每當(dāng)向Amazon問起其AWS數(shù)據(jù)中心時(shí)，大家得到的回應(yīng)都是：Amazon方面不會(huì)討論與其數(shù)據(jù)中心有關(guān)的話題。然而就在當(dāng)下，該公司首席技術(shù)官終于打破了這一僵局。
一身全黑著裝證實(shí)了AWS所使用的可不止是“白”盒設(shè)備
Werner Vogels在本周三剛剛閉幕的倫敦AWS峰會(huì)上為與會(huì)者們開啟了一扇小窗，而我們也借此機(jī)會(huì)得以通過他作出的題為《AWS在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的創(chuàng)新》的演講中一窺Amazon數(shù)據(jù)中心的神秘真容。
Vogels在會(huì)上身穿清一色黑色長(zhǎng)褲、夾克及襯衫（他在自己上午的主題演講中穿著的則是一件阿明。范。比倫的主題T恤），并象征性地掀起了自己的夾克、開始大談AWS業(yè)務(wù)背后隱藏多年的技術(shù)體系。
AWS如今已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了許多當(dāng)初只有Windows才取得過的成就：一臺(tái)用于承載業(yè)務(wù)的通用型平臺(tái)。作為起步目標(biāo)，AWS最初僅僅是希望幫助企業(yè)客戶從自行構(gòu)建服務(wù)器體系所帶來的諸多煩惱當(dāng)中解脫出來。然而時(shí)至今日，AWS已經(jīng)開始為使用者提供種類繁多的新型服務(wù)。
客戶基礎(chǔ)中的另一大重要群體屬于純粹的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，他們并不需要建立并運(yùn)行屬于自己的服務(wù)器及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施。其中包括以Just Giving為代表的個(gè)人及團(tuán)體資金籌集類在線服務(wù)以及Omnifore——由SiriusXM及索尼音樂有限公司共同建立的音樂流基礎(chǔ)設(shè)施體系——等服務(wù)項(xiàng)目。
Just Giving與Omnifore恰好介于客戶以及原始AWS基礎(chǔ)設(shè)施之間，事實(shí)上非技術(shù)人員很難把這二者聯(lián)系在一起。雙方業(yè)務(wù)正常運(yùn)行所依托的數(shù)十萬臺(tái)服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)全部由Amazon方面負(fù)責(zé)定制設(shè)計(jì)與構(gòu)建，并由后者同英特爾及其它廠商協(xié)同完成。大量服務(wù)器集合起來就構(gòu)成了——沒錯(cuò)，數(shù)據(jù)中心。其中包括Amazon的Availability Zones，而其本身又構(gòu)成了多個(gè)區(qū)域組成部分——具體來講，其中共包含十大區(qū)域與二十八個(gè)分區(qū)。
Vogels在此次AWS峰會(huì)上探討了宏觀布局背后的架構(gòu)設(shè)計(jì)思路。很明顯，根據(jù)Vogels的說法，Amazon公司經(jīng)常會(huì)收到大量針對(duì)其數(shù)據(jù)中心所提出的問題。
每個(gè)區(qū)域由兩個(gè)或者更多Availability Zones所構(gòu)成，而每個(gè)分區(qū)都至少擁有一座數(shù)據(jù)中心。沒有任何一座數(shù)據(jù)中心同時(shí)服務(wù)于兩個(gè)Availability Zones，而且某些Zones甚至擁有六座數(shù)據(jù)中心作為資源支撐。這些數(shù)據(jù)中心必須隸屬于不同電網(wǎng)體系，這是為了保證任何供電中斷狀況都不至于一次性令整個(gè)分區(qū)陷入癱瘓。
三個(gè)R：復(fù)制、復(fù)制、還是復(fù)制
Availability Zones正是AWS用于解決備份及延遲等一直困擾著遠(yuǎn)距離大范圍計(jì)算體系難題的答案。從傳統(tǒng)角度看，位于紐約的企業(yè)往往會(huì)將災(zāi)難備份設(shè)施設(shè)立在新澤西州，但其數(shù)據(jù)同時(shí)也會(huì)橫跨整個(gè)美國(guó)比復(fù)制到洛杉磯地區(qū)作為冗余。
不過根據(jù)Vogels的說法：“這種老式復(fù)制機(jī)制事實(shí)上并不適應(yīng)規(guī)�；w系下的實(shí)際情況。如何單一事務(wù)的傳輸過程會(huì)耗時(shí)1到2毫秒，那么復(fù)制過程將令延遲猛增至100毫秒。在此之后，如果大家需要從紐約指向洛杉磯以實(shí)現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移，那么噩夢(mèng)般的狀況將隨即出現(xiàn)——故障之后的負(fù)載回歸甚至更加糟糕�？偠灾�，將發(fā)生了故障的系統(tǒng)整合到實(shí)時(shí)系統(tǒng)當(dāng)中本身就是一場(chǎng)災(zāi)難。”
為了解決延遲問題，Amazon公司將數(shù)組緊密耦合在一起的數(shù)據(jù)中心共同構(gòu)建成Availability Zones。該分區(qū)內(nèi)的每座數(shù)據(jù)中心在進(jìn)行彼此交互時(shí)都擁有低于25毫秒的延遲水平，而數(shù)據(jù)包的整體網(wǎng)絡(luò)傳輸能力則為102Tbps。
AWS需要解決的另一大難題則是跳動(dòng)，這主要是因?yàn)楦魈摂M化應(yīng)用程序會(huì)相互爭(zhēng)奪對(duì)原始I/O的訪問、進(jìn)而拖慢處理速度。Amazon給出的答案非常明確——構(gòu)建自己的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
“這種跳動(dòng)狀況在虛擬化情況下成了大問題——也就是對(duì)受控網(wǎng)絡(luò)訪問權(quán)的激烈爭(zhēng)奪。大家實(shí)際感受到的就是網(wǎng)絡(luò)狀況經(jīng)常跳動(dòng)、無法實(shí)現(xiàn)平順與穩(wěn)定，因此我們下了一番力氣將其徹底清除出AWS體系之外。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，我們將網(wǎng)絡(luò)處理負(fù)載從服務(wù)器端轉(zhuǎn)移到專用的網(wǎng)卡當(dāng)中，從而發(fā)揮其單一根I/O虛擬化技術(shù)，最終帶來了堅(jiān)實(shí)而具備統(tǒng)一性的網(wǎng)絡(luò)性能。這讓TCP/IP性能順利實(shí)現(xiàn)了平衡表現(xiàn)，”Vogels表示。他同時(shí)補(bǔ)充稱：
“我們能夠?yàn)榇蠹規(guī)砣缣┥桨銕h然不動(dòng)的延遲表現(xiàn)。”
這些數(shù)據(jù)中心每座都擁有最高八萬臺(tái)服務(wù)器的可容納能力——這一數(shù)字為優(yōu)化的最高極限——而且其實(shí)際服務(wù)器容納量至少為五萬臺(tái)。這些服務(wù)器由Amazon公司親自構(gòu)建，并與英特爾及其它制造商合作完成。別誤會(huì)，這些設(shè)備可絕不是什么便宜的地?cái)傌�，Vogels強(qiáng)調(diào)稱。
“別以為這些都是白盒服務(wù)器，”他指出。“這些服務(wù)器都是能夠滿足最為嚴(yán)苛的企業(yè)級(jí)需求的好貨色。”
Amazon公司已經(jīng)通過與英特爾方面的合作進(jìn)行了芯片調(diào)整以獲得更為出色的性能表現(xiàn)。就以最近剛剛推出的C4實(shí)例為例，其配備有英特爾的Haswell處理器家族，所采用的生產(chǎn)規(guī)格能夠以更低的CPU功耗水平滿足AWS對(duì)于高性能表現(xiàn)提出的諸多要求。
Amazon方面還去掉了當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)成服務(wù)器當(dāng)中那些不必要的功能。音頻芯片與電源變壓裝置都被剔除了出去，這不僅有助于降低功耗水平、同時(shí)也幫助AWS顯著節(jié)約了冷卻成本。“在傳統(tǒng)服務(wù)器環(huán)境下，仍有很多元素的存在讓我感到莫名其妙，”Vogels總結(jié)道。
