أنواع مثيلات AWS EC2: التحديات وأفضل الممارسات لاستضافة تطبيقاتك في AWS

عندما يتعلق الأمر باستضافة التطبيقات على Amazon Web Services (AWS)، فإن أحد أهم القرارات التي سيتعين عليك اتخاذها هو اختيار نوع مثيل Amazon Elastic Compute Cloud (EC2). مثيلات EC2 هي الأجهزة الافتراضية التي تُتيح لك تشغيل التطبيق على AWS. وتأتي بأحجام وتكوينات مختلفة -تُعرَف باسم مجموعات المثيلات- وكل منها مصممة لغرض محدد. يُعَد اختيار عرض المثيل وحجم المثيل المناسبَين لتطبيقك أمرًا بالغ الأهمية لتحسين الأداء وخفض التكاليف. ومع ذلك، وبما أن ملف الطلب لكل تطبيق فريد من نوعه -ويمكن أن يتغير بمرور الوقت- فإن تحديد هذه المهمة أسهل بكثير من حلها. قد لا يكون المثيل بحجم 2xlarge من أي عائلة ضرورية، لكن عندما تكلِّف فِرق التطبيقات عمليات السحابة بالحفاظ على التشغيل المستمر، تصبح النسخة الأكبر والأغلى جذابة - حتى ترتفع فواتير السحابة بشكل كبير.

في منشور المدونة هذا، سنستكشف تحديات اختيار أفضل نوع من مثيلات Amazon EC2 لتطبيقك ونقدِّم لك بعض أفضل الممارسات لكيفية اتخاذ القرار الصحيح. بالإضافة إلى ذلك، سنشرح كيف يمكن لحل مثل IBM® Turbonomic أن يساعدك على تحديد حجم تطبيقات AWS السحابية الخاصة بك بشكل صحيح باستخدام التعلم الآلي والتوسع التلقائي والأتمتة. إذا كنت معتادًا على استخدام Turbonomic وتريد البدء بتحسين بيئة AWS الخاصة بك الآن، فابدأ اليوم بتجربة الإصدار التجريبي المجاني لمدة 30 يومًا.

يتم تصنيف مثيلات EC2 بناءً على خصائصها مثل وحدة المعالجة المركزية والذاكرة والتخزين وسعة الشبكة. تم تصميم كل نوع من أنواع المثيلات لتحسين أعباء العمل المحددة مثل الحوسبة للأغراض العامة أو التطبيقات كثيفة الذاكرة أو المهام كثيفة الحوسبة. إليك بعض الأمثلة على أنواع مثيلات EC2 وحالات الاستخدام الأساسية لها:

• المثيلات ذات الأغراض العامة (سلسلة A وT وM وC): تم تصميم أنواع المثيلات ذات الأغراض العامة لمجموعة متنوعة من أعباء العمل، بما في ذلك خوادم الويب وقواعد البيانات الصغيرة وبيئات التطوير والاختبار. تتضمن هذه المجموعة مثيل m5، أحدث جيل من مثيلات الأغراض العامة مدعوم بمعالجات Intel Xeon Platinum 8175M أو 8259CL. توفِّر هذه المثيلات توازنًا بين موارد الحوسبة والذاكرة والشبكة، وهي خيار جيد للعديد من التطبيقات.
• مثيلات محسَّنة للحوسبة (سلسلة C وR): تم تحسين هذه المثيلات لتلبية احتياجات أعباء العمل كثيفة الحوسبة مثل الحوسبة عالية الأداء، ومعالجة الدفعات، والنمذجة العلمية. تعمل هذه المثيلات على زيادة طاقة الحوسبة إلى أقصى حد باستخدام وحدة معالجة الرسومات (GPU) ووحدة المعالجة المركزية (CPU) ذات العدد الكبير من النوى.
• المثيلات المحسَّنة للذاكرة (سلاسل X وZ وR): هذه المثيلات ذات الذاكرة العالية تم تحسينها لأعباء العمل التي تتطلب الكثير من الذاكرة مثل قواعد البيانات عالية الأداء، وذاكرة التخزين المؤقت الموزعة داخل الذاكرة، ومعالجة البيانات في الوقت الفعلي/تحليلات البيانات الكبيرة.
• المثيلات المحسَّنة للتخزين (سلسلة I وD وH): تم تحسين هذه المثيلات لتناسب أعباء العمل التي تتطلب قدرًا كبيرًا من التخزين مثل البيانات الكبيرة، ومستودعات البيانات، ومعالجة السجلات. فهي تستفيد من التخزين المؤقت عالي السعة ومحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) لدعم أنشطة القراءة والكتابة المكثفة لأعباء العمل.

قد يكون اختيار نوع المثيل المناسب من EC2 لتطبيقك مهمة شاقة. وفيما يلي بعض التحديات التي قد تواجهها:

• التعقيد: مع وجود العديد من عروض المثيلات للاختيار من بينها، قد يكون من الصعب تحديد العرض الأفضل لتطبيقك. بالإضافة إلى ذلك، تقدِّم Amazon باستمرار أنواعًا جديدة من المثيلات إلى كتالوج خدماتها، ما يعني أن النوع الأفضل الذي يناسب تطبيقك اليوم قد لا يكون بالضرورة النوع الأفضل الذي يناسب تطبيقك بعد عدة أشهر من الآن.
  • كيف تساعد Turbonomic: تعمل Turbonomic باستمرار على استيعاب مواصفات كتالوج خدمات AWS بأكملها ويربط ملف استهلاك الموارد لأعباء عملك -سواء القيم الأساسية أو الذروات المستندة إلى النسب المئوية- بنوع المثيل الأنسب.
• نوع عبء العمل: ما نوع عبء العمل الذي سيعمل عليه تطبيقك؟ هل هو عبء عمل يتطلب عمليات حسابية مكثفة، أم أنه يتطلب قدرًا كبيرًا من الذاكرة أو سعة التخزين؟ بمجرد حصولك على فهم واضح لعبء العمل لديك، يمكنك تضييق نطاق خياراتك إلى أنواع المثيلات التي تم تحسينها لعبء العمل لديك.
• متطلبات الأداء: هل تحتاج إلى نوع مثيل عالي الأداء للتعامل مع أعباء العمل الكبيرة أو نوع مثيل أصغر للتعامل مع أعباء العمل الخفيفة؟ هل يدعم عبء العمل تطبيقًا موجَّهًا للعملاء ويتميز بزمن انتقال قصير أم تطبيقًا إداريًا داخليًا؟ ما متطلبات موقع البيانات التي يتعين عليك الالتزام بها؟ ضَع في اعتبارك أن أداء نوع المثيل قد يختلف وفقًا للمنطقة ونمط الاستخدام الخاص بتطبيقك.
  • كيف تساعد Turbonomic: يُعَد تحديد نوع عبء العمل عبر بيئة الاستضافة بأكملها مهمة كبيرة، لكنها تصبح سهلة بمساعدة برمجيات تحسين تكاليف السحابة. تعمل Turbonomic على الكشف التلقائي عن الاستخدام الحالي والتاريخي لموارد أعباء العمل لديك من حيث وحدة المعالجة المركزية الافتراضية (vCPU) والذاكرة والوصول إلى التخزين (IOPS) وعرض النطاق الصافي وإنتاجية I/O وحجم التخزين، وتغطية المثيلات المحجوزة وذاكرة قاعدة البيانات (vMemory) وvCPU الخاصة بقاعدة البيانات وحجم تخزين قاعدة البيانات وإنتاجية I/O لقاعدة البيانات ومخزون المثيلات المحجوزة وتغطيتها، ثم تحدِّد أفضل عائلة ونوع مثيل لدعم عبء العمل.
• قابلية التوسع: يجب التأكد من أن نوع المثيل الذي تختاره يمكن أن يتوسع أو ينقص حسب الحاجة للتعامل مع التغيّرات في حركة المرور وأعباء العمل. علاوةً على ذلك، تحتاج إلى معرفة كيفية تصميم التطبيقات التي يستضيفها كل مثيل EC2 للتوسع. إذا كان التطبيق مكوَّنًا من خدمات مصغرة، فتجب مراعاة متطلبات قابلية التوسع والأداء معًا.
  • كيف تساعد Turbonomic: حسب طريقة تصميم كل تطبيق للتوسع، تستطيع Turbonomic توجيه عمليات الزيادة أو النقصان الرأسي في الموارد بأكثر الطرق اقتصادية، وضمان تنفيذ عمليات التوسع أو الانكماش الأفقي بأقل تكلفة ممكنة.
• التكلفة: تُعَد التكلفة من أهم الاعتبارات والتحديات عند اختيار نوع مثيل EC2. يتعيّن عليك مراعاة التكلفة بالساعة لنوع المثيل، بالإضافة إلى أي رسوم إضافية لنقل البيانات والتخزين وخدمات AWS الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، فإن نماذج التسعير المختلفة، بما في ذلك المثيلات المحجوزة وخطط التوفير، تزيد من تعقيد حساب التكلفة.
  • كيف تساعدك Turbonomic: تم تصميم Turbonomic لضمان أداء تطبيقاتك بأقل تكلفة ممكنة. يمكنك بدء تجربة مجانية لمدة 30 يومًا اليوم ورؤية النتائج في أقل من 30 دقيقة!

والآن بعد أن فهمت التحديات الأكثر شيوعًا عند اختيار أفضل مثيل EC2، إليك بعض أفضل الممارسات التي نشجِّع عملاءنا وشركاءنا على اتِّباعها.

1. فهم أعباء العمل لديك

الخطوة الأولى والأهم في اختيار نوع مثيل EC2 المناسب هي فهم حجم عبء العمل لديك. يحتاج كل تطبيق إلى متطلبات مختلفة من حيث وحدة المعالجة المركزية والذاكرة والشبكة والتخزين، ومن الضروري معرفة ما يحتاجه تطبيقك ليعمل بسلاسة.

على سبيل المثال، إذا كنت تعمل على تشغيل تطبيق قاعدة بيانات، فقد تحتاج إلى كمية كبيرة من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) للتعامل مع الاستعلامات بكفاءة. من ناحية أخرى، إذا كنت تُدير تطبيقًا يتطلب قدرًا كبيرًا من الحوسبة، فقد تحتاج إلى وحدة معالجة مركزية عالية الأداء.

للحصول على فهم أفضل لعبء العمل لديك، يمكنك استخدام أدوات مثل AWS CloudWatch أو حلول مراقبة من جهات خارجية لجمع البيانات حول استخدام الموارد. يمكن بعد ذلك استخدام هذه البيانات لتحديد نوع المثيل الأمثل لتطبيقك.

2. مراعاة وحدة المعالجة المركزية

تُعَد وحدة المعالجة المركزية (CPU) واحدة من أهم عناصر مثيل EC2، حيث إنها تحدِّد قوة معالجة المثيل. إذا كان تطبيقك يتطلب أداءً عاليًا لوحدة المعالجة المركزية، فيجب عليك البحث عن نوع مثيل يحتوي على عدد أعلى من وحدات المعالجة المركزية وسرعة ساعة أعلى.

توفِّر AWS مجموعة متنوعة من أنواع المثيلات المحسَّنة لوحدة المعالجة المركزية (الرابط موجود خارج موقع ibm.com)، مثل عائلات C5 وM5 وR5، المصممة لأعباء عمل الحوسبة عالية الأداء. هذه الأجهزة مزودة بأحدث معالجات AWS Graviton3 (الرابط موجود خارج موقع ibm.com) المصممة خصيصًا (تحسينات كبيرة مقارنةً بـ Graviton2) ومُهيأة للتطبيقات التي تتطلب استهلاكًا عاليًا لوحدة المعالجة المركزية. ومع ذلك، إذا كان تطبيقك لا يتطلب أداءً عاليًا لوحدة المعالجة المركزية، فيمكنك اختيار نوع مثيل أرخص دون وحدة معالجة رسومية وعدد أقل من وحدات المعالجة المركزية، مثل مجموعة T3.

3. مراعاة الذاكرة

الذاكرة هي عنصر حساس آخر في مثيل EC2، لأنها تحدِّد مقدار البيانات التي يمكن للمثيل معالجتها في كل مرة. إذا كان التطبيق الخاص بك يتطلب الكثير من الذاكرة، فيجب أن تبحث عن نوع مثيل له سعة ذاكرة أكبر.

ومع ذلك، إذا كان تطبيقك لا يتطلب الكثير من الذاكرة، فيمكنك اختيار نوع مثيل أرخص يحتوي على سعة ذاكرة أصغر، مثل مجموعة T3.

تقدِّم AWS مجموعة متنوعة من أنواع الأجهزة المحسَّنة للذاكرة (الرابط موجود خارج موقع ibm.com)، مثل مجموعات X1 وR4 وz1d، والمصممة لأعباء العمل التي تتطلب استهلاكًا عاليًا للذاكرة. تتميز هذه المثيلات بكميات كبيرة من الذاكرة ويتم تحسينها للتطبيقات التي تتطلب استخدامًا عاليًا للذاكرة، مثل قواعد البيانات الموجودة في الذاكرة.

ومع ذلك، إذا كان تطبيقك لا يتطلب الكثير من الذاكرة، فيمكنك اختيار نوع مثيل أرخص يحتوي على سعة ذاكرة أصغر، مثل مجموعة T3.

4. مراعاة الشبكة

الشبكة هي مكون آخر مهم في نموذج EC2، حيث إنها تحدِّد مدى سرعة نقل البيانات من النموذج وإليه. إذا كان تطبيقك يتطلب أداءً عاليًا للشبكة، فيجب عليك البحث عن نوع مثيل يتمتع بنطاق ترددي أعلى للشبكة.

توفِّر AWS مجموعة متنوعة من أنواع المثيلات المحسَّنة للشبكة، مثل C5n وعائلات الحوسبة عالية الأداء HPC، المصممة لأعباء العمل كثيفة الشبكة. تتميز هذه الأجهزة بواجهات شبكية عالية السرعة وتم تحسينها للتطبيقات التي تتطلب استهلاكًا كبيرًا للشبكة.

ومع ذلك، إذا كان تطبيقك لا يتطلب أداءً عاليًا للشبكة، فيمكنك اختيار نوع مثيل أرخص يحتوي على نطاق ترددي أقل للشبكة، مثل عائلة T3.

5. مراعاة التخزين

يُعَد التخزين العنصر الحيوي الأخير في مثيل EC2، لأنه يحدِّد مقدار البيانات التي يمكن تخزينها في المثيل. إذا كان تطبيقك يتطلب قدرًا كبيرًا من التخزين، فيجب عليك البحث عن نوع مثيل يتمتع بسعة تخزين أكبر (Elastic Block Store أو EBS). ومع ذلك، يجب الحذر - فالتخزين يُعَد من أغلى موارد السحابة ويمكن أن يؤدي بسهولة إلى نفقات غير ضرورية من خلال أقراص EBS الخاملة وغير المرتبطة.

تقدِّم AWS مجموعة متنوعة من أنواع الأجهزة المحسَّنة للتخزين، مثل عائلات I3 وD2، والمصممة لأعباء العمل كثيفة التخزين. تتميز هذه الأجهزة بسعات كبيرة من تخزين SSD والتخزين المحلي، وتم تحسينها للتطبيقات التي تتطلب معدلات عالية لنقل العمليات لكل ثانية (IOPS).

ومع ذلك، إذا كان تطبيقك لا يتطلب قدرًا كبيرًا من التخزين، فيمكنك اختيار نوع مثيل أرخص يتمتع بسعة تخزين أصغر تعتمد على القرص الصلب، مثل عائلة T3.

6. مراعاة نموذج التسعير

تقدم AWS عدة نماذج تسعير لمثيلات EC2، بما في ذلك On-Demand وReserved Instances وSpot Instances. لكل نموذج مزاياه وعيوبه الخاصة، ومن الضروري اختيار النموذج الأنسب لأعباء العمل وميزانيتك.

يتم تسعير مثيلات On-Demand بالساعة ولا تتطلب أي التزام مسبق. وهي مناسبة بشكل أفضل لأعباء العمل التي لها طلب متغيّر أو مشاريع قصيرة الأجل.

يوفر Reserved Instances خصمًا كبيرًا على السعر بالساعة مقابل دفع مقدَّم لمرة واحدة. وهو الأنسب لأعباء العمل التي تتميز باستخدام متوقع وتتطلب التزامًا طويل الأمد.

يُتيح Spot Instances إمكانية المزايدة على سعات EC2 غير المستخدمة، ما قد يحقق وفورات كبيرة في التكلفة. ومع ذلك، فهو الأنسب لأعباء العمل التي يمكنها التعامل مع الانقطاعات والتي تتمتع بأوقات بدء وانتهاء مرنة.

7. الاختبار والتحسين

بمجرد تحديد نوع مثيل EC2، من الضروري اختبار تطبيقك وتحسينه لضمان تشغيله بكفاءة. يمكنك استخدام أدوات مثل AWS CloudWatch أو IBM Instana لمراقبة أداء تطبيقك وتحديد أي عوائق أو مجالات تحتاج إلى تحسين.

يُعَد اختيار النوع المناسب من مثيلات EC2 أمرًا بالغ الأهمية لأداء بنيتك التحتية على AWS وكفاءتها من حيث التكلفة. ومن خلال فهم أعباء العمل الخاصة بك، ومراعاة متطلبات المعالج والذاكرة والشبكة والتخزين، واختيار نموذج التسعير المناسب، واختبار تطبيقك وتحسينه، يمكنك ضمان الاستفادة القصوى من مثيلات EC2 الخاصة بك. 

تذكر أن اختيار أفضل نوع من المثيلات ليس قرارًا لمرة واحدة، حيث يمكن أن تتغير احتياجاتك من عبء العمل والبنية التحتية بمرور الوقت. يمكن أن يساعدك التقييم والتحسين المستمر لأنواع مثيلات EC2 الخاصة بك على تحقيق الأداء الأمثل والفعالية من حيث التكلفة لبنيتك التحتية في AWS.

يمكن أن تساعدك IBM Turbonomic على إدارة هذه العملية تلقائيًا من خلال تقييم متطلبات موارد تطبيقات AWS الخاصة بك بشكل مستمر، وتوليد إجراءات محددة توفِّر التكاليف وتحافظ على الحجم الأمثل لمثيلات EC2 الخاصة بك. تستخدم Turbonomic التعلم الآلي والأتمتة، وتتكامل بسهولة مع حسابات AWS وAWS Billing الخاصة بك، وتولِّد إجراءات تحسين في غضون 30 دقيقة.