分布式云基础设施因其能够提高性能、减少延迟、增强安全性和合规性、优化成本管理等而受到关注。通过控制平面发现更多。
将传统云视为一个集中式发电站——提供大量计算和存储资源的庞大数据中心网络。但是，如果您可以向外扩展这种能力，将其放置在更靠近用户和设备最需要的地方，会怎么样呢？这就是分布式云基础设施的本质。
分布式云为您的企业提供了在不同地理位置进行扩展、响应不断变化的需求并释放增长潜力所需的灵活性和敏捷性。早在 2022 年，分布式 云市场 就已成为热门话题，价值 44 亿美元，预计到 2027 年将增至 112 亿美元。
什么是分布式云基础设施？
分布式云基础设施是一种利用多个云来满足合规性要求、性能需求或支持边缘计算的架构，同时由单个公共云提供商集中管理。分布式云服务是一种将其服务分布在不同地点的公共云，包括：
- 公共云提供商的基础设施
- 客户数据中心或边缘位置的本地部署
- 另一家云提供商的数据中心
- 第三方或托管中心硬件
这种在 AWS 等云提供商内跨区域和可用区 (AZ) 的战略布局 可确保灵活性和高可用性。尽管分散在多个地点甚至可能分布在多个地区，但所有这些云服务都通过单个控制平面作为一个统一实体进行管理。
该控制平面可以处理这种混合多云环境中固有的差异和不一致。 服务分发使您的组织能够满足精确的要求，例如：
- 响应时间和性能阈值
- 监管或治理合规性要求
- 需要将云基础设施部署在云提供商的标准可用区之外的特定需求
分布式云基础设施的用例
运维工程师用例
- 内容交付网络 (CDN)： 运营团队利用全球分布的接入点 (PoP) 将内容存储在更靠近最终用户的位置，从而显着改善加载时间和整体用户体验。
- 监控和可见性： 分布式云需要实时了解基础设施的运行状况。运营团队配置强大的监控和警报，涵盖地理上分散的组件，以快速排除故障并维护系统运行状况。
- 基础设施优化： 跨多个区域的资源利用模式的详细指标和分析有助于做出有关扩展和容量规划的明智决策，从而节省成本。
DevOps 用例
- 混合云部署： DevOps 团队无缝地弥合了本地数据中心和云环境之间的差距。这为工作负载放置和管理策略提供了灵活性，包括 SaaS 与自托管解决方案。
- 灾难恢复和业务连续性： 自动化故障转移过程和定期测试灾难恢复方案成为优先事项。他们利用基础设施即代码 (IaC) 原则，在发生故障时快速、一致地配置资源。
- 微服务架构： 分布式云模型支持精细的微服务部署和跨位置扩展。这可以促进灵活性、快速迭代和简化管理，通常需要 Kubernetes 编排工具和 SaaS 平台的帮助。
创新用例
- 物联网设备管理和边缘计算： 分布式架构使计算和存储更接近物联网设备，以实现低延迟处理，支持实时分析和决策功能。
- 全球游戏基础设施： 分布式云确保在线游戏平台的最佳性能。它通过将游戏服务器放置在玩家附近来减少延迟，并支持高峰流量的大规模扩展。
- 边缘人工智能/机器学习： 分布式云允许在更靠近数据源的地方训练和部署机器学习模型，从而实现更快的洞察并最大限度地减少回传大型数据集的需求。
治理用例
- 医疗保健监管合规性：通过在特定地理边界内存储和处理敏感患者信息，符合HIPAA 或类似法规， 可以满足严格的数据驻留要求 。
- 保护敏感数据： 分布式模型允许对数据放置和访问进行细粒度控制，从而增强安全态势。敏感数据可以在本地或特定的云区域中隔离，并采取增强的安全措施。
- 数据主权和本地化： 出于隐私和监管目的，企业控制数据所在的位置。分布式云模型符合严格的数据本地化法律，并与更广泛的 云风险管理框架保持一致 以确保合规性。
分布式云基础设施的 5 大挑战
分布式云架构具有诱人的优势——提高性能、弹性以及克服合规性障碍的能力。然而，如果不使用 控制平面等内部开发人员平台 来支持开发人员，管理庞大网络的复杂性就会增加，这会带来一系列需要克服的独特挑战。
挑战一：复杂性
管理地理上分散的云资源网络（可能跨越多个云提供商和本地位置）会带来显着的新复杂性。基础设施复杂性的增加可能会阻碍：
- 故障排除和解决性能问题
- 维护一致的配置和治理策略
- 确保分布式组件之间的无缝通信
挑战二：安全性
在分布式环境中保护数据和应用程序变得更加困难。这种复杂性延伸到了 在容器化环境 （如 Kubernetes 编排的环境）中管理机密。潜在的漏洞点更多，并且在多个位置执行统一的安全标准更加困难，从而导致：
- 敏感数据丢失或关键系统中断
- 合规违规行为和潜在的监管处罚
- 声誉受损并失去客户信任
挑战 3：可见性和监控
实时了解分布式系统的运行状况、性能和利用率至关重要，但也很复杂。如果没有可见性，就很难：
- 快速检测并缓解中断或故障
- 优化资源使用并主动规划扩展
- 深入了解优化的潜在瓶颈
挑战四：异质性
分布式云环境通常涉及不同硬件、软件、操作系统和云提供商的混合，从而形成本质上多样化的环境。
异构性使开发、部署和管理任务变得复杂。确保各个组件的兼容性和维护性能标准变得更具挑战性。
挑战 5：延迟和网络性能
虽然分布式云在某些情况下有助于减少延迟，但如果配置或监控不当，它们也可能会引入新的网络性能瓶颈。
网络挑战可以：
- 对需要实时或近实时性能的应用程序的用户体验产生负面影响，导致服务中断或中断
- 在存在严格数据局部性要求的情况下挑战合规性工作
采用分布式云基础设施的 7 个理由
原因 1：增强性能并减少延迟
传统数据中心在性能方面面临着距离的物理限制。分布式云架构通过战略性地将计算、存储和网络资源放置在更靠近最终用户的地理位置来解决这一问题。物理上的接近减少了数据传输所需的时间，从而显着提高了应用程序的响应能力。
您可以通过分析网络流量模式、识别具有绝对最严格延迟要求的应用程序（例如实时协作工具、在线游戏）并考虑将它们部署在边缘位置的“迷你云”中来最大限度地提高性能。
诸如控制平面之类的 IDP 在这种情况下大放异彩。 使用控制平面时，工程师可以创建无限数量的 Global Virtual Clouds™ (GVC™)。 当后端代码部署到 GVC™ 时，工作负载会立即从 GVC™ 位置作为 TLS 端点提供服务，并具有内置地理路由。如果某个位置或区域发生中断，最终用户不会受到影响，因为他们会立即路由到 GVC™ 内最近的健康位置，从而提供最低的延迟。 工程师可以灵活地选择您的组织所需的任意位置组合，以实现 99.999% 的可用性、超低延迟以及安全性和合规性要求。
部署到这些位置的工作负载在控制平面的现有集群上运行，从而消除了设置自己的集群或创建自己的云帐户的麻烦。控制平面提供来自 AWS、GCP 和 Azure 的所有位置。
原因 2：提高弹性和可用性
通过跨多个区域甚至云提供商分配资源， 分布式云架构可以防止单点故障。 如果一个站点发生中断，流量可以无缝路由到其他位置，从而保持服务连续性。
根据恢复点目标 (RPO) 和恢复时间目标 (RTO) 目标实施异步或同步数据复制策略，以实现最大恢复能力。此外， 利用负载平衡和自动扩展技术在网络中的多个位置有效地分配流量。
原因 3：按需扩展
分布式云具有出色的弹性，能够跨多个站点快速分配或释放资源。 与传统的本地基础设施不同，您不受物理硬件的限制。
为了利用可扩展性，请采用容器和微服务等云原生开发实践，以提高敏捷性。 与 Kubernetes 等编排工具配合使用，您可以跨地理位置分散的节点实现容器化工作负载的无缝自动化管理。
原因 4：监管合规性
数据主权法规（例如 GDPR）通常要求对数据所在位置进行严格控制。 分布式云使您能够指定数据存储和处理位置，确保合规性。 咨询专门从事合规性的法律专家和云提供商，将监管要求仔细映射到您的架构选择中。
数据分区允许在正确的位置处理敏感数据，而其他组件则利用更广泛的分布式云资源。设计应用程序时要考虑数据分区。
理由五：创新与优势
分布式云架构在实现技术的未来方面发挥着关键作用——从物联网部署到边缘的人工智能/机器学习应用。 它们提供处理此类创新的实时需求所需的低延迟计算能力和网络基础设施。 这扩展到为第三方合作伙伴提供安全、受控的协作平台（例如在研究或跨公司计划中），其中细粒度的 权限管理 可以保护创新秘密，同时实现有效的团队合作。
探索事件驱动架构和流数据平台来管理边缘生成的数据的速度和数量。 使用专用硬件或软件将分布式云与边缘设备集成，可以进行复杂的本地计算和数据预处理。
原因 6：优化内容交付 (CDN)
基于分布式云模型构建的 CDN 依赖于分散在全球各地的接入点 (PoP)，缓存离用户更近的内容。这会带来更快的下载速度和无缝的用户体验。
仔细评估缓存失效和内容更新策略将确保您的用户始终访问可用的最新资源。
理由 7：混合云灵活性
通常，分布式云会与您现有的本地基础设施无缝集成，从而有效地扩展数据中心的覆盖范围。 此设置允许将工作负载突发到云、数据迁移或集成基于云的服务，同时将核心组件保留在本地。
为了最大限度地提高灵活性，请重点开发强大的网络覆盖以实现安全连接，并保持一致的安全策略和身份管理。
