CloudWatch 作為 AWS 核心監控服務，能收集和追蹤各項指標，提供全面的資源及應用程式監控能力。理解 CloudWatch 的運作機制對於維護系統穩定性和效能至關重要。除了基本指標監控，CloudWatch 也支援自定義指標和警示設定，讓開發者能更精細地掌控系統狀態。善用 CloudWatch 儀錶板功能，更可將關鍵指標視覺化，快速洞察系統執行狀況。
AWS CloudWatch 監控與管理
AWS CloudWatch 是 AWS 提供的一項監控服務，能夠收集和追蹤各種指標，幫助使用者監控其 AWS 資源和應用程式。本篇文章將探討 AWS CloudWatch 的功能、優缺點以及實用。
使用案例
AWS CloudWatch 可用於多種場景，例如：
- 監控 EC2 例項的 CPU 使用率和記憶體使用情況
- 追蹤 S3 儲存桶的儲存容量和使用情況
- 監控 Lambda 函式的執行時間和錯誤率
主要元件
AWS CloudWatch 的主要元件包括：
- 指標（Metrics）：用於收集和儲存各種指標資料，例如 CPU 使用率、記憶體使用情況等。
- 警示（Alarms）：根據指標資料觸發警示，例如當 CPU 使用率超過閾值時。
- 控制台（Dashboards）：提供自定義的儀錶板，用於顯示各種指標和警示。
特色功能
AWS CloudWatch 提供多種特色功能，包括：
- 自動化警示：根據指標資料自動觸發警示。
- 自定義儀錶板：提供自定義的儀錶板，用於顯示各種指標和警示。
- 與其他 AWS 服務整合：與其他 AWS 服務（如 EC2、S3、Lambda 等）整合，提供全面的監控和管理。
優點
AWS CloudWatch 的優點包括：
- 全面的監控和管理：提供全面的監控和管理功能，幫助使用者瞭解其 AWS 資源和應用程式的執行狀況。
- 自動化警示：根據指標資料自動觸發警示，幫助使用者及時發現和解決問題。
- 自定義儀錶板：提供自定義的儀錶板，用於顯示各種指標和警示，幫助使用者更好地瞭解其 AWS 資源和應用程式的執行狀況。
缺點
AWS CloudWatch 的缺點包括：
- 複雜性：AWS CloudWatch 的設定和使用可能較為複雜，需要一定的技術知識和經驗。
- 成本：AWS CloudWatch 的使用可能會產生額外的成本，特別是當使用者收集和儲存大量指標資料時。
實用
要使用 AWS CloudWatch，請按照以下步驟進行：
- 登入 AWS 管理控制檯，並導航到 CloudWatch 頁面。
- 建立新的指標或使用現有的指標。
- 設定警示和控制台，以監控和顯示指標資料。
- 根據需要自定義儀錶板和警示。
程式碼範例
import boto3
cloudwatch = boto3.client('cloudwatch')
# 建立新的指標
response = cloudwatch.put_metric_data(
Namespace='AWS/EC2',
MetricData=[
{
'MetricName': 'CPUUtilization',
'Dimensions': [
{
'Name': 'InstanceId',
'Value': 'i-0123456789abcdef0'
},
],
'Value': 50.0,
'Unit': 'Percent'
},
]
)
print(response)
內容解密：
此程式碼範例使用 boto3 函式庫建立了一個新的 CloudWatch 指標。程式碼首先匯入了 boto3 函式庫，並建立了一個 CloudWatch 使用者端。然後，使用 put_metric_data 方法建立了一個新的指標，該指標屬於 AWS/EC2 空間，並具有 CPUUtilization 名稱。指標的值為 50.0，表示 CPU 使用率為 50%。此範例演示瞭如何使用程式碼建立和管理 CloudWatch 指標。
第一章：認識 AWS 的基礎
踏上 Amazon Web Services（AWS）無伺服器運算的旅程時，具備對這強大平台基礎概念的紮實理解至關重要。在本章中，您將深入雲端運算的基本原理，探索 AWS 架構和服務，並剖析區域、可用區域和身份管理之間的複雜關係。接著，您將透過檢視 CloudFormation 和 Cloud Development Kit（CDK）進入基礎設施即程式碼（IaC）的世界，這些工具能讓您有效率地建立、管理及提供資源。為了確保應用程式的健康與效能，我們將介紹 AWS 全面的監控及可觀察性服務 CloudWatch。最後，您將探索 AWS 中基本的網路概念，包括虛擬私有雲（VPC）、網際網路閘道、子網路和 NAT 閘道，這些提供了雲端中安全和可擴充套件網路的基礎。在本章結束時，您將對構成 AWS 無伺服器運算基礎的核心元件和服務有深入的瞭解，從而能夠建立健全且可擴充套件的應用程式，充分發揮雲端的強大功能。
為什麼選擇無伺服器架構？
無伺服器運算代表了應用程式開發和佈署方式的正規化轉變。透過抽象化伺服器管理的複雜性，無伺服器架構允許開發人員專注於撰寫能夠提供商業價值的程式碼。AWS 的無伺服器解決方案提供了自動擴充套件、降低營運負擔和按使用量付費的模式，可以大幅最佳化成本。
本文內容概述
本文結構設計旨在帶您全面探索 AWS 生態系統，專注於無伺服器技術和最佳實踐。以下是您可以預期的內容：
- 我們將從介紹 AWS 的核心概念、架構和基本服務開始，奠定堅實的基礎。
- 接著，您將深入前端開發和整合，學習如何利用 AWS 服務建立回應式和可擴充套件的使用者介面。
- 我們對資料工程的探索將使您掌握建立強健資料管道和處理系統所需的工具和知識。
- 後端開發部分將探討無伺服器運算，展示如何使用 AWS Lambda 和相關服務建立強大的事件驅動應用程式。
- 我們將介紹雲端 DevOps 實踐，確保您能夠為無伺服器應用程式實施持續整合和佈署管道。
- 最後，您將把理論付諸實踐，建立您的第一個端對端無伺服器應用程式，鞏固在整本文中所學到的知識。
本文適合哪些讀者？
本文旨在為想要利用 AWS 進行無伺服器應用程式開發的開發人員、架構師和技術愛好者提供指導。無論您是雲端運算的新手還是希望擴充套件現有的 AWS 技能，您都將在本文中找到寶貴的見解和實用的範例來引導您的學習之旅。
在閱讀完本文後，您將具備設計、開發和佈署 AWS 無伺服器應用程式的信心和專業知識，為您的專案和職業生涯開啟新的可能性。讓我們一起踏上這段令人興奮的 AWS 無伺服器運算之旅！
內容解密：
本章節首先介紹了AWS無伺服器運算的基本概念，接著說明瞭本文的內容結構以及適合的讀者群。透過這些介紹，讀者可以對AWS無伺服器運算有初步的瞭解，並清楚本文的學習目標和適用物件。
圖表翻譯： 此圖示呈現了學習AWS無伺服器運算的流程，從瞭解基本概念開始，逐步深入到前端開發、資料工程、後端開發、雲端DevOps，最終建立第一個無伺服器應用程式。透過這個流程圖，讀者可以清晰地瞭解學習路徑和各階段的重點。
雲端運算基礎解析
雲端運算是現代資訊科技的重要基礎設施，它提供隨選的電腦系統資源，涵蓋儲存、伺服器（實體與虛擬）、資料函式庫、軟體、開發工具和網路功能等服務，讓使用者無需直接管理就能透過網際網路存取所需資源。
雲端運算的發展歷程
雲端運算的概念最早在1950年代被提出，用於描述與網際網路相關的服務及其成長過程。從分散式系統到現今的雲端運算技術，經歷了多個重要的發展階段。
- 分散式系統：將任務分散到多台獨立的電腦上執行，但對使用者呈現為單一存取點。
- 大型主機運算：始於1951年，具有極高效能和可靠性，能處理大量資料和複雜的輸入/輸出任務，但成本極高。
- 叢集運算：在1980年代興起，作為大型主機運算的替代方案，透過高速網路連線多台機器，降低成本。
- 網格運算：在1990年代奠定基礎，將系統分散在不同地理位置，透過網際網路進行連線。
- 虛擬化技術：在實體硬體上建立軟體層，允許同時執行多個獨立系統，是驅動雲端運算的關鍵技術。
- Web 2.0：使網頁從靜態變為動態互動，促進了社交媒體平台的發展，為雲端運算創造了應用場景。
- 服務導向架構：是雲端運算的架構基礎，引入QoS（服務品質）和SaaS（軟體即服務）等概念，使應用程式更具彈性和可擴充套件性。
- 雲端運算：將資料和軟體從本地儲存轉移到遠端伺服器，透過網際網路連線存取，實作資源即服務。
雲端運算服務型別
主要分為以下三類別：
- IaaS（基礎設施即服務）：提供可擴充套件的虛擬機器、儲存和網路資源，讓企業能外包IT基礎設施。
- PaaS（平台即服務）：提供完整的應用程式生命週期管理平台，開發者可專注於應用開發，無需關注底層硬體和軟體。
- SaaS（軟體即服務）：透過網際網路提供軟體應用程式存取許可權，無需本地安裝和維護，提升便利性和可擴充套件性。
雲端運算佈署模型
- 公有雲：由第三方供應商提供服務，透過網際網路開放給公眾，具有成本效益和可擴充套件性。
- 私有雲：為特定組織提供隔離的資源，具有更高的控制權、安全性和客製化選項，但通常需要較高的前期投資。
- 混合雲：結合公有雲和私有雲的優勢，使組織能夠平衡可擴充套件性、成本效益和資料安全性。
圖 1-2 展示了雲端運算的各種組成部分和服務之間的互聯，突出了雲端運算在不同場景下的靈活性和連線性。
雲端運算的優缺點分析
近年來，雲端運算快速發展，帶來了諸多益處，同時也存在一些潛在缺點。
優點：
- 成本文省：無需投資昂貴的硬體和軟體，降低維護和IT支援成本，按需付費。
- 資料備援：雲端服務供應商通常在不同地理位置儲存多份資料副本，防止硬體故障或自然災害導致資料遺失。
- 資料複製：自動進行資料複製和備份，降低資料遺失風險，提供額外的保護層。
- 惡意軟體防護：雲端供應商通常具備先進的安全措施，包括惡意軟體防護，保護資料免受網路威脅。
- 靈活性與可靠性：可根據業務需求動態調整運算資源，具有高用性和正常執行時間。
- 高可存取性：透過網際網路遠端存取雲端服務，促進分散式工作和團隊協作。
- 可擴充套件性：無需硬體升級，即可輕鬆擴充套件運算資源以滿足日益增長的需求。
缺點：
- 依賴網際網路連線：需要穩定可靠的網際網路連線才能存取資料和應用程式，網路中斷會影響工作。
重點解析與未來趨勢
雲端運算技術的發展，不僅改變了企業的IT架構，也對軟體開發、資料管理和網路安全提出了新的挑戰。隨著技術的不斷演進，預計將有更多創新應用出現，例如邊緣運算與人工智慧的結合，將進一步拓展雲端運算的邊界。
AWS 雲端運算服務介紹
AWS（Amazon Web Services）是亞馬遜提供的全面且不斷演進的雲端運算平台。它是一個提供各種線上服務的一站式商店，適用於企業和個人。這些服務分為三個主要類別：基礎設施即服務（IaaS）、平台即服務（PaaS）和軟體即服務（SaaS）。AWS 提供運算能力、儲存和內容傳遞工具。它最初於 2002 年為亞馬遜的零售業務提供內部基礎設施。2006 年，AWS 推出了其定義性的 IaaS 服務。AWS 開創了隨用隨付的雲端模式，提供按需擴充套件的資源。
AWS 的重要性
AWS 提供了超過 200 項服務，使其成為一個能夠建構幾乎任何應用程式的一站式商店。這個龐大的服務範圍滿足了個人、公共部門機構和私營公司的需求。
成本效益高的雲端解決方案：AWS 提供廣泛的服務，所有服務都透過雲端交付，與傳統的 IT 基礎設施相比，成本可能更低。
語言和網路無關性：無論您偏好的程式語言或網路設定如何，AWS 都能無縫整合，使其適應各種開發環境。
開放協作：AWS 與其他服務相容良好！它允許您連線和整合來自競爭對手的雲端提供商的服務，促進了一個靈活和開放的生態系統。
全球影響力和成熟的客戶基礎：作為雲端服務的先驅，AWS 受益於廣泛的全球資料中心網路和成熟的客戶基礎，使其成為全球組織的可靠選擇。
AWS 架構
AWS 架構是指在 AWS 雲端平台上設計和組態各種 AWS 服務以建構和執行應用程式的方式。沒有一種架構能夠適用於所有情況，但有一些核心原則和元件需要考慮：
架構風格：在 AWS 中，您可以採用不同的架構風格，例如簡單的三層網頁應用程式結構或更複雜的微服務架構。
可擴充套件性：AWS 允許您根據需求輕鬆擴充套件或縮減資源。這意味著您可以處理流量或資料儲存的高峰，而不必擔心基礎設施限制。
靈活性：AWS 提供多種服務，可用於建構和執行各種應用程式。這種靈活性使企業能夠選擇最適合其需求的工具。
安全性：AWS 是一個安全的平台，提供多種功能來幫助企業保護其資料。這些功能包括加密、存取控制和監控。
可靠性：AWS 是一個非常可靠的平台，提供高水準的正常執行時間和效能。這意味著企業可以放心地認為其應用程式將在需要時可用於使用者。
最佳實踐：AWS 提供了一個名為 AWS Well-Architected 的框架，以幫助您建構安全、高效能、彈性和成本效益高的架構。它包括設計和佈署 AWS 系統的最佳實踐。
成本最佳化：在設計您的 AWS 架構時，請考慮成本最佳化策略。有各種定價模型和工具可幫助您有效地管理 AWS 成本。
總體而言，精心設計的 AWS 架構可以為您的組織帶來顯著的好處，提供安全性、可擴充套件性、靈活性和成本效益。
AWS 服務
Amazon Web Services（AWS）提供了一套廣泛的雲端運算服務，使企業和個人能夠在強壯且可擴充套件的基礎設施上建構、佈署和管理應用程式。這些服務跨越了多個領域，從運算能力和儲存解決方案到先進的分析和機器學習能力。
運算：AWS 提供的運算服務包括用於虛擬伺服器的 EC2、用於無伺服器運算的 AWS Lambda 和用於容器管理的 Amazon ECS。這些選項提供了靈活且可擴充套件的運算能力來執行應用程式和服務。
import boto3 # 建立 EC2 使用者端 ec2 = boto3.client('ec2') # 描述所有執行的例項 response = ec2.describe_instances( Filters=[ { 'Name': 'instance-state-name', 'Values': ['running'] } ] ) # 列印例項 ID for reservation in response['Reservations']: for instance in reservation['Instances']: print(instance['InstanceId'])內容解密：
- 這段程式碼使用
boto3函式庫與 AWS 的 EC2 服務互動。 ec2.describe_instances方法用於描述所有正在執行的 EC2 例項。- 篩選條件確保只傳回狀態為「running」的例項。
- 程式碼遍歷回應中的每個預留例項，並列印出例項 ID。
- 這段程式碼使用
儲存：AWS 儲存服務提供安全且持久的儲存解決方案，用於儲存不同大小和型別的資料。例子包括用於物件儲存的 Amazon S3、用於區塊儲存的 Amazon EBS 和用於長期存檔的 Amazon Glacier。
資料函式庫：AWS 資料函式庫服務提供了廣泛的資料函式庫選項，以滿足不同的需求，從像 Amazon RDS 這樣的關聯式資料函式庫到像 Amazon DynamoDB 和 Amazon DocumentDB 這樣的 NoSQL 資料函式庫。這些服務提供了可擴充套件性、高用性和易於管理的功能。
網路和內容傳遞：它實作了應用程式、使用者和服務之間的安全和高效通訊。這包括用於虛擬私有網路的 Amazon VPC、用於網域名稱系統（DNS）管理的 Amazon Route 53 和用於內容傳遞的 Amazon CloudFront。
分析：AWS 分析服務提供了強大的工具，用於資料處理、分析和視覺化。例子包括用於互動式 SQL 查詢的 Amazon Athena、用於大資料處理的 Amazon EMR 和用於商業智慧的 Amazon QuickSight。
機器學習：它提供了先進的人工智慧功能，從特定使用案例的預訓練模型到自定義模型的開發和佈署。例子包括用於訓練、建置和佈署機器學習模型的 Amazon SageMaker 和用於自然語言處理的 Amazon Comprehend。
安全性：AWS 安全服務有助於保護應用程式、資料和基礎設施免受威脅，並保持與行業標準和法規的一致性。這包括像用於身份和存取管理的 AWS IAM、用於網頁應用程式防火牆的 AWS WAF 和用於 DDoS 防護的 AWS Shield 等服務。
@startuml
skinparam backgroundColor #FEFEFE
skinparam componentStyle rectangle
title AWS CloudWatch 監控與管理實務
package "Python 應用架構" {
package "應用層" {
component [主程式] as main
component [模組/套件] as modules
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}
package "框架層" {
component [Web 框架] as web
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database [資料庫] as db
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}
main --> modules : 匯入模組
main --> config : 載入設定
modules --> web : HTTP 處理
web --> orm : 資料操作
orm --> db : 持久化
web --> cache : 快取查詢
web --> async : 背景任務
async --> fs : 檔案處理
note right of web
Flask / FastAPI / Django
end note
@enduml
圖表翻譯： 此圖表展示了使用者請求透過 Amazon CloudFront 的流程。首先，使用者發出請求給 CloudFront。如果 Edge Location 中有快取，則直接回應給使用者。如果沒有快取，則請求被轉發到來源伺服器。來源伺服器處理請求後，將回應傳回給 CloudFront，然後 CloudFront 再將回應傳回給使用者。這樣可以減少延遲並提高內容傳遞效率。