導航公共云可用性區(qū)域以獲得最佳性能

谷歌公司最近的宕機事件表明，可用性區(qū)域并不是獲得高可用性的靈丹妙藥。人們需要了解云計算供應商區(qū)域隔離方法的差異將如何影響工作負載性能。

對于大規(guī)模運營的云計算提供商而言，云平臺發(fā)生故障和中斷是可以理解的（也可能是不可避免的）。AWS、Google、Microsoft這三個主要的云計算供應商必須在運營效率和高可用性之間取得平衡，運營效率通過自動化得到改善，而高可用性則通過物理上不同的區(qū)域得到改善。

可用性區(qū)域旨在提供冗余性，但仍可能在其中發(fā)生廣泛的系統(tǒng)故障。云計算區(qū)域提供了更大程度的邏輯分離，但它們?yōu)榭鐓^(qū)域復制工作負載的組織帶來了一些問題。

盡管存在復雜性和權衡，企業(yè)需要了解與區(qū)域隔離相關的變量，以便他們可以設計高可用性和對系統(tǒng)性故障更具彈性的應用程序。

可用性區(qū)域和云區(qū)域如何協(xié)同工作

AWS、Microsoft Azure和谷歌云都依賴于相互連接的云計算設施的三個層次結構：數據中心、松散耦合的可用性區(qū)域，以及地理分隔的云區(qū)域。

可用性區(qū)域是兩個或多個地理位置相近的數據中心的集合，通常位于同一個都市區(qū)，并通過冗余、超高速、低延遲的網絡電路連接。而多個可用性區(qū)域可以組成一個云區(qū)域。

云區(qū)域通過專用的高性能線路連接，微軟公司稱之為“延遲定義的周邊”。云計算提供商通常在一個國家擁有多個云區(qū)域。例如，AWS公司在美國有四個商業(yè)性云區(qū)域，另外兩個云區(qū)域專門用于公共部門。

許多云計算服務（包括一些數據庫、存儲層和負載平衡器）旨在跨可用性區(qū)域自動配置資源。其他服務（如AWS身份和訪問管理或Azure CDN）可在所有云區(qū)域自動使用。正如谷歌中斷事件所示，數據中心的耦合可能導致整個可用性區(qū)域在適當的條件下發(fā)生故障。

云計算提供商方法中的變量

谷歌公司的中斷事件還突出了云計算供應商管理可用性區(qū)域的不同之處。例如，AWS公司聲稱擁有最大程度的設施獨立性。亞馬遜公司首席技術官Werner Vogels 2018年在博客中表示，如果一個可用性區(qū)域電力中斷，不會影響另一個可用性區(qū)域運營，而一個可用性區(qū)域中的軟件錯誤不太可能蔓延到另一個可用性區(qū)域。他補充說，AWS公司為此還專門構建了工具和程序，因此它們不會影響多個云區(qū)域。

與此同時，微軟公司在推出可用性區(qū)域方面進展緩慢，截至目前，其54個全球云區(qū)域中只有10個云區(qū)域有這些可用性區(qū)域。去年9月，缺乏廣泛的可用性區(qū)域導致微軟Azure在美國中南部的云區(qū)域發(fā)生大規(guī)模的中斷。

Azure Post Mortem強調了可用性區(qū)域內低延遲連接的價值，指出跨區(qū)域復制為許多服務增加了太多的延遲。就這些數據中心之間的連接而言，云計算運營商對其內部設施、系統(tǒng)和網絡的設計細節(jié)是眾所周知的隱私。然而，一些公開的細節(jié)也暴露了它們的規(guī)模和復雜性。

AWS公司表示，連接其各種數據中心和云區(qū)域的專用網絡建立在通過跨洋電纜連接的全球冗余并行100 GbE城域光纖網絡上。

谷歌公司運營著一個全球私有網絡，估計占全球所有互聯(lián)網流量的25%左右。谷歌公司在2018年表示，在過去三年中花費了300億美元來建設其云計算基礎設施，包括增加新的區(qū)域和幾條海底光纜。

谷歌公司使用自行開發(fā)的軟件定義網絡和分布式控制平臺以及網絡結構管理器，通過跨多個數據中心復制和共享配置數據來提供高可用性（HA）。它還使用容器集群來支持實時工作負載遷移和“無中斷”數據平臺升級。

微軟Azure表示其云區(qū)域旨在將故障隔離到一個云區(qū)域中，并且一個云區(qū)域中的故障不應影響其他區(qū)域。

使用云內和云平臺之間的區(qū)域

跨多個云區(qū)域分發(fā)應用程序工作負載和數據庫是通過云計算基礎設施實現高可用性的最佳方式。但是，組織必須在這樣做時必須理解和設計網絡性能的可變性。

云計算提供商在路由流量方面存在差異，這會顯著影響網絡延遲。沒有一個云計算提供商可以保證甚至公布其區(qū)域間性能的數據。

然而，網絡監(jiān)控供應商ThousandEyes公司于2018年11月進行的詳細研究提供了大量有用的見解。雖然其演示文稿的觀點還需要一些探討和研究，但以下是云計算廣域網性能的一些關鍵點。

1 可用性區(qū)域內的性能優(yōu)異，一致性滿足低于2ms網絡延遲的目標。

2 云區(qū)域之間表現在美國和歐洲最好，在亞洲和大洋洲表現最差。美國和歐洲地區(qū)之間的表現也相當不錯。

3 亞洲的各供應商的績效差異很大，其中AWS公司具有最高的網絡可變性。

4 AWS、Azure、谷歌云將網絡彼此對等，這意味著它們之間的流量不會流經主干，并遍歷公共互聯(lián)網。因此，在云平臺之間移動數據時存在疏忽的數據包丟失和抖動，盡管在單個云場景中區(qū)域間延遲會有相同的差異。

在使用多個云區(qū)域來提高應用程序可用性時，需要考慮應用程序流量的來源（大多數最終用戶所在的位置）以及區(qū)域間網絡延遲的可變性，以及三大云計算提供商在路由全球流量的差異。