什么是分布式基础设施？

分布式基础设施是分布在分散区域中的联网计算资源的集合，它们相互协调，作为一个统一的系统运行。使用分布式 IT 基础设施使组织能够组合来自不同系统、提供商和站点的元素，这可以带来多种优势，包括减少延迟和满足地理合规要求。分布式基础设施可以包括多区域组件、边缘计算、现场网络等。

考虑运行特定业务系统所需的所有资源。通常，这些资源可以驻留在一台计算机或一系列服务器上。在分布式基础设施模型中，这些资源可以位于世界各地的不同地点，通过先进的联网技术和方法进行连接。根据您的要求，这些资源分布在一个城市或世界各地，从而创建了一个分散的系统。

计算资源

计算资源在您的业务中执行数据处理、运行整个应用程序、执行人工智能推理和其他任务。

存储系统

存储系统有各种不同的类型，从深度归档存储到必须与计算一起使用的缓存和数据库系统存储。根据您的架构，规划数据驻留的位置，以实现最佳运营、资源共享和合规性。

网络连接

必须精心设计分布式系统中资源之间的网络通信，进而确保系统整体上以响应方式按预期运行。

负载均衡和流量管理

负载均衡和流量管理是联网策略，有助于改善分布式架构的延迟。

数据同步和数据管理

数据同步是有助于在整个系统中准确传播数据，同时避免冲突的机制。这包括冲突解决策略、最终一致性模型和共识协议。分布式数据库使用高级策略进行数据同步和数据管理。

集中式系统将所有计算资源集中在一个物理位置。集中式基础设施的一个例子是现场服务器机房。集中式基础架构对于办公室的低延迟、高安全性环境或难以迁移的遗留系统非常有用。但是，集中式基础设施需要维护、支持、物理基础设施和安全措施。集中式架构意味着存在单点故障。

集中式系统和分布式系统之间的主要区别在于，分布式系统的资源分散在多个位置。组织可以选择离用户更近的区域位置，利用安全的数据中心以及外包硬件维护。集中式基础设施和分布式基础设施都有特定的使用案例，因此可以根据您的组织进行高度个性化的选择。

在分布式计算系统中安排资源会带来一系列优势。

提高容错能力

在分布式系统中，由于资源不在一个地方，因此基础设施不太容易受到硬件故障的影响。例如，假设您在三个不同的位置或可用区中运行多台具有相同数据的服务器。在这种情况下，如果一个节点意外出现故障，您可以重新路由流量。

地理合规性

对于出于合规目的存储数据的方式和地点，不同的国家/地区和行业有不同的法律和法规。例如，政府机构通常必须在本国境内存储、处理和传输数据。分布式系统减少了在多个地点遵守不同数据政策的开销。

独立扩缩

集中式基础设施的可扩展性取决于当前资源的可用性。资源达到最大容量后，唯一的选择是购买、安装和配置更多硬件，或者考虑使用分布式系统。根据分布式系统的架构，您可以在一个区域内使用弹性扩缩、水平扩缩或再分配策略。这种可扩展性意味着您可以轻松增加更多计算能力，为新的远程用户提供服务，或增加计算资源的复杂性。

延迟减少

根据您的要求，使用分布式基础设施可以帮助减少延迟。例如，如果远程站点距离中心业务位置很远，则将资源分配到离远程站点更近的地方可以减少用户从这些位置访问的延迟。

计算资源可以以各种配置进行分配，具体取决于基础设施设计的目标。

边缘计算

边缘计算是指将资源分布在用户附近，以实现更快的访问和更高的可用性。这包括边缘的计算资源，例如用于关键基础设施的工业物联网（IoT）、边缘人工智能推理或实时游戏应用程序。

多区域部署

多区域部署是在多个不同的地理区域运行的分布式资源配置。

混合和多云计算

混合云是本地基础设施和基于云的基础设施的组合。多云是不同云提供商资源的组合。

内容分发网络

内容分发网络（CDN）自动将资源分发到全球各个地点。例如，如果您托管一个网站，则可以通过诸如 Amazon CloudFront 之类的 CDN 进行分发。

尽管分布式基础设施可以带来许多优势，但要优化运营，仍有一些挑战需要克服。

网络复杂性

设计分布式系统意味着您需要仔细设计网络链接、策略和控制，以确保系统的可靠性。使用虚拟网络基础架构编辑器，例如 Amazon Virtual Private Cloud，可以帮助您在各个区域创建优化的网络。

数据一致性

尽管距离遥远，但基础设施中的资源必须以统一的方式运行。数据一致性意味着在不发生冲突的情况下在整个基础设施中复制和同步更改。您可以通过以一致的方式集成基础设施组件来实现数据一致性，同时注意数据控制。

安全管理

必须将分布式基础设施的安全性视为整个系统及其组成部分的安全性。例如，您应该使用统一的安全解决方案（如 AWS Security Hub）来管理您的 AWS 分布式云基础设施，但也应考虑您的现场系统、外包数据中心和云计算提供商的物理安全策略。

运营开销

如果您要管理多个分布式站点和基础设施，则维护起来可能是一项艰巨的工作。大多数开展分布式运营的组织不管理物理基础设施，而是选择通过云提供商或托管数据中心使用虚拟化。在这种模式下，您向提供商租用虚拟基础设施，因此只需要进行软件维护和编排，而提供商负责物理基础设施的运营开销。外包 IT 基础设施的物理运营可以节省成本。

AWS 运行全球分布式基础设施，以支持各地各种规模的组织的需求。每项 AWS 服务在设计时都考虑到了分布式环境和量身定制的解决方案。我们最受欢迎的分布式基础设施管理服务包括：

• Amazon CloudFront 将利用内置的数据压缩、边缘计算功能和字段级加密，在几毫秒内向全球观众提供快速、安全的网站。

• AWS Local Zones 可在离您的最终用户和工作负载更近的 AWS 基础设施上运行应用程序，满足监管和合规敏感型工作负载的数据驻留要求。

• 使用 AWS Outposts，您可以在本地运行一些 AWS 服务并连接到本地 AWS 区域中提供的广泛服务。使用熟悉的 AWS 服务、工具和 API 在本地或边缘站点运行应用程序和工作负载。

• 使用 AWS Wavelength，您能够在 AWS 电信合作伙伴的数据中心使用 AWS 基础设施和服务运行应用程序，从而满足您对低延迟、数据驻留和韧性的需求。

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