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memcached Copyright © 2012 Amazon Web Services
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Amazon ElastiCache     Copyright © 2012 Amazon Web Services
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料金インスタンスタイプ                                API名         ECU I/O メモリ 料金スタンダード スモール                         cache.m1.small  ...
(参考)ギガバイト単価インスタンスタイプ                             API名          料金($/h) メモリ(GB) GB単価($/GB)スタンダード スモール                      ...
利用手順Copyright © 2012 Amazon Web Services
構築手順Management Consoleでクラスタ作成接続元EC2のSecurity Groupと紐付けEndpointのリストを確認EC2からTelnetで接続確認CloudWatchでメトリクス確認
構築手順:Management Consoleで作成                        1          2                   Management Consoleの ElastiCache          ...
構築手順:Management Consoleで作成      4                   キャッシュクラスタ用のSecurity                   Group、Parameter Groupを設定して      ...
構築手順:Security Groupの紐付け             5              Cache Security Groupsメニューを選択アクセス元EC2インスタンスのSecurityGroup名、AWSアカウントID(12...
構築手順:キャッシュノードの確認       1             3                          2                 クラスタに属するノードの情報を確認           クラスタに属するノードの...
構築手順 : Telnet接続確認$ telnet example..aa.001.apne1.cache.amazon.aws.com 11211Trying 10.xx.xx.xx...Connected to example.aa.001...
構築手順:CloudWatchで確認                 1                         3   2  ElastiCacheのメトリクスを選択
利用手順(例:PHP) EC2側の環境構築 PHPで接続 AWS SDK for PHP で、Endpointのリストを取得 Consistent Hashingで接続
利用手順:EC2側の環境構築   必要なライブラリのインストール(Amazon Linuxの例)$ sudo yum –y install subversion php-devl php-pear gcc make libmemcachedli...
利用手順:EC2側の環境構築     PHP(CLI)で接続$ php test.phpkey:106:40:43 is stored to example.mayg1j.0001.apne1.cache.amazonaws.com val=1...
利用手順:EC2側の環境構築AWS SDK for PHPでEndpointのリストを動的に取得
利用手順:EC2側の環境構築キャッシュクラスタにConsistent Hashingで接続、格納
FAQCopyright © 2012 Amazon Web Services
構成についてQ. 何台のクラスタ構成にすればよいか?A. クラスタノードの障害に伴うキャッシュミスによるコスト(DB負荷上昇、応答速度低下)を低減するには、台数多めが望ましい。Q. クラスタノードの上限はあるか?A. 上限あり  1アカウント...
構成についてQ. アベイラビリティゾーンをまたいだクラスタは作れるか?A. No. アベイラビリティゾーンごとにクラスタを作る必要あり。Q. 負荷やメモリ利用量に応じて自動でノード追加可能か?A. 未対応。ただし、CloudWatchや自前で監...
運用についてQ. クラスタノード障害時の振る舞いは?A. エンドポイントのDNS名は固定で、ノードが自動に置き換わる  注1) IPは変わる可能性があるので使用しない  注2) キャッシュは空になるので、再作成は必要Q. ノード障害のイベン...
運用についてQ. クラスタノード障害時の振る舞いは?A. エンドポイントのDNS名は固定で、ノードが自動に置き換わる  注1) IPは変わる可能性があるので使用しない  注2) キャッシュは空になるので、再作成は必要Q. 監視内容は?A. ...
追加情報 Amazon ElastiCache   https://aws.amazon.com/jp/elasticache/ Blog   http://aws.typepad.com/aws_japan/2011/08/amazon-...
AWSプレミアムサポート   アーキテクチャ設計に関するガイダンス、ベストプラクティス   も日本語でご案内できます   aws.amazon.com/jp/premiumsupport/           ブロンズ            シ...
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20120117 13 meister-elasti_cache-public

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AWSマイスターシリーズのAmazon ElastiCacheの回の資料です。

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  • Thanks AWS for the slide.I have published a blog on Caching Architectures using Amazon ElastiCache for the AWS community. URL : harish11g.blogspot.in/2012/11/amazon-elasticache-memcached-ec2.html
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  1. 1. AWSマイスターシリーズ~Amazon ElastiCache~ 2012年1月17日 松尾康博( @understeer ) ソリューションアーキテクト 玉川憲 (@KenTamagawa) エバンジェリスト
  2. 2. アジェンダAmazon ElastiCache 概要Memcached おさらいAmazon ElastiCacheの紹介(本編)  機能・特徴紹介  Memcachedとの共通点・違い  デモ  Tips  FAQQ&A
  3. 3. Amazon ElastiCache概要 インメモリキャッシュサービス  memcached1.4.5互換  Management Console/CLI/APIから数分で設定・起動  複数のインスタンスタイプを選択可能 CloudWatch, SNSとの統合  各種メトリクスによる状態監視  クラスタの状態変更通知 ( via SNS) ACL  アクセス元EC2のセキュリティグループと紐付け
  4. 4. ElastiCache アーキテクチャ キーワード  キャッシュセキュリティグループ  キャッシュクラスター  キャッシュノード  キャッシュエンジン  キャッシュパラメータグループ
  5. 5. メモリキャッシングとは Copyright © 2012 Amazon Web Services
  6. 6. メモリキャッシングとは目的  アプリを高速化する手法の一つ  消えても良いデータを格納してDBアクセス・負荷を低減  メモリにキャッシュしたデータを再利用することで高速化・負荷低減用途  クエリ結果を再利用 (DBサーバの負荷低減、高速化)  揮発性の高いデータを格納 (セッション情報管理)  複雑な計算結果を再利用 (APPサーバの負荷軽減)
  7. 7. Webアプリとメモリキャッシュ(DB) 典型的な構成 App RDBMS 1. クライアントからのリクエスト 2. Appサーバが、DBサーバに問い合わせ 3. DBサーバが結果を戻す 4. Appサーバがレスポンスをクライアントに返す
  8. 8. Webアプリとメモリキャッシュ(DB) トラフィックが増えると・・・・ App RDBMS App RDBMS 5. Appサーバ,DBサーバをスケール 6. 効果・効率・コスト的に?
  9. 9. Webアプリとメモリキャッシュ(DB) トラフィックの内訳を見てみると・・・・ App RDBMS App RDBMS 同じクエリが何度も実行されていることが多い
  10. 10. Webアプリとメモリキャッシュ(DB) 同じクエリでDBに負荷をかけないよう、キャッシュに載せる App RDBMS memcached App memcached
  11. 11. Webアプリとメモリキャッシュ(DB) 参照時の操作 最新データがあるか? あるなら取得して完了 memcached なければDBへクエリ App RDBMS クエリ結果を取得 クエリ結果をキャッシュ memcached 繰り返し
  12. 12. Webアプリとメモリキャッシュ(DB) 更新時の操作 Insert / Update RDBMS 完了 更新データをキャッシュ用オブジェクトに変換 App オブジェクト書き込み オブジェクト書き込み memcached オブジェクト書き込み 繰り返し
  13. 13. Webアプリとメモリキャッシュ(セッション) 典型的な構成 1 (ファイル)  PHPなど  Appサーバが増えた際は、Stickey 等で制御 or NFS等で共有  LBに依存  ファイルI/Oが懸念 典型的な構成 2( APPサーバ内メモリ)  Java(Servletコンテナ等)  Appサーバが増えた際は、セッションレプリケーション等  LBやServletコンテナに依存  レプリケーションの負荷が懸念 典型的な構成 3 (DB)  DBサーバの負荷・性能が懸念
  14. 14. Webアプリとメモリキャッシュ(セッション) Memcachedを使った構成  複数のAppサーバで共有する空間  言語やフレームワークによっては多少の修正が必要  LBに依存しない構成が可能 App memcached LB memcached App
  15. 15. メモリキャッシュの留意事項システムの性質を考える  一般的なWebシステムは、参照:更新≒9:1  更新クエリの割合が大きいシステムでは効果薄  キャッシュミス時のペナルティ対策(定期更新等)  キャッシュ喪失時の対策も織り込む • ログインし直し、DB負荷増、等への対策キャッシュするデータの性質を考えてキャッシュする  有効期限の短いデータは不向き  参照頻度の低いデータは、メモリ効率が悪いトランザクション・コヒーレンシを考える  一貫性が必要なデータは、慎重に設計・実装する  DBより古いキャッシュを使わない工夫
  16. 16. memcached Copyright © 2012 Amazon Web Services
  17. 17. Memcachedとは インメモリ key-value ストアキャッシュサーバ  2003年にDanga Interactiveが開発(BSDライセンス)  ブログサービス「Live Journal」の負荷対策用に作られたもの  多くのサイトで採用 (YouTube, Wikipedia, mixi, etc. ) 特徴  KVSのデファクトスタンダードプロトコル • 非XMLのシンプルな構造 • Telnetでも操作可能  主要機能のみのシンプルな機能 • アクセス制御などのセキュリティ機能無し • マスタノード、シャーディング、レプリケーションなどの機構無し  データ削除は明示的、期限、LRUの3方式
  18. 18. Memcachedのクラスタ化について 単一キャッシュノード構成の課題  障害時のデータ喪失による影響は少ない(はず)  ただしDBが過負荷になり、システムスローダウンやダウンも  キャッシュ容量の増加が容易ではない App RDBMS memcached App
  19. 19. Memcachedのクラスタ化(レプリケーション) 複製(レプリケーション)アプローチ  replicached 等の実装あり  特定のノードに障害が発生してもキャッシュ全体は有効  キャッシュノード間の複製コストや切り替え機構等が考慮点  ノード数を増加させても総キャッシュ容量は増えない App RDBMS memcached App memcached
  20. 20. Memcachedのクラスタ化(Sharding) シャーディングアプローチ  ノード数をもとにした計算でストア先ノードを振り分ける  ノード障害時のキャッシュ喪失が限定的  ノード追加で総キャッシュ容量が増える  ノード数変更時のリバランスコストが大きい(ほぼキャッシュし直し) APPサーバ memcached ライブラリ シャーディング ノードリスト memcached
  21. 21. Memcachedのクラスタ化(Consistent Hashing) Consistent Hashingの特徴  Appサーバ側でConsistent Hashingアルゴリズムで振り分ける  ノード障害時のキャッシュ喪失が限定的  ノード追加で総キャッシュ容量が増える  ノード数変更時のリバランスコストが限定的 APPサーバ memcached ライブラリ CHアルゴリズム ノードリスト memcached
  22. 22. Memcachedのクラスタ化(Consistent Hashing) Consistent Hashingを使う  ketama ライブラリ(libketama)が有名  PHPなら、Libketama+memcachedで  Ruby用クライアントライブラリは1.6以降で対応  その他、各種実装あり 参考  Consistent hashing - Wikipedia, the free encyclopedia  http://en.wikipedia.org/wiki/Consistent_hashing  memcachedを知り尽くす:第4回 memcachedの分散アルゴリズ ム|gihyo.jp … 技術評論社  http://gihyo.jp/dev/feature/01/memcached/0004?page=3
  23. 23. Memcachedのクラスタ化 まとめ現実的なクラスタを組むために  ノード数が変化することを想定してConsistent Hashingを使う  障害の影響を低減させるため適切なスケールアウトを行う  障害発生頻度と影響とのトレードオフを考慮してノード数を決める 障害の発生頻度 memcached memcached memcached 障害の影響 memcached memcached memcached
  24. 24. Amazon ElastiCache Copyright © 2012 Amazon Web Services
  25. 25. Amazon ElastiCache概要(再掲) インストール、構築不要の memcachedクラスタ  Management Console/CLI/APIから数分で起動  各種インスタンスタイプを選択可能 サポートしているプロトコル  Memcached 1.4.5互換 CloudWatch, SNSとの統合  各種メトリクスによる状態監視  クラスタの状態変更通知 ( via SNS) ACL  フロントエンドのEC2のセキュリティグループからのみリクエストを受 けつける
  26. 26. ElastiCache アーキテクチャ(再掲) キーワード  キャッシュセキュリティグループ  キャッシュクラスター  キャッシュノード  キャッシュエンジン  キャッシュパラメータグループ
  27. 27. Memcachedとの共通点 プロトコル  Memcached 1.4.5 互換  Telnetアクセスも同様 クライアントライブラリ,tool等  Memcached1.4.5用のツール・ライブラリ サーバプロセス  主要な設定パラメータ  主要な統計情報 ノウハウ・Tips  クラスタ・分散キャッシュ・冗長化などの手法・ツール類  アプリケーションの設計・アルゴリズム  監視すべきポイント
  28. 28. Memcachedとの相違点 導入  ノード用のOSインストール不要  memecachedインストール不要  複数memcachedのコンフィグファイル配布・同期不要  Management Console/CLI/APIから数分で起動・ノード追加 運用  監視の作り込み不要  ノードリカバリ、パッチ適用が自動  Firewallの用意、詳細設定不要 AWS独自の用語・概念  セキュリティ関連  クラスタ関連
  29. 29. ElastiCacheのメリット 初期構築・運用の手間低減  ノード構築、memecachedインストール、コンフィグ同期、監視作り 込みなどの手間からの開放  監視、リカバリ、パッチ適用、ノード追加作業 AWSならではの特徴  初期費用無料  従量課金  スケールアップ、スケールアウトが容易 AWSサービスとの統合  EC2のセキュリティグループとの連携  各種ノードタイプを選択可能(スケールアップ)
  30. 30. 料金インスタンスタイプ API名 ECU I/O メモリ 料金スタンダード スモール cache.m1.small 1 std 1.3GB $0.11スタンダード ラージ cache.m1.large 4 high 7.1GB $0.45スタンダード エクストララージ cache.m1.xlarge 8 high 14.6GB $0.90ハイメモリ エクストララージ cache.m2.xlarge 6.5 high 16.7GB $0.67ハイメモリ ダブルエクストララージ cache.m2.2xlarge 13 high 33.8GB $1.34ハイメモリ クアドラプルエクストララージ cache.m2.4xlarge 26 high 68GB $2.68ハイCPU エクストララージ cache.c1.xlarge 26 high 6.6GB $0.90同一 Availability Zone内の EC2⇒ElastiCache は無料Availability Zoneをまたぐ場合は、別途データ転送料 ($0.01/GB) https://aws.amazon.com/jp/elasticache/#pricing
  31. 31. (参考)ギガバイト単価インスタンスタイプ API名 料金($/h) メモリ(GB) GB単価($/GB)スタンダード スモール cache.m1.small 0.11 1.3 0.08462スタンダード ラージ cache.m1.large 0.45 7.1 0.06338スタンダード エクストララージ cache.m1.xlarge 0.9 14.6 0.06164ハイメモリ エクストララージ cache.m2.xlarge 0.67 16.7 0.04012ハイメモリ ダブルエクストララージ cache.m2.2xlarge 1.34 33.8 0.03964ハイメモリ クアドラプルエクストララージ cache.m2.4xlarge 2.68 68 0.03941ハイCPU エクストララージ cache.c1.xlarge 0.9 6.6 0.13636 https://aws.amazon.com/jp/elasticache/#pricing
  32. 32. 利用手順Copyright © 2012 Amazon Web Services
  33. 33. 構築手順Management Consoleでクラスタ作成接続元EC2のSecurity Groupと紐付けEndpointのリストを確認EC2からTelnetで接続確認CloudWatchでメトリクス確認
  34. 34. 構築手順:Management Consoleで作成 1 2 Management Consoleの ElastiCache タブにて、Lauch Cache Cluster Wizardを選択 3 基本パラメータを設定 • キャッシュクラスタ名 • キャッシュノードタイプ • ノード数 • 待ち受けポート番号 • ゾーン
  35. 35. 構築手順:Management Consoleで作成 4 キャッシュクラスタ用のSecurity Group、Parameter Groupを設定して 起動 しばらくするとキャッシュクラスタ が起動し、Management Consoleに 表示される
  36. 36. 構築手順:Security Groupの紐付け 5 Cache Security Groupsメニューを選択アクセス元EC2インスタンスのSecurityGroup名、AWSアカウントID(12桁)を指定して、セキュリティグループを紐付ける 6 この手順を忘れると、EC2インスタンスからアクセス出来ません
  37. 37. 構築手順:キャッシュノードの確認 1 3 2 クラスタに属するノードの情報を確認 クラスタに属するノードのエンドポイン ト(接続先)一覧を確認
  38. 38. 構築手順 : Telnet接続確認$ telnet example..aa.001.apne1.cache.amazon.aws.com 11211Trying 10.xx.xx.xx...Connected to example.aa.001.apne1.cache.amazon.aws.com.Escape character is ^].stats telnetでendpointの1つに接続STAT pid 1STAT version 1.4.5---snip--- 【stats】コマンドSTAT reclaimed 0 ノードの状態確認ENDset key1 0 0 4 【set】コマンドtest データの格納STORED 例) key: key1, value:testget key1 【get】コマンドVALUE key1 0 4 格納されたデータの取得test 例) key: key1ENDquit 【quit】コマンドConnection closed by foreign host. 切断
  39. 39. 構築手順:CloudWatchで確認 1 3 2 ElastiCacheのメトリクスを選択
  40. 40. 利用手順(例:PHP) EC2側の環境構築 PHPで接続 AWS SDK for PHP で、Endpointのリストを取得 Consistent Hashingで接続
  41. 41. 利用手順:EC2側の環境構築 必要なライブラリのインストール(Amazon Linuxの例)$ sudo yum –y install subversion php-devl php-pear gcc make libmemcachedlibmemcached-devel php-pecl-memcached Ketamaの取得からインストールまで$ svn co svn://svn.audioscrobbler.net/misc/ketama/$ cd ketama/libketama$ make$ sudo make install$ sudo ldconfig AWS SDK for PHPインストール、セットアップ  http://aws.amazon.com/articles/4261
  42. 42. 利用手順:EC2側の環境構築 PHP(CLI)で接続$ php test.phpkey:106:40:43 is stored to example.mayg1j.0001.apne1.cache.amazonaws.com val=1 code=0key:206:40:43 is stored to example.mayg1j.0001.apne1.cache.amazonaws.com val=1 code=0
  43. 43. 利用手順:EC2側の環境構築AWS SDK for PHPでEndpointのリストを動的に取得
  44. 44. 利用手順:EC2側の環境構築キャッシュクラスタにConsistent Hashingで接続、格納
  45. 45. FAQCopyright © 2012 Amazon Web Services
  46. 46. 構成についてQ. 何台のクラスタ構成にすればよいか?A. クラスタノードの障害に伴うキャッシュミスによるコスト(DB負荷上昇、応答速度低下)を低減するには、台数多めが望ましい。Q. クラスタノードの上限はあるか?A. 上限あり  1アカウントあたり、20ノード  他サービスと同様に緩和申請で上限を引き上げ可能Q. AWS以外のサーバからアクセスできるか?A. NO.アクセス元EC2のSecurity Groupと紐付けるため。  現状では、VPC内のEC2からはアクセス不可
  47. 47. 構成についてQ. アベイラビリティゾーンをまたいだクラスタは作れるか?A. No. アベイラビリティゾーンごとにクラスタを作る必要あり。Q. 負荷やメモリ利用量に応じて自動でノード追加可能か?A. 未対応。ただし、CloudWatchや自前で監視の仕組みを入れて、条件に応じてAPIやCLIで動的にノード追加することは可能  ただし、アプリケーションがノード数変更を考慮している事が前提Q. ノードのパラメータ設定内容は?A. ノードタイプごとに最適値が設定済み  APIでのみ変更可能。
  48. 48. 運用についてQ. クラスタノード障害時の振る舞いは?A. エンドポイントのDNS名は固定で、ノードが自動に置き換わる  注1) IPは変わる可能性があるので使用しない  注2) キャッシュは空になるので、再作成は必要Q. ノード障害のイベントを検知するには?A. SNS経由で、ノード障害などのイベント通知が可能  クラスタの設定で、定義済みのNotification Topic ARNを設定Q. ノード異常時(deleting,creating時)の挙動は?  APIでnodelistを取得できるが、実際には接続不可  クライアント側でハンドリングする
  49. 49. 運用についてQ. クラスタノード障害時の振る舞いは?A. エンドポイントのDNS名は固定で、ノードが自動に置き換わる  注1) IPは変わる可能性があるので使用しない  注2) キャッシュは空になるので、再作成は必要Q. 監視内容は?A. CloudWatchのメトリクスを参照  基本は、statsで取れる項目Q. 自動バージョンアップの方針A. マイナーバージョンアップのみ、自動アップデートあり  メジャーバージョンアップは手動
  50. 50. 追加情報 Amazon ElastiCache  https://aws.amazon.com/jp/elasticache/ Blog  http://aws.typepad.com/aws_japan/2011/08/amazon- elasticache-distributed-in-memory-caching.html FAQ  http://aws.amazon.com/jp/elasticache/faqs/ 料金  http://aws.amazon.com/jp/elasticache/pricing/ Memcached  http://memcached.org/  http://ja.wikipedia.org/wiki/Memcached
  51. 51. AWSプレミアムサポート アーキテクチャ設計に関するガイダンス、ベストプラクティス も日本語でご案内できます aws.amazon.com/jp/premiumsupport/ ブロンズ シルバー ゴールド プラチナ初回応答時間 12時間 4時間 1時間 15分サポート連絡先 1人 2人 3人 無制限24/365対応 なし なし あり ありTEL可能 不可 不可 可能 可能専任スタッフ なし なし なし あり特別サポート なし なし なし あり AWS利用総額の AWS利用総額の $0~$10K: 10% AWS利用総額の 10%料金 $49 5% $10K~$80K: 7% $80K~: 5% (最低$15K) (最低$400) Copyright © 2012 Amazon Web Services
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