稳定至上 解析AWS数据中心基础设施建设之道

  目前，数字化的技术正在让各行各业发生巨大的变革，不过，也对于作为支撑作用的云服务基础设施提出更高的要求。

  提到云服务，那么，亚马逊云服务(AWS)一定是绕不开的话题，长期以来它们都在该领域中处于领跑位置，不过，是什么样的基础设施推动着AWS能勇往直前呢？很多人对于AWS的数据中心了解甚少，对此不免心生好奇。

  最近，在今年的AWS re:Invent大会上，AWS全球基础架构和客户支持资深副总裁Peter DeSantis就详细讲述了AWS在数据中心的建设以及使用中，如何保持稳定和环保。AWS大中华区产品部计算与存储总监周舸对于Peter的演讲进行了解读。

AWS全球基础架构和客户支持资深副总裁Peter DeSantis

  稳定至上

  对于一家云服务提供商来说，数据中心基础设施的重要性不言而喻，而且，随着业务量不断增加，数据中心的规模也在不断扩大，在这之中，设备出现故障的几率也随着增加，因此，如果云服务提供商不能保证稳定性，即便在功能和性能方面非常突出，也得不到客户的认可。

  周舸表示：“去年的re:Invent里面曾经有一个数据，2018年，和AWS规模最接近的另外一家云服务提供商宕机时间是AWS的7倍多。”

  Amazon CTO Werner曾说过的，任何东西都会坏。很多基础设施出现问题是没办法回避的，这也是AWS每天都会面临的挑战，企业需要考虑的是去预测什么时候会坏、怎么坏，从而能够提早想办法解决问题，保护你的客户不受影响。

  从整个AWS和Amazon发展的逻辑来看，AWS认为任何事情没有捷径可以走，任何发展都要一步步进行积累。

  比如AWS数据中心的供电，首先从电网供电，然后经过配电控制系统把电供应出去，中间一定会配置备用电源系统。因为，电网供电出问题的时候，备用电源会马上接替工作，保证服务不中断。同时，供电控制系统将会启动发电机组，发电机给电池持续充电，继续保证足够功率，直至电网恢复供电。

  

  此外，为了降低设施出现问题的几率，AWS的思路是尽量降低设备的复杂性，就如我们上面提到的发电机组和备用电源系统，传统厂商所生产的产品，拥有丰富的功能，导致其复杂性极高，但是，很多功能其实不是必须的，因此，AWS将数据中心备用电源按照自身需求进行改造并缩小，通过软件对其进行控制，当单个单元出问题时，其他单元还能继续工作，把损害降至最低。

  周舸表示：“AWS尽量把设备、系统简化，越简单就越不容易出故障，从而让它变得更易用、更可靠。”

  多地部署数据中心

  再来回到数据中心本身，AWS细分地理区域和可用区(AZ)，这与其他云提供商有很大不同。早在2001年，当AWS还没有成立的时候，Amazon就在西雅图建立了数据中心。在这个海啸和地震频发的城市，AWS积累了数据中心建设的经验。

  通过在海啸与地震频发的西雅图建立数据中心，AWS意识到不能把所有数据都放在一个数据中心里面，当时，AWS的想法是要在美国东海岸建设一个数据中心。但是由于两地之间的物理距离过长，导致数据中心出现70毫秒的延时，这对于交易量巨大的平台来讲，难以接受。

  为了要减少延迟带来的影响，并且综合考虑了火灾、雷电、龙卷风、海啸、地震等等所有因素后，AWS发现了数据中心之间的最优距离是数十英里，在这个距离的基础上既可以保证数据中心的延迟在一毫秒之内，还最大程度保证数据中心之间的独立性。

  此外，还有一个重点，也是AWS的一个设计逻辑，就是人可以成就所有事情，也可以是破坏一切。因此，人为因素的不确定性是必须要去避免。因此，AWS要保证每个区域之间的运营独立，互不干扰，当客户在全球部署跨多个区域，就可以减小破坏带来的影响。

  目前，AMS有遍及24个地理区域的77个可用区，并已公布计划在澳大利亚、印度、印度尼西亚、日本、西班牙和瑞士新建6个AWS区域、18个可用区。

  疫情之下考验供应链体系

  在今年疫情的影响下，对于供应链有着极大的考验，这种考验不光是体现在企业能不能买到适合的产品，关键是怎样能有意地分散供应链，实现多元化，从而让企业抵抗风险。

  2015年的时候，AWS有四个关键零件的供应商来自于4个国家和地区、29个供应商，到今年同样零件的供应商数量已经变成了7个国家和地区、86个供应商，这是AWS渡过疫情难关很重要的基础，这同样证明AWS有能力在困难的情况下，找到最快解决问题的供应商。

  所以，即便在全球都受到疫情影响下，供应链也没有成为阻止AWS扩张云规模的障碍。

  回顾全年，Amazon出色的供应链体系支撑了Peloton以及Netflix等公司大量增加设备的需求。

  定制芯片保障效率提升

  对于AWS为什么要自研芯片，周舸表示：“因为有很多事情AWS需要了解怎么做才能做得更好。”

  首先来看Nitro芯片，它已经为数据中心提供了动力，AWS云平台通过Nitro控制器Amazon EC2添加网络，存储和安全资源。如在EC2 Mac实例中，AWS在Mini上安装了Nitro Controller，没有Hypervisor的Nitro Controller可以安全快速地连接到Mac Mini，通过Nitro接口，可以连接到EC2和EBS等服务。值得注意的是在2021年，第四代Nitro也即将面世。

  此外，AWS跟Arm也有非常紧密的合作，通过将半导体设计与验证迁移到AWS基于Graviton 2处理器，Arm降低了成本和调度新项目的风险，并将吞吐量提高10倍。这种做法使工程师可以专注于创新，Arm未来计划将全球数据中心面积至少压缩45%，将本地计算减少80%。

  

  Peter DeSantis表示：“从90年代到现在，CPU性能一直在快速提升，但最近几年提升得没有那么明显了。主要原因是CPU频率的提升在减速，因此，增加核心数量就成为另一条发展路径，核心增加意味着一个CPU里面添加更多微处理器，如果程序能够利用好并行处理，就可以产生更高的效率。”

  写在最后

  一直以来，极度务实的态度推动着AWS不断前行，此次，通过Peter DeSantis的演讲了解到，AWS在建立数据中心的思路后，更加印证了他们忠于客户的初心。在与自身强大的技术能力结合，保证了其在行业中的竞争力。这也许就是AWS取得成功的秘密。