Amazon EC2-Instanz

Was ist eine Amazon EC2-Instanz?

Eine Amazon EC2-Instanz ist ein virtueller Server in Amazons skalierbarer Rechenplattform Elastic Compute Cloud (EC2) für die Ausführung von Anwendungen in der Amazon Web Services (AWS) Cloud. Amazon EC2 bietet verschiedene Arten von Instanzen unterschiedlicher Größe, die jeweils unterschiedliche Konfigurationen von Prozessor (CPU), Memory, Storage und Netzwerkressourcen umfassen, um den Bedürfnissen und Arbeitslasten der Benutzer gerecht zu werden.

Amazon EC2 und Amazon EC2-Instanzen

AWS ist eine umfassende und sich ständig weiterentwickelnde Public-Cloud-Computing-Umgebung, die mehr als 200 Dienste aus Dutzenden von Rechenzentren auf der ganzen Welt anbietet. Amazon EC2 ist einer dieser Dienste. Es handelt sich dabei um eine Rechenplattform, die nach Bedarf skalierbare Rechenkapazität in Form von Instanzen für verschiedene Unternehmensanwendungen und Arbeitslasten bereitstellt.

Innerhalb von Amazon EC2 ist eine Instanz ein virtueller Server in der AWS-Cloud. Um eine Instanz zu starten, muss ein Benutzer ein Amazon Machine Image (AMI) verwenden, das wie eine Vorlage aussieht und ein Betriebssystem (OS) und andere Software enthält, die die Betriebsumgebung des Benutzers bestimmen. Benutzer können ein AMI auswählen, das von AWS oder der AWS-Entwicklergemeinschaft sowie über den AWS Marketplace bereitgestellt wird. Benutzer können auch ihre eigenen AMIs erstellen, wenn sie neue Instanzen für ihre spezifischen Anforderungen starten müssen.

Eine Instanz ist eine Kopie des AMI in der AWS-Cloud. Wenn sie gestartet wird, ist ihre Konfiguration eine Kopie des AMI, das zum Zeitpunkt des Starts angegeben wurde. Sobald eine Instanz in Amazon EC2 erstellt wurde, läuft sie, bis der Benutzer sie anhält, in den Ruhezustand versetzt oder beendet. Gestoppte Instanzen können neu gestartet werden; beendete Instanzen werden gelöscht und können nicht neu gestartet werden.

Ein Instanztyp bestimmt die Hardware des Host-Computers, der für diese Instanz verwendet wird. AWS bietet sechs Instanztypen: Allzweck, Compute-optimiert, Memory-optimiert, Storage-optimiert, Accerlerating Computing und High Performance Computing (HPC) optimiert.

Benutzer können den Instanztyp je nach der für ihre spezifische Anwendung erforderlichen Menge an Memory und Rechenleistung auswählen. Nach dem Starten der Instanz können sie diese steuern und Befehle ausführen, die Root-Rechte erfordern.

Amazon EC2-Instanztypen

Hier sind die sechs Instanztypen von Amazon EC2.

Allzweck

Amazon EC2-Instanzen für allgemeine Zwecke können eine Vielzahl von Arbeitslasten bewältigen. Sie bieten ein ausgewogenes Verhältnis von Rechen-, Memory- und Netzwerkressourcen und sind daher ideal für Anwendungen wie Code-Repositories, Webanwendungen, Microservices, kleine und mittlere Datenbanken und Webserver.

Ab April 2024 unterstützt Amazon EC2 19 Allzweckinstanzen, die von verschiedenen Prozessortypen angetrieben werden, wie zum Beispiel Arm-basierten AWS Graviton3-Prozessoren, Intel Xeon Scalable-Prozessoren der vierten Generation und AMD EPYC-Prozessoren der dritten Generation. Alle Allzweckinstanzen sind für Elastic Block Storage optimiert – sie können die auf einem EBS-Volume bereitgestellten Input/Output-Operationen pro Sekunde (IOPS) vollständig nutzen – und enthalten die Enhanced-Networking-Funktion, die eine hohe Paket-pro-Sekunde-Leistung, einen geringeren Netzwerk-Jitter und geringere Latenzzeiten bietet.

Compute-optimiert

Für Datenverarbeitung optimierte Instanzen werden für die Ausführung rechenintensiver Anwendungen verwendet, die große Mengen an Rechenleistung und Memory in der AWS-Cloud benötigen. Einige dieser Instanzen bieten die beste Preisleistung in Amazon EC2, während andere eine hohe Paketverarbeitungsleistung pro virtueller CPU (vCPU) bieten.

Zu den Arbeitslasten und Anwendungen, die von für Datenverarbeitung optimierten Instanzen unterstützt werden, gehören Batch-Verarbeitung, wissenschaftliche Modellierung, Gaming-Server, HPC, maschinelles Lernen, verteilte Analysen, Videokodierung und Adserving.

GPU-Instanzen

GPU-Instanzen bieten eine Möglichkeit, grafikintensive Anwendungen schneller auszuführen als mit den Standard-EC2-Instanzen. Zu den Systemen, die auf GPUs angewiesen sind, gehören Spiele und Designarbeiten. Linux-Distributionen beispielsweise nutzen GPUs häufig für das Rendering von grafischen Benutzeroberflächen, die Verbesserung der Komprimierungsgeschwindigkeit und die Beschleunigung von Datenbankabfragen.

Memory-optimiert

Memory-optimierte Instanzen sind größer und verfügen über mehr Memory und vCPUs als andere Arten von Instanzen. Einige Instanzen verfügen über DDR5 (Double Data Rate 5) Memory, das mehr Bandbreite als DDR4 Memory bietet. Andere enthalten diskrete In-Memory-Analysebeschleuniger, die eine effiziente Auslagerung ermöglichen, Datenoperationen beschleunigen und die Leistung für viele Arten von Memory-intensiven Workloads optimieren.

Diese Instanzen sind ideal für Workloads, die große Datensätze im Memory verarbeiten. Dazu gehören Open-Source-Datenbanken, Echtzeit-Big-Data-Analysen, In-Memory-Caches, Elektronikdesignautomatisierung, Finanzsimulationen wie SAP-, Structured-Query-Language- und NoSQL-Datenbanken.

Storage-optimiert

Storage-optimierte Instanzen sind ideal für Anwendungen, die eine hohe IOPS benötigen, insbesondere einen hohen sequentiellen Lese-/Schreibzugriff auf große Datensätze auf lokalem Storage. Einige dieser Instanzen bieten eine hervorragende Preisleistung für speicherintensive Arbeitslasten in Amazon EC2, andere bieten sehr niedrige Kosten pro Terabyte Solid State Drive Storage und wieder andere liefern eine hohe lokale Storage-Leistung in Amazon EC2.

Alle Storage-optimierten Instanzen liefern Zehntausende von zufälligen IOPS mit niedriger Latenz. Aus diesem Grund eignen sich für Anwendungen wie Echtzeitanalysen, Transaktionsdatenbanken, relationale Datenbanken, NoSQL-Datenbanken, Suchmaschinen, Daten-Streaming und große verteilte Dateisysteme.

Accelerated Computing

Beschleunigte Recheninstanzen auf Amazon EC2 führen viele Arten von Funktionen effizienter aus als Software, die auf CPUs läuft. Diese GPU-basierten Instanzen verwenden Hardwarebeschleuniger oder Co-Prozessoren, um Funktionen wie Gleitkommaberechnungen, Grafikverarbeitung und Datenmusterabgleich durchzuführen.

Deep Learning, generative KI und HPC-Workloads sind für beschleunigte Recheninstanzen gut geeignet. Diese Instanzen bieten auch eine hervorragende Leistung für Anwendungen wie seismische Analysen, Wettervorhersagen, Finanzberechnungen, Finanzmodellierung, Spracherkennung, autonome Fahrzeuge und numerische Strömungsmechanik (CFD).

HPC-optimiert

Wie der Name schon sagt, sind HPC-Instanzen für die Ausführung von HPC-Anwendungen im großen Maßstab optimiert und bieten gleichzeitig die beste Preisleistung. Anwendungen, die Hochleistungsprozessoren benötigen, können am besten von diesen Instanzen profitieren, einschließlich Deep-Learning-Workloads, komplexe Simulationen, CFD, Wettervorhersagen, multiphysikalische Simulationen, Finite-Elemente-Analysen für Crash-Simulationen und Struktursimulationen.

Micro

Eine Mikroinstanz ist für Anwendungen mit geringem Durchsatz gedacht. Der Mikroinstanztyp kann als kleiner Datenbankserver, als Plattform für Softwaretests oder als Webserver dienen, der keine hohen Transaktionsraten erfordert.

Funktionen der Amazon EC2-Instanz

Amazon EC2-Instanzen ermöglichen es Unternehmensnutzern, eine Vielzahl von Anwendungen bereitzustellen, zu verwalten und zu skalieren. Die Amazon EC2-Instanz bietet folgende Funktionen:

• mehrere Storage-Optionen: Nutzer können aus mehreren Storage-Optionen auswählen, darunter Block Level Storage (Amazon EBS), Instanz-Storage und Objekt-Storage (Amazon Simple Storage Service 3). Darüber hinaus bietet Amazon EBS drei Volume-Typen für unterschiedliche Arten von Arbeitslasten: General Purpose, Provisioned IOPS und Magnetic.
• Unterstützung für die Verwendung der auf einem EBS-Datenträger bereitgestellten IOPS: Amazon EC2 bietet EBS-optimierte Instanzen, die einen dedizierten Durchsatz zwischen Amazon EC2 und Amazon EBS bereitstellen, um die Leistung von EBS-Datenträgern zu verbessern.
• Cluster-Netzwerke: Einige EC2-Instanzen unterstützen Cluster-Netzwerke mit geringer Latenz, wodurch sie sich ideal für leistungsstarke Analysesysteme und viele wissenschaftliche und technische Anwendungen eignen.
• Prozessormerkmale: Amazon EC2-Instanzen mit Intel-Prozessoren können auf zusätzliche Funktionen zugreifen. Dazu gehören Intel Advanced Encryption Standard Instructions für schnelleren Datenschutz und mehr Sicherheit, Intel Advanced Vector Extensions zur Leistungssteigerung bei Anwendungen mit vielen Gleitkommaoperationen, Intel Turbo Boost Technology zur Leistungssteigerung bei Bedarf und Intel DL Boost für KI-Deep-Learning-Anwendungsfälle.
• Betriebssystem: EC2 unterstützt viele Betriebssysteme, darunter Linux, Microsoft Windows Server, CentOS und Debian.
• Persistent Storage: Mit dem EBS-Service von Amazon können Benutzer EC2-Instanzen mit Storage Volumes auf Blockebene verbinden, die als Festplatten verwendet werden können. Mit EBS ist es möglich, die für eine EC2-Instanz verfügbare Storage-Kapazität zu erhöhen oder zu verringern und EBS-Volumes gleichzeitig mit mehr als einer Instanz zu verbinden.
• Elastic-IP-Adressen: Mit dem Elastic IP Service von Amazon können Benutzer IP-Adressen mit einer Instanz verknüpfen. Elastic-IP-Adressen können von Instanz zu Instanz verschoben werden, ohne dass die Hilfe eines Netzwerkadministrators erforderlich ist. Dadurch eignen sie sich ideal für den Einsatz in Failover Clustern, für das Load Balancing oder für andere Zwecke, bei denen mehrere Server denselben Dienst ausführen.
• Amazon CloudWatch: Dieser Webdienst unterstützt Benutzer bei der Überwachung von AWS-Cloud-Diensten und -Anwendungen, die auf AWS bereitgestellt werden. CloudWatch kann zur Erfassung, Speicherung und Analyse von historischen und Echtzeit-Leistungsdaten verwendet werden. Außerdem können Anwendungen proaktiv überwacht, die Ressourcennutzung verbessert, Kosten optimiert und die Kapazität je nach Arbeitslast nach oben oder unten angepasst werden.
• automatisierte Skalierung: Amazon EC2 Auto Scaling fügt automatisch Kapazität zu virtuellen Amazon EC2-Servern hinzu oder entfernt sie, je nach Anwendungsbedarf. Auto Scaling bietet mehr Kapazität, um vorübergehende Anstiege des Datenverkehrs während einer Produkteinführung zu bewältigen oder die Kapazität zu erhöhen oder zu verringern, je nachdem ob die Nutzung über oder unter bestimmten Schwellenwerten liegt.
• Bare-Metal-Instanzen: Diese virtuellen Serverinstanzen bestehen aus den Hardwareressourcen, wie zum Beispiel einem Prozessor, Storage und Netzwerk. Sie sind nicht virtualisiert und führen kein Betriebssystem aus, wodurch ihr Memory-Bedarf reduziert, zusätzliche Sicherheit geboten und ihre Verarbeitungsleistung erhöht wird.
• Amazon EC2 Fleet: Mit diesem Service können Benutzer Instanzen als einen einzelnen virtuellen Server bereitstellen und verwalten. Der Fleet-Service ermöglicht das Starten, Stoppen und beenden von EC2-Instanzen über EC2-Instanztypen hinweg mit einer Aktion. Amazon EC2 Fleet bietet auch programmgesteuerten Zugriff auf Flottenvorgänge über eine API. Das Flottenmanagement kann in vorhandene Management-Tools integriert werden. Mit EC2 Fleet können Richtlinien skaliert werden, um die Größe einer Flotte automatisch an die Arbeitslast anzupassen.
• Pausieren und Wiederaufnehmen von Instanzen: EC2-Instanzen können pausiert und später im gleichen Zustand wieder aufgenommen werden. Wenn eine Anwendung beispielsweise zu viele Ressourcen verwendet, kann sie pausiert werden, ohne dass Gebühren für die Instanznutzung anfallen.

Preise für Amazon EC2-Instanzen

Unternehmensnutzer können Amazon EC2-Instanzen auf verschiedene Arten bezahlen:

On-Demand

On-Demand-Instanzen werden nach Stunden oder Sekunden abgerechnet. Es sind keine langfristigen Verpflichtungen erforderlich. Dieser Preisplan eignet sich für Benutzer, die Amazon EC2 ohne Vorauszahlungen nutzen müssen, sowie für Anwendungen mit unvorhersehbaren Arbeitslasten oder Anwendungen, die zum ersten Mal auf EC2 entwickelt werden.

Sparpläne

Dieses Preismodell eignet sich für Benutzer, die Geld sparen möchten oder Rechenangebote für eine festgelegte und konstante Nutzung benötigen. Es kann Benutzern dabei helfen, ihre EC2-Rechnungen im Vergleich zum On-Demand-Plan zu senken. Es erfordert jedoch eine ein- oder dreijährige Nutzungszusage.

Reservierte Instanzen

Wie Sparpläne bieten auch reservierte Instanzen einen Rabatt gegenüber On-Demand-Instanzen. Für Standard- oder konvertierbare reservierte Instanzen ist außerdem eine ein- oder dreijährige Nutzungsvereinbarung erforderlich. Zahlungen können im Voraus oder zu einem ermäßigten Stundensatz erfolgen.

Spot-Instanzen

Amazon EC2-Spot-Instanzen sind im Vergleich zu On-Demand-Instanzen zu einem günstigeren Preis erhältlich. Spot bezieht sich wörtlich auf den Spotpreis, der für den Zeitraum gilt, in dem die Instanzen ausgeführt werden. Dieser Plan eignet sich für fehlertolerante oder zustandslose Arbeitslasten, Anwendungen mit flexiblen Start- und Endzeiten und Anwendungen, die auf heterogener Hardware laufen.

Amazon EC2-Instanzen mit stoßweiser Leistung

Amazon EC2-Benutzer können je nach ihren Anwendungs- und Arbeitslastanforderungen zwischen Instanzen mit fester Leistung und Instanzen mit fester Leistung und Instanzen mit stoßweiser Leistung wählen. Der letztere Typ bietet Basis-CPU-Leistungsniveaus mit der zusätzlichen Möglichkeit, über diese Basisleistung hinaus zu gehen.

Wenn eine Instanz über einen längeren Zeitraum mit einer höheren CPU-Auslastung läuft, erhebt AWS eine geringe Zusatzgebühr. Dabei handelt es sich um eine Pauschalgebühr, die pro vCPU-Stunde berechnet wird. Die Fähigkeit von Instanzen, die Auslastung zu erhöhen, wird durch CPU-Guthaben geregelt, die die Leistung eines vollen CPU-Kerns für eine Minute bieten.