LFCA: Lernen Sie Cloud-Verfügbarkeit, Leistung und Skalierbarkeit kennen – Teil 14
Im vorherigen Thema unserer LFCA-Serie haben wir eine Einführung in Cloud Computing, die verschiedenen Arten und Clouds sowie Cloud-Dienste gegeben und Sie durch einige der Vorteile geführt, die mit Cloud Computing verbunden sind.
Wenn Ihr Unternehmen immer noch auf der traditionellen IT-Computing-Umgebung basiert, ist es an der Zeit, dass Sie aufsteigen und in die Cloud wechseln. Es wird geschätzt, dass bis Ende 2021 über 90 % der gesamten Arbeitslast in der Cloud abgewickelt werden.
Zu den wichtigsten Vorteilen, die mit der Einführung von Cloud Computing verbunden sind, gehören verbesserte Leistung, hohe Verfügbarkeit und Skalierbarkeit. Tatsächlich haben wir diese als einen der Hauptvorteile der Nutzung von Cloud-Technologie übergangen.
In diesem Thema konzentrieren wir uns auf die Verfügbarkeit, Leistung und Skalierbarkeit der Cloud und versuchen zu verstehen, wie diese drei zusammenwirken, um die Kundenanforderungen zu erfüllen und sicherzustellen, dass Benutzer von jedem Ort der Welt aus auf ihre Daten zugreifen können, wenn sie sie benötigen.
1. Cloud-Verfügbarkeit
Die IT-Anwendungen und -Services eines Unternehmens sind von entscheidender Bedeutung, und jede Serviceunterbrechung kann tiefgreifende Auswirkungen auf den Umsatz haben. Die Kunden erwarten, dass die Dienste rund um die Uhr und zu jeder Zeit und von jedem Ort aus zugänglich sind. Und das ist es, was die Cloud-Technologie bieten will.
Hochverfügbarkeit ist das ultimative Ziel des Cloud Computing. Ziel ist es, die höchstmögliche Verfügbarkeit der Dienste eines Unternehmens auch bei Unterbrechungen zu gewährleisten, die durch beispiellose Serverausfallzeiten oder Netzwerkverschlechterungen verursacht werden können.
Eine hohe Verfügbarkeit wird durch redundante und Failover-Systeme ermöglicht. Dies geschieht in einer Cluster-Umgebung, in der mehrere Server oder Systeme die gleichen Aufgaben ausführen und somit Redundanz bieten.
Wenn ein Server ausfällt, kann der Rest weiterhin ausgeführt werden und die vom betroffenen Server bereitgestellten Dienste bereitstellen. Ein perfektes Beispiel für Redundanz ist die Datenreplikation über mehrere Datenbankserver in einem Cluster. Falls beim primären Datenbankserver im Cluster ein Problem auftritt, stellt ein anderer Datenbankserver trotz des Fehlers weiterhin die von den Benutzern benötigten Daten bereit.
Durch Redundanz wird ein Single Point of Failure eliminiert und eine Verfügbarkeit von Diensten und Anwendungen von 99,999 % sichergestellt. Clustering bietet auch einen Lastenausgleich zwischen Servern und stellt sicher, dass die Arbeitslast gleichmäßig verteilt wird und kein Server überlastet wird.
2. Skalierbarkeit der Cloud
Ein weiteres Kennzeichen von Cloud Computing ist die Skalierbarkeit. Skalierbarkeit ist die Fähigkeit, Cloud-Ressourcen an sich ändernde Anforderungen anzupassen. Einfach ausgedrückt: Sie können die Ressourcen bei Bedarf nahtlos erhöhen oder verringern, um die Nachfrage zu erfüllen, ohne die Servicequalität oder Ausfallzeiten zu beeinträchtigen.
Angenommen, Sie betreiben einen Blog, der beginnt, Zugriffe und mehr Traffic zu erhalten. Sie können Ihrer Cloud-Computing-Instanz problemlos weitere Computing-Ressourcen wie Speicher, RAM und CPU hinzufügen, um die zusätzliche Arbeitslast zu bewältigen. Umgekehrt können Sie die Ressourcen bei Bedarf herunterskalieren. Dadurch wird sichergestellt, dass Sie nur für das bezahlen, was Sie benötigen, und dies unterstreicht die Skaleneffekte, die die Cloud bietet.
Die Skalierbarkeit ist zweifach: Vertikale Skalierung und horizontale Skalierung.
Vertikale Skalierung
Bei der vertikalen Skalierung, die auch als "zentrales Hochskalieren" bezeichnet wird, werden Ihrer Cloud-Computing-Instanz weitere Ressourcen wie RAM, Speicher und CPU hinzugefügt, um zusätzliche Arbeitslasten zu bewältigen. Dies entspricht dem Herunterfahren Ihres physischen PCs oder Servers, um den Arbeitsspeicher aufzurüsten oder eine zusätzliche Festplatte oder SSD hinzuzufügen.
Horizontale Skalierung
Bei der horizontalen Skalierung, die auch als "horizontale Skalierung" bezeichnet wird, werden dem Pool bereits vorhandener Server weitere Server hinzugefügt, um die Verteilung der Arbeitslast auf mehrere Server sicherzustellen. Bei der horizontalen Skalierung sind Sie im Gegensatz zur vertikalen Skalierung nicht auf die Kapazität eines einzelnen Servers beschränkt. Dies sorgt für mehr Skalierbarkeit und weniger Ausfallzeiten.
Das horizontale Skalieren ist im Vergleich zum zentralen Hochskalieren wünschenswerter
Und hier ist der Grund. Bei der horizontalen Skalierung fügen Sie im Grunde genommen weitere Ressourcen wie Server oder Speicher zu Ihrem bereits vorhandenen Ressourcenpool hinzu. Auf diese Weise können Sie die Leistung und Leistung mehrerer Compute-Instanzen in einer einzigen Instanz kombinieren und so eine bessere Leistung erzielen, anstatt nur Ressourcen auf einem einzigen Server hinzuzufügen. Zusätzliche Server bedeuten, dass Sie sich nicht mit einem Defizit an Ressourcen auseinandersetzen müssen.
Darüber hinaus bietet die horizontale Skalierung Redundanz und Fehlertoleranz in einer Weise, dass selbst wenn ein Server betroffen ist, der Rest weiterhin den Zugriff auf die erforderlichen Dienste nachweist. Die vertikale Skalierung ist mit einem Single Point of Failure verbunden. Wenn die Compute-Instanz abstürzt, geht alles mit ihr kaputt.
Die horizontale Skalierung bietet auch maximale Flexibilität im Gegensatz zur vertikalen Skalierung, bei der Anwendungen als eine große Einheit erstellt werden. Dies macht es schwieriger, Codeabschnitte zu verwalten, zu aktualisieren oder zu ändern, ohne das gesamte System neu starten zu müssen. Die horizontale Skalierung ermöglicht die Entkopplung von Anwendungen und ein nahtloses Upgrade mit minimalen Ausfallzeiten.
3. Cloud-Leistung
Es kann eine schwierige Aufgabe sein, sicherzustellen, dass die Anwendungsleistung den Kundenanforderungen entspricht, insbesondere wenn sich mehrere Komponenten in verschiedenen Umgebungen befinden, die ständig miteinander kommunizieren müssen.
Probleme wie Latenz treten wahrscheinlich auf und wirken sich auf die Leistung aus. Außerdem ist es nicht einfach, die Leistung vorherzusagen, wenn Ressourcen von verschiedenen Entitäten gemeinsam genutzt werden. Unabhängig davon können Sie mit den folgenden Maßnahmen immer noch eine hohe Leistung erzielen und sich über Wasser halten.
1. Cloud-Instanz
Stellen Sie sicher, dass Sie die richtigen Cloud-Instanzen mit genügend Ressourcen verwenden, um die Workloads Ihrer Anwendungen und Dienste zu bewältigen. Stellen Sie bei ressourcenintensiven Anwendungen sicher, dass Sie genügend RAM-, CPU- und Speicherressourcen für Ihre Cloud-Instanz bereitstellen, um ein mögliches Ressourcendefizit zu vermeiden.
2. Lastenausgleich
Implementieren Sie einen Load Balancer, um den Netzwerkverkehr gleichmäßig zwischen Ihren Ressourcen zu verteilen. So stellen Sie sicher, dass keine Ihrer Anwendungen von der Nachfrage überwältigt wird. Angenommen, Ihr Webserver erhält viel Datenverkehr, der zu Verzögerungen führt und sich auf die Leistung auswirkt.
Eine perfekte Lösung wäre die Implementierung einer horizontalen Skalierung mit insgesamt 4 Webservern, die hinter einem Load Balancer sitzen. Der Load Balancer verteilt den Netzwerkverkehr auf die 4 Webserver und stellt sicher, dass keiner von der Arbeitslast überlastet wird.
3. Zwischenspeicherung
Verwenden Sie Caching-Lösungen, um den Zugriff auf Dateien durch Anwendungen zu beschleunigen. Caches speichern häufig gelesene Daten und eliminieren so ständige Datenabfragen, die sich auf die Leistung auswirken können. Sie reduzieren die Latenz und den Arbeitsaufwand, da die Daten bereits zwischengespeichert sind, und verbessern so die Reaktionszeiten.
Caching kann auf verschiedenen Ebenen implementiert werden, z. B. auf Anwendungsebene, auf Datenbankebene. Zu den beliebten Caching-Tools gehören Redis, Memcached und Varnish Cache.
4. Leistungsüberwachung
Achten Sie schließlich darauf, die Leistung Ihrer Server und Anwendungen zu überwachen. Cloud-Anbieter bieten native Tools, mit denen Sie Ihre Cloud-Server über einen Webbrowser im Auge behalten können.
Darüber hinaus können Sie auf eigene Faust kostenlose und Open-Source-Überwachungstools installieren, mit denen Sie Ihre Anwendungen und Server im Auge behalten können. Beispiele für solche Anwendungen sind Grafana, Netdata und Prometheus, um nur einige zu nennen.
Schlussfolgerung
Wir können nicht genug betonen, wie wichtig Verfügbarkeit, Skalierung und Leistung in der Cloud sind. Die drei Faktoren bestimmen die Servicequalität, die Sie von Ihrem Cloud-Anbieter erhalten, und ziehen letztendlich die Grenze zwischen Erfolg und Misserfolg Ihres Unternehmens.