AWS 之 EC2 - 掘金

简介

EC2（Elastic Compute Cloud）是亚马逊云计算服务（Amazon Web Services，AWS）提供的一种虚拟机实例服务。它是一种弹性的云计算服务，可让您快速启动虚拟机实例，灵活地进行计算资源的调整，并根据需求付费

通过EC2可以创建、配置和管理虚拟机实例，这些实例在云中运行。每个EC2 实例都是一个虚拟服务器，具有自己的操作系统、计算资源和存储设备。您可以选择适合需求的实例类型、操作系统和软件配置，并根据需要增加或减少实例数量

创建 EC2 实例

创建EC2实例涉及以下一些主要的知识点：

实例类型（Instance Type）
AMI（Amazon Machine Image）
子网（Subnet）
安全组（Security Group）
存储选项
密钥对（Key Pair）
用户数据（User Data）
IAM 角色（IAM Role）

EC2 实例类型

EC2 实例类型是 AWS 中可用的不同配置和性能的虚拟机实例的分类。每种实例类型都具有不同的计算能力、内存、存储和网络性能，以满足不同应用程序和工作负载的需求

根据计算、内存、存储和网络性能来选择适合需求的实例类型。不同的实例类型适用于不同的用途和工作负载

EC2实例类型是由实例族（Instance Families）、实例代系（Instance Generations）和实例规格（Instance Sizes）这三个要素组合而成的

实例族：EC2 实例类型根据应用场景和使用需求进行分组，形成不同的实例族
- General Purpose（通用用途）：适用于多种应用场景，提供均衡的计算、内存和存储资源。例如：t3、m5
- Compute Optimized（计算优化）：专注于提供高性能的计算能力，适用于需要高速计算的工作负载。例如：c5、c6g
- Memory Optimized（内存优化）：针对内存密集型应用程序，提供大内存容量和高性能的实例类型。例如：r5、r6g
- Storage Optimized（存储优化）：专注于提供高性能的存储系统，适用于需要大容量和高吞吐量的应用程序。例如：i3、d3
- GPU Instances（GPU 实例）：针对图形处理和加速计算任务，提供具有强大GPU性能的实例类型。例如：p3、g4
- FPGA Instances（FPGA 实例）：针对使用可编程逻辑进行加速计算的工作负载，提供FPGA资源的实例类型。例如：f1
实例代系：AWS 不断推出新的EC2 实例代系，每个代系提供更高的性能和功能。例如：第一代实例为M1，第二代实例为M3，依此类推。新的代系通常会引入更快的处理器、更快的存储、更高的网络性能和更多的功能
实例规格：每个实例类型都有不同的规格，表示实例的大小和容量。例如：t3.micro、m5.large、c5.4xlarge等。实例规格通常取决于实例的CPU核数、内存容量、存储大小和网络性能等

AMI

根据 AMI 创建 EC2 实例

AMI是一个预配置的虚拟机镜像，不仅包括操作系统（Linux、Windows、macOS），还包括了一个完整的虚拟服务器环境，可以将AMI看作是一个虚拟机的模板或快照。它包含了操作系统、应用程序、配置和数据等一切必要的组件，用于创建和启动EC2实例

AMI 有两种类型：AWS 提供的公共 AMI或创建自己的自定义 AMI

AMI 本身并不是一个运行中的实例，而是一个用于创建新EC2 实例的基础镜像。当启动新的EC2 实例时，实际上是基于 AMI 创建一个全新的虚拟机，该虚拟机拥有 AMI 中所包含的操作系统和预配置的软件设置

通过 EC2 实例创建 AMI

由于AMI是用于启动EC2 实例的模板，因此可以将已经运行的EC2 实例制作成AMI，然后再使用该AMI快速部署相同配置的EC2 实例，提高效率并确保实例配置的一致性

AMI可以包含多个快照（Snapshots），这些快照是实例根卷（Root Volume）和其他数据卷的镜像备份。当您创建AMI时，AWS 会自动创建实例的快照，并将这些快照存储在 Amazon S3 中

快照是 Amazon Elastic Block Store（EBS）的一种功能，它是对EBS 卷（卷是EC2 实例的块存储设备）的逐块备份。快照不直接包含AMI本身，而是用于创建AMI的一部分

子网

子网的定义：VPC 的 IP 地址范围内的一个区段，其中可放置隔离的资源组

选择在子网中启动实例，以实现对实例进行隔离和网络分段

安全组

EC2 安全组是 AWS 中一种虚拟防火墙，用于控制EC2实例的网络流量。安全组规则定义了允许进入和离开实例的流量类型、协议和端口范围，通过配置适当的安全组规则，您可以实现对EC2实例的网络流量控制和安全保护。您可以限制访问特定端口、协议和IP地址范围，从而减少潜在的安全风险，控制入站和出站流量

安全组是基于实例级别的网络访问控制，依赖于 VPC 环境

存储选项

在创建EC2实例时，存储类型的配置主要是围绕EBS和EFS展开。然而，除了这两种存储类型之外，还有实例存储和S3，只是它们不直接在创建EC2实例时的存储选项之列

EBS 卷（Amazon Elastic Block Store）： 是一种持久性的块存储，可以附加到EC2实例并保留数据。EBS 卷的数据在实例停止或终止后仍然保留。EBS卷可用于根卷（包含操作系统和应用程序）或数据卷（用于持久性数据存储）
EFS（Amazon Elastic File System）： 是一种全托管的文件存储服务，适用于需要在多个EC2实例之间共享数据的场景
实例存储（Instance Store）： 是EC2实例上的临时存储空间，也称为实例存储卷，通常用于临时性存储需求，例如缓存、临时文件等。它与实例的生命周期绑定，一旦实例停止或终止，其中的数据将会丢失
S3（Amazon Simple Storage Service）： 是一种对象存储服务，用于存储和检索任意数量的数据。S3提供高度可扩展、安全和持久的存储，并且可以通过HTTP或HTTPS接口进行访问。S3适用于大规模的数据存储，可用于备份和归档、大数据分析、静态资源的托管等

总结来说，当在创建EC2实例时，主要的存储选项是EBS和EFS

如果需要持久性的块级存储，可以选择EBS 卷
如果需要在多个EC2实例之间共享文件系统，并且需要高可用性和可扩展性，可以选择EFS
至于实例存储和S3，它们也是重要的存储服务，但它们不是直接作为创建EC2实例的存储选项，而是适用于不同的用例和数据存储需求

密钥对

密钥对是用于安全地访问EC2实例的一种身份验证方法。在创建EC2实例时，可以选择使用现有的密钥对或创建新的密钥对

密钥对包括两个部分：公钥和私钥。公钥存储在EC2 实例中，而私钥则保存在您本地计算机或其他安全的地方。当您通过SSH（对于 Linux 实例）或远程桌面（对于 Windows 实例）连接到EC2 实例时，需要使用私钥来进行身份验证。EC2 实例会验证您提供的私钥是否与实例中存储的公钥匹配，如果匹配成功，您将获得访问实例的权限。指令如下：

ssh -i /path/to/your/private-key.pem ec2-user@your-instance-public-ip

在默认情况下，EC2 实例是基于密钥对来进行身份验证的。如果想要使用用户名 + 密码来进行实例连接，则需要自己配置（也不推荐）

用户数据

用户数据是在创建EC2 实例时可以指定的一段脚本或命令，它用于在实例启动时自动运行一些初始化任务或配置操作。通常用于自动化部署和配置实例，使实例在启动时能够自动完成一系列预定义的任务

EC2 实例在启动时会检测用户数据，并在实例启动后自动执行。用户数据可以是 Shell 脚本、命令行命令、配置文件等，取决于要实现的具体任务

使用用户数据的一些常见用途包括：

软件配置： 通过用户数据，可以自动安装、配置和启动应用程序和服务，以便在实例启动时预先配置软件环境
自动更新： 可以使用用户数据来自动更新实例上的软件包和操作系统，确保实例一直保持最新的状态
文件下载和配置： 可以使用用户数据来下载文件、配置文件、密钥等，以便实例在启动时获得必要的配置信息
启动脚本： 如果您需要在实例启动时运行自定义的脚本或命令，用户数据提供了一个简单的方式来实现

用户数据执行的时机是在实例的第一次启动时，它不会在实例的停止和重新启动时再次执行。如果需要在每次实例启动时都执行用户数据脚本，可以在脚本中添加相应的逻辑来处理这一需求

总之，使用用户数据可以极大地简化和加速实例的配置和初始化过程，特别是在需要大量相似实例的场景下，如：自动扩展和负载均衡。但请务必小心配置正确的用户数据，因为用户数据的错误或恶意内容可能导致实例不正常运行

IAM 角色

创建EC2 实例时，可以为实例指定一个IAM 角色，从而授予EC2 实例访问其他 AWS 服务或资源的权限，而无需在实例上直接暴露安全凭证（如：Access Key 和 Secret Access Key）

通过使用IAM 角色，可以将安全凭证管理的复杂性降到最低，并且可以确保EC2 实例只能访问其所需的最少权限，提高了安全性和可管理性。请确保仅授予实例所需的最小权限，并定期审查角色的权限策略，以确保安全性

EC2 实例

EC2 实例基本信息

在完成EC2 实例的创建过程后，AWS 会根据您的配置信息自动创建一个EC2 实例。EC2 实例是一台虚拟机，它将在 AWS 云中启动并运行

生成的实例包括一些重要的信息，如：实例 ID、公共 IP 地址、私有 IP 地址等

实例 ID： 每个EC2 实例都有一个唯一的实例 ID，可以使用实例 ID来标识和管理特定的实例
公共 IP 地址： 如果创建EC2 实例时，网络设置的Auto-assign public IP是启动状态，那么创建好的EC2 实例在启动时会自动分配一个公共 IP 地址，它是实例可以通过 Internet 访问的地址。公共 IP 地址是临时的，当实例停止或重启时，可能会发生变化
私有 IP 地址： EC2 实例还会分配一个私有 IP 地址，它是实例在 VPC 内部的地址，用于实例在 VPC 内部与其他资源进行通信

EC2 置放群组

置放群组（Placement Group）是EC2提供的一种功能，用于控制在同一物理硬件上放置EC2 实例的策略。通过将多个实例放置在同一个置放群组中，可以实现这些实例之间的低延迟、高带宽网络连接，适用于需要高性能通信的应用程序

置放群组有三种类型：集群置放群组（Cluster Placement Group）、分区置放群组（Partition Placement Group）、分布置放群组（Spread Placement Group）

集群置放群组： 适用于需要低延迟和高吞吐量网络性能的应用程序。将实例尽可能放置在同一物理硬件上，以实现更快速的网络通信
分区置放群组： 适用于需要大规模扩展的应用程序，可以容纳更多的实例。实例被均匀分布在不同的硬件分区上，提供更好的容错性和可伸缩性
分布置放群组： 适用于提高实例的可用性和容错性。实例被放置在不同的硬件故障域中，减少硬件级别的故障对多个实例的影响

连接 EC2 实例

EC2 实例 可以通过终端或者 AWS 提供的 EC2 实例连接的方式进行连接

采用终端进行连接也因为操作系统的不同而存在两种情况：
- Linux：ssh -i /path/to/your/key.pem ec2-user@your-ec2-public-ip
- Windows：图形化工具或者命令行
  - 远程桌面连接工具（Remote Desktop Connection）来建立 RDP 连接
  - mstsc /v:your-ec2-public-ip
采用 EC2 实例连接会简单很多，唯一的条件便是你登录到 AWS 控制台，选中需要连接的实例，点击connect按钮并选择使用EC2 实例连接即可正常连接

EC2 实例购买

购买EC2 实例的选项有 5 种情况可选：

按需实例（On-Demand Instances）：
- 特点：按小时或按秒计费，可以临时启动和停止实例，十分灵活
- 适用场景：短期或不规律的工作负载，试用、开发、测试、突发性任务等
保留实例（Reserved Instances）：
- 特点：预付费购买，可以选择 1 年或 3 年的合约期
- 适用场景：长期稳定的工作负载，提供较大折扣优惠
竞价实例（Spot Instances）：
- 特点：按竞价定价，能够提供最大的折扣优惠，可以获取闲置计算资源的折扣价格，但价格波动较大
- 适用场景：临时性、可中断的工作负载，或对成本敏感的任务
混合实例（EC2 Instance Fleet）：
- 特点：结合按需实例和竞价实例，以满足优先级和成本需求
- 适用场景：同时需要稳定性和成本优化的工作负载
专用主机（Dedicated Hosts）：
- 特点：EC2 实例部署到完全专用的物理服务器上，提供更高的隔离和控制级别
- 适用场景：许可证约束、合规性要求或特定安全性需求的场景

小结

本篇文章是关于EC2 实例的分享，讲述了关于创建EC2 实例、创建完成后的EC2 实例的基本信息与连接以及EC2 实例购买的选择

现在对前面的内容做一个简要的总结。因为EC2 实例就是一个虚拟机，当你在选择电脑时你可能会关注 CPU、RAM、存储、IP、防火墙等配置，同理，创建一个EC2 实例你也从这些方面考虑吧~只不过术语名称可能会略有不同

实例类型（Instance Type）： 决定了实例可用的 CPU 和 RAM 资源。不同的实例类型具有不同的 CPU 核心数量和 RAM 大小
存储选项：
- EBS（Amazon Elastic Block Store）： 提供了块级别的持久性存储，用于持久性数据存储
- EFS（Amazon Elastic File System）： 一个全托管的文件存储服务，适用于需要在多个EC2 实例之间共享数据的场景
IP（公共 IP 和私有 IP）： 公共 IP 用于通过Internet访问实例，私有 IP 用于实例在VPC内部通信
安全组： 安全组是一种虚拟防火墙，用于控制实例的网络流量