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AWSの活用で変わる
これからのゲームインフラの構築と運用
2014年7月4日
アマゾンデータサービスジャパン株式会社
シニアソリューションアーキテクト
安川 健太
Applibot presents SmartphoneGame on AWS
自己紹介
安川 健太 (@thenkentiest)
• AWSソリューションアーキテクト
• 担当するお客様の範囲
• スタートアップ
• ゲーム・ソーシャルサービス
• 時々エンタープライズ
略歴
• エリクソンリサーチにてM2MやSNS + IoTな感じの技術の研究開発
• ユーザとして触ったAWSに感銘を受けてAWSソリューションアーキテク
トに
(↑イマココ)
洗練されたスケーラブルなアプリケーションの構築を助け
る
幅広く、深いプラットフォーム
豊富な品揃え
30を超えるAWSビルディングブロック
Support CertificationTrainingProfessional Services
Technology Partners Consulting Partners AWS MarketplaceEcosystem
Elastic Beanstalk for Java, Node.js,
Python, Ruby, PHP and .Net OpsWorks CloudFormation
Containers & Deployment
(PaaS)
Management &
AdministrationIAM CloudWatchCloudTrail APIs and SDKsManagement ConsoleCloud HSM Command Line Interface
Direct Connect Route 53VPC
Networking
Analytics
Data PipelineRedshiftEMR Kinesis SWFSNS SQS CloudSearchSES AppStreamCloudFront
Application Services
WorkSpaces
Regions Availability Zones Content Delivery POPs
Storage GatewayS3 EBS Glacier Import/Export DynamoDB ElastiCache
StorageCompute Databases
RDS
MySQL, PostgreSQL
Oracle, SQL Server
Elastic Load BalancerEC2 Auto Scaling
CTOの皆様の悩み
• 毎回なんかある度にこれをやってた
ら寝れません。。。
ゲーム提供者様のよくあるお悩み
インフラ増強に時間がかってユーザ増に間に合わない
サーバを買っても余るようになったらどうしよう
インフラ担当が24時間つきっきりで疲弊してる
ハードウェアやDC障害への備えとか…わかってるけど…
ほんとはゲームを面白くすることに時間使いたいですよね
…?
本来やりたかった面白いゲームの開発に集中してほしい
AWSを使って
多数のゲーム会社様ご利用実績
「膨大なゲームトラフィックを
処理するためのインフラを一人
で構築、運用するには、AWSし
か選択肢がありませんでし
た。」
「Amazon Redshiftがリ
リースされた時は衝撃的
でした。」
「AWSサポートの迅速さと問
題解決能力、費用対効果は非
常に高い水準にあると思いま
す。」
最新の事例はこちらから  http://www.awsmicrosite.jp/game/
30を超えるAWSビルディングブロック
Support CertificationTrainingProfessional Services
Technology Partners Consulting Partners AWS MarketplaceEcosystem
Elastic Beanstalk for Java, Node.js,
Python, Ruby, PHP and .Net OpsWorks CloudFormation
Containers & Deployment
(PaaS)
Management &
AdministrationIAM CloudWatchCloudTrail APIs and SDKsManagement ConsoleCloud HSM Command Line Interface
Direct Connect Route 53VPC
Networking
Analytics
Data PipelineRedshiftEMR Kinesis SWFSNS SQS CloudSearchSES AppStreamCloudFront
Application Services
WorkSpaces
Regions Availability Zones Content Delivery POPs
Storage GatewayS3 EBS Glacier Import/Export DynamoDB ElastiCache
StorageCompute Databases
RDS
MySQL, PostgreSQL
Oracle, SQL Server
Elastic Load BalancerEC2 Auto Scaling
お客様のフィードバックに基づくイノベーション
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
9 24 48 61 82
159
280
今日のアジェンダ
• 進化し続けるコンピュートサービス Amazon EC2
- 新しいインスタンスタイプ
- 新しいディスクオプション
- Dockerへの対応
• パフォーマンスの壁を越えてスケールするために
- Amazon ElastiCacheのアップデート
- Amazon DynamoDBの活用法
• 増え続けるデータの解析もお任せ
- Amazon Redshift と Amazon Kinesisでデータ解析
進化し続けるコンピュートサービス Amazon EC2
多種多様なインスタンスタイプ
GPU
一般用途
バランス型
メモリ
最適化
ストレージとIO
最適化
コンピュート
最適化
CR1M2CC2C1
HI1 HS1 CG1M1
多種多様なインスタンスタイプ
GPU一般用途
メモリ
最適化
ストレージとIO
最適化
コンピュート
最適化
CR1M2CC2C1 HI1 CG1M1
G2M3 R3C3 I2 HS1T2
M3インスタンス - 汎用タイプ
• Intel Xeon E5-2670
(Sandy Bridge)
• SSDのインスタンス
ストレージ
CPU性能、メモリー、ネットワークのバランスがとれたタイプ
特徴 モデル vCPU メモリ
(GiB)
SSD
ストレージ
(GB)
オンデマン
ド料金
(東京)
m3.medium 1 3.75 1 x 4 $0.101
m3.large 2 7.5 1 x 32 $0.203
m3.xlarge 4 15 2 x 40 $0.405
m3.2xlarge 8 30 2 x 80 $0.810
C3インスタンス - CPU最適化
• Intel Xeon E5-2670 v2
(Ivy Bridge)
• SSDインスタンスストレージ
• 低レイテンシー、低ジッタ、高い
秒間あたりのパケット性能を持つ
拡張されたネットワーク
(SR-IOV, VPCのみ)
• クラスタリングサポート
CPU性能に特化したタイプ。CPUあたりの料金が最も安い
特徴
モデル vCPU メモリ
(GiB)
SSD
ストレージ
(GB)
オンデマン
ド料金
(東京)
c3.large 2 7 2 x 16 $0.128
c3.xlarge 4 14 2 x 40 $0.255
c3.2xlarge 8 28 2 x 80 $0.511
c3.4xlarge 16 55 2 x 160 $1.021
c3.8xlarge 32 108 2 x 320 $2.043
R3インスタンス - メモリ最適化
• Intel Xeon E5-2670
v2
(Ivy Bridge)
• SSDインスタンスストレージ
• 低レイテンシー、低ジッタ、高
い秒間あたりのパケット性能を
持つ拡張されたネットワーク
(SR-IOV, VPCのみ)
メモリに特化したタイプ。メモリGiBあたりの料金が最も安い
特徴
モデル vCPU メモリ
(GiB)
SSD
ストレージ
(GB)
オンデマン
ド料金
(東京)
r3.large 2 15 1 x 32 $0.210
r3.xlarge 4 30.05 1 x 80 $0.420
r3.2xlarge 8 61 1 x 160 $0.840
r3.4xlarge 16 122 1 x 320 $1.680
r3.8xlarge 32 244 2 x 320 $3.360
I2インスタンス - ストレージ最適化
• Intel Xeon E5-2670 v2
(Ivy Bridge)
• SSDインスタンスストレージ
• TRIMサポート
• 低レイテンシー、低ジッタ、高い
秒間あたりのパケット性能を持つ
拡張されたネットワーク
(SR-IOV, VPCのみ)
ストレージに最適化されており、高いランダムI/O性能、IOPSを提供
i2.8xlargeで秒間365,000超のランダムリードと秒間315,000超のランダムライト
特徴 モデル vCPU メモリ
(GiB)
SSD
ストレージ
(GB)
オンデマン
ド料金
(東京)
i2.xlarge 4 30.05 1 x 800 $1.051
i2.2xlarge 8 61 2 x 800 $2.101
i2.4xlarge 16 122 4 x 800 $4.202
i2.8xlarge 32 244 8 x 800 $8.404
T2インスタンス – バースト可能汎用タイプ
• Intel Xeon Family
• HVMのみ対応
- 安価にHVMを利用で
きる
- PVMは使えない
• 1分間CPUを使いきれるク
レジットを1時間毎に受け
取り
普段はコンピュータパワーをそれほど必要としないが、
間欠的に多くのコンピュータリソースが必要となる用途に
特徴 タイプ vCPU メモリ
(GiB)
CPU
クレジット
オンデマン
ド料金
(東京)
t2.micro 1 1.0 6 cr/h $0.020
t2.small 1 2.0 12 cr/h $0.040
t2.medium 2 4.0 24 cr/h $0.080
m3.medium
(参考)
1 3.75 - $0.101
T2で負荷をかけた際のCPUクレジット使用量と残高
• CloudWatchで確認可能
ディスクIOも望みのスペックを指定できます
EBS プロビジョンドIOPS
• ディスクのIO性能(IOPS)を指定できる
• IOPS値の指定は100~4000で1刻みが可能
- (StandardなEBSのIOPSは、約100程度)
• 複数ボリュームを組み合わせてさらに高いIO性能も実現可能
EBS 最適化オプション
• EBS用にネットワーク帯域を最適化
• 確保される帯域は、500Mbpsか1000Mbps (インスタンスタイプ
新規追加されたgp2 (General Purpose SSD) ボリューム
Volume Type General Purpose(SSD) Provisioned IOPS(SSD) Magnetic (旧Standard)
ユースケース • 起動ボリューム
• 仮想デスクトップ環境
• 開発およびテスト環境
• 間欠的に負荷がかかる
データベース
• 高いI/Oパフォーマンスを
継続的に要求するアプリ
ケーション
• 大規模なデータベースな
ど
• 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 1GiBから1TiBまで 10GiBから1TiBまで 1GiBから1TiBまで
パフォーマンス ・ベースは1GiBあたり
3IOPS
・3000IOPSまでバース
ト可能
プロビジョニング次第
(1ボリュームあたりの上
限は4000IOPS)
平均100IOPS
数百IOPSまでバースト可
料金
(東京リージョン)
• 1GBあたり1ヶ月$0.12 • 1GBあたり1ヶ月$0.142
• 1 IOPSあたり1ヶ月
$0.114
• 1GBあたり1ヶ月$0.08
• 100万I/Oリクエストあ
たり$0.08
gp2のバースト時のパフォーマンス
• 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
発生する
• バースト終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)
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)IOPS
分
IOPSとI/O Credit残高の関係
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)
AWS Elastic Beanstalk for Docker
2014/04/24 http://bit.ly/1f8Bd7z
Meets
Amazon Linux AMI 2014.03 からDockerをサポート
パフォーマンスの壁を越えてスケールするために
Amazon ElastiCacheとは
構築
• キャッシュクラスタを数クリックで起動
• EC2同様、初期費用無し、時間単位の従量課金
移行
• 2種類のエンジン(memcached, redis)をサポート
• 既存アプリケーションの変更不要
運用
• 可用性を向上させる機能
• モニタリング、自動障害検出、復旧、拡張、パッチ管
理機能を提供
セキュリティ
• セキュリティグループ、VPC対応
gumiさんでのご利用事例
http://www.slideshare.net/hommatomonori/elasticache-for-redis
アベイラビリティゾーンをまたいだReplication構
成
リードレプリカを複数のアベイラビリティゾーンにデプロイ可能
• 同一AZのリードレプリカを参照し高速なデータ取得が可能に
• プライマリノード側のAZ障害時のデータ保全が可能に
Availability Zone - a Availability Zone - b
非同期レプリケーション
東京リージョン
SET
GET
SET
GET
App App
リードレプリカ昇格
リードレプリカをプライマリに昇格可能
昇格は数分が必要
• ダウンが発生するため、クライント側でエラーハンドリングは必要
• アプリ修正不要(プライマリのendpointが変わらない)
① ① unlink
② SYNC
③ DNS change
Backup & Restore for ElastiCache Redis
スナップショット
• 一日1回自動スナップショット。S3にデータを保存
• 任意のタイミングで手動スナップショット取得可能
• 今までご自身でEC2 Redis経由で行ったバックアップが不要となる
2014/4/24
slaveof
Redis
RDB copy
restore
snapsho
t
Amazon DynamoDB
NoSQL as a Service
超高速・予測可能な一貫したパフォーマンス
シームレスなスケーラビリティと低コスト
運用管理必要なし
低レイテンシ、SSD
プロビジョンスループット
無限に使えるストレージ
ADMIN
DynamoDBの知られざる強力な機能
• Conditional Update
• 「キーにマッチするレコードが存在したら/しなかったら」や「この値が
○○以上/以下だったら」という条件付き書き込み/更新ができる
• AttributeへのAdd操作、Atomic Counter
• AttributeがNumber型なら足し算/引き算、Set型ならそのセットに対し
て値を追加
◯☓ゲームのステート管理
◯☓ゲーム
{
Id : abecd,
Players : [ Alice, Bob ],
State : STARTED,
Turn : Bob,
Top-Right : O
}
Game Item
◯☓ゲーム
Amazon
DynamoDB
Alice Bob
◯☓ゲーム
Amazon
DynamoDB
Alice Bob
Update:
Top-Left : X
Turn : Alice
◯☓ゲーム – 今のままだとチートが可能
Alice Bob (1)
Amazon
DynamoDB
Bob (2) Bob (3)
◯☓ゲーム – 今のままだとチートが可能
Bob (1)
Amazon
DynamoDB
Bob (2)
Bob (3)
Update:
Turn : Alice
Top-Left : X
Update:
Turn : Alice
Mid : X
State : STARTED,
Turn : Bob,
Top-Right : O
Update:
Turn : Alice
Low-Right : X
◯☓ゲーム – 今のままだとチートが可能
Bob (1)
Amazon
DynamoDB
Bob (2)
Bob (3)
Update:
Turn : Alice
Top-Left : X
Update:
Turn : Alice
Mid : X
State : STARTED,
Turn : Alice,
Top-Right : O,
Top-Left : X,
Mid: X,
Low-Right: X
Update:
Turn : Alice
Low-Right : X
Conditional Updateを使った楽観的ロック
現在の特定のAttributeに特定の値が入っていた場合にのみ更新を実施
条件が合わなかったら更新せずに終了
(但し、1つのアイテムのみで適用可能)
修正版◯☓ゲーム
Bob (1)
Amazon
DynamoDB
Bob (2)
Bob (3)
Update:
Turn : Alice
Top-Left : X
Expect:
Turn : Bob
Top-Left : null
State : STARTED,
Turn : Bob,
Top-Right : O
Update:
Turn : Alice
Mid : X
Expect:
Turn : Bob
Mid : null
Update:
Turn : Alice
Low-Right : X
Expect:
Turn : Bob
Low-Right : null
修正版◯☓ゲーム
Bob (1)
Amazon
DynamoDB
Bob (2)
Bob (3)
State : STARTED,
Turn : Bob,
Top-Right : O
Update:
Turn : Alice
Top-Left : X
Expect:
Turn : Bob
Top-Left : null
Update:
Turn : Alice
Low-Right : X
Expect:
Turn : Bob
Low-Right : null
Update:
Turn : Alice
Mid : X
Expect:
Turn : Bob
Mid : null
修正版◯☓ゲーム
Bob (1)
Amazon
DynamoDB
Bob (2)
Bob (3)
State : STARTED,
Turn : Alice,
Top-Right : O,
Top-Left : X
Update:
Turn : Alice
Top-Left : X
Expect:
Turn : Bob
Top-Left : null
Update:
Turn : Alice
Mid : X
Expect:
Turn : Bob
Mid : null
Update:
Turn : Alice
Low-Right : X
Expect:
Turn : Bob
Low-Right : null
データの解析もAWSなら簡単には初めて大きくスケール
Elastic
MapReduce
DynamoDB RedShift
S3
データがS3にあれば、あとは必要に応じて解析ク
ラスタを起動して利用できる
シンプルなログ解析システムの例
各エンド端末でログをファイルに書き
出す
定期的にS3にUpload
定期的にRedshiftに読み込み
BIツールを使ってRedshift解析
2014-01-24,nateware,e4df,login
2014-01-24,nateware,e4df,gamestart
2014-01-24,nateware,e4df,gameend
2014-01-25,nateware,a88c,login
2014-01-
25,nateware,a88c,friendlist
2014-01-25,nateware,a88c,gamestart
Amazon Redshift
リーダーノード
• SQLエンドポイント
• メタデータの保存
• クエリ実行のコーディネート
コンピュートノード
• カラムナ型のストレージ
• Amazon S3を介したデータの
ロード、バックアップ、リストア
• Amazon DynamoDBからの並列ロード
シングルノードでも利用可能
10 GigE
(HPC)
Ingestion
Backup
Restore
JDBC/ODBC
前のシステムにサーバのログも追加
サーバログもS3に収集
Redshiftで読み込んで解析
外部解析サービスの利用も可
EC2
外部解析
サービス
Tableau + Redshift
DynamoDBのデータも解析に利用
GameのバックエンドにDynamoDB
Redshiftに直接読み込み可
Redshiftでうまくデータを結合 EC2
EMRを使ってデータを前処理
EMRでログファイルのETL処
理
EMRでDynamoDB上のデータ
も前処理
EC2
Amazon Kinesisでリアルタイム分析も
Amazon Kinesis
リアルタイムでビッグデータを取り込むためのサービス
Data
Sources
App.4
[Machine
Learning]
AWS
Endp
oint
App.1
[Aggregate & De-
Duplicate]
Data
Sources
Data Sources
Data
Sources
App.2
[Metric
Extraction]
S3
DynamoDB
Redshift
App.3
[Sliding Window
Analysis]
Data
Sources
Availability Zone
Shard 1
Shard 2
Shard N
Availability
Zone
Availability
Zone
Kinesisを使ったリアルタイムデータ処理
Kinesisにデータストリームを入力
複数のWriterとReaderが共存可
もちろんデータのRedshiftへの読み込
みも
EC2
EC2
Sparkコネクタもあります
EC2
EC2
FPSのリアルタイム分析
PUT "kills" {"game_id":"e4b5","map":"Boston","killer":38,"victim":39,"coord":"274,591,48"}
PUT "kills" {"game_id":"e4b5","map":"Boston","killer":13,"victim":27,"coord":"101,206,35"}
PUT "kills" {"game_id":"e4b5","map":"Boston","killer":38,"victim":39,"coord":"165,609,17"}
PUT "kills" {"game_id":"e4b5","map":"Boston","killer":6,"victim":29,"coord":"120,422,26"}
PUT "kills" {"game_id":"30a4","map":"Los Angeles","killer":34,"victim":18,"coord":"163,677,18"}
PUT "kills" {"game_id":"30a4","map":"Los Angeles","killer":20,"victim":37,"coord":"71,473,20"}
PUT "kills" {"game_id":"30a4","map":"Los Angeles","killer":21,"victim":19,"coord":"332,381,17"}
PUT "kills" {"game_id":"30a4","map":"Los Angeles","killer":0,"victim":10,"coord":"14,108,25"}
PUT "kills" {"game_id":"6ebd","map":"Seattle","killer":32,"victim":18,"coord":"13,685,32"}
PUT "kills" {"game_id":"6ebd","map":"Seattle","killer":7,"victim":14,"coord":"16,233,16"}
PUT "kills" {"game_id":"6ebd","map":"Seattle","killer":27,"victim":19,"coord":"16,498,29"}
PUT "kills" {"game_id":"6ebd","map":"Seattle","killer":1,"victim":38,"coord":"138,732,21"}
FPSのリアルタイムヒートマップ
イベントを解析しながらユーザにアクションを促すシステムの例
AWSEndpoint
Kinesis
App.1
Kinesis
App.2
Redshift
DynamoDB
Kinesis
App.3
Availabi
lity
Zone
Shard 1
Shard 2
Shard N
Availa
bility
Zone
Availa
bility
Zone
RDS
Data analyst
BI tool
まとめ
進化し続けるコンピュートサービス Amazon EC2
• 新しいインスタンスタイプ
• 新しいディスクオプション
• Dockerへの対応
パフォーマンスの壁を越えてスケールするために
• Amazon ElastiCacheのアップデート
• Amazon DynamoDBの活用法
増え続けるデータの解析もお任せ
• Amazon Redshift と Amazon Kinesisでデータ解析
AWS Summit Tokyo 2014
2014年7月17日(木) ~ 18日(金)
グランドプリンス新高輪 (国際館パミール)
来場無料 (要事前登録)
http://www.awssummittokyo.com/
• 申し込み受付開始通知メール受付開始!
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Applibot presents Smartphone Game on AWS

Editor's Notes

  1. We have two players in a round of tic-tac toe. The item storing the data for this particular game of tic tac toe is here stored in DynamoDB. This is a match between Alice and Bob, and we’re going to have Alice go first.
  2. We can see with this move that Bob is not very good at this game. By playing that, Alice can guarantee a win by playing in the lower-left. Let’s say Bob realizes that he not good at this game, and wants to come up with some other way to win.
  3. Based on the API calls we’ve sketched out, this would work and Bob would win, or crash the game.
  4. Here all of those will be merged together. UpdateItem lets you pick specific attributes in an item to update, leaving all the rest of the attributes alone. PutItem on the other hand replaces the whole item, so then it would have been last write wins. That opens another can of worms around being able to “undo” moves, but that’s a different issue that we’ll fix in the same way.
  5. Apply the write only if the values in the item are still what the request expected them to be.
  6. 9-10 min But, only one of those writes will arrive first. Writes to each item are serialized by DynamoDB.
  7. Introduce Redshift Product
  8. Typical data we see developers gathering about the player includes session length, telemetry data, in game data like how long to the first purchase etc, basically any information that will tell you where the game is doing well versus where it is not. This data tends to be unstructured and so developers often deploy a NoSQL solution to store that data. They will later use a batch based sort job to cleanse the data and move it into a relational database of some sort, likely a DataWareHouse, for analysis. Many Game Developers use AWS’s NoSQL offering DynamoDB which can handle very high volumes of read and writes and is highly durable. And as always you can install and manage your own NoSQL offering like MongoDB, Cassandra, Couchbase, etc too.
  9. Typical data we see developers gathering about the player includes session length, telemetry data, in game data like how long to the first purchase etc, basically any information that will tell you where the game is doing well versus where it is not. This data tends to be unstructured and so developers often deploy a NoSQL solution to store that data. They will later use a batch based sort job to cleanse the data and move it into a relational database of some sort, likely a DataWareHouse, for analysis. Many Game Developers use AWS’s NoSQL offering DynamoDB which can handle very high volumes of read and writes and is highly durable. And as always you can install and manage your own NoSQL offering like MongoDB, Cassandra, Couchbase, etc too.
  10. Typical data we see developers gathering about the player includes session length, telemetry data, in game data like how long to the first purchase etc, basically any information that will tell you where the game is doing well versus where it is not. This data tends to be unstructured and so developers often deploy a NoSQL solution to store that data. They will later use a batch based sort job to cleanse the data and move it into a relational database of some sort, likely a DataWareHouse, for analysis. Many Game Developers use AWS’s NoSQL offering DynamoDB which can handle very high volumes of read and writes and is highly durable. And as always you can install and manage your own NoSQL offering like MongoDB, Cassandra, Couchbase, etc too.
  11. Alternative to Kinesis: Kafka Still good solution – managing is non-trivial
  12. Think of this like a mesh fabric