课程（6 节，按顺序学）

第 1 课 · 一个 region 里有哪几种数据中心

入门 · 约 10 分钟

本课目标：认清八种机房各在什么位置、各干什么——这是看懂后面所有关系的前提。

先分清三层：核心、汇聚、外围

一个 region 的流量是自下而上汇聚的：

· 核心机房（AWS 的可用区）——放算力和存储的地方，一个 region 通常 2~3 个，互为双活
· 汇聚机房（AWS 的 Transit Center）——核心、外围站点的流量都先汇到这里，再上骨干网或出互联网；里面是骨干路由器，几乎不放业务服务器
· 外围站点——业务机房、卫星机房、PoP、托管点，都靠一条或两条上联挂在汇聚层上

★ 记住这个结构：汇聚层是枢纽，它一挂，下面全断。

★ 对外的两种：互联点和高防

三方互联机房是 region 和外部世界握手的地方——运营商中立的第三方机房，里面有 IX、各家运营商、云厂商的专线接入点。它是 region 的互联网出口，AWS Direct Connect 的接入位置就在这类楼里。

高防机房专门吃 DDoS：平时几乎没流量，攻击来了把受攻击的地址段牵引过来清洗，干净流量再回注。它总是放在互联点旁边——那里带宽最充裕。

★★ 卫星、PoP、托管的区别

三个都在 region 外面、都靠上联回来，但不是一回事：

· 卫星机房 = 自建的分支（AWS Local Zone）：有算力，但没有自己的控制面，全靠母 region
· PoP = 流量的出入口（CloudFront 边缘节点）：几个机柜放缓存和接入路由器，没有算力腹地
· 托管点 = 租来的位置：在第三方机房租机柜，可以放真正的算力，供电制冷房东管

动手：把每个机房点一遍

去拓扑与故障演练页（已加载 us-east-1 解剖场景），点画布上每一个机房，右边会显示它的类型、职责、所在城市，以及它挂在谁下面。先把"谁在哪、干什么"看清楚，再做后面的故障演练。

实验重点

• 一个 region = 核心（算力）+ 汇聚（枢纽）+ 外围（业务/卫星/PoP/托管）+ 对外（互联点/高防）
• ★ 汇聚层是整个 region 的枢纽，最不能单点
• ★★ 卫星是自建分支，托管是租的位置，PoP 只是流量出入口

第 2 课 · 位置决定关系——距离、时延与同步复制

入门 · 约 8 分钟

本课目标：两个机房离多远，直接决定了它们之间能做什么关系。

光在光纤里只有 200 km/ms

光在光纤里的速度约 200,000 km/s，也就是 200 公里 1 毫秒——往返要走两趟，所以往返时延 ≈ 光缆长度(km) ÷ 100 ms。

光缆不走直线：沿公路、铁路、海底路由绕，比两点之间的大圆距离长 20%~50%。本模块统一按 × 1.3 估算光缆长度。

★★ 同步复制的边界：往返 ≤ 2ms

同步复制意味着每一次写入都要等对端确认才算完成。往返 1ms，每次写就多等 1ms；往返 50ms，数据库基本就没法用了。

业界的经验边界是往返 ≤ 2ms，对应 100~200 公里光缆——这就是"同城"的定义，也是为什么可用区之间相隔几十公里：够远，一场火灾/一次停电波及不到；够近，同步复制做得了。

看看北京解剖场景里的天津卫星机房：120 公里、往返约 1.5ms——已经在边缘上了。

跨 region 只能异步

弗吉尼亚到俄勒冈约 5,000 公里光缆、往返约 50ms；跨大西洋、跨太平洋更远。这种距离上只能异步复制：写入在本地完成就返回，数据稍后再到对端。

代价是 RPO（故障时可能丢失的那段数据）不再是 0——通常是秒到分钟级。

动手：看距离与时延表

去距离 · 时延 · 流量页，每条线都标着按经纬度算出来的光缆长度、往返时延，以及"能不能同步"。找一找哪几条线是能同步的、哪几条不能。

实验重点

• 往返时延 ≈ 光缆长度(km) ÷ 100 ms，光缆长度 ≈ 大圆距离 × 1.3
• ★★ 同步复制要求往返 ≤ 2ms，对应 100~200 公里——这就是"同城"
• 跨 region 只能异步复制，RPO 不再是 0

第 3 课 · ★★★ 双活与主备

进阶 · 约 12 分钟

本课目标：两个机房之间最重要的两种关系，以及故障时各自会发生什么。

双活：两边都在服务

双活（active-active）= 两个机房同时对外服务、互相复制。

· 同城双活：同步复制，RPO = 0，一侧故障另一侧秒级接管
· 跨 region 双活：只能异步，最终一致，接管时最近几秒的写入可能丢，业务层要能容忍

★ 代价：每一侧平时都不能跑超过 50% 的负载——否则接管时扛不住对方那一半。

主备：一边服务，一边等着

主备（active-standby）= 一侧对外服务，另一侧只接收复制、平时不接流量。跨 region 的容灾（DR）基本都是这个形态。

两个关键指标：RPO（切换时会丢多少数据，异步复制下通常分钟级）和 RTO（多久能切完，要切 DNS / 切流量、预热缓存，分钟到小时级）。

★★★ 动手：打掉一个核心

去拓扑与故障演练页（已加载 AWS 全球场景）：

① 打掉 CORE-IAD（弗吉尼亚主用）——看俄勒冈的 CORE-PDX 从备用提升为主用，事件里写着 RPO / RTO 的量级
② 打掉 CORE-DUB（都柏林）——看法兰克福的 CORE-FRA 接管全部流量，注意事件里说的是"异步复制、最近几秒可能丢失"
③ 剪断 AGG-IAD – AGG-PDX 那段骨干——两个核心都没坏，但复制流量改绕地球另一边，看时延涨了多少

回切不是自动的

本模块里主用一恢复，备用就自动退回去——那是为了让你能反复实验。真实系统里跨 region 的回切是一次计划内操作：要确认数据已经同步回来、选一个低峰时段、逐步切流量。自动回切在网络抖动时会来回摆，比故障本身更危险。

实验重点

• ★★★ 双活 = 两边都服务，同城可同步、跨 region 只能异步；主备 = 一边服务一边等
• ★★ 双活每侧负载不能超过 50%，否则接管是假的
• RPO 是切换会丢的数据，RTO 是切换要花的时间；回切是计划内操作，不会自动发生

第 4 课 · 上联与单归属——外围站点怎么挂上去

进阶 · 约 8 分钟

本课目标：拓扑里最常见、也最容易被省掉的那份冗余。

一切外围都靠上联活着

业务机房、卫星机房、PoP、托管点——甚至核心机房——都靠上联接到汇聚层。上联通了它们才存在于网络里；上联全断，它们就成了孤岛，里面的算力再多也没人用得到。

★ 单归属 vs 双归属

只有一条上联叫单归属：省一条线、省一台设备，但上级机房或那条光缆一坏就孤立。

两条上联到不同的上级叫双归属：注意必须是不同的上级——两条线都接到同一个汇聚机房，那个机房挂了照样断，只是防住了单根光缆被挖断。

解剖场景里核心机房是双归属（到 AGG-A 和 AGG-B），业务机房和卫星机房是单归属（只到 AGG-A）。

★★ 动手：打掉汇聚 A

去拓扑与故障演练页（已加载 us-east-1 解剖场景），打掉 AGG-A：

· 两个核心机房没事——它们还有 AGG-B
· 业务机房 BIZ、卫星机房 SAT 孤立了——它们只上联到 AGG-A
· 高防 SCRUB 也孤立了——清洗后的流量回注不进来，region 失去高防保护

再打掉 AGG-B：现在连核心也孤立了，整个 region 与外界断开。

实验重点

• 外围站点靠上联活着，上联全断就是孤岛
• ★ 双归属必须是两条线到两个不同的上级，同一个上级的两条线只防光缆不防机房
• ★★ 汇聚层是 region 的枢纽：一个汇聚机房挂了单归属的站点全孤立，两个都挂了整个 region 断

第 5 课 · 出口与高防——互联点挂了怎么办

进阶 · 约 10 分钟

本课目标：region 的互联网出口和 DDoS 保护是怎么互相兜底的。

互联点是出口

每个 region 的汇聚机房都接到一个三方互联机房：运营商中立的楼，里面有 IX 和各家运营商。我们在这里和别人的网络对接（peering / 专线），这就是 region 的互联网出口。

出向（我们发给互联网的内容）通常远大于入向。

★ 出口能绕

互联点挂了，region 并不会立刻断网：汇聚机房还连着骨干环，可以经骨干绕到别的 region 的互联点出去。代价是时延——弗吉尼亚绕到都柏林出，多走 5,000 多公里、往返多 50ms 左右。

★ 所以真实 region 会有多个互联点（多个 Direct Connect 位置），本场景每个 region 只放了一个，就是为了让你看到"绕行"这件事。

高防：平时空着，攻击时牵引

高防机房平时几乎没流量；攻击来了，用 BGP 把受攻击的地址段牵引到高防清洗，干净流量再回注汇聚层。清洗能力按 Tbps 级设计，容量就是它的意义。

全球通常只建少数几个。本场景只有弗吉尼亚一个——欧洲、亚洲的 region 遭攻击时，流量要绕到弗吉尼亚清洗。

★★ 动手：打掉互联点和高防

去拓扑与故障演练页（已加载 AWS 全球场景）：

① 打掉 IX-IAD——看弗吉尼亚的出口改走哪个 region、绕了多远
② 打掉 SCRUB-IAD——六个 region 同时失去高防保护
③ 点一下右边的 region 面板，每个 region 的出口和高防现在从哪走都列在那里

实验重点

• 互联点 = region 的互联网出口，运营商中立机房里的 peering / 专线
• ★ 互联点挂了出口能经骨干绕到别的 region，代价是时延
• 高防平时空闲、攻击时牵引清洗，全球只有少数几个，别的 region 要绕过来

第 6 课 · 流量的数量级——同城 Tbps，跨洲百 Gbps

入门 · 约 8 分钟

本课目标：两个机房之间大概有多少流量——不是精确数，是要能说出数量级。

这些数字从哪来

AWS 这类厂商不公开机房之间的真实流量。本模块的数字是按公开的架构资料（区域间带宽的量级、可用区之间东西向流量的量级、边缘节点回源的比例）给出的数量级估算，页面上永远带着"~"。

★ 目标不是背数字，是遇到一条线能说出它大概是 Tbps 级、百 Gbps 级还是十 Gbps 级。

★ 三个数量级

· 同城核心之间：Tbps 级——同步复制 + 大量东西向流量（服务之间互相调用）
· 核心到汇聚、汇聚到互联点：数百 Gbps 到 Tbps 级
· 跨 region 骨干：一两百到几百 Gbps——跨洋海缆的容量是租的，贵
· PoP、卫星、托管：几十到几百 Gbps，而且下行远大于上行（内容是往用户方向流的）
· 出口：出向远大于入向（我们发出去的内容多）

东西向 vs 南北向

东西向流量 = 机房内部、机房之间服务互相调用的流量；南北向流量 = 进出互联网的流量。

现代应用的东西向流量远大于南北向——用户一个请求，后端可能有几十次服务间调用。这就是为什么同城核心之间的线比出口还粗。

动手：看流量列

去距离 · 时延 · 流量页，按流量排序，看看最粗的几条线是哪几条、最细的是哪几条，对照上面的数量级。

实验重点

• 流量数字是数量级估算，不是官方数据
• ★ 同城核心之间 Tbps 级 > 核心到汇聚数百 Gbps > 跨 region 骨干一两百 Gbps > 边缘站点几十 Gbps
• 东西向远大于南北向，下行远大于上行，出向远大于入向