AWSアマゾンクラウドテクノロジーのグローバルインフラのレイアウト: デジタル世界を支える「見えないスーパーネットワーク」
今最も儲かるクラウドコンピューティング大手が誰なのか聞いてみたら、答えはAWS (アマゾンクラウドテクノロジー) であることは間違いない。
多くの人がAWSを使っているとき、それはただのwebコンソールで、マウスをクリックするとクラウドサーバ (EC2) を立ち上げ、データベースを作ることができると思っています。しかし、国内にいて、マウスをクリックして美東 (バージニア) やヨーロッパ (フランクフルト) でサーバーを開設したとき、その背後には何が支えられているのか考えたことがありますか?
世界中の数百万社の企業や機関がミリ秒級で大量のデータの転送と計算を完成させることができます。数千億ドルを落として地球の表面に織り込まれた巨大な物理ネットワーク。
今日、私たちは退屈な公式ホワイトペーパーから離れて、大きな口語と人間の第一の視点でAWSのグローバルインフラのレイアウトを深く分解してみましょう。どうやってこの地球を「地球村」にしたのか、そしてその微妙な枠組み設計がどのように業務を「絶対にダウンしない」ことを保証したのかを見てみましょう。
一、核心概念の通俗的な解体: 地域 (Region) と利用可能な地域 (AZ)
初めてAWSコンソールを開くと、右上にびっしりと並んでいる地名 (例: 美東-ヴァージニア北部、アジア太平洋地域-東京、ヨーロッパ-アイルランド) がAWSです。
エリア (Region)
。
これは、AWSのインフラストラクチャを理解するための最下層の概念です。多くの初心者、さらには入行したばかりの設計者は、「エリア」と「利用可能エリア」を混同することが多い。私たちは生活の例を挙げてみましょう
1.地域 (Region)-- 「都市級」の生態圏
AWSが選定した「地域」は、通常、世界の中核経済圏または科学技術センターである。例えば東京、シンガポール、フランクフルトです。
各エリアは完全に独立しています。これは、東京地区が極端な地震や政策の変動に遭遇すると、フランクフルト地区はくしゃみもしないことを意味し、物理的、電力的、インターネット的に完全に遮断されている。
初心者選定の原則: あなたのエンドユーザーに近いほどいいです。もしあなたの顧客がすべて日本のネットユーザーであれば、バレルとサーバーは東京エリアを選ぶことができず、物理的な距離が短いため、ネットワーク遅延が最も低い。
2.利用可能なゾーン (Availability Zone、AZと略称) -- ゾーン内の「スペアタイヤクラスタ」
地域が巨大な機械室を指していると思うと、大間違いです。
各ゾーンの内部には、少なくとも3つ以上の独立した「使用可能ゾーン (AZ) 」が含まれています。
使用可能エリアとは
利用可能なエリアは、1つ以上の物理的に独立した、独立した電力供給と冷凍システムを持つ「データセンタークラスタ」で構成されている。
例えば、「東京エリア」で業務を展開していますが、AWSは実際に東京都の異なる郊外 (数十キロ離れている可能性があります) にA、B、Cの三つの大型機械室群を建設しました。
この3つの利用可能な地域の間で、AWSが研究した超高帯域幅、極めて低遅延
遅れた光ファイバが死んでつながった。遅延はどこまで低いですか?通常は1 ~ 2ミリ秒以内です。つまり、インターネット体験では同じ部屋にいるようなものですが、物理的な災害の前では、それぞれ独立した個体です。
リアルタイム翻訳:
本当の「高可用性アーキテクチャ」は、機械室が火事にならないことを賭けているのではなく、あなたの2台のサーバをそれぞれ利用可能エリアAと利用可能エリアBに投げ込んでいる。利用可能エリアAが不幸にも大雨停電に見舞われ、利用可能エリアBは瞬時にすべてのトラフィックを引き継ぎ、ユーザーはwebページの回転も感じられない。
二、基幹網とエッジノード: ハッカーが破れない「私有高速道路」
機械室を建設するだけでなく、AWSがしたもう一つの狂気のことは
自分でケーブルを引く
。
多くの人は、私たちが中国でアメリカのサーバーを訪問して、データは普通の多国籍公衆網 (つまり、中国電信、中国聯通と海外キャリアが何度も逆手にした公共ネットワーク) を歩いていると思っている。公共網の多国籍伝送は遅いだけでなく、夜の黄金期になると朝のピークのように詰まっている。
AWSはこの問題を解決するために、世界の各大洋の下、陸地の奥深くに数万キロを敷設しました。
グローバルバックボーンネットワーク
。
これはAWSインフラの第三の重要な構成要素であるエッジノードと
地域レベルキャッシュ
。
AWSの
クラウドフロント (コンテンツ配信ネットワークCDN)
あるいは
グローバルアクセラレータ
使用すると、そのワークフローは次のようになります
パリのユーザーは、米国のヴァージニアサーバに置いたデータにアクセスしたいと思っています。
パリのユーザーの要求は大西洋を越えてアメリカに行くのではなく、近くでAWSがパリの現地にあるエッジノードに入る。
エッジノードに入ると、トラフィックは「普通のパブリックネットワークの泥道」に相当し、AWSのプライベート光ファイバ高速道路に直接アクセスした。
流量はAWSの海底光ファイバ動脈を通って、米東源駅に直行した。
このような「二頭は公網短距離走、中間は内網長距離走」のやり方を通じて、AWSは完全に公網の海口の渋滞を避けて、全世界の業務の遅延と損失率を物理的な限界まで抑えました。
三、AWSインフラの「ハードコアブラックテクノロジー」: Custom Everything (すべて自己研究)
AWSは何でこのグローバルネットワークをこんなに変えられるのか?答えは恐怖です
自己研究能力
。AWSというボリュームになると、市場ではそのニーズを満たす既成のハードウェアが買えなくなり、全面的な自己研究モデルが開かれた。
1.ニトロシステム: サーバーの「油水」を搾る
従来のクラウドサーバは、一部のCPU計算力を出して仮想化、ネットワーク管理、ストレージ管理を行う必要がある。これ
会社のように、10人の従業員のうち3人は管理していて、本当に仕事をしているのは7人だけです。
AWS自己研究
ニトロのチップとシステム
、これらの管理、ネットワーク、セキュリティの雑用を、すべて専用のハードウェアチップに固化した。マスター・サーバのCPUをユーザーのビジネス・コンピューティングに100% 投入できるようにし、パフォーマンスを直接向上させると同時に、AWS自身の基盤となる管理者もユーザーのデータを覗き込むことができないほど安全性が高い。
2. Gravitonチップ: インテル/AMDと手首を割く
AWSは他人のCPUを買うのが高すぎて、消費電力が大きすぎると思って、自分でARMアーキテクチャに基づいて開発しました。
Gravitonシリーズプロセッサ
。今では第4世代に反復している。その特徴は
極めて高いコストパフォーマンスと超低消費電力
。グラビトンの例に換えて、企業は多くの場合、直接に20% から40% の計算力のコストを下げることができて、適切に本のプラグインの神器を下げることができます。
四、業界の実戦: AWSのグローバルレイアウトをどのように利用して選定するのか?
ハードコアの詳細をたくさん話して、私たちの実際の業務に戻って、AWSという大きなネットを利用してアーキテクチャ設計をするにはどうすればいいですか?ここではいくつかの業界内の人間のピットと選定経験を共有しています
海に出るショートドラマ/ゲーム: 脳がなくてAnycast + 骨幹ネットの組み合わせがもしあなたの業務が全世界で服を着ているゲームあるいは今の大火の越境のショートドラマなら、ユーザーは東南アジア、中東と欧米に分布しています。コアサーバをインフラが最も成熟している「美東」または「シンガポール」に置き、AWS Global Acceleratorをフロントエンドでセットすることができます。Anycast (任意放送) 技術を利用して、全世界のユーザーが同じIPを使って近くでAWSイントラネットにアクセスできるようにします。
多国籍企業のオフィス: VPC peing (対等接続) の多くの多国籍企業を活用し、国内に研究開発本部があり、海外に販売部門がある。それぞれ多国籍専用線 (IEPL) を借りると、毎月数十万人民元になる。賢い設計者はAWS国内 (北京/寧夏など) と海外地域でそれぞれVPCを建設し、AWS Transit GatewayまたはVPC peingを通じてAWSのコンプライアンスの世界的なバックボーンネットワークを介してイントラネットを開設する。安全性が極めて高く、しかもコストは流量計の費用で、多額の固定専用線の支出を節約する。
災害対策が遅い: 「マルチ-AZ」を厳格に実行してAWSのサークルに「Everything fails」という名言があるall the time.」 (何でもいつでも壊れてしまう可能性があります)。EC2サーバやRDSデータベースを購入する場合は、「Multi-AZ (マルチゾーン導入) 」をチェックするためにもっとお金を使う。AWSの基盤は自動的にデータの同期に役立ちます。主に使用可能なゾーンが意図的にプラグインされた場合、予備使用可能ゾーン秒レベルはシームレスになります
接収、これは年末賞と会社業務を守る究極のカードです。
五、結語: デジタル時代の「ローマ大道」
古代ローマが巨大な帝国を支配できるのは、「条条大路通ローマ」のハードコア交通網を建設したことにあります。
今日のAWSは、実はデジタル世界でその修理工の役割を果たしています。複雑な世界的なネットワークトポロジ、多国籍海底光ケーブル、大洋両岸のコンプライアンス制限、数万個のキャビネットの物理的な輸送をすべてパッケージ化された「すぐに使える」クラウドサービス。
開発者や企業の責任者として、基礎となる物理的な細部と光ファイバがどのように溶着しているかを気にする必要はない。AWSという巨大なネットの肩に立って、あなたのコードと業務を一瞬にして世界のすべてのインターネット接続の隅に触れることができます。これはクラウドコンピューティングがこの時代に最も魅力的な魅力を与えたことです。