Was ist eine EC2-Instanz? Erste Schritte mit AWS Cloud Servern

Cloud Computing ist einer der wichtigsten Aspekte des modernen Computings, da es die Investitionen in Hardwarekomponenten deutlich verringert und damit nicht nur kostengünstiger, sondern auch sicherer und zuverlässiger ist als traditionelle Methoden.

Im Jahr 2006 wurde EC2 von AWS eingeführt, um Nutzern die Möglichkeit zu geben, virtuelle Computer in der Cloud zu mieten. Diese Einführung war ein wichtiger Teil der breiteren Mission von AWS, skalierbare, kostengünstige und flexible Lösungen anzubieten, um die IT-Komplexität und die Kosten für Unternehmen zu senken. Es hat einen großen Unterschied gemacht, wie Unternehmen ihre Anwendungen einsetzen und skalieren.

Wenn du dich, wie ich, nach dem Lesen dieses Artikels für die AWS-Kernservices interessierst, solltest du unseren AWS-Konzepte-Kurs besuchen, der sehr gründlich ist.

Was ist eine EC2-Instanz?

Eine EC2-Instanz, auch bekannt als Elastic Compute Cloud, ist einfach ein virtueller Computer, der an einem anderen Ort eingerichtet wird. Du kannst dir EC2-Instanzen so vorstellen, als würdest du einfach einen Computer in einem Rechenzentrum mieten. Im Wesentlichen handelt es sich um eine anpassbare On-Demand-Computing-Ressource, mit der du Anwendungen in der Cloud ausführen kannst, ohne in physische Hardware zu investieren.

Wenn du eine AWS EC2-Instanz startest, wählst du ein Amazon Machine Image, das dein gewünschtes Betriebssystem und deine Software enthält. Die gesamte Hardwarearbeit wird für dich erledigt, damit du das System nicht von Grund auf neu einrichten musst. Wenn du eine Instanz auswählst, kannst du die CPU, den Speicher, die Netzwerkkapazität und mehr auswählen. Diese Flexibilität ist die perfekte Umgebung für skalierbare Arbeit. Einiges davon werde ich später zeigen.

EC2 vs. Andere AWS-Dienste

Viele Menschen verwechseln EC2-Instanzen mit anderen AWS-Diensten. In diesem Abschnitt erkläre ich, was die wichtigsten Unterschiede zwischen ihnen sind. Das heißt:

EC2 vs. S3

Mit EC2 kannst du virtuelle Server mieten (so wie du einen Computer in einem Rechenzentrum mietest), während S3 (Simple Storage Service) ausschließlich zum Speichern und Abrufen von Dateien gedacht ist.

Um ein bisschen mehr ins Detail zu gehen: S3 ist ein Speicherdienst, der Daten als Objekte speichert. Sie ist hoch skalierbar, sicher und schnell. Unternehmen jeder Größe können darauf große Datenmengen für Websites, mobile Apps, Backups, Archive, Unternehmens-Apps, IoT Geräte und Big Data-Analysen speichern. Außerdem bietet es einfache Tools, um zu verwalten und zu kontrollieren, wer auf deine Daten zugreift.

EC2 vs. ECS/EKS

Mit EC2 hast du die volle Kontrolle über die virtuelle Maschine, was bedeutet, dass du für die Einrichtung, Verwaltung und Wartung der Softwareumgebungverantwortlich bist. Im Gegensatz dazu helfen dir Dienste wie ECS (Elastic Container Service) und EKS (Elastic Kubernetes Service), containerisierte Anwendungen auszuführen, ohne die zugrunde liegenden Serverdetails zu verwalten. Sie sind wie ein vororganisiertes Versandcontainer-System, bei dem du deine Anwendung einfach in Container packst und AWS die Logistik überlässt.

EC2 vs. Lambda

Bei EC2 mietest du virtuelle Server und verwaltest sie, während Lambda eine serverlose Plattform ist, die deinen Code als Reaktion auf Ereignisse ausführt, ohne dass du dich um die zugrunde liegenden Server kümmern musst. Lambda kümmert sich automatisch um die Infrastruktur, die Skalierung und die Ausführung deines Codes. Das ist so, als würdest du eine Mahlzeit bestellen, die auf Abruf geliefert wird, anstatt eine komplette Küche zu mieten und selbst zu kochen. Unser Kurs Streaming Data with AWS Kinesis and Lambda zeigt einen der Anwendungsfälle von Lambda im AWS-Ökosystem.

EC2 vs. RDS

EC2 ist ein Allzweck-Computingdienst für alle Arten von Anwendungen, während RDS (Relational Database Service) ein verwalteter Dienst speziell für Datenbanken ist. RDS kümmert sich um die Wartung, Backups und Updates deiner Datenbank, sodass du dich auf deine Anwendung konzentrieren kannst - ähnlich wie bei einem vollständig verwalteten Restaurant, in dem du dich nur auf die Speisekarte und nicht auf den täglichen Küchenbetrieb konzentrieren musst.

EC2 funktioniert nicht isoliert. Es ist eng mit verschiedenen anderen AWS-Diensten integriert:

EC2 mit Amazon EBS (Elastic Block Store)

EBS bietet persistenten Speicher auf Blockebene, den du mit deinen EC2-Instanzen verbinden kannst. Stell dir EBS wie eine Festplatte vor, die du an deinen gemieteten Computer anschließt und auf der deine Daten auch dann sicher sind, wenn der Computer neu gestartet wird.

EC2 with Amazon CloudWatch

CloudWatch überwacht die Leistung deiner EC2-Instanzen, indem es Metriken wie CPU-Auslastung, Festplatten-E/A und Netzwerkverkehr verfolgt. Das ist so, als hättest du ein Dashboard, das dir sagt, wie gut dein gemieteter Computer funktioniert, damit du die Ressourcen bei Bedarf anpassen kannst.

EC2 mit automatischer Skalierung

Auto Scaling fügt automatisch EC2-Instanzen hinzu oder entfernt sie, je nach Bedarf deiner Anwendung. Stell dir das wie ein automatisches System vor, das zusätzliche Computer anmietet, wenn der Datenverkehr hoch ist, und sie zurückgibt, wenn sie nicht mehr gebraucht werden.

Unser Kurs AWS-Konzepte, den ich bereits erwähnt habe, bietet ein viel tieferes Verständnis der AWS-Services und wie sie zusammenarbeiten.

Erste Schritte mit EC2-Instanzen

EC2-Instanzen sind sehr anpassungsfähig und können perfekt konfiguriert werden, um deine genauen Anforderungen zu erfüllen. Hier sind die wichtigsten Schritte zum Starten und Konfigurieren einer EC2-Instanz:

Starten einer EC2-Instanz

Der Start einer EC2-Instanz ist ein schrittweiser Prozess, bei dem dein virtueller Server mit genau der Konfiguration eingerichtet wird, die du brauchst. So funktioniert es:

Gehe zur Registerkarte EC2

Du kannst diesen Schritt entweder durchführen, indem du nach "EC2" in der Suche in der Suchleiste oben rechts in deinem Portal suchst oder indem du sie aus den Diensten in deiner Konsole Startseite.

Eine neue Instanz starten

Sobald dieser Schritt erledigt ist, solltest du deine bereits zugewiesenen EC2-Instanzen in deinem Konto sehen. Dann solltest du auf starten. Instanz um mit der Konfiguration einer neuen EC2-Instanz zu beginnen.

Wähle ein AMI (Amazon Machine Image)

Ein AMI ist wie eine vorkonfigurierte Blaupause für deinen Computer in der Cloud. Es wird mit einem Betriebssystem und jeder zusätzlichen Software geliefert, die du brauchst. Wenn du ein AMI auswählst, entscheidest du dich für das "Starter Kit" für deine Instanz, ähnlich wie beim Mieten eines Computers, auf dem bereits Windows oder Linux installiert ist.

Wähle einen Instanztyp

Als Nächstes wählst du einen Instance-Typ, der auf deiner Arbeitslast basiert. AWS bietet viele Typen an, z. B. T2 für allgemeine, stoßfreie Leistung oder C5 für rechenintensive Aufgaben. Betrachte diesen Schritt als Entscheidung über die Hardware-Spezifikationen deines gemieteten Computers und wie leistungsfähig er in Bezug auf CPU, Arbeitsspeicher und Netzwerkleistung sein soll.

Schlüsselpaare konfigurieren

Um sicher auf deine Instanz zugreifen zu können, musst du ein Schlüsselpaar erstellen (einen öffentlichen und einen privaten Schlüssel). So kannst du dich über SSH (Secure Shell) oder RDP (Remote Desktop Protocol) mit deiner Instanz verbinden. Du solltest entweder ein bestehendes Schlüsselpaar auswählen oder ein neues erstellen, indem du auf Neues Schlüsselpaar erstellen klickst.

Netzwerk konfigurieren

Du entscheidest dann, wo deine Instanz lebt, indem du eine Virtual Private Cloud (VPC) und ein Subnetz auswählst. Damit wird die Netzwerkumgebung festgelegt, einschließlich der Frage, ob die Instanz eine öffentliche IP-Adresse erhält (damit sie über das Internet erreicht werden kann) oder privat bleibt. Das ist so, als würdest du den Standort deines Computers in einem sicheren Rechenzentrum wählen.

Dieses Bild zeigt die Standard-VPC und das Subnetz, die von AWS für deine Instanz ausgewählt wurden. Du kannst auch eine neue VPC und ein neues Subnetz erstellen, wenn du deine Netzwerkeinstellungen anpassen möchtest.

Sicherheit einrichten (Sicherheitsgruppen)

Sicherheitsgruppen funktionieren wie eine virtuelle Firewall. Hier legst du Regeln fest, die bestimmen, welche Arten von Datenverkehr (z. B. SSH, HTTP) deine Instanz erreichen können. Du könntest zum Beispiel den SSH-Zugriff nur von einer bestimmten IP-Adresse aus erlauben. Auf diese Weise schränkst du ein, wie Nutzer auf deine zugewiesene Instanz zugreifen können. Du kannst entweder eine neue Sicherheitsgruppe erstellen (indem du auf Sicherheitsgruppe erstellen klickst) oder eine bestehende Gruppe auswählen.

Speicher hinzufügen

Du kannst deiner Instanz Speichervolumes wie Amazon EBS-Volumes zuordnen, die sich wie Festplatten verhalten. Du kannst deiner Instanz auch Tags hinzufügen, um sie leichter identifizieren und verwalten zu können. Das ist so, als würdest du den Speicherplatz deines Computers einrichten und ihn beschriften, damit du später leicht darauf zugreifen kannst.

Überprüfung und Einführung

Schließlich überprüfst du die Konfiguration deiner Instanz, um sicherzustellen, dass alles richtig eingerichtet ist. Wenn du mit den Einstellungen zufrieden bist, klickst du auf Starten, um deine Instanz zu starten. Das ist so, als würdest du die Einstellungen deines Computers doppelt überprüfen, bevor du ihn einschaltest. Alternativ kannst du auch das AWS EC2 Tutorial für Anfänger lesen, um eine detaillierte lokale Installation einer EC2-Instanz zu erfahren.

Eine Alternative: Skripte für Benutzerdaten

Wenn du eine Instanz startest, kannst du ein Skript namens "Benutzerdaten" bereitstellen, das beim ersten Start ausgeführt wird. Dieses Skript kann Software installieren, Updates anwenden oder Einstellungen automatisch konfigurieren und erspart dir so jedes Mal die manuelle Einrichtung.

EC2-Instanzen konfigurieren und verwalten

Eine EC2-Instanz zu konfigurieren ist so, als würdest du einen Computer genau so einrichten, wie du ihn für deine Aufgaben brauchst. Nachdem du deine Instanz gestartet hast, kannst du sie auf verschiedene Arten anpassen, zum Beispiel:

• Größe ändern: Du kannst den Instanztyp ändern, um die Menge an CPU, Speicher und anderen Ressourcen anzupassen. Es ist ähnlich wie bei der Aufrüstung deiner Computerhardware: Du könntest mit einem kleinen Setup zum Testen beginnen und später auf einen leistungsfähigeren Rechner umsteigen, wenn deine Bedürfnisse wachsen.
• Installiere die Software: Sobald deine Instanz läuft, verbindest du dich sicher mit ihr (mit SSH und Schlüsselpaaren) und installierst die notwendigen Anwendungen und Dienste. Sobald die Verbindung steht, kannst du die Installation deiner Software mit Terminalbefehlen oder über die GUI starten.
• Den Zugang sichern: AWS verwendet Schlüsselpaare (einen öffentlichen und einen privaten Schlüssel), um den Zugang zu deiner Instanz zu sichern. Der öffentliche Schlüssel wird auf der Instanz gespeichert, während du den privaten Schlüssel sicher auf deinem lokalen Rechner aufbewahrst. Verwende diese SSH-Schlüsselpaare, um dich über deinen SSH-Connector zu verbinden.
• Skripte für Benutzerdaten verwenden: Beim Starten einer Instanz kannst du ein Skript (genannt "Benutzerdaten") angeben, das beim ersten Start automatisch ausgeführt wird. Dieses Skript kann Software installieren, Updates anwenden oder Einstellungen automatisch konfigurieren und erspart dir so jedes Mal die manuelle Einrichtung.
• Verwalte dein System mit Tools wie systemd: Wenn deine Anwendungen installiert sind, möchtest du vielleicht, dass sie bei jedem Start deiner Instanz automatisch gestartet werden oder dass sie neu gestartet werden, wenn sie abstürzen. Hier kommen Systemmanagement-Tools wie systemd ins Spiel, die wie ein eingebauter Dienstmanager für deinen virtuellen Server funktionieren.

EC2-Autoskalierung und Lastausgleich

EC2 Auto Scaling Groups und Elastic Load Balancing arbeiten Hand in Hand, um sicherzustellen, dass deine Anwendungen immer verfügbar sind und gut funktionieren, auch wenn die Nachfrage schwankt.

Auto Scaling Gruppen

In AWS startet eine Auto-Scaling-Gruppe automatisch neue EC2-Instanzen, wenn Kennzahlen (wie CPU-Auslastung oder Netzwerkverkehr) bestimmte Schwellenwerte überschreiten, und beendet sie, wenn die Nachfrage sinkt. Das bedeutet, dass du immer die richtige Menge an Rechenleistung zur Verfügung hast, ohne dass du die Ressourcen manuell anpassen musst.

Elastischer Lastausgleich (ELB)

ELB verteilt den eingehenden Datenverkehr automatisch auf alle gesunden EC2-Instanzen in einer oder mehreren Verfügbarkeitszonen. Wenn ein Server nicht mehr verfügbar oder überlastet ist, leitet ELB den Datenverkehr auf andere Server um. Auf diese Weise stellen wir sicher, dass keine einzelne Instanz belastet wird. Dieser Aspekt ist sehr wichtig für die Zuverlässigkeit deiner Anwendung. Wenn du deine Kenntnisse über AWS vertiefen möchtest, solltest du unseren Lernpfad AWS Cloud Practitioner (CLF-C02) besuchen.

Merkmale und Vorteile der Nutzung von EC2

EC2 ist ein vielseitiger Dienst, der den Nutzern zahlreiche Funktionen und Vorteile bietet. Hier sind einige von ihnen:

Wesentliche Merkmale

Amazon EC2 bietet eine breite und tiefe Auswahl an Instance-Typen, die den Anforderungen deines Workloads entsprechen. In diesem Unterabschnitt werde ich dich durch die wichtigsten Funktionen von EC2-Instanzen führen.

• Flexibilität: Bei AWS kannst du aus verschiedenen Instance-Typen, Rechenressourcen wie CPU, GPU und Speicher, Betriebssystemen wie Windows, Mac und Linux und Konfigurationen wie Netzwerkparametern, Aktivierungsspanne und anderen auswählen, um deine spezifischen Anforderungen zu erfüllen.
• Skalierbarkeit: Passe die Rechenkapazität mit Diensten wie EC2 Auto Scaling automatisch an die sich ändernde Nachfrage an.
• Kosteneffizienz: Wähle aus mehreren Preismodellen, einschließlich On-Demand, Sparplänen und Spot-Instanzen, um deine Kosten zu optimieren.
• Integration: Verbinde dich nahtlos mit anderen AWS-Services, wie Amazon S3 für die Speicherung, Amazon RDS für verwaltete Datenbanken und andere.

Vorteile für unterschiedliche Arbeitsbelastungen

Viele Startups, Unternehmen und datenintensive Anwendungen können von AWS EC2 profitieren, was ihre Arbeit erheblich beeinflussen kann.

Stapelverarbeitungsaufträge und energieintensive Aufgaben ausführen

Die Skalierbarkeit und Flexibilität von EC2 machen es zur idealen Wahl für Batch-Processing-Aufgaben. Er bewältigt effizient große Datenmengen und hohe Leistungen, z. B. bei der Verarbeitung von Protokollen, der Durchführung wissenschaftlicher Simulationen oder dem einfachen Rendern von Mediendateien.

Einsatz

Die Bereitstellung von Diensten, Webanwendungen, maschinellen Lernmodellen usw. sollte aus vielen Gründen wie Skalierbarkeit, Sicherheit, Kosteneffizienz und anderen nicht auf einem lokalen Server erfolgen. Die EC2-Instanz bietet dir die besten Voraussetzungen für die Nutzung zu den niedrigsten Kosten und der höchsten Leistung. Dieser Kompromiss hilft dir, deine Produkte effektiv zu verwalten.

Einkaufsmodelle und Kostenoptimierung

Es ist wichtig, die verschiedenen Preismodelle und Kostenoptimierungsstrategien zu verstehen, um das Beste aus deinen EC2-Instanzen herauszuholen, ohne zu viel Geld auszugeben. In diesem Abschnitt erkläre ich dir die verschiedenen Preisoptionen und wie du deine Kosten optimieren kannst.

EC2 Preisoptionen

Amazon EC2 bietet verschiedene Preismodelle für unterschiedliche Arbeitslasten und Budgets. Hier sind die wichtigsten Optionen:

On-Demand-Instanzen

Stell dir On-Demand-Instanzen so vor, als würdest du Rechenleistung stunden- oder sekundenweise mieten - wie ein Taxi, das du für eine schnelle Fahrt anheuerst, anstatt ein Auto zu kaufen. Du vermeidest Vorlaufkosten und langfristige Verpflichtungen und zahlst nur für das, was du verbrauchst, ähnlich wie bei einer Stromrechnung. Sie sind ideal für unvorhersehbare Arbeitsbelastungen (plötzliche Verkehrsspitzen) oder das Testen neuer Anwendungen.

Spot-Instanzen

Amazon EC2 Spot-Instances bieten ungenutzte AWS-Kapazität zu bis zu 90 % niedrigeren Kosten als On-Demand-Instances, die einen festen Stunden-/Sekundentarif für ununterbrochenen, garantierten Zugang berechnen. Im Gegensatz zu On-Demand (ideal für konstante, dringende Arbeitslasten) funktionieren Spot-Instances wie eine dynamische Auktion, billiger, aber unterbrechbar, wobei AWS die Ressourcen zurückfordert, wenn die Nachfrage steigt.

Sparpläne

Mit den AWS Savings Plans kannst du bis zu 72% gegenüber den On-Demand-Preisen sparen, wenn du dich verpflichtest, eine feste Menge an Rechenleistung stündlich für 1 oder 3 Jahre zu nutzen. AWS bietet drei Arten an: Compute Savings Plans (gilt für EC2, Lambda und Fargate), EC2 Instance Savings Plans (speziell für EC2) und SageMaker Savings Plans (für ML-Workloads).

Kapazitätsreservierungen auf Abruf

Mit On-Demand-Kapazitätsreservierungen kannst du EC2-Rechenkapazitäten in einer bestimmten Availability Zone so lange reservieren, wie sie benötigt werden, und so den Zugang auch bei Engpässen sicherstellen. Stell dir vor, du buchst einen garantierten Parkplatz im Voraus. Du zahlst die üblichen On-Demand-Tarife, vermeidest aber das Risiko, dass die Ressourcen nicht verfügbar sind.

Amazon EC2-Kapazität für maschinelles Lernen

Mit Amazon EC2 Capacity Blocks for ML kannst du GPU-Instances (P5 oder P4d) im Voraus für einen bestimmten Zeitraum reservieren, um Machine Learning Workloads auszuführen, und zahlst nur für die reservierte Rechenzeit. Stell dir vor, du buchst einen Konferenzraum für ein wichtiges Meeting. Du garantierst die Verfügbarkeit für deine ML-Aufgaben (Training, Prototyping oder Skalierung) zu den von dir gewählten Terminen, ohne Vertrag.

Engagierte Gastgeber

Mit Amazon EC2 Dedicated Hosts kannst du einen physischen Server ausschließlich für deine Arbeitslasten reservieren, der wie eine "private Suite" im AWS-Rechenzentrum funktioniert. Stell dir vor, du mietest einen komplett eingerichteten Büroraum. Du kontrollierst die Hardware und verwendest vorhandene Lizenzen (z.B. Windows, SQL Server ) weiter, um Kosten zu sparen, während AWS die Wartung und Infrastruktur übernimmt. Kaufe auf Abruf (stundenweise) oder über Sparpläne.

So funktioniert die EC2-Abrechnung

Die Berechnung der Kosten von EC2-Instanzen hängt von drei Schlüsselfaktoren ab: der Größe/dem Typ der Instanz, denNutzungsstunden , und der geografischen Region. Größere Instanzen mit großen Ressourcen wie GPU-Leistung und Speicher kosten mehr pro Stunde. Außerdemfallen auf Kosten an, die von der Laufzeit (Sekunden, Minuten oder Stunden) und dem Preismodell (On-Demand, reserviert, Spot) abhängen, und die Preise variieren auch je nach AWS-Region aufgrund der lokalen Nachfrage, Infrastrukturkosten und Steuern.

Strategien zur Kostenoptimierung

Es gibt viele Möglichkeiten, deine Kosten zu optimieren, zum Beispiel:

• Right-sizing: Passe die Spezifikationen der Instanz (CPU, Arbeitsspeicher, Speicher) an die Anforderungen der Arbeitslast an.
• Spot-Instanzen verwenden: Verwende sie für unterbrechbare Aufgaben (Batch-Jobs), um Geld zu sparen.
• Aktivieren eines Sparplans/einer reservierten Instanz: Verpflichte dich zu ein- oder dreijährigen Laufzeiten für ein gleichmäßiges Arbeitspensum, um die Kosten zu senken.
• Automatische Skalierung: Passe die Kapazität automatisch an die Nachfrage an, um eine Überversorgung zu vermeiden.
• Auswahl der Region: Einsatz in Regionen mit niedrigeren Kosten wie dem Osten der USA vs. EU West, wo dies möglich ist.

Es gibt auch ein paar Tools, mit denen du deine EC2-Kosten optimieren kannst. Der AWS Cost Explorer kann tRack-Ausgabentrends und Optimierungsmöglichkeiten identifizieren. Vertrauensvoller Berater kann Empfehlungen aussprechen und ist manchmal hilfreich.

EC2 Best Practices und Sicherheitsüberlegungen

Für einen sicheren und effizienten EC2-Einsatz solltest du dich auf diese drei Schlüsselbereiche konzentrieren:

Leistung optimieren

Nutze Amazon CloudWatch, um die CPU-, Speicher- und Netzwerknutzung zu überwachen und Probleme frühzeitig zu erkennen. Wähle die richtige Instanzgröße, um unnötige Kosten zu vermeiden. Aktiviere die automatische Skalierung, um die Kapazität automatisch an den Datenverkehr anzupassen.

Sicherheit verstärken

Kontrolliere den Zugriff mit Sicherheitsgruppen und VPCs, um die Instanzen zu isolieren. Verwende Schlüsselpaare anstelle von Passwörtern für die Authentifizierung. Halte die Instanzen mit automatischen Patches und regelmäßigen Updates sicher.

Zuverlässige Backups gewährleisten

Erstelle AMIs für vollständige Instance-Backups und verwende EBS-Snapshots für die Speicherung. Automatisiere Backups mit AWS Backup und speichere Kopien in mehreren Regionen für zusätzlichen Schutz.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass EC2 dir eine großartige Möglichkeit bietet, flexible, skalierbare und kosteneffiziente Lösungen fast im Handumdrehen zu erstellen. Sie lässt sich leicht in andere AWS-Services integrieren, um die Bereitstellung und das High-Energy-Computing zu erleichtern. Es bietet dir flexible Kaufmodelle, die perfekt zu den Anforderungen deines Einsatzes passen. Das Beste daran ist, dass du es kostenlos erstellen kannst.

Ein solides Verständnis von EC2 kann ein Sprungbrett für fortgeschrittenere Cloud-Architekturen und Einsatzstrategien sein. Lerne mehr über die AWS-Dienste mit unserem Lernpfad AWS Cloud Practitioner und unserem Kurs AWS Cloud Technology and Services Concepts.