23、应用监控与安全保障：AWS 实战指南

最新推荐文章于 2025-11-16 19:01:06 发布
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分类专栏： 探索AWS与Node.js的完美融合 文章标签： AWS CloudWatch Logs 应用监控
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应用监控与安全保障：AWS 实战指南

1. 应用监控基础

在运行的实例上，由于配方是在设置阶段运行的，所以需要在当前运行的实例上触发设置操作。未来启动的任何实例都会自动运行设置。若当前只有一个实例在运行，可按以下步骤在其上运行设置命令：
1. 导航到实例视图，点击正在运行的实例名称。
2. 在右上角点击“运行命令”。
3. 在“设置”标题下，从“命令”下拉菜单中选择“设置”。
4. 点击右下角的“设置”。

实例完成设置命令需要一些时间。运行的配方会在实例设置完成后，自动将存储在 /var/log/aws/opsworks/opsworks-agent.log 的日志上传到 CloudWatch Logs。

如果想上传不同的系统日志到 CloudWatch，可通过 SSH 连接到实例，查找感兴趣的日志，然后修改配方以选择不同的日志文件进行上传，并从 S3 存储桶或存储库部署食谱。

2. CloudWatch Logs 操作
  • 查看日志 ：片刻后，日志会出现在 CloudWatch 中。前往 CloudWatch 仪表板，从左侧导航栏选择“日志”，会看到一个名为“Photoalbums”的日志组。
  • 设置日志保留期 ：CloudWatch Logs 有自己的层次结构，单个日志语句称为事件，日志事件存储在一系列流中，这些流在顶层组织成组。在组级别可以控制日志保留策略。例如，将日志保留期减少到三天的操作步骤如下：
    1. 点击日志组视图中的“永不过期”。
    2. 编辑保留期模态视图将出现，从下拉菜单中选择“3 天”。
    3. 会看到确认旧数据将被删除的消息，点击“确定”确认。
  • 创建指标过滤器 ：可以创建指标过滤器来自动扫描日志中的特定术语或模式，并使用它们创建自定义 CloudWatch 指标。创建步骤如下：
    1. 返回 CloudWatch Logs，点击“Photoalbums”日志组旁边的“0 个过滤器”。
    2. 点击“添加指标过滤器”。
    3. 在“定义日志指标过滤器”视图中，在“过滤器模式”字段中输入文本“[ERROR]”（包括双引号）。
    4. 点击“分配指标”继续。
    5. 在下一个视图中，设置过滤器名称和指标名称，如将指标名称设置为“UncaughtErrors”，然后点击“创建过滤器”。
  • 创建警报 ：基于指标创建警报，当异常抛出时警报会触发。创建步骤如下：
    1. 点击“创建警报”。
    2. 命名警报为“Photoalbums - Uncaught Error Occurred”，并使警报向“PhotoalbumsAlarm”列表发送通知。
    3. 点击“创建警报”，然后对 /users/error 进行 GET 请求，检查日志流会看到错误，同时会收到错误发生的电子邮件通知。
3. 应用日志流管理

为应用程序级日志创建单独的日志流是个好方法，因为应用程序在多个实例上运行时，负载均衡器会决定哪个实例处理用户请求，若用户遇到错误，无法确定错误发生在哪个实例上。创建应用程序日志流的步骤如下：
1. 在“日志流”视图中，点击顶部的“创建日志流”按钮。
2. 模态窗口将出现，输入日志流名称“application”，然后点击“创建日志流”。

为了向日志流填充数据，可使用 AWS SDK 以编程方式发布事件。以下是创建自定义 CloudWatch 日志记录类（cwlogs）的代码： 

// /lib/cwlogs.js
var aws = require('aws-sdk');
var cloudwatchlogs = new aws.CloudWatchLogs({ region: 'us-east-1' });

var logParams = {
  logGroupName: 'Photoalbums',
  logStreamName: 'application',
  logEvents: []
};

// store event in logs to be sent to CloudWatch Logs
function logEvent(message) {
  var eventTimestamp = Math.floor(new Date());
  var newEvent = {
    message: message,
    timestamp: eventTimestamp
  }
  logParams.logEvents.push(newEvent);
}

function putLogs() {
  if (logParams.logEvents.length > 0) {
    getSequenceToken(function (err, token) {
      if (token) {
        logParams.sequenceToken = token;
      }
      cloudwatchlogs.putLogEvents(logParams, function (err, data) {
        if (err) {
        } else {
          logParams.sequenceToken = data.nextSequenceToken;
          logParams.logEvents = [];
        }
      });
    });
  }
}

function getSequenceToken(callback) {
  cloudwatchlogs.describeLogStreams({ logGroupName: logParams.logGroupName }, function (err, data) {
    if (err) {
      callback(err);
    } else {
      for (var i = 0; i < data.logStreams.length; i++) {
        var logStream = data.logStreams[i];
        if (logStream.logStreamName == logParams.logStreamName) {
          callback(null, logStream.uploadSequenceToken);
          break;
        }
      }
    }
  });
}

exports.logEvent = logEvent;
exports.putLogs = putLogs;
4. 集成 cwlogs 到代码

以在 /routes/users.js 中为 GET /users/user/:user 路由添加日志记录为例，集成步骤如下：
1. 在文件顶部包含 cwlogs 类： 

var cwlogs = require('./../lib/cwlogs');
  1. 定位 router.get(/user/:user) 函数，替换为以下代码： 
router.get('/user/:user', function (req, res) {
  var params = {
    username: req.param('user')
  }
  var eventMessage = 'GET /users/user/' + params.username;
  cwlogs.logEvent(eventMessage);
  model.getUser(params, function (err, obj) {
    if (err) {
      res.status(500).send({ error: 'An unknown server error has occurred!' });
    } else {
      var eventMessage = 'getUser ' + params.username + ' ' + JSON.stringify(obj);
      cwlogs.logEvent(eventMessage);
      res.send(obj);
    }
  });
  cwlogs.putLogs();
});
  1. 提交更改到存储库，返回 OpsWorks 选择堆栈，从导航菜单中选择“部署”，点击右上角的“部署应用程序”，添加部署说明（可选），点击右下角的“部署”。部署完成后，对 /users/user/[your username] 进行 GET 请求，返回 CloudWatch 查看日志。
5. 异常处理

为了上传异常到 CloudWatch Logs 并创建警报，操作步骤如下：
1. 在 /routes/users.js 中添加以下代码： 

router.get('/error', function (req, res) {
  throw new Error("[ERROR] This is an intentional error");
});
  1. 在 /server.js 中包含 cwlogs，并修改中间件函数： 
var cwlogs = require('./lib/cwlogs');

app.use(function (err, req, res, next) {
  cwlogs.logEvent(err.message);
  cwlogs.putLogs();
  res.status(err.status || 500);
  res.send({
    message: err.message,
    error: {}
  });
});
  1. 提交并部署更改，创建指标过滤器和警报，如前文所述。
6. 应用安全基础

在应用程序中实施一系列安全措施，包括为域名配置 SSL 证书，将用户与应用程序之间的敏感交互限制为 HTTPS，为应用程序用户实施安全登录，并将密码存储在数据库的加密字段中。

已经采取的安全措施包括：
- 访问凭证仅存储在 OpsWorks 中，而不在源代码中。
- 应用程序中的各种角色和用户仅被授予使用所需服务的权限。
- 数据库仅接受来自 OpsWorks 实例和本地 IP 地址的连接。

7. 使用 HTTPS

浏览器地址栏旁边的小锁图标表示与主机的连接是通过 HTTPS 而不是未加密的 HTTP 进行的。使用 HTTPS 与应用程序通信时，使用的是一种加密传输方法，由称为证书颁发机构的受信任第三方验证。

使用 HTTPS 的优势和操作如下：
- 优势 ：使用 HTTPS 加密用户（客户端）与 CloudFront 之间以及 CloudFront 与负载均衡器之间的流量，确保数据在客户端和负载均衡器之间安全加密。应用程序将开始使用会话 cookie，将用户会话连接到通过负载均衡器的特定实例，并限制对实例的 HTTP 请求，仅接受来自 ELB 的请求，降低用户会话被劫持的风险。
- 操作 ：为了支持 SSL，需要上传有效的 SSL 证书到 AWS，并重新配置 CloudWatch 和 ELB 服务。存储和验证 SSL 证书属于身份和访问管理的范畴，需要使用 AWS 命令行界面（CLI）将证书上传到 IAM。

8. SSL 证书生成

生成和签署域名的 SSL 证书是一个多步骤过程，需要使用一些命令行工具。虽然尽量在 AWS 控制台中进行操作，但此部分不可避免地依赖第三方工具。

以下是操作流程的 mermaid 流程图： 

graph LR
    A[开始] --> B[运行实例设置命令]
    B --> C[查看 CloudWatch 日志]
    C --> D[设置日志保留期]
    D --> E[创建指标过滤器]
    E --> F[创建警报]
    F --> G[创建应用日志流]
    G --> H[集成 cwlogs 到代码]
    H --> I[异常处理]
    I --> J[实施安全措施]
    J --> K[使用 HTTPS]
    K --> L[生成 SSL 证书]
    L --> M[结束]

通过以上步骤，可以实现对应用程序的有效监控和安全保障，利用 AWS 提供的各种工具和功能，确保应用程序的稳定运行和数据安全。

应用监控与安全保障：AWS 实战指南

9. 安全责任分担

在使用 AWS 服务时，安全是一项共享责任。AWS 负责云的安全，而用户则负责云中的安全。

责任方 责任内容
AWS 当 SSL 协议中发现漏洞时，AWS 会迅速部署所需的补丁，并通过电子邮件通知其客户。AWS 维护着许多安全相关的组件，如 SSL 证书的管理等。用户可参考 AWS 共享安全模型 获取更多信息。
用户 用户需要遵循 AWS 推荐的安全最佳实践，例如限制 IAM 角色和用户仅拥有所需的权限，尽量减少访问密钥和凭证暴露的风险。

需要注意的是，EC2 实例和负载均衡器之间的通信目前没有额外的加密层，这种额外的加密层即后端认证，超出了初学者书籍的范围。如果用户有特定的安全合规标准，应彻底审查相关协议。

10. 上传 SSL 证书到 AWS

由于我们要为自己的域名提供内容服务，所以必须将有效的 SSL 证书上传到 AWS。并且由于请求首先会通过 CloudWatch 和 ELB，支持 SSL 需要重新配置这两个服务。具体操作步骤如下：
1. 准备证书 ：确保已经生成并签署了有效的 SSL 证书。
2. 使用 AWS CLI ：使用 AWS 命令行界面（CLI）将证书上传到 IAM。虽然 IAM 中没有专门的 SSL 证书选项卡，但可以通过 CLI 完成上传操作。具体的 CLI 命令可以参考 AWS 官方文档，这里简单示例一个可能的命令结构（实际使用时需根据具体情况修改参数）： 

aws iam upload-server-certificate \
  --server-certificate-name YourCertificateName \
  --certificate-body file://path/to/your/certificate.crt \
  --private-key file://path/to/your/private.key \
  --certificate-chain file://path/to/your/chain.crt
  1. 重新配置服务 ：上传证书后，需要重新配置 CloudWatch 和 ELB 服务以支持 SSL。具体的配置步骤可以在 AWS 控制台中找到相应的服务设置选项进行操作。
11. 总结与展望

通过以上一系列的操作，我们实现了对应用程序的监控和安全保障。从监控方面来看，我们可以通过 CloudWatch 对应用程序的日志进行查看、管理和分析，设置日志保留期、创建指标过滤器和警报等，及时发现应用程序中的异常情况。在安全方面，我们采取了多种措施，包括使用 HTTPS 加密通信、上传 SSL 证书、实施安全登录等，确保用户与应用程序之间的交互安全。

未来，我们还可以进一步优化这些设置。例如，在监控方面，可以根据不同的业务需求创建更多的指标过滤器和警报，对应用程序的性能进行更细致的监控；在安全方面，可以考虑进一步加强后端认证，提高数据传输的安全性。也可以根据实际情况，将不同类型的信息存储在不同的日志流中，使日志管理更加清晰和有序。

以下是整个操作过程的关键步骤总结表格：
| 操作类型 | 操作步骤 |
| ---- | ---- |
| 应用监控 | 1. 在运行实例上触发设置命令；2. 查看 CloudWatch 日志；3. 设置日志保留期；4. 创建指标过滤器；5. 创建警报；6. 创建应用日志流；7. 集成 cwlogs 到代码；8. 异常处理 |
| 应用安全 | 1. 实施安全措施；2. 使用 HTTPS；3. 生成 SSL 证书；4. 上传 SSL 证书到 AWS；5. 重新配置服务 |

通过遵循这些步骤和最佳实践，我们可以更好地利用 AWS 提供的功能，保障应用程序的稳定运行和数据安全。 

graph LR
    A[开始监控与安全设置] --> B[监控设置]
    B --> B1[实例设置]
    B --> B2[日志查看与管理]
    B --> B3[指标与警报创建]
    B --> B4[日志流管理]
    A --> C[安全设置]
    C --> C1[安全措施实施]
    C --> C2[HTTPS 使用]
    C --> C3[证书生成与上传]
    C --> C4[服务重新配置]
    B4 --> D[代码集成与异常处理]
    C4 --> E[完成设置，持续优化]

通过以上的监控和安全设置，我们可以构建一个稳定、安全的应用程序环境，为用户提供更好的服务体验。

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