亞馬遜AWS云服務(wù)分析

杜忠?guī)r 張偉強(qiáng) 魯華偉

【摘要】 本文首先對(duì)云計(jì)算及其服務(wù)類型進(jìn)行了簡單描述，之后主要針對(duì)亞馬遜所提供的云服務(wù)進(jìn)行歸類整理分析，并對(duì)其中使用率最高的幾種服務(wù)進(jìn)行了相關(guān)分析，最后提出了AWS服務(wù)的相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)景。

【關(guān)鍵字】 云計(jì)算 云服務(wù) AWS

一、引言

云計(jì)算、云服務(wù)經(jīng)過近幾年的發(fā)展，已不再是一個(gè)高大上的名詞，而是已經(jīng)應(yīng)用到尋常百姓家的技術(shù)。如果你每天和互聯(lián)網(wǎng)打交道，那么或多或少都會(huì)和云扯上關(guān)系。gmail、github、網(wǎng)盤，網(wǎng)絡(luò)筆記等各種服務(wù)都屬于云服務(wù)的范疇。

2013年底，亞馬遜公有云服務(wù)AWS（AmazonWebServices）宣布即將推出中國云計(jì)算平臺(tái)，同期公布在寧夏建設(shè)其全球第十個(gè)數(shù)據(jù)中心的計(jì)劃。此舉意味著亞馬遜ASW正式在中國落地。中國是AWS在亞太地區(qū)的第4個(gè)區(qū)域，全球的第10個(gè)區(qū)域。截止目前，AWS已開放了有限預(yù)覽版本，并邀請(qǐng)小米、360等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)成為中國地區(qū)AWS云的首批使用者。本文主要針對(duì)亞馬遜所提供的云服務(wù)進(jìn)行歸類整理分析，并提出其相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)景。

二、云計(jì)算

云計(jì)算是一種按使用量付費(fèi)的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問， 進(jìn)入可配置的計(jì)算資源共享池（資源包括網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器，存儲(chǔ)，應(yīng)用軟件，服務(wù)），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互。

從該圖中可以看出，云計(jì)算提供的服務(wù)可以分為三層，第一層是基礎(chǔ)設(shè)施（Infrastructure），第二層是平臺(tái)（Platform），第三層是應(yīng)用軟件（Application）。

基礎(chǔ)設(shè)置的服務(wù)包括虛擬或?qū)嶓w計(jì)算機(jī)、塊級(jí)存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施（如負(fù)載均衡，內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò)，DNS解析）等，平臺(tái)的服務(wù)包括對(duì)象存儲(chǔ)、認(rèn)證服務(wù)和訪問服務(wù)、各種程序的運(yùn)行時(shí)、隊(duì)列服務(wù)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)等，而應(yīng)用軟件的服務(wù)則包括的多了，比如郵件服務(wù)、代碼托管服務(wù)等等。用戶可以通過臺(tái)式電腦、手提電腦、手機(jī)、平板等各種互聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備訪問和使用這些服務(wù)。

其實(shí)這三層就是我們常說的IaaS（Infrastructure as a Service）、PaaS（Platform as a Service）、SaaS（Software as a Service）。

2.1 IaaS：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)

IaaS（Infrastructure-as-a- Service）：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)。消費(fèi)者通過Internet可以從完善的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施獲得服務(wù)。

主要指的是硬件設(shè)備。比如是計(jì)算機(jī)、交換機(jī)、路由器、防火墻、機(jī)架、因特網(wǎng)、局域網(wǎng)、存儲(chǔ)設(shè)備、主要用到的

技術(shù)包括虛擬主機(jī)技術(shù)，操作系統(tǒng)以及各種硬件管理技術(shù)。

2.2 PaaS：平臺(tái)即服務(wù)

PaaS（Platform-as-aService）：平臺(tái)即服務(wù)。PaaS實(shí)際上是指將軟件研發(fā)的平臺(tái)作為一種服務(wù)，以SaaS的模式提交給用戶。因此，PaaS也是SaaS模式的一種應(yīng)用。但是，PaaS的出現(xiàn)可以加快SaaS的發(fā)展，尤其是加快SaaS應(yīng)用的開發(fā)速度。

主要指的是網(wǎng)格計(jì)算軟件并行計(jì)算軟件、負(fù)載均衡軟件和數(shù)據(jù)庫等需要在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)才能使用的資源。

2，3 SaaS：軟件即服務(wù)

SaaS（Software-as-aService）：軟件即服務(wù)。它是一種通過Internet提供軟件的模式，用戶無需購買軟件，而是向提供商租用基于Web的軟件，來管理企業(yè)經(jīng)營活動(dòng)。軟件即服務(wù)處于最高層，這樣的軟件不需要用戶做過很多的開發(fā)就能直接的使用。

三、AWS服務(wù)

亞馬遜的Amazon Web Services （AWS） 于2006年推出，以Web服務(wù)的形式向企業(yè)提供IT基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。在后續(xù)發(fā)展的近十年過程中，截止目前，亞馬遜在中國提供的 AWS服務(wù)已超過10類50余種豐富多樣的業(yè)務(wù)，具體如下表1所示。

根據(jù)AWS服務(wù)所覆蓋的互聯(lián)網(wǎng)客戶和政企客戶，兩種場(chǎng)景下大顆粒產(chǎn)品服務(wù)使用率較高的集中為以下幾種種：EC2、S3、IAM，下文主要對(duì)這三種服務(wù)進(jìn)行簡單分析。

3.1 EC2

亞馬遜彈性計(jì)算云（EC2，Elastic Compute Cloud）是一個(gè)讓使用者可以租用云端電腦運(yùn)行所需應(yīng)用的系統(tǒng)。EC2借由提供Web服務(wù)的方式讓使用者可以彈性地運(yùn)行自己的Amazon機(jī)器映像檔，使用者將可以在這個(gè)虛擬機(jī)器上運(yùn)行任何自己想要的軟件或應(yīng)用程式。EC2可以提供可調(diào)整的云計(jì)算能力，旨在使開發(fā)者的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模計(jì)算變得更為容易。

簡單來講，比如一個(gè)廣闊空間充滿了服務(wù)器系統(tǒng)，所有網(wǎng)路連結(jié)在一起。坐在你的單一工作站，你創(chuàng)建一個(gè)虛擬機(jī)的形象，它定義了一個(gè)1.2 GHz主頻處理器，1.7GB內(nèi)存和一個(gè)160 GB的硬盤的虛擬機(jī)運(yùn)行Linux，并且預(yù)裝你特別用來壓縮大量待處理數(shù)據(jù)的軟件。你部署他對(duì)外服務(wù)，并且管理這些服務(wù)器。在將來某個(gè)時(shí)間，你的數(shù)據(jù)挖掘操作將獲得大量的數(shù)據(jù)矩陣。你指示服務(wù)實(shí)例化50部虛擬機(jī)，并釋放每一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣中。在幾秒鐘內(nèi)， 50部1.2 GHz主頻處理器都將積極處理你的的數(shù)據(jù)。他們完成后，把結(jié)果存放在一個(gè)預(yù)先指定的儲(chǔ)存點(diǎn)，然后消失。簡而言之，EC2完全是一部具有無限采集能力的虛擬計(jì)算機(jī)，用戶能夠用來執(zhí)行一些處理任務(wù)。然而“無限”并不不意味“無邊際”； 相反，他是具有上限的。 亞馬遜的文獻(xiàn)闡明，你能同時(shí)租用“上百，甚至數(shù)以萬計(jì)”虛擬機(jī)。

EC2主要具有如下優(yōu)勢(shì)：

（1）彈性。用戶可以在分鐘級(jí)別內(nèi)增加或減少容量，并同時(shí)管理操作多達(dá)數(shù)千個(gè)服務(wù)器實(shí)例。所有這些操作都可基于EC2 提供的Web Service API 完成，因此用戶的應(yīng)用可以按需自動(dòng)向上或向下擴(kuò)展。

（2）可控性。用戶可以完全控制EC2實(shí)例，擁有每個(gè)實(shí)例的管理員或根用戶訪問權(quán)，可以像與其他任何機(jī)器一樣與這些實(shí)例互動(dòng)，而且可以在停止運(yùn)行實(shí)例的同時(shí)將數(shù)據(jù)保存在啟動(dòng)分區(qū)，然后用 Web 服務(wù) API 重啟。使用 Web 服務(wù)API 還可以遠(yuǎn)程重啟實(shí)例。

（3）靈活性。用戶可以選擇多種實(shí)例類型、操作系統(tǒng)和軟件。用戶可以自定義選擇操作系統(tǒng)以及為應(yīng)用程序選取理想的內(nèi)存、CPU、實(shí)例存儲(chǔ)和啟動(dòng)分區(qū)大小配置。例如，操作系統(tǒng)可以選擇 Linux、Microsoft WindowsServer等。

（4）可靠性。Amazon EC2 提供了一個(gè)非常可靠的環(huán)境，替代實(shí)例可在此環(huán)境中快速并以可預(yù)見的方式啟動(dòng)。該服務(wù)在成熟的 Amazon 網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)和數(shù)據(jù)中心中運(yùn)行。Amazon EC2 服務(wù)等級(jí)協(xié)議的承諾是為每個(gè) Amazon EC2 區(qū)域提供99.95% 的可用性。

（5）安全性。EC2的計(jì)算實(shí)例位于 Virtual Private Cloud（VPC） 中，具有指定的 IP 范圍，用戶可以決定哪些實(shí)例向互聯(lián)網(wǎng)公開，哪些實(shí)例保持私有狀態(tài)。

安全組和網(wǎng)絡(luò) ACL 能夠控制進(jìn)入和離開實(shí)例的網(wǎng)絡(luò)訪問?？梢酝ㄟ^加密 IPsec VPN 連接，將現(xiàn)有IT 基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)聯(lián)到 VPC 中的資源?？梢詫?EC2 資源預(yù)配置為專用實(shí)例。專用實(shí)例是為了增加額外的隔離，在單一客戶的專用硬件上運(yùn)行的 Amazon EC2 實(shí)例。

3.2 S3

Amazon Simple Storage Service （Amazon S3） 為開發(fā)人員和IT 團(tuán)隊(duì)提供安全、耐久且擴(kuò)展性高的對(duì)象存儲(chǔ)。Amazon S3易于使用，具有簡單的 Web 服務(wù)接口，用于在 Web 上的任何位置存儲(chǔ)和檢索任意數(shù)量的數(shù)據(jù)。使用 Amazon S3，您只需按您實(shí)際使用的存儲(chǔ)量付費(fèi)。沒有最低費(fèi)用和準(zhǔn)備成本。

Amazon S3 可單獨(dú)使用，或與 Amazon Elastic Compute Cloud （Amazon EC2）、Amazon Elastic Block Store （Amazon EBS）和 Amazon Glacier 等 AWS 服務(wù)以及第三方存儲(chǔ)庫和網(wǎng)關(guān)結(jié)合使用。Amazon S3 為各種各樣的使用案例提供低本高效的對(duì)象存儲(chǔ)服務(wù)，其中包括云應(yīng)用程序、內(nèi)容分發(fā)、備份和歸檔、災(zāi)難恢復(fù)以及大數(shù)據(jù)分析。

S3主要具有如下優(yōu)勢(shì)：

（1）耐久性。Amazon S3可以將用戶的數(shù)據(jù)冗余存儲(chǔ)在多個(gè)設(shè)施多個(gè)多個(gè)設(shè)備間，最高可以提供 99.999999999% 的耐久性。

（2）高性能。Amazon S3 支持多部分上傳，從而幫助最大化網(wǎng)絡(luò)吞吐量和彈性，同時(shí)還可選擇 AWS 區(qū)域存儲(chǔ)接近于終端用戶的數(shù)據(jù)并最小化網(wǎng)絡(luò)延遲。而且 Amazon S3還能與Amazon CloudFront集成，該服務(wù)是一項(xiàng)內(nèi)容分發(fā) Web 服務(wù)，能以低延遲性和高數(shù)據(jù)傳輸速度向終端用戶分發(fā)內(nèi)容。

（3）擴(kuò)展性。Amazon S3，可以將數(shù)據(jù)盡可能存儲(chǔ)在多地，并在需要時(shí)提供訪問。未來的存儲(chǔ)需求可以按需向上和向下擴(kuò)展，從而大幅提高業(yè)務(wù)靈活性。

（4）安全性。Amazon S3 支持通過 SSL 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并在數(shù)據(jù)上傳完成時(shí)支持對(duì)數(shù)據(jù)的自動(dòng)加密。同時(shí)還可以配置存儲(chǔ)桶策略來使用AWS Identity and Access Management（IAM）管理對(duì)象權(quán)限并控制對(duì)數(shù)據(jù)的訪問。

3.3 IAM

AWS Identity and Access Management （IAM）可以安全地控制用戶對(duì)Amazon AWS 服務(wù)和資源的訪問權(quán)限。同時(shí)，使用IAM 創(chuàng)建和管理 AWS 用戶和群組，并使用各種權(quán)限來允許或拒絕他們對(duì) AWS 資源的訪問。IAM主要具有如下特點(diǎn)：（1）安全性。IAM 能為每個(gè)用戶授予唯一的安全憑證，指定可以訪問哪些AWS服務(wù)API 和資源。用戶無法訪問AWS 資源，除非IAM 顯式地授予其權(quán)限。（2）可控性。IAM 可以精細(xì)控制用戶對(duì)特定AWS 服務(wù)和資源的訪問（如停止某個(gè)EC2實(shí)例或刪除某個(gè)S3 bucket）（3）可靠性。可靠性：與其它AWS 一樣，IAM 運(yùn)行在Amazon 全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)與數(shù)據(jù)中心之上，具有高可靠性。

四、AWS的應(yīng)用場(chǎng)景

基于AWS的各種服務(wù)可以為我們提供多種應(yīng)用解決方案，下面僅羅列部分：（1）利用云計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行新應(yīng)用的開發(fā)及測(cè)試。（2）擴(kuò)展現(xiàn)有工作環(huán)境及應(yīng)用能力，集成已有系統(tǒng)的新云計(jì)算應(yīng)用，遷移現(xiàn)有應(yīng)用遷移至云端。（3）實(shí)現(xiàn)高性能的計(jì)算能力，進(jìn)行大數(shù)據(jù)的處理。（4）借助AWS服務(wù)支持Web應(yīng)用的各種需求。（5）商業(yè)應(yīng)用可以使用AWS 云服務(wù)來運(yùn)行照片、視頻或文件存儲(chǔ)應(yīng)用，這種方式可以大幅降低部署及運(yùn)行成本，提高上線速度并實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)的高擴(kuò)展性。（6）各種類型的企業(yè)都可以在云上運(yùn)行自己的商業(yè)應(yīng)用，以降低成本、快速部署并簡化管理框架。（7）基于AWS，可以實(shí)現(xiàn)快速的災(zāi)難恢復(fù)能力。

五、結(jié)語

未來，云服務(wù)的發(fā)展速度必將越來越快。亞馬遜、微軟、谷歌、阿里、百度、聯(lián)想等國內(nèi)外各大公司都先后提供了種類繁多的云服務(wù)。作為行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)頭羊，亞馬遜AWS也在加快其在中國的推廣發(fā)展，隨著2015年下半年亞馬遜寧夏數(shù)據(jù)中心的落成，預(yù)計(jì)AWS將很快在中國提供正式的商用服務(wù)。未來，AWS必將會(huì)有越來越大的發(fā)展，我們也會(huì)持續(xù)關(guān)注亞馬遜所提供的各類AWS服務(wù)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]羅軍舟 云計(jì)算：體系架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)[J].通信學(xué)報(bào)， 2011， 32卷（07期）：3-21頁

[2]房秉毅 云計(jì)算國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀分析[J].電信科學(xué)，2010，8A期：1-5頁

[3]http：//aws.amazon.com