Right-Sizing und Compute Optimizer

Einer der häufigsten und kostspieligsten Fehler in der Cloud-Architektur ist die Überbereitstellung — es werden mehr Ressourcen zugewiesen, als die Workload tatsächlich benötigt. IT-Teams stellen häufig aufgrund von Gewohnheiten aus dem On-Premises-Bereich zu viele Ressourcen bereit (Kapazität für Spitzenlasten), aus Angst vor Leistungseinbußen oder weil sie die ursprünglichen Dimensionierungsentscheidungen schlicht nie überprüfen. Überdimensionierte EC2-Instances, EBS-Volumes und Lambda-Funktionen verursachen in AWS in jeder Betriebsminute unnötige Kosten. Rightsizing ist der systematische Prozess, diese Verschwendung zu erkennen und zu beseitigen.

AWS Compute Optimizer analysiert historische Auslastungsmetriken aus CloudWatch und verwendet maschinelles Lernen, um optimale AWS-Compute-Ressourcen zu empfehlen. Der Service unterstützt EC2-Instances, EC2 Auto Scaling Groups, EBS-Volumes, Lambda-Funktionen und Amazon ECS auf Fargate. Compute Optimizer benötigt mindestens 30 Tage Metrikverlauf, um zuverlässige Empfehlungen zu erstellen. Die Aktivierung ist kostenlos; der Service liefert Empfehlungen mit geschätzten monatlichen Einsparungen und einer Risikobewertung für die Änderung.

Compute Optimizer analysiert die CPU-Auslastung, die Speicherauslastung (über den CloudWatch-Agent), den Netzwerkdurchsatz und die EBS-IOPS der vergangenen 3, 14 oder mindestens 30 Tage. Anschließend empfiehlt der Service einen von vier Befunden: Optimized (die aktuelle Größe ist angemessen), Over-provisioned (eine Verkleinerung ist möglich), Under-provisioned (eine Vergrößerung ist erforderlich) oder Not optimized (unzureichende Daten). Prüfen Sie stets das Leistungsrisiko — Compute Optimizer weist jeder Empfehlung ein Risiko von VeryLow, Low, Medium, High zu.

Lambda-Funktionen werden pro Millisekunde Ausführungszeit multipliziert mit dem zugewiesenen Arbeitsspeicher abgerechnet. Mehr Arbeitsspeicher als nötig verursacht unnötige Kosten, bedeutet aber auch mehr CPU-Leistung — das optimale Gleichgewicht ist daher die Speichereinstellung, bei der die Kosten pro Aufruf minimiert werden. Compute Optimizer analysiert die Dauer von Lambda-Aufrufen, die Fehlerrate und Timeout-Metriken, um die optimale Speichereinstellung zu empfehlen. Mit dem Open-Source-Tool Lambda Power Tuning können Sie Ihre Funktion außerdem mit verschiedenen Speichereinstellungen aufrufen, um die kostengünstigste Konfiguration empirisch zu ermitteln.

EBS-Volumes sind häufig sowohl hinsichtlich ihrer Größe (ungenutzter Speicherplatz) als auch ihrer IOPS (bereitgestellte, aber nie genutzte IOPS) überdimensioniert. Compute Optimizer analysiert die Metriken VolumeReadOps, VolumeWriteOps, VolumeReadBytes, VolumeWriteBytes. Eine häufige Empfehlung lautet, von gp2 zu gp3 zu migrieren (dort sind Größe und IOPS getrennt) — Sie können die IOPS unabhängig anpassen und dadurch häufig 20 % sparen. Ermitteln Sie außerdem nicht angehängte EBS-Volumes (beendete Instances, deren Volumes zurückgeblieben sind) und erstellen Sie davon Snapshots oder löschen Sie sie.

Compute Optimizer analysiert die Auslastung einer ASG über alle Instances der gesamten Gruppe hinweg und empfiehlt Änderungen an der Startvorlage für den Instance-Typ. Wenn alle Instances einer ASG dauerhaft überdimensioniert sind, senkt der Wechsel zu einem kleineren Instance-Typ die Kosten in großem Maßstab. Wenn eine ASG beispielsweise durchschnittlich 10 Instances des Typs m5.large umfasst, spart der Wechsel zu m5.medium 50 % pro Instance. Compute Optimizer empfiehlt außerdem Graviton-basierte Instances, wenn Ihre Software kompatibel ist, wodurch sich sowohl die Leistung verbessern als auch die Kosten reduzieren lassen.

AWS Trusted Advisor ist ein weiteres Tool, das neben Prüfungen zu Sicherheit, Leistung, Fehlertoleranz und Service-Limits auch Erkenntnisse zur Kostenoptimierung liefert. Wichtige Kostenprüfungen sind: Low Utilization EC2 Instances (weniger als 10 % CPU-Auslastung an mindestens 4 Tagen), Unassociated Elastic IP Addresses (werden berechnet, wenn sie nicht zugeordnet sind), Underutilized EBS Volumes, Idle Load Balancers (keine fehlerfreien Ziele) und Unused Reserved Instances. Die grundlegenden Prüfungen von Trusted Advisor sind kostenlos; für den vollständigen Prüfsatz benötigen Sie Business Support oder Enterprise Support.

AWS veröffentlicht regelmäßig neue, effizientere EC2-Instance-Generationen, die bei geringeren oder gleichen Kosten eine bessere Leistung bieten. Der Wechsel von der 5. Generation (m5, c5, r5) zur 7. Generation (m7g, c7g, r7g) kann bei ähnlichen oder geringeren Kosten eine um 40 % bessere Rechenleistung ermöglichen. Compute Optimizer weist ausdrücklich auf Möglichkeiten zum Upgrade auf neuere Generationen hin, darunter Graviton-basierte Instances. Instance-Upgrades sind oft die einfachste Rightsizing-Maßnahme — gleiche Konfiguration, neuere Hardware, bessere Leistung, geringere Kosten.

RDS-Instances sind teuer und häufig überdimensioniert. Verwenden Sie CloudWatch-Metriken, um die RDS-Auslastung zu bewerten: CPUUtilization, FreeableMemory, ReadIOPS und WriteIOPS. Wenn die CPU-Auslastung dauerhaft unter 20 % liegt und ausreichend Arbeitsspeicher verfügbar bleibt, sollten Sie eine Verkleinerung in Betracht ziehen. Bei Produktionsdatenbanken mit Multi-AZ verdoppelt sich die Einsparung durch Rightsizing, da sowohl die primäre als auch die Standby-Instance geändert wird. Erwägen Sie außerdem den Wechsel von RDS MySQL/PostgreSQL zu Aurora, das häufig bei ähnlichen Kosten eine bessere Leistung bietet und bei größerem Umfang kosteneffizienter ist.

Rightsizing sollte ein fortlaufender Prozess und keine einmalige Maßnahme sein. Legen Sie einen monatlichen oder vierteljährlichen Prüfzyklus fest: Rufen Sie die Empfehlungen von Compute Optimizer ab, bewerten Sie, welche davon gefahrlos umgesetzt werden können, implementieren Sie die Änderungen in einem Wartungsfenster und messen Sie die Einsparungen. Automatisieren Sie die einfachen Maßnahmen: Die Bereinigung nicht angehängter EBS-Volumes, die Freigabe ungenutzter Elastic IPs und die Entfernung inaktiver Load Balancer lassen sich skripten. Erstellen Sie in CloudWatch ein Dashboard zur Kostenoptimierung, das die monatlichen Ausgaben nach Service erfasst und ungewöhnliche Anstiege hervorhebt.

Rightsizing behebt Überbereitstellung innerhalb bestehender Architekturen, aber manchmal liegt das Problem in der Architektur selbst. Eine einzelne große EC2-Instance, auf der mehrere Anwendungen ausgeführt werden, benötigt möglicherweise eine architektonische Zerlegung (Microservices auf Fargate) statt lediglich einer kleineren Instance. Eine monolithische Datenbank benötigt möglicherweise Sharding oder Caching statt nur einer kleineren Instance. Rightsizing ist der erste und schnellste Schritt. Eine Architekturoptimierung (Serverless, Container, Caching) ermöglicht größere und nachhaltigere Einsparungen, erfordert aber mehr Aufwand. Die Säule Cost Optimisation empfiehlt, beides zu verfolgen.

Testen Sie Ihr Verständnis der AWS-Solutions-Architect-Konzepte (SAA-C03) aus dieser Lektion.

In dieser Lektion haben Sie gelernt: AWS Compute Optimizer verwendet maschinelles Lernen auf CloudWatch-Metriken, um richtig dimensionierte Compute-Ressourcen zu empfehlen, Rightsizing gilt für EC2, Lambda, EBS, ASGs und ECS auf Fargate, und ein Upgrade auf neuere Instance-Generationen (insbesondere Graviton) verbessert sowohl die Kosten als auch die Leistung. Machen Sie Rightsizing zu einer regelmäßigen Praxis und nicht zu einer einmaligen Maßnahme. Als Nächstes untersuchen wir Reserved Instances, Savings Plans und Spot-Kaufmodelle.