O que é uma instância do EC2? Como começar a usar os servidores em nuvem da AWS

A computação em nuvem é um dos aspectos mais importantes da computação moderna, pois diminui significativamente o investimento em componentes de hardware, tornando-a não apenas mais econômica, mas também mais segura e confiável do que os métodos tradicionais.

Em 2006, o EC2 foi introduzido pela AWS como uma forma de permitir que os usuários alugassem computadores virtuais na nuvem. Esse lançamento foi uma parte importante da missão mais ampla da AWS de fornecer soluções dimensionáveis, econômicas e flexíveis para reduzir a complexidade e o custo de TI para as organizações. Isso fez uma grande diferença na forma como as empresas implementam e dimensionam seus aplicativos.

Se, depois de ler este artigo, você estiver interessado nos serviços principais da AWS, como eu, faça nosso curso Conceitos da AWS, que é muito completo.

O que é uma instância do EC2?

Uma instância EC2, também conhecida como Elastic Compute Cloud, é simplesmente um computador virtual configurado remotamente em outro lugar. Você pode pensar nas instâncias do EC2 como o simples aluguel de um computador em um data center. Em essência, é um recurso de computação redimensionável e sob demanda que permite que você execute aplicativos na nuvem sem investir em hardware físico.

Ao iniciar uma instância do AWS EC2, você escolhe uma imagem de máquina da Amazon, que contém o sistema operacional e o software desejados. Todo o trabalho de hardware é feito para você, para evitar a configuração do sistema do zero. Ao selecionar uma instância, você pode escolher a CPU, a memória, a capacidade de rede e muito mais. Essa flexibilidade é o ambiente perfeito para o trabalho escalonável. Mostrarei um pouco disso mais tarde.

EC2 vs. EC2 Outros serviços da AWS

Muitas pessoas confundem as instâncias do EC2 com outros serviços do AWS. Nesta seção, explicarei quais são as principais diferenças entre eles. Ou seja:

EC2 vs. EC2 S3

O EC2 permite que você alugue servidores virtuais (como alugar um computador em um data center), enquanto o S3 (Simple Storage Service) foi projetado exclusivamente para armazenar e recuperar arquivos.

Para fornecer um pouco mais de detalhes, o S3 é um serviço de armazenamento que salva dados como objetos. Ele é altamente dimensionável, seguro e rápido. Empresas de todos os tamanhos podem armazenar grandes quantidades de dados para sites, aplicativos móveis, backups, arquivos, aplicativos corporativos, dispositivos IoT e análise de big data. Ele também oferece ferramentas simples para gerenciar e controlar quem acessa seus dados.

EC2 vs. EC2 ECS/EKS

O EC2 oferece a você controle total sobre a máquina virtual, o que significa que você é responsável por configurar, gerenciar e manter o ambiente de software. Por outro lado, serviços como o ECS (Elastic Container Service) e o EKS (Elastic Kubernetes Service) ajudam você a executar aplicativos em contêineres sem gerenciar os detalhes do servidor subjacente. É como ter um sistema de contêineres de remessa pré-organizado, no qual você simplesmente empacota seu aplicativo em contêineres e deixa a AWS cuidar da logística.

EC2 vs. EC2 Lambda

Com o EC2, você aluga servidores virtuais e os gerencia, enquanto o Lambda é uma plataforma sem servidor que executa seu código em resposta a eventos sem que você precise se preocupar com os servidores subjacentes. O Lambda lida automaticamente com a infraestrutura, o dimensionamento e a execução do seu código. É semelhante a pedir uma refeição que é entregue sob demanda, em vez de alugar uma cozinha completa para prepará-la você mesmo. Nosso curso Streaming Data with AWS Kinesis and Lambda mostra um dos casos de uso do Lambda no ecossistema da AWS.

EC2 vs. EC2 RDS

O EC2 é um serviço de computação de uso geral para executar qualquer tipo de aplicativo, enquanto o RDS (Relational Database Service) é um serviço gerenciado especificamente para bancos de dados. O RDS cuida da manutenção, dos backups e das atualizações do seu banco de dados para que você possa se concentrar no seu aplicativo, de forma semelhante a ter um restaurante totalmente gerenciado, no qual você se concentra apenas no cardápio e não nas operações diárias da cozinha.

O EC2 não funciona de forma isolada. Ele se integra perfeitamente a vários outros serviços do AWS:

EC2 com Amazon EBS (Elastic Block Store)

O EBS fornece armazenamento persistente em nível de bloco que você pode anexar às suas instâncias do EC2. Pense no EBS como um disco rígido que você conecta ao seu computador alugado e que mantém seus dados seguros mesmo quando o computador é reiniciado.

EC2 com o Amazon CloudWatch

O CloudWatch monitora o desempenho de suas instâncias EC2, rastreando métricas como uso da CPU, E/S de disco e tráfego de rede. É como ter um painel que informa o desempenho do computador alugado para que você possa ajustar os recursos, se necessário.

EC2 com dimensionamento automático

O Auto Scaling adiciona ou remove automaticamente instâncias do EC2 com base na demanda do seu aplicativo. Imagine isso como um sistema automático que aluga computadores extras quando há picos de tráfego e os devolve quando não são mais necessários, o que garante que você sempre tenha a quantidade certa de capacidade de computação sem intervenção manual.

Nosso curso AWS Concepts, que mencionei anteriormente, oferece uma compreensão muito mais profunda dos serviços da AWS e de como eles funcionam juntos.

Primeiros passos com as instâncias do EC2

As instâncias do EC2 são muito personalizáveis e podem ser perfeitamente configuradas para atender às suas necessidades exatas. Aqui estão as principais etapas para iniciar e configurar uma instância do EC2:

Iniciando uma instância do EC2

Iniciar uma instância do EC2 é um processo passo a passo que configura seu servidor virtual com a configuração exata que você precisa. Veja como isso funciona:

Vá para a guia EC2

Você pode realizar essa etapa pesquisando por "EC2" na seção Pesquisar no canto superior direito do seu portal ou selecionando-o entre os serviços no Console Início.

Iniciar uma nova instância

Depois que essa etapa for concluída, você deverá começar a ver as instâncias do EC2 já alocadas na sua conta. Em seguida, você deve clicar em Iniciar Instância para que você comece a configurar uma nova instância do EC2.

Selecione uma AMI (imagem de máquina da Amazon)

Uma AMI é como um projeto pré-configurado para seu computador na nuvem. Ele vem com um sistema operacional e qualquer software adicional que você possa precisar. Quando você seleciona uma AMI, está escolhendo o "kit inicial" para a sua instância, semelhante ao aluguel de um computador que já vem configurado com o Windows ou o Linux instalado.

Escolha um tipo de instância

Em seguida, você escolhe um tipo de instância com base na sua carga de trabalho. O AWS oferece vários tipos, como T2 para desempenho de uso geral e expansível ou C5 para tarefas de computação intensiva. Pense nesta etapa como uma decisão sobre as especificações de hardware do computador alugado e o quanto ele deve ser potente em termos de CPU, memória e desempenho de rede.

Configurar pares de chaves

Para acessar sua instância com segurança, você precisa criar um par de chaves (uma chave pública e uma privada). Isso permitirá que você se conecte à sua instância usando SSH (Secure Shell) ou RDP (Remote Desktop Protocol). Você deve selecionar um par de chaves existente ou criar um novo clicando em Criar um novo par de chaves.

Configurar a rede

Em seguida, você decide onde sua instância ficará, selecionando uma nuvem privada virtual (VPC) e uma sub-rede. Isso determina o ambiente de rede, inclusive se a instância obtém um endereço IP público (para que possa ser acessada pela Internet) ou se permanece privada. É como escolher o local do seu computador em um data center seguro.

Esta imagem mostra a VPC e a sub-rede padrão escolhidas pelo AWS para sua instância. Você também pode criar uma nova VPC e uma sub-rede se quiser personalizar as configurações de rede.

Configurar a segurança (grupos de segurança)

Os grupos de segurança funcionam como um firewall virtual. Aqui, você define regras que controlam quais tipos de tráfego (por exemplo, SSH, HTTP) podem chegar à sua instância. Por exemplo, você pode permitir o acesso SSH somente a partir do seu endereço IP específico. Dessa forma, você limita como os usuários podem acessar a instância alocada. Você pode criar um novo grupo de segurança (clicando em Create security group) ou selecionar um já existente.

Adicionar armazenamento

Você pode anexar volumes de armazenamento à sua instância, como os volumes do Amazon EBS, que funcionam como discos rígidos. Você também pode adicionar tags à sua instância para facilitar a identificação e o gerenciamento. Isso é como configurar o espaço de armazenamento do seu computador e etiquetá-lo para facilitar o acesso posterior.

Revisão e lançamento

Por fim, você revisa a configuração da sua instância para garantir que tudo esteja configurado corretamente. Se você estiver satisfeito com as configurações, clique em Launch para iniciar a instância. Isso é como verificar novamente a configuração do computador antes de ligá-lo. Você pode fazer isso com o seu computador. Como alternativa, confira o Tutorial do AWS EC2 para iniciantes para obter uma instalação local detalhada de uma instância do EC2.

Uma alternativa: scripts de dados do usuário

Ao iniciar uma instância, você pode fornecer um script chamado "dados do usuário" que é executado durante a primeira inicialização. Esse script pode instalar software, aplicar atualizações ou definir configurações automaticamente, poupando você da configuração manual todas as vezes.

Configuração e gerenciamento de instâncias do EC2

Configurar uma instância do EC2 é como configurar um computador exatamente da maneira que você precisa para suas tarefas. Depois de iniciar sua instância, você pode personalizá-la de várias maneiras, como:

• Redimensionamento: Você pode alterar o tipo de instância para ajustar a quantidade de CPU, memória e outros recursos. É semelhante à atualização do hardware do seu computador, você pode começar com uma configuração pequena para testes e, mais tarde, redimensionar para uma máquina mais potente à medida que suas necessidades aumentam.
• Instalação de software: Quando a instância estiver em execução, você se conectará a ela com segurança (usando SSH e pares de chaves) e instalará os aplicativos e serviços necessários. Depois de conectado, você pode começar a instalar o software com comandos de terminal ou pela GUI.
• Protegendo o acesso: O AWS usa pares de chaves (uma chave pública e uma privada) para proteger o acesso à sua instância. A chave pública é armazenada na instância, enquanto você mantém a chave privada em segurança no seu computador local. Use esses pares de chaves SSH para se conectar a partir do seu conector SSH.
• Usando scripts de dados do usuário: Ao iniciar uma instância, você pode fornecer um script (chamado de "dados do usuário") que é executado automaticamente durante a primeira inicialização. Esse script pode instalar software, aplicar atualizações ou definir configurações automaticamente, poupando você da configuração manual todas as vezes.
• Gerenciar seu sistema com ferramentas como o systemd: Após a instalação dos aplicativos, você pode querer que eles sejam iniciados automaticamente sempre que a instância for inicializada ou que sejam reiniciados em caso de falha. É aqui que entram as ferramentas de gerenciamento do sistema, como o systemd, que funciona como um gerenciador de serviços integrado para o seu servidor virtual.

Dimensionamento automático e balanceamento de carga do EC2

Os grupos de dimensionamento automático do EC2 e o balanceamento de carga elástico trabalham em conjunto para garantir que seus aplicativos estejam sempre disponíveis e tenham bom desempenho, mesmo quando a demanda flutua.

Grupos de dimensionamento automático

No AWS, um grupo de Auto Scaling inicia automaticamente novas instâncias de EC2 quando as métricas (como uso de CPU ou tráfego de rede) excedem os limites definidos e as encerra quando a demanda cai. Isso significa que você sempre tem a quantidade certa de potência de computação disponível sem precisar ajustar manualmente os recursos.

Balanceamento de carga elástica (ELB)

O ELB distribui automaticamente o tráfego de entrada entre todas as instâncias saudáveis do EC2 em uma ou mais zonas de disponibilidade. Se um servidor ficar indisponível ou sobrecarregado, o ELB redireciona o tráfego para outros servidores. Dessa forma, garantimos que nenhuma instância única seja estressada. Esse aspecto é muito importante para a confiabilidade do seu aplicativo. Para aprofundar suas habilidades na AWS, confira nosso programa AWS Cloud Practitioner (CLF-C02).

Recursos e benefícios do uso do EC2

O EC2 é um serviço versátil que oferece vários recursos e benefícios aos usuários. Aqui estão alguns deles:

Principais recursos

O Amazon EC2 oferece uma ampla e profunda seleção de tipos de instância para atender às necessidades de sua carga de trabalho. Nesta subseção, vou orientar você sobre os principais recursos das instâncias do EC2.

• Flexibilidade: O AWS permite que você escolha entre vários tipos de instâncias, recursos de computação como CPU, GPU e armazenamento, sistemas operacionais como Windows, Mac e Linux e configurações como parâmetros de rede, intervalo de ativação e outros para atender às suas necessidades específicas.
• Escalabilidade: Ajuste automaticamente a capacidade de computação com serviços como o EC2 Auto Scaling para atender às mudanças na demanda.
• Custo-benefício: Selecione entre vários modelos de preços, incluindo On-Demand, Savings Plans e Spot Instances, para otimizar os custos.
• Integração: Conecte-se perfeitamente a outros serviços do AWS, como o Amazon S3 para armazenamento, o Amazon RDS para bancos de dados gerenciados e outros.

Benefícios para diferentes cargas de trabalho

Muitas startups, empresas e aplicativos com uso intensivo de dados podem se beneficiar do AWS EC2, o que pode afetar significativamente seu trabalho.

Execução de trabalhos de processamento em lote e tarefas de alta energia

A escalabilidade e a flexibilidade do EC2 fazem dele a opção ideal para tarefas de processamento em lote. Ele lida com eficiência com grandes volumes de dados e desempenho de alta energia, como o processamento de registros, a realização de simulações científicas ou a simples renderização de arquivos de mídia.

Implantação

A implantação de serviços, aplicativos da Web, modelos de machine learning e outros não é recomendada para ser feita em um servidor local por vários motivos, como escalabilidade, segurança, custo-benefício e outros. A instância EC2 oferece a melhor configuração para você usar com o menor custo possível e o mais alto desempenho. Essa troca ajuda você a gerenciar seus produtos com eficiência.

Modelos de compra e otimização de custos

É importante que você entenda os diferentes modelos de preços e as estratégias de otimização de custos para aproveitar ao máximo suas instâncias do EC2 sem gastar demais. Nesta seção, explicarei as diferentes opções de preços e como otimizar seus custos.

Opções de preços do EC2

O Amazon EC2 oferece vários modelos de preços para atender a diferentes cargas de trabalho e orçamentos. Aqui estão as principais opções:

Instâncias sob demanda

Pense nas instâncias sob demanda como o aluguel de capacidade de computação por hora ou segundo - como chamar um táxi para uma corrida rápida em vez de comprar um carro. Você evita custos iniciais e compromissos de longo prazo, pagando apenas pelo que usa, como se fosse uma conta de luz. Eles são ideais para cargas de trabalho imprevisíveis (picos de tráfego repentinos) ou para testar novos aplicativos.

Instâncias pontuais

As instâncias Spot do Amazon EC2 oferecem capacidade não utilizada do AWS a um custo até 90% menor do que as instâncias sob demanda, que cobram uma taxa fixa por hora/segundo para acesso ininterrupto e garantido. Ao contrário do On-Demand (ideal para cargas de trabalho estáveis e urgentes), as instâncias Spot operam como um leilão dinâmico, mais barato, mas interrompível, com a AWS recuperando recursos se a demanda aumentar.

Planos de poupança

Os AWS Savings Plans permitem que você economize até 72% em comparação com os preços On-Demand se você se comprometer a usar uma quantidade fixa de poder de computação por hora durante 1 ou 3 anos. A AWS oferece três tipos: Planos de economia de computação (que se aplicam a EC2, Lambda e Fargate), Planos de economia de instância EC2 (específicos para EC2) e Planos de economia SageMaker (para cargas de trabalho de ML).

Reservas de capacidade sob demanda

As reservas de capacidade sob demanda permitem que você reserve a capacidade de computação do EC2 em uma zona de disponibilidade específica pelo tempo que for necessário, o que garante o acesso mesmo durante a escassez. Pense nisso como reservar uma vaga de estacionamento garantida com antecedência. Você paga as tarifas padrão do On-Demand, mas evita o risco de recursos indisponíveis.

Capacidade do Amazon EC2 para machine learning

O Amazon EC2 Capacity Blocks for ML permite que você reserve instâncias de GPU (P5 ou P4d) com antecedência por um período de tempo específico para executar cargas de trabalho de machine learning, pagando apenas pelo tempo de computação que você reservar. Pense nisso como reservar uma sala de conferência para uma reunião importante. Você garante a disponibilidade para suas tarefas de ML (treinamento, prototipagem ou dimensionamento) nas datas escolhidas, sem contratos.

Hospedeiros dedicados

O Amazon EC2 Dedicated Hosts permite que você reserve um servidor físico exclusivamente para suas cargas de trabalho, agindo como uma "suíte privada" no data center da AWS. Pense nisso como o aluguel de um espaço de escritório totalmente mobiliado, você controla o hardware e reutiliza as licenças existentes (por exemplo, Windows, SQL Server ) para reduzir os custos, enquanto o AWS cuida da manutenção e da infraestrutura. Compre sob demanda (por hora) ou por meio de planos de poupança.

Como funciona o faturamento do EC2

O cálculo do custo das instâncias do EC2 depende de três fatores principais: o tamanho/tipo da instância, as horas de uso , e a região geográfica. Instâncias maiores com recursos pesados, como potência de GPU e memória, custam mais por hora. Além disso,os custos do se acumulam com base no tempo de execução (segundos, minutos ou horas) e no modelo de preço (sob demanda, reservado, spot), e os preços também variam de acordo com a região da AWS devido à demanda local, aos custos de infraestrutura e aos impostos.

Estratégias de otimização de custos

Há muitas maneiras de otimizar seus custos, como, por exemplo:

• Dimensionamento correto: Combine as especificações da instância (CPU, memória, armazenamento) com os requisitos da carga de trabalho.
• Usando instâncias Spot: Use para tarefas ininterruptas (trabalhos em lote) para economizar dinheiro.
• Ativação de planos de poupança/ instâncias reservadas: Comprometa-se com mandatos de um ou três anos para cargas de trabalho estáveis para reduzir custos.
• Escala automática: Ajuste automaticamente a capacidade para atender à demanda, evitando o excesso de provisionamento.
• Seleção de região: Implantar em regiões de custo mais baixo, como o leste dos EUA, em comparação com o leste dos EUA. UE Ocidental, quando possível.

Há também algumas ferramentas que podem ajudar a otimizar seus custos de EC2. O AWS cost explorer podetendências de gastos com rack e identificar oportunidades de otimização. Conselheiro de confiança Pode fazer recomendações e, às vezes, é útil.

Práticas recomendadas do EC2 e considerações sobre segurança

Para que você tenha uma implementação segura e eficiente do EC2, concentre-se nessas três áreas principais:

Otimizar o desempenho

Use o Amazon CloudWatch para monitorar a CPU, a memória e o uso da rede, detectando problemas com antecedência. Escolha o tamanho correto da instância para evitar custos desnecessários. Ative o Auto Scaling para ajustar a capacidade automaticamente com base no tráfego.

Reforçar a segurança

Controle o acesso com grupos de segurança e VPCs para manter as instâncias isoladas. Use pares de chaves em vez de senhas para autenticação. Mantenha as instâncias seguras com patches automatizados e atualizações regulares.

Garantir backups confiáveis

Crie AMIs para backups completos de instâncias e use snapshots do EBS para armazenamento. Automatize os backups com o AWS Backup e armazene cópias em várias regiões para proteção adicional.

Conclusão

Para recapitular, o EC2 oferece a você uma grande possibilidade de criar soluções flexíveis, dimensionáveis e econômicas quase instantaneamente. Ele é facilmente integrado a outros serviços da AWS para facilitar a implantação e a computação de alta energia. Ele oferece a você modelos de compra flexíveis que se adaptam perfeitamente aos requisitos da sua aplicação. O melhor de tudo é que você pode criar um gratuitamente.

Com um sólido conhecimento do EC2, você pode avançar para arquiteturas de nuvem e estratégias de implementação mais avançadas. Continue aprendendo mais sobre os serviços da AWS com nosso programa de habilidades AWS Cloud Practitioner e nosso curso AWS Cloud Technology and Services Concepts.