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发布日期:2024 年 6 月 27 日
撰稿人:Camilo Quiroz-Vazquez、Michael Goodwin

什么是云优化?

云优化是管理和分配资源的过程,用于提高服务性能和安全性,最大限度地减少浪费和降低成本。

它涉及构建高效的云基础设施,使资源配置与应用程序和工作负载的需求实时保持一致,从而在性能、合规性和成本效益需求之间取得平衡。云优化属于 CloudOps 的范畴,CloudOps 是一种以开发运维为模型的实践,旨在管理和优化云服务的交付和性能。

随着 IT 资源越来越多地分布在私有云公有云、多云和混合云基础设施中,CloudOps 和开发运维团队必须更加注重管理云资源。挑战在于控制云成本,同时确保云应用程序的可用性和最佳性能。

有效的云优化策略使用成本管理工具和其他优化工具来提高对云环境的可见性。增强的可见性使开发运维团队能够更准确地了解资源使用情况以及云和应用程序性能。此数据可以为减少或消除过度配置的资源提供信息,帮助构建更高效、性能更好的云环境。

团队还可以使用自动化机器学习工具来管理和分配工作负载和资源。例如,自动化工具可在使用高峰期调整资源分配,根据实例运行状况在实例之间移动工作负载,或根据需求在公有云和私有云之间转移工作流程。

团队经常使用机器学习工具来分析大型数据集,并提供有关如何改进云运营的洞察分析。利用这些工具,专家们将能够减少管理时间,将更多时间用于创新。

了解云服务的哪些方面适合优化,以及如何实施经济有效的方法来优化云资源,这一点很重要。

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云优化为什么很重要?

云环境可为企业提供许多优势,包括按需扩展的能力。云迁移(将本地数据、应用程序和工作负载迁移到云中或在云之间迁移)可以提供灵活性、可见性并提高数据安全性。这种灵活性使企业能够更好地满足客户需求和实现业务目标。不过,随着云技术的采用,许多企业发现,为了获得这些优势,他们在云计算上的支出超出了预期。

云环境是动态的,资源需求不断变化。闲置资源和非受管的云环境可能迅速导致超支和安全问题。如果没有合适的工具,IT 部门在很大程度上只能猜测他们需要哪些云资源,哪些会削弱成本节约措施和云的其他好处。

云优化可控制云支出,使云成为预期的经济高效的解决方案。优化的云环境可以移动资源以满足工作负载需求,从而减少瓶颈和意外的服务中断。它还有助于创建更安全的云环境。

如何优化云环境

云服务的性能是业务和 IT 团队最关心的问题。他们面临的挑战是在保持成本效益,并在预算范围内同时平衡高性能和可用性的需求。云优化提供了一条减少浪费并保持性能的转型途径。

各组织通常将其优化工作重点放在云成本优化、监控和报告、性能和安全上。

云成本优化

降低成本通常是云优化的首要目标;然而,云成本优化策略不仅仅是减少云使用率,而是为了确保为所需内容付费并最大限度地减少资源浪费。云成本管理必须优先考虑云服务的性能、安全性和可扩展性。如果减少支出将企业置于风险之中或以其他方式损害业务,则毫无意义。

管理云预算是一个动态过程,因为应用程序和工作负载需求会因流量波动和组织增长等因素而不断变化。计算成本(与实例、虚拟机 (VM) 以及组织正在实施的自动化级别相关的成本)、云存储和支持服务等支出构成了总费用。进行优化时,企业应确保了解自己的云账单、所支付的服务以及原因。例如,高性能云计划还是低成本计划更适合组织的需求?

自动化工具可帮助从云服务提供商调配资源。这些工具自动将资源与应用程序需求相匹配,并相应地调整资源分配。将过度配置资源(针对使用高峰期配置满足应用程序需求的资源,但这些资源在需求较少时可能不必要)作为安全网的做法会迅速增加成本并降低盈利能力。

通过云优化实现的更好的解决方案是消除业务、IT 和开发运维团队之间的孤岛,寻找满足整个企业需求的定价结构和资源配置工具。通过实施云优化策略,企业可以提高云技术投资的回报率并提升商业价值。

监控和报告

Gartner 估计,到 2027 年,70% 的企业将使用云平台优化其业务计划,比 2023 年增加 55%。1通过这种类型的扩展,对云基础设施的可见性是理解和优化应用程序性能的关键。

云管理工具可帮助 IT 部门监控与应用程序性能相关的关键指标,例如网络流量、错误率、CPU 使用率和延迟。实时监控这些指标,通过提供将资源使用情况与云成本相关联的详细报告,可以帮助 IT 团队发现效率低下和未使用的资源。

企业应寻找能够提供更广泛云架构背景的报告的监控工具。没有这种背景,数据可能会保持孤立,从而更难以理解组织如何使用云资源。

绩效

过度配置资源来保障应用程序性能并不是一个可行的长期解决方案。各组织应着眼于为所需的云服务付费,而不用支付其他费用。简化的云基础架构使 IT 部门能够更好地了解应用程序性能以及用户如何与应用程序交互。
如果没有性能优化策略,云应用程序可能会受到停机和高延迟率的影响,从而导致用户体验不理想。

性能优化技术包括:

  • 负载均衡:该技术在服务器之间分配工作负载和流量。负载均衡技术有好几种,有些在服务器之间均匀分配流量,有些将流量引导到功能最强大的服务器或最近的服务器,但所有这些技术都旨在优化性能。负载均衡可以帮助最大限度地减少使用高峰期的瓶颈,并提高应用程序性能。

  • 使用 Content Delivery Network (CDN)地理位置分散的服务器组 (CDN) 可以为基于 Web 的应用程序提供速度更快的服务。CDN 在离用户更近的服务器上托管应用程序和数据,从而减少延迟并改善服务交付。

  • 缓存:未使用或不必要的云存储和数据检索一样,会导致云账单金额增加。对于经常访问的数据,缓存或暂时保留关键数据有助于提高数据检索速度。减少从存储中检索的数据量,还能减少计算资源并加快服务交付。
安全性

保护云环境意味着在可能的威胁和异常发生之前主动检测它们。如果企业在发生安全问题后才做出反应,则更有可能发生服务中断和数据泄露

未能妥善保护数据安全的组织将面临企业和用户数据泄露的风险,并面临合规性和监管问题。切实可靠的 DevSecOps 实践将应用程序和基础设施安全置于整个应用程序生命周期的最重要位置。通过可见性、可追溯性和可审计性,DevSecOps 团队可以监控云环境的各个方面。云优化有助于实现这些功能。

云优化策略

各组织可以实施多种策略来优化从云提供商处购买的资源和服务的使用。云优化策略包括:

调整大小

合理精简是指使云计算实例的类型和大小与工作负载保持一致的过程。合理精简可以确保组织购买必要的云实例,从而帮助提高成本效率。

合理精简并不一定意味着缩减资源。如果基于云的应用程序和服务需要更多计算资源,合理精简有助于确保从云供应商处获得这些资源。有效的合理精简需要分析工作流程、应用程序性能要求并了解使用模式,以协调实例类型和容量。

自动缩放

自动化在云优化中发挥着重要作用。随着混合云和多云环境的使用越来越多,IT 团队无法在不同环境中为每个工作负载手动监控和分配适当的资源。

自动扩展可自动配置和取消配置云资源,包括存储和虚拟机实例,以实时调整资源和需求。这有助于实现一致的应用程序性能,同时降低云成本。

容器化

容器化将软件代码与运行该代码所需的操作系统、配置文件、库和依赖项打包到单个“容器”中,使其能够在任何平台或云上运行。这些容器比虚拟机 (VM) 更高效,并且需要的启动时间更少。

许多容器可利用与单个虚拟机相同的计算容量来运行,从而减少云的使用量和成本。Kubernetes 等编排平台可以帮助自动化容器化应用程序的部署、管理和扩展。

预留实例 (RI) 和竞价实例

预留实例是指使用特定服务的长期承诺,通常为一到三年。此承诺通常伴随着云服务提供商提供的优惠定价模式,非常适合一致的工作流程。

竞价实例是最后一刻购买的资源,通常以较低的成本提供。这些实例类型不是按需提供的,必须偶尔竞标。购买后,可能会中断服务且通知时间有限。竞价实例并非始终可靠,通常用于对时间不敏感或对运营非关键的工作负载。

数据转移

数据经常在不同云之间转移。每次转移都有相关的成本,不必要的转移可能会导致云支出增加。云管理工具可以自动化在云之间高效转移数据的过程,并有助于将成本降至最低。

云原生应用程序

云原生应用程序是由可重复使用的组件(称为微服务)组成的程序。微服务架构由控制应用程序功能不同方面的小型构件组成。微服务的部署和扩展相互独立,因此非常灵活,适用于持续集成 (CI) 持续交付 (CD) 实践。

CI 使开发人员能够在整个开发周期中自动执行集成新代码的流程。CD 可让开发运维团队自动执行软件开发的各种流程,包括测试和代码部署。基础架构即代码 (IaC) 是一种高级描述性编码语言,可自动配置 IT 基础架构,通过与这些开发运维实践相结合,可促进新应用程序的高效开发、测试和部署。它们还使应用程序更新过程更加高效。

云优化最佳实践

为了充分利用云优化的作用,许多组织选择:

  • 注重可见性:了解云环境中正在发生的事情是优化的第一步。能够提供可跨团队访问的背景报告的解决方案有助于利益相关者做出明智的决策。

  • 加强性能分析:通过使用明确定义的指标集来评估运行需求,从而对应用程序进行持续监控,这是优化的一个关键方面。监控性能使 IT 团队能够了解哪些方面有效,哪些无效,以及应用程序是否获得了必要的资源。

  • 使用应用程序资源管理工具:手动分配资源是一个耗时的过程,往往会导致过度配置。应用程序资源管理工具提供云基础架构的可视性、监控和报告选项以及根据实时需求重新分配资源的自动化工具。

  • 打破孤岛:业务团队和开发运维团队应相互沟通,并制定专门的信息共享流程。开发运维团队应熟悉业务需求和目标,业务主管应了解开发运维流程以及能够增强服务交付能力的技术要求。
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