АРХІТЕКТУРА РІШЕННЯ
У сучасну еру хмарних технологій проєктування масштабованих, безпечних та високодоступних архітектур є ключовою відповідальністю для інженерів DevOps та хмарних архітекторів. Налаштування Multi-VPC відіграють критичну роль у досягненні цих цілей, особливо для застосунків, які потребують регіональної резервності, низької затримки доступу та покращеної стійкості до збоїв. Нещодавно я розробив проєкт багатої архітектури Multi-VPC на AWS, що відповідає цим принципам. Цей блог занурює в технічні деталі цього проєкту, надаючи уявлення про його компоненти, рішення щодо проєктування та основні переваги.
Огляд архітектури
Архітектура складається з двох віртуальних приватних хмар (VPC):
- VPC US-EAST-1 — основний VPC, де відбуваються основні операції.
- VPC US-WEST-2 — вторинний VPC, розроблений для регіональної резервності та потенційного масштабування в майбутньому.
Обидва VPC з’єднані за допомогою VPC Peering, що забезпечує безперешкодну комунікацію між ресурсами в двох регіонах.
Ключові компоненти в VPC US-EAST-1
1. Підмережі
VPC US-EAST-1 містить два типи підмереж:
- Публічна підмережа: містить ресурси, що мають доступ до Інтернету, такі як NAT Gateway.
- Приватна підмережа: містить внутрішні ресурси, такі як реляційна база даних та кешувальний сервіс, які не доступні безпосередньо з Інтернету.
2. NAT Gateway
NAT Gateway розгорнуто в публічній підмережі. Він забезпечує вихідну інтернет-зв'язок для ресурсів у приватній підмережі, одночасно зберігаючи їх безпеку, запобігаючи прямому вхідному трафіку.
3. Amazon RDS
У приватній підмережі розташовано Amazon RDS, керовану службу реляційних баз даних. У цьому проєкті RDS налаштовано для високої доступності за допомогою Multi-AZ розгортання для забезпечення стійкості до збоїв. База даних розроблена для ефективного та безпечного оброблення даних застосунку.
4. Memcached
Для підвищення продуктивності застосунку було налаштовано Memcached в приватній підмережі як кешуючий шар. Memcached зменшує навантаження на базу даних, зберігаючи часто використовувані дані в пам’яті та забезпечуючи швидший відгук на запити.
5. Групи безпеки та мережеві ACL
- Групи безпеки: Налаштовано для дозволу певного вхідного та вихідного трафіку до і від ресурсів.
- Мережеві ACL (Access Control Lists): Додано додатковий рівень безпеки шляхом контролю трафіку на рівні підмережі.
Ключові компоненти в VPC US-WEST-2
Вторинний VPC, розташований у регіоні US-WEST-2, служить крос-регіональним партнером для основного VPC. Хоча він наразі налаштований для підключення та резервності, цей VPC спроектовано для підтримки майбутніх розгортань застосунків. Він включає:
1. Публічні та приватні підмережі
Структура повторює VPC US-EAST-1, з публічною підмережею для ресурсів, що взаємодіють з Інтернетом, і приватною підмережею для внутрішніх сервісів.
2. VPC Peering
З’єднання через peering зв’язує два VPC, забезпечуючи безпечну та ефективну комунікацію між ресурсами в різних регіонах. Маршрутизуючі таблиці в обох VPC було оновлено, щоб дозволити трафіку проходити через з'єднання peering.
3. Майбутнє масштабування
Дизайн передбачає розгортання додаткових ресурсів, таких як сервери застосунків, бази даних і кешувальні шари, в цьому регіоні. Це створює основу для масштабування архітектури в міру зростання вимог застосунку.
Комунікація між VPC
З’єднання VPC Peering є основною ланкою в налаштуванні Multi-VPC. Ось деякі технічні моменти:
- Налаштування
- З’єднання peering було встановлено шляхом створення запиту з VPC US-EAST-1 і його прийняття в VPC US-WEST-2.
- Маршрутизуючі таблиці були оновлені в обох VPC для забезпечення того, щоб трафік, призначений для CIDR-блоку peered VPC, маршрутизувався через з'єднання peering.
**2.
Розгляд безпеки
- Групи безпеки були налаштовані так, щоб дозволяти трафік лише з IP-діапазону з'єднаного VPC.
- Мережеві ACL були оновлені для обмеження несанкціонованого доступу при збереженні зв'язку між VPC.
Використання
- Крос-регіональне реплікування даних.
- Балансування навантаження між регіонами для відновлення після збоїв і підвищення продуктивності.
Балансування навантаження
Для забезпечення високої доступності та ефективного розподілу трафіку були розгорнуті Application Load Balancers (ALBs) в публічних підмережах обох VPC. ALBs керують вхідним трафіком та розподіляють його між бекенд-сервісами у приватних підмережах. Ключові функції включають:
- Перевірка здоров'я: ALBs виконують перевірку здоров'я бекенд-інстансів, щоб переконатися, що трафік направляється лише до здорових ресурсів.
- Масштабованість: Завдяки наявності ALB, архітектура може легко масштабуватися горизонтально шляхом додавання нових бекенд-ресурсів, коли це необхідно.
Переваги цієї налаштування Multi-VPC
- Масштабованість
- Архітектура підтримує безшовне горизонтальне та вертикальне масштабування.
- Додаткові ресурси можна додавати в будь-який з VPC без порушення роботи існуючих сервісів.
2. Висока доступність
- Ресурси розподілені між кількома зонами доступності в кожному регіоні.
- Мульти-регіональне налаштування гарантує, що операції можуть продовжуватися, навіть якщо один регіон зазнає збоїв.
3. Безпека
- Ресурси в приватних підмережах ізольовані від прямого доступу до Інтернету.
- Багато рівнів безпеки (групи безпеки, мережеві ACL) захищають інфраструктуру від несанкціонованого доступу.
4. Крос-регіональна резервність
- VPC peering дозволяє ефективно здійснювати перехід на резервні ресурси та відновлення після збоїв.
- Реплікація даних між регіонами гарантує мінімальні втрати даних у разі збоїв.
5. Майбутнє масштабування
- Архітектура спроектована з урахуванням масштабованості та можливості розширення, що дозволяє задовольнити майбутні потреби та вимоги застосунків.
Виклики та уроки
Під час розробки цієї архітектури виникло кілька викликів:
- Налаштування маршрутів
- Налаштування маршрутних таблиць для комунікації між VPC вимагало ретельного планування, щоб уникнути конфліктів і забезпечити правильний потік трафіку.
2. Управління витратами
- Використання таких сервісів, як NAT Gateway та RDS в налаштуванні multi-VPC, може бути витратним. Моніторинг та оптимізація використання ресурсів були важливими для контролю витрат.
3. Затримка
- Крос-регіональна комунікація призводить до затримки. Увага до розміщення ресурсів та стратегії кешування допомогла зменшити проблеми з продуктивністю.
4. Посилення безпеки
- Забезпечення непроникної безпеки через регіони вимагало впровадження та тестування кількох рівнів політик безпеки.
Інструменти та технології
- Сервіси AWS: VPC, NAT Gateway, RDS, Memcached, Application Load Balancer, VPC Peering.
- Моніторинг та логування: Amazon CloudWatch для моніторингу ресурсів та ведення логів.
- Безпека: IAM, Групи безпеки, Мережеві ACL.
Висновок
Цей проєкт архітектури multi-VPC підкреслює силу AWS у побудові масштабованих, безпечних та високодоступних хмарних рішень. Використовуючи VPC, з'єднання peering і керовані сервіси, такі як RDS і Memcached, я зміг розробити інфраструктуру, яка відповідає вимогам сучасних застосунків.
Незалежно від того, чи ви працюєте над подібним проєктом або плануєте наступне хмарне розгортання, добре продумана архітектура є критично важливою. Налаштування multi-VPC, якщо їх правильно спроєктувати, можуть забезпечити безпрецедентну масштабованість, резервність та безпеку.
Я з нетерпінням чекаю на ваші думки про цю архітектуру! Як ви підходите до проєктування multi-VPC? Давайте обговоримо це в коментарях.
Перекладено з: Building a Scalable Multi-VPC Architecture on AWS