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Amazon Elastic Block Store
2015/10/13 Updated
AWS Black Belt Tech Webinar 2015
アマゾンデータサービスジャパン株式会社
ソリューションアーキテクト 小林正人
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本資料では2015年10月13日時点のサービス内容および価格についてご説明しています。
最新の情報はAWS公式ウェブサイト(http://aws.amazon.com)にてご確認ください。
資料作成には十分注意しておりますが、資料内の価格と...
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アジェンダ
• Amazon Elastic Block Store(EBS)概要
• Snapshotと暗号化
• パフォーマンス
– EBSのボリュームタイプ
– EBS最適化インスタンス
– パフォーマンスに関するTips
• 料金
...
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アジェンダ
• Amazon Elastic Block Store(EBS)概要
• Snapshotと暗号化
• パフォーマンス
– EBSのボリュームタイプ
– EBS最適化インスタンス
– パフォーマンスに関するTips
• 料金
...
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Amazon Elastic Block Store(EBS)
• EC2インスタンスにアタッチして使用するブ
ロックレベルのストレージサービス
• OSやアプリケーション、データの置き場所など
様々な用途で利用される
• Snapshot...
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特徴
• 容量は1GB単位で指定できる。最大容
量は16TB(Magneticは1TBまで)
• アベイラビリティゾーン(AZ)毎に独立
しているため、同一AZのインスタン
スからのみ利用可能
• Snapshotから任意のAZに復元できる...
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基本的なアーキテクチャ
• ボリュームのデータはAZ内で複数の
HWにレプリケートされており、一
般的にはさらなる冗長化は不要
• 実体はネットワーク接続型ストレー
ジだが、ユーザはネットワークを意
識する必要はない
• セキュリティグルー...
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EBSのボリュームタイプ
• ユースケースに応じて3種類から選択できる
– [標準]汎用SSD(General Purpose(SSD))
– Provisioned IOPS(SSD)
– マグネティック(Magnetic)
• ボリュー...
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EBSのボリュームタイプ
ボリュームタイプ 汎用SSD
(General Purpose(SSD))
Provisioned IOPS(SSD) マグネティック
(Magnetic)
ユースケース • システムブートボリューム
• 仮想デス...
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インスタンスストアとEBS
• インスタンスタイプに応じて、追加コスト無しで揮発性のイン
スタンスストアが利用できる
• 実体はEC2の物理ホストのローカルディスク。Stop/Startによ
り仮想マシンが別ホストに移動するとデータが消去...
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EBSとインスタンスストアの利用ケース
OSブートディスク
としての利用
D:C:
EBS
EC2
EBS
Windows
データ格納ディスク
としての利用
Instance
Store
E:
データ計算用など
一時的な利用
データ
ファ...
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アジェンダ
• Amazon Elastic Block Store(EBS)概要
• Snapshotと暗号化
• パフォーマンス
– EBSのボリュームタイプ
– EBS最適化インスタンス
– パフォーマンスに関するTips
• 料金...
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Snapshot
• EBSのフルバックアップ機能。リストア時は新しい
ボリュームを作成する形となる
• SnapshotのデータはバックエンドでS3に保管され
るため、S3のインタフェースから直接参照できない
• 2世代目以降は差分デー...
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Snapshotによるバックアップ
EC2
EBS
• 定期的にEBSのSnapshotを作成することにより
バックアップを取得する
• Snapshot作成時はデータ整合性を保つため静止
点を設ける事を推奨
– ソフトウェアの機能 (例...
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Snapshotからのリストア
• Snapshotから新規EBSを作成し、EC2インスタ
ンスにアタッチされていたものと置き換える
• 古いEBSは不要であれば削除する。障害分析等
の目的で他のインスタンスにアタッチしてもOK
• EB...
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バックアップと静止点
• Snapshotの作成を指示しレスポンスが返ってきたら、その時点
のデータのバックアップが開始されている。
• レスポンスが返ってきた時点でI/Oを再開して良いので、静止点
を維持するのは短時間で済む
時間
EB...
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Snapshotの差分バックアップ
• 1世代目のSnapshotはEBSに書き込まれた実データをすべて
バックアップするが、2世代目以降は差分バックアップとなる
EBS
snapshot
1世代目 み か ん
メ ロ
み か ん メ ロ
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Snapshotの差分バックアップ
• 1世代目のSnapshotはEBSに書き込まれた実データをすべて
バックアップするが、2世代目以降は差分バックアップとなる
1世代目
み か ん メ ロ
2世代目
EBS
snapshot
み り ...
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Snapshotの差分バックアップ
• 1世代目のSnapshotはEBSに書き込まれた実データをすべて
バックアップするが、2世代目以降は差分バックアップとなる
EBS
1世代目
み か ん メ ロ
2世代目
EBS
snapshot
...
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Snapshotの削除
• Snapshotの削除を行うと、当該Snapshotでしか利用していな
いデータのみが削除される仕組みとなっている
EBS
1世代目
み か ん メ ロ
2世代目
り ン
2世代目から参照さ
れていないデータの...
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Snapshotの削除
• Snapshotの削除を行うと、当該Snapshotでしか利用していな
いデータのみが削除される仕組みとなっている
2世代目
み ん メ ロ り ン
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Snapshotの削除
• 2世代目で必要なデータはすべて保持されているので、1世代目
を削除しても2世代目から直接リストアをすることが可能
EBS
み ん メ ロ
2世代目
り ン
ボリューム作成
み り ん
メ ロ ン
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リージョン間コピー
• リージョン間でのSnapshotコピーをサポート
• コピーを指示しておけば非同期で処理が行われるため、バック
アップデータを他リージョンに転送しておけばDRを実現できる
EBS
Snapshot
リージョン A
...
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ボリュームの暗号化
• EBSボリュームの作成時に暗号化を指定すると、AES-256によ
る暗号化処理が行われる
• ボリュームの利用方法は従来通り。暗号化が有効であったとし
ても、特に意識する必要はない。Snapshotも暗号化される
...
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暗号化の有効・無効化
• ボリューム作成後に暗号化の有無を変更することはできないた
め、既存のボリュームに暗号化を適用したい場合は、新規ボ
リュームを作成してOS側でデータコピーを行う
※暗号化の解除も同様
– Linux:rsyncコマ...
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暗号化を利用できるインスタンスタイプ
• 2015年10月13日時点では、以下のインスタンスタイプでのみ
ボリュームの暗号化を利用できる
– 汎用:全てのm3、全てのm4、t2.large
– コンピューティング最適化:全てのc3、全ての...
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暗号化ボリュームの制約事項
• システムの起動ボリュームの暗号化はサポートされていないの
で、起動ボリュームには機密性のないデータのみを保存する
• 暗号化されたSnapshotを共有したり公開したりすることはでき
ない。同様にリージョン...
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アジェンダ
• Amazon Elastic Block Store(EBS)概要
• Snapshotと暗号化
• パフォーマンス
– EBSのボリュームタイプ
– EBS最適化インスタンス
– パフォーマンスに関するTips
• 料金...
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EBSのボリュームタイプ
ボリュームタイプ 汎用SSD
(General Purpose(SSD))
Provisioned IOPS(SSD) マグネティック
(Magnetic)
ユースケース • システムブートボリューム
• 仮想デ...
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汎用SSD – General Purpose(SSD)
• デフォルトのボリュームタイプで費用対効果が高い。一時的に
I/O性能を3,000IOPSまで引き上げるバースト機能を備える
• 仕様
– 容量:
1GBから16TBまで、1GB...
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汎用SSD – 容量とIOPS
容量(GB)
IOPS
ベースパフォーマンス
バーストパフォーマンス
1,000GB以下の容量で
は3,000IOPSへのバー
ストを利用可能
3,334GBで10,000IOPS
に到達し、以後16TBま...
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汎用SSD – 容量とスループット
容量(GB)
スループット(MB/秒)
スループット
170GB以下の
容量では常時
128MB/秒
214GBに到達す
ると160MB/秒
となり以後固定
170GB-214GBで
は容量増に合わせ
...
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General Purpose(SSD)ボリュームのパフォーマンス仕様
(I/O負荷継続時、ボリュームサイズ毎)
• ベースパフォーマンスを超えるI/O
が要求されると、一定時間バース
トが発生し3,000IOPSを発揮する
• バースト...
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IOPS I/O Credit
残高
初期状態で
I/O Credit残高は
5,400,000
I/O Creditが残っ
ている間はバース
ト。3000IOPS出る
バースト中はI/O
Creditの残高を取
り崩す形となる
残高が0...
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Provisioned IOPS(SSD) - PIOPS
• 最もパフォーマンスの高いタイプ。1年間のうち99.9%の時間に
ついて、指定したIOPS値の±10%の範囲の性能を発揮する
• 仕様
– 容量:
4GBから16TBまで、1G...
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Provisioned IOPS(SSD)– 容量と最大IOPS
容量(GB)
最大IOPS
667GB以下では容量の
30倍までのIOPS値を
指定することが可能
667GBを超えると最大
20,000IOPSを指定す
ることができる
...
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Provisioned IOPS – IOPSとスループット
スループット
(MB/s)
IOPS設定値
1IOPSあたり
256KB/sの
スループット
1280IOPS以上で
は常時320MB/s
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マグネティック - Magnetic
• 最もコストが安価な磁気ディスクタイプ。汎用SSDの登場以前
はStandardという名称でデフォルトのボリュームタイプだった
• 仕様
– 容量:
1GBから1TBまで、1GB単位で指定可能
– ...
39
PIOPSと汎用SSDのIOPSカウント
• 256KBブロックアクセスまで1IOPSとカウントする
• 256KBを超える場合は複数回の256KBブロックアクセスを行っ
たものとしてカウントされる
– 例①:8KBアクセスの1回は、I/...
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アジェンダ
• Amazon Elastic Block Store(EBS)概要
• Snapshotと暗号化
• パフォーマンス
– EBSのボリュームタイプ
– EBS最適化インスタンス
– パフォーマンスに関するTips
• 料金...
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• EBS-Optimizedを有効にするこ
とで独立したEBS帯域を確保
• 大きいインスタンスタイプほど
使える帯域が広い
EC2
w/o EBS
Optimized
Network
EBS
EC2
with EBS
Optimize...
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EC2
normal
Net
work
EBS EBS
EC2
ストレージエリア
ネットワーク
通常
ネットワーク
EC2
EBS-
Optimized
Net
work
EBS EBS
EC2
ストレージエリア
ネットワーク
通常
ネッ...
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アジェンダ
• Amazon Elastic Block Store(EBS)概要
• Snapshotと暗号化
• パフォーマンス
– EBSのボリュームタイプ
– EBS最適化インスタンス
– パフォーマンスに関するTips
• 料金...
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RAID構成
• 1本のEBSで処理しきれないI/O負荷が発生する場合や容量が不
足する場合、RAID0を組むことで解決可能
• OS標準のソフトウェアRAID機能を利用する
– Linux:
http://docs.aws.amazon...
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RAID構成時のSnapshot
• RAID構成では複数ボリュームのSnapshotの整合性に注意
• 複数のSnapshotが生成されるためタグの活用を考える
1ボリュームの場合 RAIDの場合
Snapshotが複数にな
るため、各...
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事前ウォーミング(Pre-Warming)
• Snapshotから復元したボリュームに限り、各ブロックへの初回
アクセス時、IOPSに5%から50%のペナルティが発生する
※新規ボリュームでPre-Warmingは不要(非推奨)となった...
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EBSのパフォーマンスを律速する要素
• EBSのパフォーマンスは3つの要素で律速されるので、システム
全体としてのボトルネックを把握することが重要
1. EC2インスタンス側のスループット
2. EBSが処理できるI/O命令の回数(IO...
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1. EC2インスタンス側のスループットを改善する
• まずEBS最適化(EBS-Optimized)を有効にする
• インスタンスタイプによって決まるEBSスループットの上限値
に到達していないかを確認する
– CloudWatchのV...
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2. EBS側のI/O処理性能を改善する
• EBS側の実績IOPSを確認する
– CloudWatchのVolume Read/Write Opsを参照
– OSでEBSへのI/O命令回数を確認(iostatやperfmonなど)
• ...
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3. EBS側のスループットを改善する
• 個々のEBSボリュームのスループットを確認する
– CloudWatchのVolume Read/Write Bytesを参照
– OSでEBSボリュームへの総流量を確認(iostatやperf...
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アジェンダ
• Amazon Elastic Block Store(EBS)概要
• Snapshotと暗号化
• パフォーマンス
– EBSのボリュームタイプ
– EBS最適化インスタンス
– パフォーマンスに関するTips
• 料金...
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EBSのコスト
• 汎用SSD(General Purpose(SSD))
– 1GBあたり月額0.12ドル
• Provisioned IOPS(SSD)
– 1GBあたり月額0.142ドル
– 確保したIOPS値あたり月額0.074ド...
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ボリュームのコスト例(1TB時)
• 汎用SSDを1ヶ月間利用した場合
– 容量分:0.12×1024=約122.9ドル(約14,700円)
• Provisioned IOPS(SSD)を5000IOPSで1ヶ月間利用した場合
– 容量...
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汎用SSDとProvisioned IOPS(SSD)の比較
 3,000IOPSが必要なケースを例
にコスト比較を行うと左図となる
 Provisioned IOPS(SSD)では最低
でも350ドル程度の費用が必要
 汎用SSD...
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アジェンダ
• Amazon Elastic Block Store(EBS)概要
• Snapshotと暗号化
• パフォーマンス
– EBSのボリュームタイプ
– EBS最適化インスタンス
– パフォーマンスに関するTips
• 料金...
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まとめ
• EBSはOS領域やデータの置き場所として幅広く使える永続化ス
トレージ
• Snapshotによるバックアップ機能や暗号化機能を備えており、
セキュアに利用することができる
• ボリュームタイプによってパフォーマンスやコストが...
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参考資料
• Amazon Elastic Block Store(EBS)
http://aws.amazon.com/jp/ebs/
• ドキュメント:EBSの概要
http://docs.aws.amazon.com/ja_jp/A...
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AWS Black Belt Techシリーズ 2015 Amazon Elastic Block Store (EBS)

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2015年10月13日アップデート
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AWS Black Belt Tech Webinar 2015
Amazon Elastic Block Store (EBS)

Published in: Technology
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AWS Black Belt Techシリーズ 2015 Amazon Elastic Block Store (EBS)

  1. 1. 1 Amazon Elastic Block Store 2015/10/13 Updated AWS Black Belt Tech Webinar 2015 アマゾンデータサービスジャパン株式会社 ソリューションアーキテクト 小林正人
  2. 2. 2 本資料では2015年10月13日時点のサービス内容および価格についてご説明しています。 最新の情報はAWS公式ウェブサイト(http://aws.amazon.com)にてご確認ください。 資料作成には十分注意しておりますが、資料内の価格とAWS公式ウェブサイト記載の価 格に相違があった場合、AWS公式ウェブサイトの価格を優先とさせていただきます。 内容についての注意点 AWS does not offer binding price quotes. AWS pricing is publicly available and is subject to change in accordance with the AWS Customer Agreement available at http://aws.amazon.com/agreement/. Any pricing information included in this document is provided only as an estimate of usage charges for AWS services based on certain information that you have provided. Monthly charges will be based on your actual use of AWS services, and may vary from the estimates provided. 価格は税抜表記となっています。日本居住者のお客様がサービスを使用する場合、別途消 費税をご請求させていただきます。
  3. 3. 3 アジェンダ • Amazon Elastic Block Store(EBS)概要 • Snapshotと暗号化 • パフォーマンス – EBSのボリュームタイプ – EBS最適化インスタンス – パフォーマンスに関するTips • 料金 • まとめ
  4. 4. 4 アジェンダ • Amazon Elastic Block Store(EBS)概要 • Snapshotと暗号化 • パフォーマンス – EBSのボリュームタイプ – EBS最適化インスタンス – パフォーマンスに関するTips • 料金 • まとめ
  5. 5. 5 Amazon Elastic Block Store(EBS) • EC2インスタンスにアタッチして使用するブ ロックレベルのストレージサービス • OSやアプリケーション、データの置き場所など 様々な用途で利用される • Snapshot機能によるS3へのバックアップや、 ディスクの暗号化機能を提供 • 99.999%の可用性を備えるように設計されて いる EC2 EBS ※製品紹介ページ:http://aws.amazon.com/jp/ebs/details/
  6. 6. 6 特徴 • 容量は1GB単位で指定できる。最大容 量は16TB(Magneticは1TBまで) • アベイラビリティゾーン(AZ)毎に独立 しているため、同一AZのインスタン スからのみ利用可能 • Snapshotから任意のAZに復元できる • EC2インスタンスに複数のEBSを接続 することはできるが、EBSを複数のイ ンスタンスで共有することはできない
  7. 7. 7 基本的なアーキテクチャ • ボリュームのデータはAZ内で複数の HWにレプリケートされており、一 般的にはさらなる冗長化は不要 • 実体はネットワーク接続型ストレー ジだが、ユーザはネットワークを意 識する必要はない • セキュリティグループによる通信制 御の対象外。全ポートを閉じても EBSは利用できる
  8. 8. 8 EBSのボリュームタイプ • ユースケースに応じて3種類から選択できる – [標準]汎用SSD(General Purpose(SSD)) – Provisioned IOPS(SSD) – マグネティック(Magnetic) • ボリュームタイプに応じて性能特性や課金体系 が変わってくる • Snapshotを経由することでボリュームタイプ や容量を変更できる。テストの結果、性能不足 が判明したら後から変更可能
  9. 9. 9 EBSのボリュームタイプ ボリュームタイプ 汎用SSD (General Purpose(SSD)) Provisioned IOPS(SSD) マグネティック (Magnetic) ユースケース • システムブートボリューム • 仮想デスクトップ • 小~中規模のデータベース • 開発環境や検証環境用 • 汎用SSDでは処理しきれない 高いIO性能を要求するアプリ ケーション • 大規模なデータベース • アクセス頻度の低いデータ • コストを最重要視する場合 ボリュームサイズ • 1GBから16TBまで 4GiBから16TBまで 1GBから1TBまで IOPS • 1GBあたり3IOPSのベースラ インパフォーマンス • ベースラインパフォーマンス が3,000IOPS以下の場合、 3,000IOPSまでバーストが 可能 • 最大10,000IOPS • 必要なIOPS値を指定可能 • 容量(GB)あたり30IOPSを指 定できる • 最大20,000IOPS • 平均100IOPS • 数百IOPSまでバースト可能 最大スループット • 160MB/秒 • 320MB/秒 • 40MB/秒から90MB/秒
  10. 10. 10 インスタンスストアとEBS • インスタンスタイプに応じて、追加コスト無しで揮発性のイン スタンスストアが利用できる • 実体はEC2の物理ホストのローカルディスク。Stop/Startによ り仮想マシンが別ホストに移動するとデータが消去される • アプリケーションが利用する一時的なデータの置き場所や、分 散ファイルシステムのストレージとして活用する • EBSは永続化ストレージなので、OSの領域やDBのデータなど永 続化が必要なデータの置き場所としてはEBSを利用する
  11. 11. 11 EBSとインスタンスストアの利用ケース OSブートディスク としての利用 D:C: EBS EC2 EBS Windows データ格納ディスク としての利用 Instance Store E: データ計算用など 一時的な利用 データ ファイル システム データ 一時 データ
  12. 12. 12 アジェンダ • Amazon Elastic Block Store(EBS)概要 • Snapshotと暗号化 • パフォーマンス – EBSのボリュームタイプ – EBS最適化インスタンス – パフォーマンスに関するTips • 料金 • まとめ
  13. 13. 13 Snapshot • EBSのフルバックアップ機能。リストア時は新しい ボリュームを作成する形となる • SnapshotのデータはバックエンドでS3に保管され るため、S3のインタフェースから直接参照できない • 2世代目以降は差分データを保存する差分バック アップとなる(1世代目を削除しても復元は可能) • Snapshot作成時にブロックレベルで圧縮して保管す るため、圧縮後の容量に対して課金が行われる EBS Snapshot EBS
  14. 14. 14 Snapshotによるバックアップ EC2 EBS • 定期的にEBSのSnapshotを作成することにより バックアップを取得する • Snapshot作成時はデータ整合性を保つため静止 点を設ける事を推奨 – ソフトウェアの機能 (例:RDBMSのバックアップモード) – ファイルシステムの機能(例:Linuxのxfs_freeze) – バックアップソフトウェアの機能 – (アプリケーションの停止) – (ファイルシステムのアンマウント) • 保存期間や世代数は無制限。世代管理が必要な 場合はAWS CLIやAPI等で自動化する Snapshot作成
  15. 15. 15 Snapshotからのリストア • Snapshotから新規EBSを作成し、EC2インスタ ンスにアタッチされていたものと置き換える • 古いEBSは不要であれば削除する。障害分析等 の目的で他のインスタンスにアタッチしてもOK • EBSを別AZに移動したい場合や、容量変更、ボ リュームタイプ変更もSnapshot経由で行う EC2 EBS EBS Snapshotから EBSを作成 Detach Attach
  16. 16. 16 バックアップと静止点 • Snapshotの作成を指示しレスポンスが返ってきたら、その時点 のデータのバックアップが開始されている。 • レスポンスが返ってきた時点でI/Oを再開して良いので、静止点 を維持するのは短時間で済む 時間 EBSへのI/O停止 EBSへのI/O再開 静止点を維持 Snapshot 作成指示 作成指示 レスポンス Snapshot 作成完了 Snapshot作成処理 (バックグラウンド) 通常運用 通常運用 この時点のデー タがバックアッ プされる
  17. 17. 17 Snapshotの差分バックアップ • 1世代目のSnapshotはEBSに書き込まれた実データをすべて バックアップするが、2世代目以降は差分バックアップとなる EBS snapshot 1世代目 み か ん メ ロ み か ん メ ロ
  18. 18. 18 Snapshotの差分バックアップ • 1世代目のSnapshotはEBSに書き込まれた実データをすべて バックアップするが、2世代目以降は差分バックアップとなる 1世代目 み か ん メ ロ 2世代目 EBS snapshot み り ん メ ロ ン り ン
  19. 19. 19 Snapshotの差分バックアップ • 1世代目のSnapshotはEBSに書き込まれた実データをすべて バックアップするが、2世代目以降は差分バックアップとなる EBS 1世代目 み か ん メ ロ 2世代目 EBS snapshot み り ん メ ロ ン り ン 差分のないデータは以 前のものを参照する
  20. 20. 20 Snapshotの削除 • Snapshotの削除を行うと、当該Snapshotでしか利用していな いデータのみが削除される仕組みとなっている EBS 1世代目 み か ん メ ロ 2世代目 り ン 2世代目から参照さ れていないデータの みを削除
  21. 21. 21 Snapshotの削除 • Snapshotの削除を行うと、当該Snapshotでしか利用していな いデータのみが削除される仕組みとなっている 2世代目 み ん メ ロ り ン
  22. 22. 22 Snapshotの削除 • 2世代目で必要なデータはすべて保持されているので、1世代目 を削除しても2世代目から直接リストアをすることが可能 EBS み ん メ ロ 2世代目 り ン ボリューム作成 み り ん メ ロ ン
  23. 23. 23 リージョン間コピー • リージョン間でのSnapshotコピーをサポート • コピーを指示しておけば非同期で処理が行われるため、バック アップデータを他リージョンに転送しておけばDRを実現できる EBS Snapshot リージョン A EC2 EBS EBS Snapshot リージョン B EC2 EBS Internet リージョン間コピー 転送済みSnapshot からEBSを作成し EC2にアタッチ
  24. 24. 24 ボリュームの暗号化 • EBSボリュームの作成時に暗号化を指定すると、AES-256によ る暗号化処理が行われる • ボリュームの利用方法は従来通り。暗号化が有効であったとし ても、特に意識する必要はない。Snapshotも暗号化される • 暗号化/復号化の処理はハードウェア機能を使って実施するため、 パフォーマンスへの影響は極めて小さい • 暗号化キーはAWS Key Management Serviceで管理 ※AWS Key Management Service:http://aws.amazon.com/jp/kms/
  25. 25. 25 暗号化の有効・無効化 • ボリューム作成後に暗号化の有無を変更することはできないた め、既存のボリュームに暗号化を適用したい場合は、新規ボ リュームを作成してOS側でデータコピーを行う ※暗号化の解除も同様 – Linux:rsyncコマンド $ sudo rsync -avh -E --progress /mnt/source/ /mnt/dest/ – Windows:robocopyコマンド ps> robocopy D:¥ E:¥ /e /coppyall /eta EC2 EBS EBS
  26. 26. 26 暗号化を利用できるインスタンスタイプ • 2015年10月13日時点では、以下のインスタンスタイプでのみ ボリュームの暗号化を利用できる – 汎用:全てのm3、全てのm4、t2.large – コンピューティング最適化:全てのc3、全てのc4 – メモリ最適化:全てのr3、cr1.8xlarge – ストレージ最適化:全てのi2、全てのd2 – GPUインスタンス:g2.2xlarge、g2.8xlarge 最新情報はこちらを参照 http://docs.aws.amazon.com/ja_jp/AWSEC2/latest/UserGuide/ EBSEncryption.html#EBSEncryption_supported_instances
  27. 27. 27 暗号化ボリュームの制約事項 • システムの起動ボリュームの暗号化はサポートされていないの で、起動ボリュームには機密性のないデータのみを保存する • 暗号化されたSnapshotを共有したり公開したりすることはでき ない。同様にリージョン間コピーも利用不可 • Snapshotの共有やリージョン間コピーが必要な場合は、暗号化 されていないボリュームへデータコピーを行っておき、改めて Snapshotの作成を行う
  28. 28. 28 アジェンダ • Amazon Elastic Block Store(EBS)概要 • Snapshotと暗号化 • パフォーマンス – EBSのボリュームタイプ – EBS最適化インスタンス – パフォーマンスに関するTips • 料金 • まとめ
  29. 29. 29 EBSのボリュームタイプ ボリュームタイプ 汎用SSD (General Purpose(SSD)) Provisioned IOPS(SSD) マグネティック (Magnetic) ユースケース • システムブートボリューム • 仮想デスクトップ • 小~中規模のデータベース • 開発環境や検証環境用 • 汎用SSDでは処理しきれない 高いIO性能を要求するアプリ ケーション • 大規模なデータベース • アクセス頻度の低いデータ • コストを最重要視する場合 ボリュームサイズ • 1GBから16TBまで 4GiBから16TBまで 1GBから1TBまで IOPS • 1GBあたり3IOPSのベースラ インパフォーマンス • ベースラインパフォーマンス が3,000IOPS以下の場合、 3,000IOPSまでバーストが 可能 • 最大10,000IOPS • 必要なIOPS値を指定可能 • 容量(GB)あたり30IOPSを指 定できる • 最大20,000IOPS • 平均100IOPS • 数百IOPSまでバースト可能 最大スループット • 160MB/秒 • 320MB/秒 • 40MB/秒から90MB/秒
  30. 30. 30 汎用SSD – General Purpose(SSD) • デフォルトのボリュームタイプで費用対効果が高い。一時的に I/O性能を3,000IOPSまで引き上げるバースト機能を備える • 仕様 – 容量: 1GBから16TBまで、1GB単位で指定可能 – IOPS: 1GBあたり3IOPSを常時確保(ベースパフォーマンス)し、最大値は 10,000IOPS。容量が1,000GB未満の場合は一定時間3,000IOPSまで 性能を引き上げるバーストを利用できる – スループット: 128MB/秒(170GB以下)から160MB/秒(214GB以上)
  31. 31. 31 汎用SSD – 容量とIOPS 容量(GB) IOPS ベースパフォーマンス バーストパフォーマンス 1,000GB以下の容量で は3,000IOPSへのバー ストを利用可能 3,334GBで10,000IOPS に到達し、以後16TBまで 同じ性能を維持する
  32. 32. 32 汎用SSD – 容量とスループット 容量(GB) スループット(MB/秒) スループット 170GB以下の 容量では常時 128MB/秒 214GBに到達す ると160MB/秒 となり以後固定 170GB-214GBで は容量増に合わせ て帯域がのびる
  33. 33. 33 General Purpose(SSD)ボリュームのパフォーマンス仕様 (I/O負荷継続時、ボリュームサイズ毎) • ベースパフォーマンスを超えるI/O が要求されると、一定時間バース トが発生し3,000IOPSを発揮する • バースト利用中はI/O Creditを消 費し、残高がなくなるとベースパ フォーマンスに戻る • 実際に発生したI/Oがベースパ フォーマンスを下回ると、その差 額がI/O Creditとして貯金される IOPS 分 汎用SSD – バースト時のパフォーマンス
  34. 34. 34 IOPS I/O Credit 残高 初期状態で I/O Credit残高は 5,400,000 I/O Creditが残っ ている間はバース ト。3000IOPS出る バースト中はI/O Creditの残高を取 り崩す形となる 残高が0になると バーストは終了 残高が0になるとI/O 性能もベースパフォー マンスに戻る I/O負荷がベースパ フォーマンスを下回る とCreditが貯金される 再び高負荷が発生す ると、I/O Creditの残高 に応じてバースト 分 ベースパフォーマンス (gp2 500GB時) 汎用SSD – バーストの継続時間
  35. 35. 35 Provisioned IOPS(SSD) - PIOPS • 最もパフォーマンスの高いタイプ。1年間のうち99.9%の時間に ついて、指定したIOPS値の±10%の範囲の性能を発揮する • 仕様 – 容量: 4GBから16TBまで、1GB単位で指定可能 – IOPS: 1GBあたり30IOPSを上限として希望するIOPS値を指定する 最大20,000IOPSまで(20,000IOPS指定時は最低667GBが必要) – スループット: 最大320MB/秒(1280IOPS以上時)
  36. 36. 36 Provisioned IOPS(SSD)– 容量と最大IOPS 容量(GB) 最大IOPS 667GB以下では容量の 30倍までのIOPS値を 指定することが可能 667GBを超えると最大 20,000IOPSを指定す ることができる 最大IOPS
  37. 37. 37 Provisioned IOPS – IOPSとスループット スループット (MB/s) IOPS設定値 1IOPSあたり 256KB/sの スループット 1280IOPS以上で は常時320MB/s
  38. 38. 38 マグネティック - Magnetic • 最もコストが安価な磁気ディスクタイプ。汎用SSDの登場以前 はStandardという名称でデフォルトのボリュームタイプだった • 仕様 – 容量: 1GBから1TBまで、1GB単位で指定可能 – IOPS: 平均100IOPSとなる設計で最大数百IOPSへバーストできる場合がある – スループット: 40MB/秒~90MB/秒 – 唯一I/Oリクエスト回数による課金がある(後述)
  39. 39. 39 PIOPSと汎用SSDのIOPSカウント • 256KBブロックアクセスまで1IOPSとカウントする • 256KBを超える場合は複数回の256KBブロックアクセスを行っ たものとしてカウントされる – 例①:8KBアクセスの1回は、I/O命令を1回発行したものとみなす – 例②:512KBアクセスを1回行うと、I/O命令を2回発行したとみなす – 例③:4MBアクセスを1回行うと、I/O命令を16回発行したとみなす • ラージブロックアクセスを行うと低IOPS値でもスループットを 稼げるが、EBSやEC2側のスループット上限に注意
  40. 40. 40 アジェンダ • Amazon Elastic Block Store(EBS)概要 • Snapshotと暗号化 • パフォーマンス – EBSのボリュームタイプ – EBS最適化インスタンス – パフォーマンスに関するTips • 料金 • まとめ
  41. 41. 41 • EBS-Optimizedを有効にするこ とで独立したEBS帯域を確保 • 大きいインスタンスタイプほど 使える帯域が広い EC2 w/o EBS Optimized Network EBS EC2 with EBS Optimized Network EBS Instance Type Dedicated EBS Throughput c3.xlarge 500 Mbps (62.5 MB/sec) c3.4xlarge 2,000 Mbps(250 MB/sec) c4.2xlarge 1,000 Mbps(125 MB/sec) c4.8xlarge 4,000 Mbps(500 MB/sec) EBS最適化なし EBS最適化あり 詳細:http://docs.aws.amazon.com/ja_jp/AWSEC2/ latest/UserGuide/EBSOptimized.html EBS最適化インスタンス(EBS-Optimized)
  42. 42. 42 EC2 normal Net work EBS EBS EC2 ストレージエリア ネットワーク 通常 ネットワーク EC2 EBS- Optimized Net work EBS EBS EC2 ストレージエリア ネットワーク 通常 ネットワーク EC2 normal Net work PIOPS EBS PIOPS EBS EC2 EC2 EBS- Optimized Net work PIOPS EBS PIOPS EBS EC2 ストレージエリア ネットワーク 通常 ネットワーク ストレージエリア ネットワーク 通常 ネットワーク ①通常 ②EBS最適化 ③PIOPS ④PIOPS+EBS最適化 IO 性能 EBS-optimized EBS帯域の確保 IO性能 保証 推奨しない (※PIOPSがEBS-Optimizedを前提とするため) 高速なIO の安定化 IOの安定化 EBS最適化とボリュームタイプ 汎用SSDもEBS 最適化ありが 望ましい
  43. 43. 43 アジェンダ • Amazon Elastic Block Store(EBS)概要 • Snapshotと暗号化 • パフォーマンス – EBSのボリュームタイプ – EBS最適化インスタンス – パフォーマンスに関するTips • 料金 • まとめ
  44. 44. 44 RAID構成 • 1本のEBSで処理しきれないI/O負荷が発生する場合や容量が不 足する場合、RAID0を組むことで解決可能 • OS標準のソフトウェアRAID機能を利用する – Linux: http://docs.aws.amazon.com/ja_jp/AWSEC2/latest/UserGuide/raid-config.html – Windows: http://docs.aws.amazon.com/ja_jp/AWSEC2/latest/WindowsGuide/raid-config.html#windows-raid • RAID構成を組む場合、EC2インスタンス側のスループット上限 に注意が必要
  45. 45. 45 RAID構成時のSnapshot • RAID構成では複数ボリュームのSnapshotの整合性に注意 • 複数のSnapshotが生成されるためタグの活用を考える 1ボリュームの場合 RAIDの場合 Snapshotが複数にな るため、各ボリュー ムの整合性に注意
  46. 46. 46 事前ウォーミング(Pre-Warming) • Snapshotから復元したボリュームに限り、各ブロックへの初回 アクセス時、IOPSに5%から50%のペナルティが発生する ※新規ボリュームでPre-Warmingは不要(非推奨)となった • 全領域からの読み込み処理の実行による事前ウォーミング(Pre- Warming)を行うことで、Snapshotから復元したボリュームに 対する初回アクセス時のペナルティを回避できる • 実運用時は事前ウォーミングが不可能なケースもあるため、運 用要件から判断して実行可能であれば取り込む程度でOK – 例)Auto Scalingで起動したインスタンス ※詳細情報:http://docs.aws.amazon.com/ja_jp/AWSEC2/latest/UserGuide/ebs-prewarm.html
  47. 47. 47 EBSのパフォーマンスを律速する要素 • EBSのパフォーマンスは3つの要素で律速されるので、システム 全体としてのボトルネックを把握することが重要 1. EC2インスタンス側のスループット 2. EBSが処理できるI/O命令の回数(IOPS) 3. 各EBSボリュームスループット EC2 EBS EBS ②EBS自体が処理で きるI/O命令の量 ③EBSボリューム単 体としてのスルー プット上限 ①EC2インスタン ス側のスループッ ト上限 Data Data
  48. 48. 48 1. EC2インスタンス側のスループットを改善する • まずEBS最適化(EBS-Optimized)を有効にする • インスタンスタイプによって決まるEBSスループットの上限値 に到達していないかを確認する – CloudWatchのVolume Read/Write Bytesの合計値 – OSでEBSボリュームへの総流量を確認(iostatやperfmonなど) • 上限に到達している場合はインスタンスタイプを大きくするこ とでスループットを改善する EC2 EBS Data EC2 EBS Data 増速!
  49. 49. 49 2. EBS側のI/O処理性能を改善する • EBS側の実績IOPSを確認する – CloudWatchのVolume Read/Write Opsを参照 – OSでEBSへのI/O命令回数を確認(iostatやperfmonなど) • 上限に到達していればボリュームの変更を検討 – タイプを変更(マグネティック→汎用SSD, 汎用SSD→PIOPS) – スペックを変更(汎用SSD:容量を増加, PIOPS:IOPS値を増加) EC2 EBS Magnetic EC2 EBS PIOPSDataData 増速!
  50. 50. 50 3. EBS側のスループットを改善する • 個々のEBSボリュームのスループットを確認する – CloudWatchのVolume Read/Write Bytesを参照 – OSでEBSボリュームへの総流量を確認(iostatやperfmonなど) • 上限に到達していればボリュームの変更を検討 – タイプを変更(マグネティック→汎用SSD, 汎用SSD→PIOPS) – PIOPS化する際は平均ブロックサイズから必要値を算出する EC2 EBS 汎用SSD Data EC2 EBS PIOPS Data 増速!
  51. 51. 51 アジェンダ • Amazon Elastic Block Store(EBS)概要 • Snapshotと暗号化 • パフォーマンス – EBSのボリュームタイプ – EBS最適化インスタンス – パフォーマンスに関するTips • 料金 • まとめ
  52. 52. 52 EBSのコスト • 汎用SSD(General Purpose(SSD)) – 1GBあたり月額0.12ドル • Provisioned IOPS(SSD) – 1GBあたり月額0.142ドル – 確保したIOPS値あたり月額0.074ドル • マグネティック(Magnetic) – 1GBあたり月額0.08ドル – I/Oリクエスト100万回あたり0.08ドル • Snapshotストレージ – 1GBあたり月額0.095ドル ※2015年10月13日現在の東京リージョンにおける価格です。
  53. 53. 53 ボリュームのコスト例(1TB時) • 汎用SSDを1ヶ月間利用した場合 – 容量分:0.12×1024=約122.9ドル(約14,700円) • Provisioned IOPS(SSD)を5000IOPSで1ヶ月間利用した場合 – 容量分:0.142×1024=約145.4ドル(約17,400円) – IOPS分:0.074×5000=370ドル(約44,400円) – 合計:約516ドル(約61,900円) • マグネティックを1ヶ月利用し8KB単位で1TB読み書きした場合 – 容量分:0.08×1024=約81.9ドル(約9,800円) – IOリクエスト分:0.08×約134 (※)=約10.7ドル(約1,300円) – 合計:約92.6ドル(約11,100円) (1ドル=120円換算) ※読み書きブロック数=1TB/8KB=134217728(約1億3千4百万リクエスト)
  54. 54. 54 汎用SSDとProvisioned IOPS(SSD)の比較  3,000IOPSが必要なケースを例 にコスト比較を行うと左図となる  Provisioned IOPS(SSD)では最低 でも350ドル程度の費用が必要  汎用SSDを1TB確保すると120ド ルで3,000IOPSを利用でき、コ ストメリットがある  Provisioned IOPS(SSD)の利点は スループット。単一ボリュームで も性能が出せるので、運用が容易 になるケースがある 東京リージョン 月額コスト (USD) 汎用SSDとProvisioned IOPS(SSD)のコスト比較 gp2=汎用SSD,io1=PIOPS
  55. 55. 55 アジェンダ • Amazon Elastic Block Store(EBS)概要 • Snapshotと暗号化 • パフォーマンス – EBSのボリュームタイプ – EBS最適化インスタンス – パフォーマンスに関するTips • 料金 • まとめ
  56. 56. 56 まとめ • EBSはOS領域やデータの置き場所として幅広く使える永続化ス トレージ • Snapshotによるバックアップ機能や暗号化機能を備えており、 セキュアに利用することができる • ボリュームタイプによってパフォーマンスやコストが異なる。 標準は汎用SSDだが、必要に応じて変更することも可能 • 高いパフォーマンスが必要な場合は、EBSボリュームだけでな くEC2側のスループットにも注意
  57. 57. 57 参考資料 • Amazon Elastic Block Store(EBS) http://aws.amazon.com/jp/ebs/ • ドキュメント:EBSの概要 http://docs.aws.amazon.com/ja_jp/AWSEC2/latest/UserGuide/AmazonEBS.html • ドキュメント:EBS最適化インスタンス http://docs.aws.amazon.com/ja_jp/AWSEC2/latest/UserGuide/ebs-ec2- config.html • ドキュメント:EBS APIおよびコマンド概要 http://docs.aws.amazon.com/ja_jp/AWSEC2/latest/UserGuide/ebs-api-cli- overview.html • ドキュメント:EC2インスタンスストア http://docs.aws.amazon.com/ja_jp/AWSEC2/latest/UserGuide/InstanceStorage. html

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