Amazon Web Services (AWS) EC2（彈性運算雲）在雲端提供可擴展的運算能力。無論是執行小型Web 應用程式還是大型企業應用程序，最佳化EC2 執行個體都是平衡效能、成本效率和資源利用率的關鍵。本文介紹了優化EC2 執行個體以提高效能和獲利能力的最佳實務和技巧。
選擇正確的EC2 執行個體類型
最佳化EC2 的第一步是根據您的工作負載需求選擇正確的執行個體類型。 AWS 提供各種實例類型，每種類型都針對特定用例進行了最佳化：
- 通用用途：平衡計算、記憶體和網路（例如t3、m5）。
- 計算最佳化：高CPU 與記憶體比率（例如c5）。
- 記憶體優化：高記憶體與CPU 比率（例如r5、x1e）。
- 儲存最佳化：高磁碟吞吐量（例如i3、d2）。
- 加速運算：GPU 驅動的實例（例如p4、inf1）。
提示：定期分析您的工作負載並根據CPU、記憶體和I/O 要求調整執行個體類型。
正確調整EC2 執行個體的大小
實例利用不足可能會花費您的金錢，而過度配置的執行個體則會導致效能問題。 AWS 提供AWS Cost Explorer 和AWS Trusted Advisor 來協助您監控使用量並建議調整執行個體大小。
正確確定規模的步驟：
- 監控資源使用狀況：使用CloudWatch 追蹤CPU 使用率、記憶體使用量、磁碟I/O 和網路活動。
- 設定自動擴展：根據需求自動調整實例數量。這可確保您僅在高峰時段運行所需的實例。
- 利用EC2 競價型實例：對於非關鍵工作負載，請考慮使用競價型實例，其成本比按需實例便宜高達90%。
優化儲存效能
儲存在EC2 執行個體效能中扮演重要角色。 AWS 針對不同需求提供不同類型的存儲，最佳化存儲設定可以大幅提高效能。
優化儲存的步驟：
- 使用Amazon EBS (Elastic Block Store)：附加EBS 磁碟區以進行持久性儲存。為了獲得更好的I/O 性能，請選擇SSD 支援的捲，例如io2 或gp3。
- 優化EBS 磁碟區類型：根據IOPS 要求選擇合適的捲。對於高效能應用程序，請使用預先配置IOPS SSD (io1/io2)；對於平衡工作負載，請使用通用SSD (gp3)。
- 使用Amazon FSx 或EFS 進行文件存儲：如果您需要託管檔案系統，請考慮使用Amazon EFS 作為可擴充共用存儲，或使用Amazon FSx for Windows File Server 作為Windows 工作負載。
提示：使用EBS 最佳化執行個體可確保EBS 流量的專用頻寬。
優化網路效能
網路效能可能是高效能應用程式的瓶頸，尤其是那些需要在實例或外部來源之間傳輸大量資料的應用程式。 AWS 提供了多種方法來提高EC2 實例的網路效能。
優化網路的步驟：
- 使用ENA（彈性網路介面卡）增強網絡：使用ENA 實現高吞吐量和低延遲網路。
- 使用彈性負載平衡(ELB)：在多個EC2 實例之間均勻分配流量，以提高可靠性和效能。
- 使用置放組：將實例分組以控制它們在實體硬體上的放置方式。例如，叢集放置組可以確保實例之間的低延遲網路。
- 利用VPC Peering 或Transit Gateway：為了減少不同VPC 中EC2 實例之間的延遲，請設定VPC Peering 或使用AWS Transit Gateway。
使用自動擴展進行成本和效能優化
Auto Scaling 是AWS 的功能，可根據設定的條件自動變更叢集中的EC2 執行個體數。它可確保您的應用程式始終擁有正確的運算能力，而無需手動調整。
自動縮放的步驟：
- 定義擴充策略：根據CPU 使用率、網路流量或自訂CloudWatch 指標建立策略。設定最小、最大和所需容量。
- 使用擴展計劃：AWS Auto Scaling 可讓您根據特定需求擴展EC2 執行個體和其他資源，例如DynamoDB 表或Aurora 資料庫叢集。
提示：使用彈性負載平衡器配置自動擴展，以在新啟動的執行個體之間自動分配流量。
利用Amazon EC2 執行個體購買選項
AWS 提供多種購買選項，可協助您優化成本並提高資源效率：
- 按需實例：按秒支付計算能力費用，無需長期承諾。最適合不可預測的工作負載。
- 預留實例(RI)：承諾使用EC2 實例一到三年，以換取大幅折扣。這對於穩定、可預測的工作負載是理想的選擇。
- 競價型實例：以大幅折扣（最高90%）購買未使用的EC2 容量。最適合靈活、容錯的工作負載。
- 儲蓄計劃：靈活的定價模式，提供較低的費率，以換取1 年或3 年內持續使用量的承諾。
實施監控和日誌記錄
持續的監控和日誌記錄對於確保您的EC2 執行個體運作良好且資源有效利用至關重要。
監控步驟：
- CloudWatch：使用Amazon CloudWatch 監控每個EC2 執行個體的CPU、記憶體、磁碟和網路指標。
- CloudTrail：追蹤與EC2 實例相關的API 活動並接收有關實例的詳細日誌。
- AWS Systems Manager：用於更深入地了解營運數據、實現營運任務的自動化以及修補程式管理。
使用彈性IP 和負載平衡器實現高可用性
對於生產環境，高可用性是首要任務。 Amazon 提供各種功能來確保EC2 執行個體即使在發生故障時也可使用。
高可用性步驟：
- 彈性IP：使用可跨執行個體重新對應的靜態IP 位址，以確保服務不會中斷。
- 彈性負載平衡器(ELB)：自動在多個EC2 執行個體之間分配傳入的應用程式流量，以提高容錯能力。
- 多可用區部署：在多個可用區(AZ) 中部署EC2 實例，以實現更好的冗餘和容錯能力。
使用實例元資料和使用者資料實現自動化
使用EC2 實例元資料和使用者資料來自動化實例配置。例如，您可以編寫軟體安裝腳本、設定網路設定或從實例中擷取元資料。
提示：將EC2 使用者資料與自動擴充功能結合，以便在啟動新的EC2 執行個體時自動進行設定。
保護您的EC2 實例
安全性是優化的關鍵部分。優化EC2 也意味著確保執行個體的安全，從而降低風險並提高可靠性。
增強安全性的步驟：
- 使用安全群組和網路ACL：定義嚴格的入站和出站流量規則。
- IAM 角色：將具有必要最低權限的IAM 角色附加到您的EC2 實例。
- 加密數據：使用Amazon EBS 加密來保護靜態資料。
- 修補和更新：定期修補EC2 實例以確保它們是最新的和安全的。
結論
最佳化EC2 執行個體涉及平衡效能、成本和可擴展性。透過選擇正確的實例類型、使用自動擴展、優化儲存和網路以及利用AWS 靈活的購買選項，您可以建立經濟高效、性能卓越的基礎設施。定期監控、調整資源分配和保護執行個體有助於確保您的EC2 環境以最佳效率運作。
