实例类型的功能。当应用程序正在运行时，你可以使用实例存储，但是因为他是临时的，所以不能过于依赖它。

通常，你可以将实例存储用于缓存或者存储你已在其他地方复制的其他临时数据，这样一来，你即可获得实例存储提供的快速访问，又不会收到实例存储的临时性质所带来的的影响。

2. Elastic Block Store 弹性块存储

EBS卷的特点

EBS存储是可附加的存储，一次附加到一个EC2实例，它支持加密和快照功能。有些EBS卷类型支持预配置IOPS，这就意味着你可以将卷每秒读取或者写入的次数设置为较大值或者较小值。EBS卷可以在实例的生命周期结束后继续存在，这是它相对实例存储的巨大优势。

你可以停止一个实例甚至终止它，但仍可以保留EBS卷。

你可以将多个卷附加到一个实例，但是你一次只能将一个实例连接到EBS卷。当你有多个EBS卷附加到实例时，你可以使用RAID 0 和 条带化 来实现更高的吞吐量和IOPS，将EBS卷视为EC2实例的持久、可附加存储。

EBS卷类型

EBS详细的分类参照如下表：

从上述表中可以得出EBS卷有两种主要类型：

• SSD
  • 通用SSD（gp2）
  • 预设值IOPS SSD（io1）
• HDD
  • 吞吐优化 HDD（st1）
  • Cold HDD（sc1）

SSD 与 HDD 对比

• SSD 具有更好的IOPS，也就是每秒的读写操作次数。这是因为SSD是没有移动部件的固态磁盘。
• HDD 也就是硬盘驱动器，具有良好的吞吐量，并提供较低的IOPS。
• SSD 适合随机访问
• HDD 适合有序访问
• HDD比SSD便宜

为什么HDD适合有序访问？你需要读取大量数据块，但需要执行的读取和写入操作较少。例如你要处理日志文件，或者你要处理由包含记录序列的文件组成的大数据工作负载，HDD是最好的选择，既便宜又好用。

通用SSD（gp2）与 预设值IOPS SSD（io1） 对比

• 通用SSD（gp2）：较便宜。
• 预设值IOPS SSD（io1）：较昂贵，能让你增加读取和写入操作次数，性能更好，价格更贵。

吞吐优化 HDD（st1）与 Cold HDD（sc1）对比

• 吞吐优化 HDD（st1）：较昂贵
• Cold HDD（sc1）：具有更好的规格

总结： SSD适合随机访问，HDD适合有序访问，每个类型中都有一个较便宜和一个较昂贵的子类型可供选择。SSD比HDD更昂贵，在SSD中，预配置IOPS SSD比通用型SSD更贵，在HDD中，吞吐优化 HDD 比 Cold HDD更昂贵。

Reference Link:

• 常见问题 - EBS
• 白皮书 AWS存储服务概述：https://docs.aws.amazon.com/zh_cn/whitepapers/latest/aws-overview/storage-services.html
• Amazon Elastic Block Store (Amazon EBS)：https://docs.aws.amazon.com/zh_cn/AWSEC2/latest/UserGuide/AmazonEBS.html
• Amazon EC2 实例存储：https://docs.aws.amazon.com/zh_cn/AWSEC2/latest/UserGuide/InstanceStorage.html

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