AWS Black Belt Tech Webinar 2014 (旧マイスターシリーズ) Amazon Elastic Block Store

1. Amazon Elastic Block Store
AWS Black Belt Tech Webinar 2014 (旧マイスターシリーズ)
アマゾンデータサービスジャパン株式会社
プロフェッショナルサービスコンサルタント
平⼭山 毅

2. Agenda
• １．Amazon Elastic Block Store とは ? – 基本編 -‐‑‒
– 基本機能
– Snapshot機能概要
– Provisioned IOPS機能概要
• ２．前回(2013年年1⽉月)のWebinar以降降の重要なアップデート
– 暗号化機能
– SSD(gp2)
– Throughput の向上
• 3. コスト
• 4. まとめ

3. お客様のアプリケーション
AppStream, Cloud Search, SWF, SQS, SES, Elastic Transcoder
データベース
アプリケーションサービス
RDS, DynamoDB, Redshift, ElastiCache
ストレージ
Cloud Watch Web管理理画⾯面
EBS, S3, Glacier, Storage Gateway
コンテンツ配信
CloudFront
ネットワーク
VPC, Route 53, Direct Connect
認証とログ
IAM, CloudTrail,
CloudHSM 監視
Management
Console
デプロイと⾃自動化
Elastic Beanstalk,
Cloud Formation,
OpsWorks
コマンドライン
インターフェース
CLI
ライブラリ SDKs
Java,
PHP, .NET,
Python, Ruby
EC2, Auto Scaling, Elastic Load Balancing,
グローバルインフラ
コンピュート処理理
AZ リージョン、アベイラビリティゾーン、エッジロケーション Region
分析
Elastic MapReduce, Kinesis, Data Pipeline
アプリケーション
Workspaces, Zocalo
モバイル
Mobile Analytics, Cognito, SNS
30以上のAWSサービス群

4. １．Amazon Elastic Block Store とは ? – 基本編 -‐‑‒

5. AWSのストレージサービスの分類
揮発性不不揮発性（永続化）
S3Glacier
IOPSが指定
可能なEBS
磁気ディスクWEB型の
オブジェクト
ストレージ
アーカイブ
専⽤用ストレージ
EC2インスタ
ンスの⼀一時
ディスク
EC2
Storage
Gateway
アタッチ
Stored VTL
Cached
EBS
Provisioned
IOPS
(SSD)
EBS
Magnetic
New !
EBS
General
Purpose
(SSD)
SSDタイプ
のディスク
Ephe
meral
Disk
Elastic Block Store

6. Amazon Elastic Block Storeとは
• サイズは1GB単位で1GB〜～1TBまで
• サイズ/期間で課⾦金金される(MagneticはIO量量課⾦金金あり)
特徴
• EC2からは独⽴立立している
(他のEC2インスタンスに付け替え可能)
• データは永続的に保存される
• 任意のアベイラビリティゾーン(AZ) に作成可能
• Snapshotバックアップから、EBSボリュームを作成可能 (他のAZに作成できる)
• 3種類のDiskタイプを選択可能に
Region
Availability Zone - a
EC2EC2
EBSEBSEBS
Availability Zone - b
EBSEBS
Amazon Simple
Storage Service
(S3)
EBS
Snapshot
EBSとは、EC2にアタッチされる
ブロックレベルのストレージサービス
※各コンピュートサービスのデータ基盤

7. EBSの基本アーキテクチャ
• ボリュームが内部的に冗⻑⾧長化
• OS側でファイルシステムとして利利⽤用できるようにフォーマットなどの設定が必要
• EBSはネットワーク接続型
…
EC2イ
ンスタ
ンス
OS
ﾊｲﾊﾟｰﾊﾞｲｻﾞｰ
ファイア
ウォール
物理理インタ
フェース
アベイラビリ
ティゾーン
リージョン
Snapshot
EBS
内部的に冗⻑⾧長化

8. EBSを共有ディスクとして利利⽤用する場合の制約
• 複数のインスタンスから同時に1つのEBSボリュームをアタッチできない
（逆に、１つのインスタンスから複数のEBSのアタッチは可能）
• 共有ディスク型のクラスタソフトや Oracle RACといったソリューションを
そのまま利利⽤用はできない
• Shared Nothing型のクラスタソフトは利利⽤用可能
EC2:N → EBS:1EC2:1 → EBS:N
Region
Availability Zone - a
Region
Availability Zone - a
EBSEBSEBS

9. EBS、Instance Storeの適⽤用箇所
Windows
C: D:
EBS
OSブートディスク
としての利利⽤用
EC2
EBS
データ格納ディスク
としての利利⽤用
Instance
Store
E:
データ計算⽤用
⼀一時ディスクとしての利利⽤用
アプリ
データ
システム
データ
ソート
データ

10. Delete on Terminationの無効化
• デフォルトでは、EC2にアタッチされたEBSは、EC2を「Stop」した場合は保持されるが、
EC2が「Terminate」した場合は削除される
• EC2ラウンチやAMI作成の際に、Storage Device Configurationの「Delete on Termination」
のチェックを外すことで、これを防⽌止可能（Management Consoleにも対応）

11. EBSスナップショットとは？
• EBSスナップショットとは？
– EBSのバックアップ機能
– EBSボリュームの特定時点のスナップ
ショットがバックエンドでS3に保存
– 実容量量ベースでの課⾦金金
– 2回⽬目移⾏行行のスナップショットは差分
のみS3に保存する差分バックアップ
– スナップショットの世代管理理が可能
– 安価に⻑⾧長期保存が可能
– スナップショットからいくつでもAZ間
でもEBSボリューム作成・復復元可能
– 他アカウントと共有設定も可能
– AZ固定ではない
– EBSのサイズ変更更もスナップショット
活⽤用により実現可能
Region
Availability Zone - a
EBSEBSEBS
Availability Zone - b
EBSEBS
Amazon Simple
Storage Service
(S3)
EBS
Snapshot
EBS Snapshot
として格納
S3 ⾃自⾝身からは
⾒見見えない

12. EBSスナップショットの取得処理理⽅方式
・S3への連携は、“ブロックレベル”で差分で、格納は全分で⾏行行われる
EBS
10G
EBS
10G
EBS
初回10G
A B B C
Amazon Simple Storage
Service (S3)
に実ファイルが格納
2回⽬目3回⽬目
A
A
B B
B
C
C
スナップ
ショット
の概念念
1G計1G←変更更
差分
←変更更
計2G 差分
初回は全分１Gが取得2回⽬目は差分
１Gのみが取得
3回⽬目は2回⽬目との
差分１Gのみが取得
連携は差分
スナップショットの
概念念として、各時点
の全分が確保される。
S3に格納される実ファイルベースでは
スナップショットに紐紐づくファイルを
差分で管理理される。

13. EBSスナップショットのリストア処理理⽅方式
• 戻したいスナップショット時点に全分⽅方式でリストアすることが可能
(当然Diskの物理理交換も不不要で、EBSの特徴的な機能)
EBS
10G
EBS
10G
EBS
初回10G
Amazon Simple
Storage Service (S3)
に実ファイルが格納
2回⽬目3回⽬目
A
A B B C
A
B B
B
C
C
スナップ
ショット
の概念念
1G計1G
例例えばこのスナップショットを削除
計2G
障害
EBS
10G
B 計1G
2回⽬目スナップショッ
トの取得時点に戻し
たい場合
残りのスナップ
ショットに無い
データAは削除される
2回⽬目時点

14. Snapshotの公開
・EBSタブで対象のSnapshotを選択し「Permission」で変更更が可能。
・公開範囲は、以下の2通り
・複数AWSアカウント間の共有は、複数アカウント間のデータの受け渡しにも利利⽤用可能
①全公開の場合
「Public」を選択
↓
全てのAWSユーザーが利利⽤用可能
②特定AWSアカウントのみ公開の場合
「Private」を選択し、公開する
AWSアカウントを指定する
↓
指定したAWSユーザーのみ利利⽤用可能

15. Snapshot Copy
• 作成したSnapshotをコピーする機能（※Region内コピー、Region間コピー、の両⽅方可能）
[主な⽤用途]
• 地理理的な拡⼤大・グローバル展開（新しいリージョンでアプリケーションをローンチしたい場合）
• 移⾏行行 （あるリージョンから別のリージョンにアプリケーション移⾏行行）
• DR (ディザスタリカバリ)
Region : A
Availability
Zone - a
Snapsho
t
EBS
Availability
Zone - b
Region : B
Availability
Zone - a
Availability
Zone - b
Internet
Snapsho
t Copy
Snapshot Copy
EBS
AMI
Create EBS
from Snapshot
Create AMI
from Snapshot

16. Snapshot Copyの操作
• Snapshotを選択し「Copy」をクリック後、「Copy Snapshot」でコピー先の
リージョンを選択し実⾏行行が可能
• 複数スナップショットの並⾏行行コピー処理理も可能
• Management Consloleでは送信元リージョンからPush
コマンドラインでは送信先リージョンからPullで実⾏行行する点に注意！
送信元
からPush
$ aws –region 送信先リージョン ec2 copy-snapshot --source-region 送信元リージョン
--source-snapshot-id 送信元スナップショットID
Management
Conslole
リージョン間コ
ピーの進⾏行行状況が
確認できる
送信先
からPull
CLI

17. スナップショット処理理の⾃自動化
• EBSはストレージ運⽤用で最も頻度度が⾼高く⾯面倒なDiskの物理理交換が不不要なため、
運⽤用負荷は⼤大きく軽減される
• ただし、スナップショット定期取得等の運⽤用は発⽣生するため、以下のような
⾃自動化設定を組み込むと運⽤用が効率率率化される
⾃自動化設定例例
CLI、SDK対応プログラム⾔言語でプログラム作成
#認証情報
極⼒力力 IAM ROLEを活⽤用し、直接記述することを避けるのがよい
#起動条件（任意）
・・・・・ ← 先⾏行行処理理やファイル連携契機等の条件を⼊入れても良良い
#スナップショット作成
ec2 create snapshot “volume-‐‑‒ID” ← IDはパラメータ渡しでも良良い
①OSのスケジュール管理理機能でスケジュール化
（Linux：Cron 、Windows：タスクスケジューラに組込）
②ジョブスケジューラに組み込みスケジュール化

18. Provisioned IOPS
• IOPS数が指定できるEBS
• EBS-‐‑‒Optimizedインスタンスへのアタッチを前提
• Volume作成時にPIOPS（SSD)を指定する
Root VolumeのEBSもPIOPSを使⽤用可能
• OSからは通常のEBSと同じように⾒見見える
• 指定したIOPS値の±10％が99.9%の確率率率で保証される
IOPSとは？
18
Input Output per Second の略略で、
「1秒あたりのディスクI/O数」を意味し、
DISK性能の指標値の1つ
（算出式）
1
回転待ち時間＋シーク時間＋転送時間
Volume Type
にProvisioned
IOPSを指定
IOPSの値を指定

19. EBS-‐‑‒Optimized Instance
• EBS⽤用にネットワーク帯域を最適化
（EC2インスタンスタイプによって適⽤用されるスループットは異異なる)
• General Purpose, Magnetic Volume使⽤用時も効果がある
• “EBS-‐‑‒Optimized Instance” と “Provisioned IOPS”を組み合わせることで、
I/O値の最適化が可能
EBS向け帯域と共有EBS向け帯域を専⽤用に確保
EC2
normal
通常EBS-‐‑‒Optimized-‐‑‒Instance
PIOPS
EBS
Net
work
PIOPS
EBS
EC2
PIOPS
EBS
EC2
EBS-‐‑‒
OptimizedNet
work
PIOPS
EBS
EC2
EBS向け
ネットワーク
通常
ネットワーク
EBS向け
ネットワーク
通常
ネットワーク

20. EBS-‐‑‒Optimized Instance有効化
チェックを⼊入れる

21. PIOPSとEBS-‐‑‒Optimizedの組合せ
EC2
normal
①通常②EBS-‐‑‒optimized
EBSEBS
Net
work
EC2
EBS向け
ネットワーク
通常
ネットワーク
EC2
EBS-‐‑‒
Optimized
ネットワークの最適化
EBSEBS
Net
work
EC2
EBS向け
ネットワーク
通常
ネットワーク
IOの安定化
③PIOPS④PIOPS＋EBS-‐‑‒
EC2
normal
PIOPS
EBS
Net
work
PIOPS
EBS
EC2
optimized
EC2
EBS-‐‑‒
Optimized
PIOPS
EBS
Net
work
PIOPS
EBS
EC2
EBS向け
ネットワーク
通常
ネットワーク
EBS向け
ネットワーク
通常
ネットワーク
P-‐‑‒
IOPS
EBS-‐‑‒optimized
IO回数
指定
⾮非推奨
（※PIOPSがEBS-‐‑‒Optimizedを前提とするため）
⾼高速なIO
の安定化

22. Auto Enable IO 機能
• EBSのデータの整合性が取れなくなっても、 EBSへのI/O処理理を中断しないで継続する機能
• データの整合性よりディスクの可⽤用性を優先する場合に使⽤用
• この設定の場合、ステータスチェックは常に「Okay」になるが、整合性が取れなくなった場合に
は「Auto I/O enable」のイベントが⽣生成
チェックを⼊入れる

23. EBS Volume Status機能
• EBSのデータ整合性という観点でEBSの状態を内部的に⾃自動で確認する機能
• Status Checksタブの「Volume Status」で確認可能
• 成功時は「Okay」、失敗時は「impaired」が表⽰示され
デフォルトでEBSへのI/Oが中断される
• Linuxの場合fsck、Windowsの場合chkdsk、でOS側
からもデバイスの整合性を確認することを推奨
■留留意点
• EBSディスクのハードエラーの検知（内部的なミラー
ディスクも利利⽤用不不可）は、Status Checksではなく
Stateの「Error」で確認する
• ハードエラー時はStatus Checksはできない
↓エラー↓整合性

24. EBSのStatus Checkイベント確認
• Status Checks で発⽣生するイベント⼀一覧は、以下の通りで確認できる
(※Cloudwatchのアラート設定とは別)
■コマンドライン
Status情報とイベントをまとめて⾒見見ることが可能
$ aws ec2 describe-volume-status –volume-ids （ボリュームID）
■Management Console
EC2の「Event」タブで、EC2のイベントと合わせて表⽰示される

25. EBSの状態監視
■基本的な考え⽅方■業務的な監視
Application
Guest OS
Amazon Web Services
PIOPS
EBS
Middleware
EC2
EBS-‐‑‒
Optimized
Hypervisor
OSまたはミドル
ウェアのファイ
ルシステム
EC2
EBS向け
ネットワーク
通常イーサネット
ネットワーク
OS・Middleware・
Application
から監視が必要
■AWS内監視
AWSの機能で監視
State意味
CreatingEBS作成中
AvailableEBS利利⽤用可
In-‐‑‒useEBS使⽤用中
DeletingEBS削除中
DeletedEBS削除済
ErrorEBS利利⽤用不不可
Status意味
OkayEBS I/O正常
WarningEBS I/O劣劣化
ImpairedEBS I/O不不可
Insufficien
t-‐‑‒Data
EBS I/O測定中
①EBS⽣生死監視の観点の監視
②EBS I/O可否の観点の監視
ここを監視

26. ２．前回Webiner(2013年年1⽉月)からのUpdate

27. EBS 暗号化機能
・EBSがAES-‐‑‒256で暗号化が可能に。
キー情報は、AWS側で独⾃自に管理理される。
[留留意点]
・⾮非暗号化EBSから暗号化EBSは作成できない。
・ブートボリュームへの適⽤用は未サポート
・暗号化したEBS Snapshotは共有しても
他AWSアカウントから復復号できない
・アタッチできるインスタンスタイプが
以下になる。（2014年年9⽉月時点）
「暗号化」にチェック
インスタンスファミリーインスタンスタイプをサポート
M3
m3.medium | m3.large | m3.xlarge | m3.2xlarge
C3
c3.large | c3.xlarge | c3.2xlarge | c3.4xlarge | c3.8xlarge
CR1, R3
cr1.8xlarge | r3.large | r3.xlarge | r3.2xlarge | r3.4xlarge | r3.8xlarge
I2
i2.xlarge | i2.2xlarge | i2.4xlarge | i2.8xlarge
G2
g2.2xlarge

28. EBS ⾮非暗号化からEBS 暗号化への移⾏行行⽅方法(例例)
・EBS暗号化に対応したEC2のインスタンスタイプに変更更し、
新規のEBS暗号化をアタッチして、データコピーして移⾏行行
旧タイプ
Instance
Change
Instance
Type新タイプ
ﾌｧｲﾙﾌｧｲﾙ
Boot Data
新タイプ
Instance
Boot Data Data
新規
暗号化
EBS
アタ
ッチ
Snap
shot
⾮非暗号化EBSのSnapshot
から暗号化EBSは作成できない
Instance
ﾌｧｲﾙ
Boot Data Data
ドライブ
を合わ
せたい
場合、
Snapshot
から再構成

29. 新しいEBS General Purpose (SSD) – GP2
New !
・EBS Volume に3つ⽬目の
タイプとしてGP2が登場
・デフォルトの推奨設定に！
MagneticGP2プロビジョンド IOPS
項⽬目標準 (Standard)
(PIOPS)
種類ハードディスクSSDベースSSDベース
容量量課⾦金金あり（GBあたり）あり（GBあたり）あり（GBあたり）
IOPS
キャパシティ課⾦金金
なしなしあり（プロビジョニングさ
れた IOPS あたり）
リクエスト）なしなし
IOリクエスト課⾦金金あり（100 万 I/O
性能標準⾼高性能バースト⾼高性能（PIOPS設定通り）

30. GP2の詳細と特徴
• SSDベースの新たなEBSボリュームタイプ
• ベースパフォーマンスとして1GBあたり3IOPSを保証
ü 100GBのボリュームの場合300IOPS、500GBなら1500IOPSとなる
• 最⼤大3000IOPSまでバースト可能
ü システムの起動ボリュームや、短期的に読み書きが集中する場合に適する
ü バースト可能時間はI/O Creditの残⾼高とベースパフォーマンスに依存
• シンプルな料料⾦金金体系
ü 1GBあたり1ヶ⽉月0.12ドル（東京リージョン）
ü IOPSあたりの課⾦金金やI/Oリクエストへの課⾦金金が無く、容量量ベースの課⾦金金のみ

31. 容量量に⽐比例例したベースパフォーマンス
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、⼀一定時間
バーストが発⽣生する
• バースト終了了後はベースパ
フォーマンス(1GBあたり
3IOPS）が維持される
• 1TBをプロビジョニングすると
常時3000IOPSのパフォーマン
スを継続できる
（＝Provisioned IOPSと同等)
IOPS
分
1TB
500GB
100GB
バースト

32. GP2の3000IOPSにバーストする期間の算出式
クレジットバランス
期間 ＝
Burst IOPS -‐‑‒ ３ × ボリュームサイズ
ボリューム
サイズ
（GiB）
ベースパフォー
マンス
（IOPS）
3,000 IOPS での
最⼤大のバースト期間
（秒数）
空のクレジットバラ
ンスを補充する秒数
131,8021,800,000
100300容量量が増え
2,00018,000
250750れば、
2,4007,200
5001,500バースト
期間は⻑⾧長く
3,6003,600
7502,250なる。
7,2002,400
1,0003,000無制限該当無

33. コスト感を含めた３つのEBSタイプの⽐比較
IO低負荷IO⾼高負荷
• GP2はMagneticに近い値段で、実際に
3000IOPSまでバースト可能
• ⾼高負荷の際、GP2はPIOPSに⽐比べて安い
• 標準のMagneticではパフォーマンス保証
されない
• PIOPSで安定した3000IOPS保証される
が、バーストならGP2最安値
性能は100IOPSまで
最安値

34. EBSの最⼤大スループットの改善
■最⼤大転送速度度の倍増
最⼤大128MB/Secまで可能に
（従来は64MB/Secまで）
■IOP（操作）の16倍増
最⼤大256KBまで可能に
（従来は１６KBまで)
OS
EBS最適化
で確保された帯域
EC2側の例例
256MB/Sec
128MB/Sec
ブロック
サイズ
256KB
1 IOPS
で256Kの
処理理が可能
※従来であればチャンクされて8 IOPSとなる

35. 3.コスト

36. コスト
• Amazon EBS General Pupose (SSD)
– $0.12 : 1か⽉月にプロビジョニングされたストレージ1GB あたり
• Amazon EBS Provisioned IOPS (SSD)
– $0.142 : 1か⽉月にプロビジョニングされたストレージ1GB あたり
– $0.074： 1か⽉月にプロビジョニングされたIOPSあたり
• Amazon EBS Magnetic Volume
– $0.080 : 1か⽉月にプロビジョニングされたストレージ1GB あたり
– $0.080/100万I/O リクエスト
• Amazon EBS スナップショット
– ＄0.095 : 1か⽉月に格納されたデータ1GBあたり
※価格は、2014年年9⽉月3⽇日時点のものです。

37. 4.まとめ

38. まとめ
• EBSはEC2のデータ格納基盤
• スナップショットは、バックアップだけでなくリージョン間やアベイラ
ビリティゾーン間のデータ移⾏行行にも活⽤用可能
• GP2とスループットの改善により、ハイエンドなワークロードの
処理理が安価に実現可能に！
• EBSのAES-‐‑‒256暗号化機能によりセキュアな利利⽤用が可能に

39. 参考資料料
• Amazon Elastic Block Store Developer Guide
– http://docs.aws.amazon.com/AWSEC2/latest/UserGuide/AmazonEBS.html
• Amazon EBS Optimized Instance Developer Guide
– http://docs.aws.amazon.com/AWSEC2/latest/UserGuide/AmazonEBS.html
• Amazon EBS FAQ
– http://aws.amazon.com/jp/ec2/faqs/
• Amazon EBS 価格
– http://aws.amazon.com/jp/ec2/pricing/