AWS Elastic Load Balancers 核心特性與優勢

– 12 分鐘閱讀

ELB 作為 AWS 的核心服務之一，提供了一種有效的方法來分散應用程式流量，確保高用性和容錯能力。透過自動擴充套件功能，ELB 能夠根據流量需求動態調整容量，無需手動干預，有效應對突發流量。健康檢查機制則確保只有健康的後端伺服器接收流量，提高應用程式的可靠性。此外，SSL/TLS 終端功能簡化了安全管理，並提升了應用程式效能。根據內容的路由則提供了更靈活的流量管理方式，支援先進的路由場景，例如根據 URL 路徑將請求路由到不同的微服務。除了 ELB 的核心功能外，文章也涵蓋了 ACM 和 Secrets Manager 的應用，說明如何保護 Serverless 應用程式和管理敏感資訊，強化整體架構的安全性。

AWS Elastic Load Balancers 的關鍵特性與優勢

AWS Elastic Load Balancers（ELB）提供了多項關鍵特性，使其成為建構高效能、高用性 Serverless 架構的理想選擇。這些特性包括自動擴充套件、健康檢查、SSL/TLS 終端和根據內容的路由等。

自動擴充套件

ELB 能夠根據流量需求自動調整其容量，無需手動干預。這項功能確保了 Serverless 應用程式在面對突然增加的流量時仍能保持最佳效能。ELB 會持續監控流量模式並相應地調整資源，為使用者提供無縫的體驗，同時消除了手動容量規劃的需求。

健康檢查

ELB 會定期對註冊的目標進行健康檢查，以確保它們正常運作。如果某個目標變得不健康，負載平衡器會自動將流量路由到其他健康的目標。這項功能增強了 Serverless 應用程式的可靠性和容錯能力，避免將請求傳送到故障的例項或服務。

SSL/TLS 終端

ELB 可以處理 SSL/TLS 加密和解密，將這項計算密集型任務從後端伺服器中解除安裝。這項功能簡化了 SSL 證書的管理，並提高了 Serverless 應用程式的整體效能。它還允許集中安全管理，使您能夠在負載平衡器級別實施和更新安全策略。

根據內容的路由

Application Load Balancers 支援根據內容的路由，允許根據請求的內容引導流量。這項功能支援先進的路由場景，例如根據 URL 路徑將請求路由到不同的微服務或實施 A/B 測試。它為設計和演進 Serverless 架構提供了更大的靈活性，而無需更改後端應用程式碼。

使用 AWS Elastic Load Balancers 的優勢

  1. 高用性：ELB 將流量分散到多個可用區域，確保即使某個區域出現問題，您的應用程式仍可保持可存取性。

  2. 可擴充套件性：ELB 能夠自動擴充套件以處理不同的流量負載，無需手動干預，確保最佳效能。

  3. 安全性：ELB 與 AWS 安全功能（如 WAF 和 Shield）整合，提供對常見 Web 攻擊和 DDoS 攻擊的強大保護。

  4. 簡化管理：作為完全託管的服務，ELB 減少了維運開銷，使您可以專注於應用程式開發而非基礎設施管理。

使用 AWS Elastic Load Balancers 的缺點

  1. 成本：對於低流量應用程式，ELB 可能會比較昂貴，因為您需要為執行時間和資料傳輸付費。

  2. 有限的自定義：雖然 ELB 功能豐富，但對於某些特殊使用場景，可能無法提供所需的自定義級別。

  3. 複雜性：管理和組態多個負載平衡器型別可能會比較複雜，尤其是對於 AWS 新手來說。

  4. 延遲：在某些情況下，ELB 可能會引入輕微的延遲開銷，這可能會影響對時間極為敏感的應用程式。

AWS Elastic Load Balancers 的實踐

設定步驟

  1. 登入您的 AWS 帳戶並進入 AWS 管理控制檯。

  2. 建立至少兩個 EC2 例項，並在每個例項上安裝 Web 伺服器軟體（如 Apache 或 Nginx）。確保這些例項屬於同一個安全群組，並允許在 Web 伺服器使用的埠（通常是 HTTP 的 80 埠）上進行入站流量。

  3. 在 AWS 管理控制檯中，前往 EC2 服務。建立目標群組，指定目標型別為例項，並選擇協定和埠（例如 HTTP 在 80 埠）。最後，將您的 EC2 例項註冊到這個目標群組。

    #### 範例目標群組組態
- 目標型別：例項
- 協定：HTTP
- 埠：80

  4. 建立 Application Load Balancer（ALB），並設定監聽器，例如 HTTP 在 80 埠。

  5. 組態監聽器規則，將入站流量路由到目標群組。

    #### 範例監聽器規則
- 規則：根據路徑路由到不同目標群組
- 動作：轉發到目標群組

  6. 開啟網頁瀏覽器並輸入與您的 ALB 相關聯的 DNS 名稱，以測試您的 ELB。您的 Web 應用程式應該能夠成功載入。同時，檢查流量是否均勻地分佈在您的 EC2 例項上。

  7. 在目標群組中組態健康檢查，以監控您的 EC2 例項的健康狀況。ELB 將自動將流量引導到被視為健康的例項。

  8. 使用 AWS CloudWatch 追蹤您的 ELB 和 EC2 例項的效能和健康狀況。建立 CloudWatch 警示，以便在特定閾值被突破時進行主動監控並接收通知。

AWS Certificate Manager（ACM）簡介

AWS Certificate Manager（ACM）是 AWS 生態系統中用於保護 Serverless 應用程式的重要服務。它簡化了取得、管理及佈署 SSL/TLS 證書的過程，這些證書對於加密傳輸中的資料以及在客戶端與伺服器之間建立安全連線至關重要。ACM 與多個 AWS 服務（如 API Gateway、Elastic Load Balancing 和 CloudFront）無縫整合，使其成為開發人員建構安全 Serverless 架構不可或缺的工具。

ACM 的關鍵功能

  1. 自動化證書管理：ACM 自動處理證書的取得、續期和佈署，減少了手動證書管理的複雜性和人為錯誤。

  2. 支援公共和私有證書：ACM 同時支援公共和私有證書，使開發人員能夠同時保護導向公眾的端點和 AWS 基礎設施內部的通訊。

  3. 與 AWS 服務整合：ACM 與多個 AWS 服務緊密整合，簡化了安全組態並增強了 Serverless 應用程式的安全性。

使用 ACM 的優勢

  1. 提高安全性：透過自動化證書管理，ACM 有助於確保資料傳輸的安全性和符合相關安全標準。

  2. 減少維運開銷：ACM 自動續期證書，避免了因證書過期導致的服務中斷，從而減少了維運團隊的工作量。

  3. 增強可靠性：ACM 的自動化功能有助於確保 SSL/TLS 證書始終有效，從而提高了 Serverless 應用程式的整體可靠性和可用性。

AWS Certificate Manager 在無伺服器架構中的應用案例

AWS Certificate Manager（ACM）在無伺服器架構中有多種適用場景。其中一個主要用途是保護使用 Amazon API Gateway 建立的 API 端點，ACM 可以為自訂網域名稱提供和管理 SSL/TLS 憑證。它也非常適合保護託管在 S3 和 CloudFront 等 AWS 服務上的無伺服器 Web 應用程式，確保終端使用者與應用程式之間的連線加密。ACM 在微服務架構中表現出色，可以使用私有憑證保護服務之間的通訊。對於處理敏感資料或需要遵守 GDPR 或 HIPAA 等法規的無伺服器應用程式，ACM 的自動憑證管理功能確保了連貫的加密，並降低了因憑證過期或組態錯誤而導致的合規風險。

AWS Certificate Manager 的關鍵元件

AWS Certificate Manager 的關鍵元件包括：

  1. 憑證授權單位（CA）：ACM 扮演受信任的憑證授權單位角色，能夠頒發公用和私有憑證。對於公用憑證，ACM 使用 Amazon 的公用 CA，而對於私有憑證，則使用 AWS Private CA。這種雙重能力使得在 AWS 環境中保護公開和內部資源成為可能。

  2. 憑證請求和頒發：此元件負責處理 SSL/TLS 憑證的請求和取得過程。對於公用憑證，ACM 透過 DNS 或電子郵件自動驗證網域名稱。對於私有憑證，它管理整個憑證生命週期，包括頒發、續期和復原。

  3. 憑證儲存：ACM 提供了一個安全、集中式的憑證儲存函式庫，用於儲存和管理 SSL/TLS 憑證。該儲存函式庫確保憑證易於被各種 AWS 服務存取，同時保持嚴格的安全控制以保護敏感的憑證資訊。

  4. 整合層：此元件實作了 ACM 與其他 AWS 服務之間的無縫整合。它允許 Elastic Load Balancing、CloudFront 和 API Gateway 等服務自動檢索和使用由 ACM 管理的憑證，簡化了保護無伺服器應用程式的過程。

AWS Certificate Manager 的功能特點

AWS Certificate Manager 提供了多項增強 SSL/TLS 憑證安全性和管理的關鍵功能：

  1. 自動憑證續期：ACM 自動續期由 Amazon 的公用憑證授權單位頒發的公用憑證，避免了因憑證過期而導致的服務中斷，並減少了手動憑證管理的營運負擔。對於私有憑證，ACM 提供通知和工具以促進及時續期。

  2. 與 AWS 服務整合：ACM 與多個 AWS 服務無縫整合，包括 Elastic Load Balancing、CloudFront 和 API Gateway。這種整合使得這些服務能夠自動佈建和使用由 ACM 管理的 SSL/TLS 憑證，簡化了保護無伺服器應用程式的過程，並確保了在 AWS 基礎架構中的連貫加密。

  3. 支援公用和私有憑證：ACM 能夠頒發和管理公用和私有 SSL/TLS 憑證。公用憑證用於保護公開可存取的資源，而私有憑證則適用於保護 AWS 環境內的內部通訊。這種雙重能力為滿足無伺服器架構中的不同安全需求提供了靈活性。

程式碼範例：使用 AWS SDK 管理 ACM 憑證

import boto3

# 初始化 ACM 使用者端
acm = boto3.client('acm')

# 請求新的公用憑證
response = acm.request_certificate(
    DomainName='example.com',
    ValidationMethod='DNS'
)

# 列出所有憑證
certificates = acm.list_certificates()

# 輸出結果
print(certificates)

內容解密：

  • 此 Python 程式碼範例展示如何使用 AWS SDK 與 ACM 互動。首先，我們初始化了一個 ACM 使用者端。
  • request_certificate 方法用於請求新的公用 SSL/TLS 憑證，並指定網域名稱和驗證方法（此例中使用 DNS 驗證）。
  • list_certificates 方法用於列出帳戶中的所有 ACM 憑證。
  • 程式碼輸出結果為 ACM 傳回的憑證列表，可用於進一步的管理操作，如檢查憑證狀態或續期。

AWS Certificate Manager 的優勢

使用 AWS Certificate Manager 為無伺服器應用程式帶來多項好處：

  1. 成本效益：ACM 提供免費的公用 SSL/TLS 憑證，降低了與憑證採購和管理相關的費用。

  2. 節省時間：自動化的憑證頒發、續期以及與 AWS 服務的整合，大幅減少了手動憑證管理任務所花費的時間。

  3. 增強安全性：ACM 的自動化流程減少了因人為錯誤導致的安全風險，從而提升了整體的安全態勢。

  4. 簡化合規：自動化的憑證管理有助於維持與安全標準和法規的合規性，確保加密技術始終保持最新狀態。

使用 Plantuml 圖表呈現 ACM 工作流程

圖表翻譯： 此圖表展示了使用 ACM 請求和管理 SSL/TLS 憑證的工作流程。首先，請求新的憑證，並選擇 DNS 或電子郵件驗證方法。完成驗證後，ACM 頒發憑證，並將其安裝到相關的 AWS 服務上。最後，ACM 自動處理憑證續期，確保服務不間斷執行。

AWS Secrets Manager：雲端安全管理的核心服務

AWS Secrets Manager 是雲端安全領域中的關鍵服務，提供了一個強大的解決方案來管理敏感資訊，如資料函式庫憑證、API 金鑰和其他機密資料。該服務消除了在應用程式碼中硬編碼秘密或將其儲存在設定檔中的需求，顯著降低了未經授權的存取和資料外洩的風險。透過集中儲存和管理秘密，AWS Secrets Manager 使開發人員能夠實施最佳的安全和合規實踐，同時簡化了秘密輪換和存取控制的過程。

AWS Secrets Manager 的使用案例

AWS Secrets Manager 非常適合各種需要安全管理敏感資訊的場景。資料函式庫憑證管理是一個典型的例子，Secrets Manager 可以安全地儲存和自動輪換資料函式庫密碼，降低未經授權存取的風險。API 金鑰管理是另一個重要的使用案例，允許開發人員安全地儲存和檢索 API 金鑰，而不會在程式碼儲存函式庫中暴露它們。此外，Secrets Manager 非常適合管理微服務和無伺服器應用的憑證，確保每個元件只能存取它需要的秘密。它對於合規性要求也很有價值，透過提供可稽核的存取日誌和加密的敏感資料儲存來幫助組織滿足監管標準。

主要元件

  1. 秘密（Secret）：這是 Secrets Manager 中的核心實體，代表需要保護的敏感資訊。一個秘密可以包含多個鍵值對，允許儲存複雜的憑證或設定資料。秘密使用 AWS Key Management Service (KMS) 進行靜態加密，並且可以進行版本控制以維護變更歷史。

  2. 輪換（Rotation）：此元件允許定期自動更新秘密。輪換有助於透過定期更改憑證來維護安全性，從而降低秘密被洩露的風險。AWS 為某些服務提供了內建的輪換功能，但也可以使用 AWS Lambda 實作自定義輪換功能。

  3. 存取策略（Access Policy）：此元件控制誰可以存取秘密以及他們可以執行的操作。存取策略使用 AWS Identity and Access Management (IAM) 定義，可以根據特定條件進行精細調整，以授予或限制存取，確保最小許可權原則。

  4. 加密（Encryption）：所有在 AWS Secrets Manager 中的秘密都使用 AWS KMS 進行靜態加密。此元件確保即使在未經授權存取儲存系統的情況下，敏感資料仍然受到保護。加密金鑰可以由 AWS 管理，也可以由客戶管理以獲得額外的控制權。

特色功能

  1. 自動秘密輪換：此功能允許在無需手動干預的情況下定期自動更新秘密。它支援 Amazon RDS、Amazon Redshift 和 Amazon DocumentDB 的內建輪換，並允許使用 Lambda 函式為其他型別的秘密進行自定義輪換。此功能顯著降低了憑證被洩露的風險，因為它們會定期更新。

    import boto3

# 初始化 Secrets Manager 使用者端
secrets_manager = boto3.client('secretsmanager')

# 輪換秘密
response = secrets_manager.rotate_secret(
    SecretId='your_secret_id',
    RotationLambdaARN='your_lambda_function_arn'
)

print(response)

    內容解密：

    • boto3.client('secretsmanager') 初始化了一個 Secrets Manager 使用者端，用於與該服務互動。
    • rotate_secret 方法用於觸發指定秘密的輪換，需要提供 SecretId 和 RotationLambdaARN。
    • SecretId 是要輪換的秘密的 ID，而 RotationLambdaARN 是執行輪換邏輯的 Lambda 函式的 ARN。

  2. 精細存取控制：Secrets Manager 與 AWS IAM 整合，提供對誰可以存取秘密以及他們可以執行的操作的精細控制。此功能允許組織實施最小許可權原則，確保使用者和應用程式只能存取他們需要的秘密。

  3. 加密和安全儲存：所有秘密都使用 AWS KMS 進行靜態加密，並在傳輸過程中使用 TLS 加密。此功能確保敏感資訊在其生命週期中保持保護，從儲存到檢索。組織可以使用 AWS 管理的金鑰或自己的客戶管理金鑰來獲得額外的控制權。

  4. 集中稽核和監控：Secrets Manager 與 AWS CloudTrail 整合，提供對所有對該服務發出的 API 呼叫的全面稽核跟蹤。此功能使組織能夠監控和跟蹤對秘密的存取，有助於滿足合規性要求和安全調查。

優勢

  1. 增強安全性：透過集中秘密管理和實施自動輪換，Secrets Manager 顯著降低了憑證暴露和未經授權存取的風險。這種集中式方法使組織更容易實施和維護強大的安全實踐。

  2. 簡化合規性：憑藉內建的稽核和加密功能，Secrets Manager 幫助組織滿足各種合規性要求。它提供了對秘密存取和使用情況的清晰稽核跟蹤，簡化了在稽核過程中展示合規性的過程。

  3. 提高開發人員生產力：透過消除手動秘密管理和輪換的需求，Secrets Manager 允許開發人員專注於構建應用程式，而不是管理憑證。這有助於更快的開發週期，從而減少營運開銷。

  4. 無縫整合：Secrets Manager 與其他 AWS 服務和第三方工具整合良好，使其易於納入現有的工作流程和應用程式中。這種整合能力增強了其在各種雲端場景中的實用性。

圖表說明

@startuml
skinparam backgroundColor #FEFEFE
skinparam componentStyle rectangle

title AWS Elastic Load Balancers 核心特性與優勢

package "安全架構" {
    package "網路安全" {
        component [防火牆] as firewall
        component [WAF] as waf
        component [DDoS 防護] as ddos
    }

    package "身份認證" {
        component [OAuth 2.0] as oauth
        component [JWT Token] as jwt
        component [MFA] as mfa
    }

    package "資料安全" {
        component [加密傳輸 TLS] as tls
        component [資料加密] as encrypt
        component [金鑰管理] as kms
    }

    package "監控審計" {
        component [日誌收集] as log
        component [威脅偵測] as threat
        component [合規審計] as audit
    }
}

firewall --> waf : 過濾流量
waf --> oauth : 驗證身份
oauth --> jwt : 簽發憑證
jwt --> tls : 加密傳輸
tls --> encrypt : 資料保護
log --> threat : 異常分析
threat --> audit : 報告生成

@enduml

圖表翻譯： 此圖表展示了應用程式如何與 AWS Secrets Manager 互動以安全地檢索和管理敏感資訊。AWS Secrets Manager 使用 AWS KMS 對秘密進行加密，並與 AWS IAM 整合以實作精細的存取控制。所有對秘密的存取都會被記錄到 AWS CloudTrail 中，以便進行稽核和監控。

玄貓 BlackCat

玄貓 BlackCat

技術愛好者，專注於分享程式開發、雲端技術與 AI 應用的心得體會。