Serviciile principale AWS

EC2 este Amazon Elastic Compute Cloud și oferă putere de calcul redimensionabilă, adică servere virtuale. S3 este Amazon Simple Storage Service și stochează orice cantitate de date sub formă de obiecte. Inversarea acestor două servicii este o confuzie frecventă, așa că merită să reținem rolul pornind chiar de la denumire. Execuția codului sub formă de funcții revine Lambda, iar partajarea fișierelor revine EFS.

Lambda permite executarea codului fără provizionarea sau gestionarea serverelor, iar facturarea se face exclusiv în funcție de timpul de calcul consumat. Nu se percepe niciun cost în perioadele în care codul nu rulează, iar aceasta este marea diferență față de EC2, unde costurile apar cât timp instanța este pornită. Nici numărul de funcții create, nici dimensiunea codului încărcat nu reprezintă, prin ele însele, unitatea de facturare.

Serverless nu înseamnă absența serverelor fizice, ci faptul că utilizatorul nu trebuie să se ocupe de achiziționarea, configurarea sau scalarea serverelor. Lambda este descris ca permițând „executarea codului fără provizionarea sau gestionarea serverelor”, iar Fargate este descris ca „fără a fi necesară provizionarea, configurarea sau scalarea serverelor ori a clusterelor”. Serverul fizic există de partea AWS, iar stabilirea tipului sistemului de operare și a politicii de patch-uri de către utilizator este specifică unei forme precum EC2.

Fargate este un motor de calcul serverless, cu plată în funcție de utilizare, pentru containere, fără a fi necesară provizionarea, configurarea sau scalarea serverelor ori a clusterelor, și este folosit ca tip de lansare pentru ECS sau EKS. Operarea gestionată a clusterelor Kubernetes revine EKS, alegerea manuală a tipului de instanță și a numărului de servere corespunde tipului de lansare EC2, iar definirea procedurilor ca flux de lucru corespunde Step Functions.

Opțiunile de bază pentru capacitatea ECS sunt Fargate, care este serverless și în care AWS gestionează infrastructura, și EC2, în care utilizatorul alege și gestionează tipul de instanță și numărul acestora. Există și alte opțiuni, precum ECS Managed Instances sau ECS Anywhere pentru medii on-premises. Indiferent de opțiunea aleasă, plasarea și scalarea containerelor sunt realizate de ECS, iar ceea ce diferă este doar cine se ocupă de infrastructură.

EKS este Amazon Elastic Kubernetes Service, un serviciu gestionat care permite rularea Kubernetes pe AWS fără a fi necesară instalarea și operarea proprie a unui cluster Kubernetes, și este certificat drept conform cu Kubernetes. Automatizarea operării bazelor de date revine RDS, distribuirea conținutului din locații apropiate revine CloudFront, iar distribuirea traficului revine Elastic Load Balancing.

Lambda poate executa codul fără gestiune de server, se facturează exclusiv în funcție de timpul de calcul consumat, iar în perioadele în care nu rulează nu se percepe niciun cost. Prin urmare, pentru o procesare cu apeluri rare, Lambda este avantajos, deoarece nu costă nimic în timpul de așteptare. Menținerea permanentă în funcțiune a unei instanțe EC2 sau a unui cluster EKS presupune costuri continue chiar și în perioadele îndelungate în care procesarea nu rulează.

EC2 este descris oficial drept un serviciu care oferă putere de calcul sigură și redimensionabilă în cloud, cu plată în funcție de utilizare și cu control complet asupra resurselor de calcul. Facturarea exclusivă pe timpul de execuție, fără a fi nevoie să se lucreze cu sistemul de operare, este specifică Lambda, stocarea sub formă de obiecte este specifică S3, iar definirea fluxurilor de lucru ca stări este specifică Step Functions. Cu cât este mai mare libertatea de control, cu atât rămâne mai multă gestiune a sistemului de operare în sarcina utilizatorului — și acest aspect merită reținut împreună.

ECS este Amazon Elastic Container Service, un serviciu de orchestrare a containerelor complet gestionat, care facilitează implementarea, gestionarea și scalarea aplicațiilor containerizate. Oferirea unui cluster conform cu Kubernetes revine EKS, lansarea instanțelor virtuale revine EC2, iar execuția codului ca răspuns la evenimente revine Lambda. ECS și EKS grupează amândouă containere, dar se diferențiază prin faptul că folosesc sau nu Kubernetes.

EKS este un serviciu gestionat care permite rularea Kubernetes pe AWS fără a fi necesară instalarea și operarea proprie a unui cluster Kubernetes, fiind certificat drept conform cu Kubernetes. ECS, în schimb, este serviciul de orchestrare a containerelor complet gestionat al AWS, care nu presupune folosirea Kubernetes. Ambele sunt servicii care gestionează containere, nu se limitează la imagini de servere virtuale. Ca infrastructură de execuție, ambele pot folosi Fargate.

EBS este un volum de stocare bloc persistent, folosit de instanțele EC2, care este replicat automat în interiorul unei zone de disponibilitate și este atașat, ca regulă, la o singură instanță. EFS este un sistem de fișiere pentru sarcini de lucru Linux, a cărui capacitate se extinde și se contractă automat și care acceptă acces partajat, în paralel, de la mii de instanțe EC2. Partajarea este specifică EFS, iar situația în care ambele ar fi destinate partajării sau ambele exclusiv conectării unice nu este corectă.

S3 este Amazon Simple Storage Service, o stocare de obiecte cu scalabilitate și disponibilitate ridicate, care poate stoca și proteja orice cantitate de date. Stocarea bloc este realizată de EBS, sistemul de fișiere partajat pentru Linux de EFS, iar cache-ul în memorie de ElastiCache. Diferența dintre cele trei moduri de gestionare a datelor — obiect, bloc și fișier — este punctul de plecare atunci când se alege o stocare AWS.

EFS este o stocare de fișiere a cărei capacitate se extinde și se contractă automat pe măsură ce fișierele se adaugă sau se șterg, și care acceptă acces partajat, în paralel, de la mii de instanțe EC2, ceea ce se potrivește scopului de a monta simultan același director de la mai multe instanțe. EBS este o stocare bloc în interiorul unei zone de disponibilitate, atașată ca regulă la o singură instanță, astfel încât fiecare instanță ar avea propria zonă separată. Glacier Deep Archive este o clasă destinată arhivării, cu timpi lungi de extragere, iar ElastiCache nu este un sistem de fișiere, ci un cache în memorie.

EBS este o stocare bloc persistentă pentru instanțele EC2, replicată automat în interiorul unei zone de disponibilitate, oferind o performanță constantă cu latență redusă. Datorită acestei caracteristici de zonă unică, dacă se dorește disponibilitate între mai multe zone, este necesar un alt mecanism. Replicarea între regiuni sau distribuirea prin locațiile edge nu sunt roluri ale EBS.

S3 Glacier este un grup de clase de stocare destinate arhivării: S3 Glacier Instant Retrieval, pentru date care necesită extragere imediată, S3 Glacier Flexible Retrieval, pentru date accesate rar pe termen lung, și S3 Glacier Deep Archive, cu cel mai mic cost, cu extragere în câteva ore. Alegerea clasei se face în funcție de echilibrul dintre viteza de extragere și cost, deci timpul de extragere nu este uniform. Nu există restricții privind tipul de date care pot fi stocate, și nu se folosește ca stocare bloc conectată direct.

S3 este o stocare de obiecte, EBS este o stocare bloc conectată la EC2, iar EFS este o stocare de fișiere pentru sarcini de lucru Linux. Dacă se reține că obiectul este ceva ce se depune sau se preia integral printr-un API, blocul este ceva pe care sistemul de operare îl vede ca disc, iar fișierul este ceva ce poate fi montat și partajat de la mai multe gazde, este mai ușor să alegi soluția potrivită după cerință.

EBS este un volum de stocare bloc persistent folosit de instanțele EC2, care oferă o performanță constantă cu latență redusă, potrivit pentru a fi folosit ca disc al sistemului de operare sau al bazei de date. S3 este o stocare de obiecte și nu oferă un mecanism prin care un bucket să fie conectat ca dispozitiv bloc. Glacier este o clasă destinată arhivării, cu extragere care necesită timp, iar CloudFront este un CDN care accelerează distribuirea.

S3 este o stocare de obiecte care poate stoca și proteja orice cantitate de date, excelând prin scalabilitate, disponibilitate, securitate și performanță, iar utilizările menționate oficial includ web, mobil, backup, arhivare, IoT și analiza de tip big data. Vizibilitatea ca disc din sistemul de operare este specifică EBS, la fel ca și restricția la o singură instanță conectată, iar plasarea datelor în memorie este caracteristica ElastiCache.

EFS este un sistem de fișiere simplu, scalabil și elastic, a cărui capacitate se extinde și se contractă automat pe măsură ce fișierele sunt adăugate sau șterse, fără a fi necesară o planificare prealabilă a capacității. Ideea de a fixa dinainte o capacitate, sau de a recrea sistemul pentru a-l extinde, ține de gândirea specifică stocării bloc, iar memoria instanței conectate nu determină capacitatea. Această elasticitate este motivul pentru care este ușor de folosit ca spațiu de lucru partajat.

S3 Glacier Deep Archive stochează la cel mai mic cost date accesate rar și necesită câteva ore pentru extragere, fiind o clasă de stocare destinată arhivării, potrivită pentru această cerință. EBS și EFS sunt proiectate să mențină o extragere rapidă și tind să fie mai costisitoare ca loc de păstrare pentru date inactive pe termen lung. ElastiCache este un cache în memorie și, prin natura sa, nu este un mecanism destinat stocării pe termen lung. Calea firească este să se stabilească mai întâi cât timp de așteptare este acceptabil la extragere, iar apoi să se aleagă clasa.

RDS este un serviciu gestionat care facilitează configurarea, operarea și scalarea bazelor de date relaționale în cloud, automatizând activități de gestiune precum provizionarea hardware-ului, configurarea bazei de date, aplicarea patch-urilor și efectuarea backup-urilor. Pe de altă parte, proiectarea tabelelor și a coloanelor, decizia privind indecșii, construirea aplicației și validitatea conținutului datelor rămân sarcini ale utilizatorului. „Gestionat” înseamnă că efortul de operare este preluat, nu că și proiectarea este preluată.

Aurora face parte din Amazon RDS, serviciul de baze de date gestionat, și folosește aceeași consolă de administrare, CLI și API pentru provizionare, aplicarea patch-urilor, backup, recuperare și detectarea defecțiunilor. Diferența constă în unitatea de gestiune: RDS standard gestionează instanțe DB individuale, în timp ce Aurora gestionează întregul cluster de servere DB sincronizate prin replicare. Aurora este o bază de date relațională compatibilă cu MySQL și PostgreSQL, nu una de tip cheie-valoare.

DynamoDB este o bază de date NoSQL de tip cheie-valoare și document, complet gestionată și compatibilă cu operarea pe mai multe regiuni, care oferă performanțe de ordinul milisecundelor cu o singură cifră, indiferent de scară. Depozitul de date este Redshift, baza de date relațională compatibilă cu MySQL și PostgreSQL este Aurora, iar citirea/scrierea în memorie este realizată de ElastiCache.

Redshift este un serviciu de depozitare a datelor (data warehouse) complet gestionat, la scară de petabytes, în cloud, care oferă performanțe rapide de interogare din instrumente SQL existente sau aplicații BI, indiferent de dimensiunea setului de date. ElastiCache este un cache în memorie, EFS este un sistem de fișiere partajat, iar SQS este o coadă de mesaje — niciunul dintre acestea nu este o infrastructură destinată agregării și analizei unor volume mari de date.

ElastiCache este un serviciu care permite implementarea, operarea și scalarea ușoară a unui cache în memorie în cloud, îmbunătățind performanța aplicațiilor web prin obținerea informațiilor dintr-un cache rapid, în memorie, în locul dependenței de o bază de date bazată pe disc. Accelerarea interogărilor analitice este realizată de Redshift, reducerea costului de stocare pe termen lung revine claselor S3 Glacier, iar partajarea directoarelor este realizată de EFS.

Aurora este un motor de bază de date relațională complet gestionat, compatibil cu MySQL și PostgreSQL, care dispune de un subsistem de stocare distribuit și partajat, de înaltă performanță, iar stocarea se extinde automat în funcție de nevoi. Nu este necesar să se stabilească dinainte capacitatea și să se extindă manual. Stocarea sub formă de perechi cheie-valoare este specifică DynamoDB, iar stocarea la cel mai mic cost, în schimbul unei extrageri care durează câteva ore, este specifică claselor de arhivare S3 Glacier.

Redshift este un serviciu de depozitare a datelor complet gestionat, la scară de petabytes, potrivit pentru agregarea și analiza unor volume mari de date din instrumente SQL sau aplicații BI. RDS este un serviciu care facilitează configurarea, operarea și scalarea bazelor de date relaționale, potrivit pentru citirea și scrierea zilnică a tranzacțiilor de către sistemele de business. Cele două pot părea asemănătoare pentru că ambele se interoghează prin SQL, dar nu sunt NoSQL și nu diferă doar prin volum.

DynamoDB este o bază de date NoSQL de tip cheie-valoare și document, descrisă oficial ca oferind performanțe de ordinul milisecundelor cu o singură cifră, indiferent de scară. Redshift este un depozit de date potrivit pentru agregarea și analiza unor volume mari de date, RDS este un serviciu pentru citire/scriere în model relațional, iar EFS este o stocare destinată partajării fișierelor — niciuna dintre acestea nu vizează, în primul rând, această cerință.

RDS este Amazon Relational Database Service, un serviciu gestionat care facilitează configurarea, operarea și scalarea bazelor de date relaționale în cloud. Stocarea sub formă de perechi cheie-valoare este specifică DynamoDB, cache-ul în memorie este ElastiCache, iar agregarea unor volume mari de date este realizată de depozitul de date Redshift. Aurora este, de altfel, un motor oferit ca parte a RDS.

Aurora este oferit ca parte a RDS și permite provizionarea, aplicarea patch-urilor, backup-ul, recuperarea și detectarea defecțiunilor din aceeași consolă de administrare, CLI și API. Nu este necesară o instanță de administrare separată, și nici construirea acestor proceduri de către utilizator. Diferența față de RDS standard, care gestionează instanțe DB individuale, este că Aurora ia clusterul întreg ca unitate de gestiune.

SQS este un serviciu punct-la-punct care păstrează mesajele într-o coadă, de unde, de regulă, un singur consumator le extrage prin polling. SNS este un serviciu de tip publish-subscribe, în care un publisher trimite mesaje către un topic, iar acestea sunt livrate simultan, prin push, către mai mulți subscriberi. Inversarea acestor două servicii este o confuzie tipică, iar nu ambele livrează în același mod. Se poate reține astfel: coada este un loc de unde destinatarul preia, iar topicul este un rol care împinge mesajele către mai mulți.

SQS are cozi standard și cozi FIFO; coada standard oferă livrare at-least-once, astfel încât același mesaj poate ajunge de mai multe ori. Coada FIFO asigură procesare exactly-once și păstrarea ordinii, astfel încât ordinea trimiterii este menținută, iar mesajul este procesat o singură dată. Pentru fluxurile de lucru în care ordinea și prevenirea pierderii mesajelor sunt esențiale, se alege coada FIFO.

SNS livrează simultan, prin push, mesajele trimise către un topic, către mai mulți subscriberi, iar drept subscriber se poate specifica o coadă SQS. Această formă, de la un topic SNS către mai multe cozi SQS, este modelul fan-out prezentat oficial ca exemplu standard. Coada este destinatarul, nu sursa de livrare, deci nu poate exista o configurație în care coada citește topicul.

Tipurile de subscriberi SNS sunt organizate în două categorii: A2A (application-to-application), care include SQS, Lambda, HTTP(S), Data Firehose, și A2P (application-to-person), care include e-mail, notificări push mobile, SMS. Nu este limitat la una singură dintre acestea, și nici nu se limitează la instanțe EC2 din același cont. Această diversitate este motivul pentru care SNS este folosit atât pentru notificări către persoane, cât și pentru integrarea între aplicații.

Step Functions este un serviciu care permite crearea unor fluxuri de lucru, adică mașini cu stări, și care face posibilă construirea aplicațiilor distribuite, automatizarea proceselor, orchestrarea microserviciilor și crearea de pipeline-uri de date sau de învățare automată. Fiecare pas este numit state, iar o instanță în curs de execuție este numită execution. Distribuirea traficului este realizată de Elastic Load Balancing, stocarea obiectelor de S3, iar cache-ul de perechi cheie-valoare de ElastiCache.

API Gateway este un serviciu pentru crearea, publicarea, întreținerea, monitorizarea și protejarea API-urilor REST, HTTP și WebSocket, la orice scară, funcționând ca poartă frontală pentru accesul către backend-uri precum sarcini de lucru pe EC2, Lambda sau orice aplicație web. Procesarea propriu-zisă este executată de backend, aplicarea unificată a regulilor de protecție este rolul AWS Firewall Manager, iar cache-ul la nivel edge este rolul CloudFront.

EventBridge este un serviciu serverless care conectează componentele unei aplicații prin evenimente, realizând preluarea, filtrarea, transformarea și livrarea acestora. Magistrala de evenimente este un router care direcționează evenimentele de la multe surse către multe ținte. Coada este SQS, mașina cu stări este Step Functions, iar poarta frontală este API Gateway.

EventBridge Scheduler este mecanismul care gestionează execuții programate periodic sau o singură dată, prin expresii cron sau rate, deci pornirea la o oră fixă se tratează aici. SQS este o coadă care păstrează mesajele pentru ca destinatarul să le extragă, SNS este un mecanism publish-subscribe care livrează către abonați, iar API Gateway este un serviciu care publică și retransmite API-uri — niciunul dintre acestea nu are ca scop pornirea în funcție de oră.

SQS este un serviciu de cozi găzduit, securizat, durabil și cu disponibilitate ridicată, care integrează și decuplează (cuplare slabă) sisteme și componente software distribuite. Partea de primire poate răspunde imediat ce a introdus mesajul în coadă, iar procesarea ulterioară îl poate extrage și continua în propriul ritm, astfel încât întârzierea uneia nu o oprește ușor pe cealaltă. În configurațiile cu apel direct sau reunite într-un singur program, întârzierea procesării ulterioare devine direct timp de așteptare pentru partea de primire.

SNS livrează simultan, prin push, mesajele trimise către un topic, către mai mulți subscriberi, iar ca subscriber se poate specifica o coadă SQS, astfel încât livrarea unui eveniment către trei procesări folosește modelul fan-out cu un topic SNS și mai multe cozi SQS. Dacă trei procesări partajează o singură coadă, de regulă doar una dintre ele primește mesajul, în momentul extragerii, iar restul nu îl mai primesc. Configurația în care sursa trimite de trei ori, sau cea în care procesarea care primește retransmite mai departe, obligă la modificarea părții expeditoare de fiecare dată când se adaugă o destinație, ceea ce nu realizează o cuplare slabă.