每當向Amazon問(wèn)起其AWS數據中心時(shí)，大家得到的回應都是：Amazon方面不會(huì )討論與其數據中心有關(guān)的話(huà)題。然而就在當下，該公司首席技術(shù)官終于打破了這一僵局。
一身全黑著(zhù)裝證實(shí)了AWS所使用的可不止是“白”盒設備
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(kāi)啟了一扇小窗，而我們也借此機會(huì )得以通過(guò)他作出的題為《AWS在數據中心領(lǐng)域的創(chuàng )新》的演講中一窺Amazon數據中心的神秘真容。
Vogels在會(huì )上身穿清一色黑色長(cháng)褲、夾克及襯衫（他在自己上午的主題演講中穿著(zhù)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(kāi)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)現了許多當初只有Windows才取得過(guò)的成就：一臺用于承載業(yè)務(wù)的通用型平臺。作為起步目標，AWS最初僅僅是希望幫助企業(yè)客戶(hù)從自行構建服務(wù)器體系所帶來(lái)的諸多煩惱當中解脫出來(lái)。然而時(shí)至今日，AWS已經(jīng)開(kāi)始為使用者提供種類(lèi)繁多的新型服務(wù)。
客戶(hù)基礎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行屬于自己的服務(wù)器及相關(guān)基礎設施。其中包括以Just Giving為代表的個(gè)人及團體資金籌集類(lèi)在線(xiàn)服務(wù)以及Omnifore——由SiriusXM及索尼音樂(lè )有限公司共同建立的音樂(lè )流基礎設施體系——等服務(wù)項目。
Just Giving與Omnifore恰好介于客戶(hù)以及原始AWS基礎設施之間，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)正常運行所依托的數十萬(wàn)臺服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò )交換機全部由Amazon方面負責定制設計與構建，并由后者同英特爾及其它廠(chǎng)商協(xié)同完成。大量服務(wù)器集合起來(lái)就構成了——沒(méi)錯，數據中心。其中包括Amazon的Availability Zones，而其本身又構成了多個(gè)區域組成部分——具體來(lái)講，其中共包含十大區域與二十八個(gè)分區。
Vogels在此次AWS峰會(huì )上探討了宏觀(guān)布局背后的架構設計思路。很明顯，根據Vogels的說(shuō)法，Amazon公司經(jīng)常會(huì )收到大量針對其數據中心所提出的問(wèn)題。
每個(gè)區域由兩個(gè)或者更多Availability Zones所構成，而每個(gè)分區都至少擁有一座數據中心。沒(méi)有任何一座數據中心同時(shí)服務(wù)于兩個(gè)Availability Zones，而且某些Zones甚至擁有六座數據中心作為資源支撐。這些數據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)分區陷入癱瘓。
三個(gè)R：復制、復制、還是復制
Availability Zones正是AWS用于解決備份及延遲等一直困擾著(zhù)遠距離大范圍計算體系難題的答案。從傳統角度看，位于紐約的企業(yè)往往會(huì )將災難備份設施設立在新澤西州，但其數據同時(shí)也會(huì )橫跨整個(gè)美國比復制到洛杉磯地區作為冗余。
不過(guò)根據Vogels的說(shuō)法：“這種老式復制機制事實(shí)上并不適應規模化體系下的實(shí)際情況。如何單一事務(wù)的傳輸過(guò)程會(huì )耗時(shí)1到2毫秒，那么復制過(guò)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)現故障轉移，那么噩夢(mèng)般的狀況將隨即出現——故障之后的負載回歸甚至更加糟糕。總而言之，將發(fā)生了故障的系統整合到實(shí)時(shí)系統當中本身就是一場(chǎng)災難。”
為了解決延遲問(wèn)題，Amazon公司將數組緊密耦合在一起的數據中心共同構建成Availability Zones。該分區內的每座數據中心在進(jìn)行彼此交互時(shí)都擁有低于25毫秒的延遲水平，而數據包的整體網(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)，這主要是因為各虛擬化應用程序會(huì )相互爭奪對原始I/O的訪(fǎng)問(wèn)、進(jìn)而拖慢處理速度。Amazon給出的答案非常明確——構建自己的網(wǎng)絡(luò )設備。
“這種跳動(dòng)狀況在虛擬化情況下成了大問(wèn)題——也就是對受控網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)權的激烈爭奪。大家實(shí)際感受到的就是網(wǎng)絡(luò )狀況經(jīng)常跳動(dòng)、無(wú)法實(shí)現平順與穩定，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)現這一點(diǎn)，我們將網(wǎng)絡(luò )處理負載從服務(wù)器端轉移到專(zhuān)用的網(wǎng)卡當中，從而發(fā)揮其單一根I/O虛擬化技術(shù)，最終帶來(lái)了堅實(shí)而具備統一性的網(wǎng)絡(luò )性能。這讓TCP/IP性能順利實(shí)現了平衡表現，”Vogels表示。他同時(shí)補充稱(chēng)：
“我們能夠為大家帶來(lái)如泰山般巋然不動(dòng)的延遲表現。”
這些數據中心每座都擁有最高八萬(wàn)臺服務(wù)器的可容納能力——這一數字為優(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(wàn)臺。這些服務(wù)器由Amazon公司親自構建，并與英特爾及其它制造商合作完成。別誤會(huì )，這些設備可絕不是什么便宜的地攤貨，Vogels強調稱(chēng)。
“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(mǎn)足最為嚴苛的企業(yè)級需求的好貨色。”
Amazon公司已經(jīng)通過(guò)與英特爾方面的合作進(jìn)行了芯片調整以獲得更為出色的性能表現。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)規格能夠以更低的CPU功耗水平滿(mǎn)足AWS對于高性能表現提出的諸多要求。
Amazon方面還去掉了當前標準化現成服務(wù)器當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(zhù)節約了冷卻成本。“在傳統服務(wù)器環(huán)境下，仍有很多元素的存在讓我感到莫名其妙，”Vogels總結道。
