基于AWS的应用程序可靠性提升架构优化方案——RDS多可用区与EC2弹性架构实践
一家公司雇佣了一名解决方案架构师来为其应用程序设计一个可靠的架构。该应用程序包括一个Amazon RDS数据库实例和两个手动配置的Amazon EC2实例，这些实例运行Web服务器。EC2实例位于单个可用区。最近一名员工删除了数据库实例，导致应用程序停机24小时。公司担心其环境的整体可靠性。解决方案架构师应该将数据库实例更新为多可用区，并启用删除保护。将EC2实例放在应用负载均衡器后面，并在跨多个可用区的EC2自动缩放组中运行它们来最大化应用程序基础设施的可靠性。因为该解决方案通过结合数据库的多可用区部署、删除保护以及EC2实例的自动缩放和负载均衡，全面提升了应用程序的可靠性和容错能力。
该解决方案遵循了AWS可靠性支柱的核心原则：实现自动恢复、设计分布式系统并防止单点故障。通过数据库Multi-AZ和删除保护，以及EC2层的负载均衡和跨可用区自动缩放，该方案确保了应用程序在故障场景下的快速恢复和持续可用性。公司实施此方案后，可显著减少停机时间，提升用户体验和业务连续性。
解决方案详细论述
当前架构的可靠性问题
当前架构存在两个主要弱点：
- 数据库单点故障：Amazon RDS实例位于单可用区，且未启用删除保护，导致员工误删除时无法快速恢复，造成长时间停机。
- EC2实例缺乏高可用性：两个EC2实例手动配置在单个可用区，一旦该可用区发生故障（如电力中断或网络问题），整个Web服务器层将不可用。
为了最大化可靠性，解决方案必须解决这些单点故障，并实现自动故障转移和弹性扩展。
解决方案详解
它提出以下措施：
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将数据库实例更新为多可用区（Multi-AZ），并启用删除保护：
- 多可用区部署：AWS RDS Multi-AZ功能会在另一个可用区同步维护一个备用数据库实例。当主实例故障（如硬件故障、可用区中断）时，RDS会自动故障转移到备用实例，通常可在几分钟内恢复，极大减少停机时间。这提供了高可用性和数据耐久性。
- 删除保护：启用后，无法意外删除数据库实例，必须显式禁用保护才能执行删除操作。这防止了人为误操作，增强了安全性。
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将EC2实例放在应用负载均衡器后面，并在跨多个可用区的EC2自动缩放组中运行：
- 应用负载均衡器（ALB）：ALB将流量分发到多个EC2实例，并自动检测实例健康状态。如果某个实例故障，ALB会停止向其路由流量，确保请求仅到达健康实例。
- EC2自动缩放组跨多个可用区：自动缩放组允许实例在多个可用区的子网中启动。如果一个可用区故障，自动缩放组会自动在其他可用区启动新实例，维持所需容量。这消除了Web服务器层的单点故障，实现了水平扩展和容错。
整体上，该解决方案构建了一个无状态Web层和有状态数据库层的高可用架构。Web层通过ALB和自动缩放组实现弹性，数据库层通过Multi-AZ实现故障转移，从而确保应用程序在组件故障或可用区中断时仍能可靠运行。
其它解决方案的不足
- 删除一个EC2实例会减少Web服务器容量，可能引发性能瓶颈；终止保护仅防止实例终止，但无法处理实例故障或可用区中断。数据库部分虽好，但Web层可靠性反而降低。
- 引入API Gateway和Lambda增加了无服务器组件，但未解决EC2实例的单可用区问题。Lambda写入多个数据库实例可能引入数据一致性问题，且架构复杂化，不适合简单Web应用，反而可能引入新故障点。
- 使用Spot实例虽然成本低，但Spot实例可能被AWS中断（因价格或容量变化），不适合需要高可靠性的Web服务器。CloudWatch警报虽能监控，但无法防止实例中断，可靠性风险较高。