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Amazon EBSのアップデート – 新機能エラスティックボリュームが全てを変える

お客様からビジネスのダイナミックさと、それを実現するためのアプリケーションがブロックストレージに求めるものについてご意見をうかがうことは、いつも興味深いものです。ビジネス状況の変化に伴ってブロックストレージへの要求も変化し、容量を追加したり、性能特性の異なるボリュームが必要になったりすることもあるはずです。今日では、24時間運用され続けるシステムも珍しくはありません。結果として、ダウンタイムやシステム運用への影響なく変更作業を行えることがお客様にとって重要な要素となってきます。

我々は長年にわたり、お客様の様々なユースケースをカバーするために、EBSに新機能を追加し続けてきました。例えば、2016年にはスループット最適化HDD(st1)とコールドHDD(sc1)という2種類のボリュームタイプをリリースしました。これらのボリュームをシステム運用への影響なく、パフォーマンス特性の変更やコスト削減を行うことで、階層化ストレージのように利用したいと考えるお客様がいらっしゃいます。言い換えると、お客様はEBSがより柔軟になることを望んでいるのです！

エラスティックボリューム
本日、EBSの新機能としてエラスティックボリュームをリリースいたしました。これは現行世代のEC2インスタンスにアタッチされた、全ての現行世代のEBSボリュームで利用可能です。お客様はボリュームサイズの拡張、パフォーマンスの調整、ボリュームタイプの変更を利用中に行うことができます。変更処理はオンラインで行われますので、お客様のアプリケーションは引き続き利用可能でダウンタイムはありません。

この新機能はリソース計画やチューニング、空き容量の管理といった作業を劇的にシンプル化してくれます。あるいは作業自体が不必要になるかもしれません。従来のやり方はダウンタイムを伴うため、変更の完了までプランニングやシステム停止の調整を含めると数週間から数ヶ月にわたる時間が必要でした。しかしこれからは、利用しているストレージインフラストラクチャをシンプルなAPIコールで簡単に変更することが可能になります。

  • ワークロードの変化 – インフラ構築を急ぐ必要があり、汎用SSDボリュームを採用することにしました。システムをリリースし、運用を行っていくにつれて、スループット最適化HDDボリュームが最適であることに気づいたとしましょう。エラスティックボリュームの機能により、単純にボリュームタイプを変更するだけで対応が完了します。
  • 突発的な需要への対応 – プロビジョンドIOPSボリューム上に構築したリレーショナルデータベースで、1ヶ月のほとんどの期間にわたり問題なく処理を行えるシステムがあります。ただし月末処理の関係で各月終わりの3日間は10倍のトラフィックを処理する必要があったとします。この場合は、エラスティックボリュームを利用して月末の3日間だけIOPSを高く設定し、処理が終わったら元に戻すという運用が可能です。
  • ストレージの増加 – 100GBのボリュームで運用してきたシステムで、ディスク使用率が90%を超過したというアラームが発報しました。あらかじめ設定を行っておけば、ボリュームとファイルシステムの拡大を自動的にダウンタイム無しで行うこともできます。

エラスティックボリュームの利用

お客様はこれら全ての操作をAWSマネジメントコンソールやAPIコール、AWSコマンドラインインタフェース(CLI)で実行できます。これに加えて、AWS CloudFormationのスタック更新機能を利用することも可能で、対象のボリュームに必要な変更を行ってくれます。コンソールを利用する場合は、対象のボリュームを選択してアクションメニューから「Modify Volume」を選択するだけです:
ebs1

ポップアップするウィンドウの中で、ボリュームタイプやサイズ、IOPS値(プロビジョンドIOPSボリュームの場合)を変更してください。これは75GBの汎用SSDボリュームを、20,000IOPSで400GBのプロビジョンドIOPSボリュームに変更する例です:
ebs2

変更ボタンをクリックしたら、確認ウィンドウが表示されるので問題が無ければ「YES」をクリックします:
ebs3

ボリュームの「状態」に変更処理の進捗状況(modifying、optimizing、completed)が表示されます:
ebs4

次のステップは追加されたストレージ領域を利用できるようにするために、ファイルシステムを拡張することです。作業の詳細についてはLinuxでEBSボリュームのストレージ領域を拡張するかWindowsでEBSボリュームのストレージ領域を拡張するを参照してください。ボリュームの状態が最適化中に変わったら(通常数秒で変わります)、ファイルシステムの拡張作業を行うことができます。新しいボリュームの容量やタイプはすぐに利用可能になりますが、最適化の処理は最大で24時間を要する場合があります。コストについて補足すると、ボリュームの状態がoptimizingになったタイミングで新構成を基準に計算されることになります(変更自体のコストはかかりません)。

エラスティックボリュームの自動オペレーション
手動オペレーションでの変更も充分に魅力的ですが、自動化を行うたくさんのチャンスがあります。いくつかのアイデアをお見せしてみましょう:

  • 正しいサイジング – IOPS上限か、それに近いレベルに到達しているかをCloudWatchで監視しアラームを上げるよう設定します。アラームが上がったらIOPS値の増加や、ボリュームタイプの変更を行うための承認プロセスを開始し、変更作業の準備を進めます。同様にCloudWatchのカスタムメトリクスを利用して空き容量をモニタリングして、拡張のための承認プロセスを開始することもできます。
  • コストの削減 – CloudWatchメトリクスや予め設定したスケジュールに従ってIOPSの削減やボリュームタイプの変更を行います。（背景：先週、大学のセキュリティ管理者と会話する機会がありました。彼は学内の全てのサーバから1日に10GBのログを収集し、60日間に渡って保持するという仕事をしています。ほとんどのファイルは参照されることはなく、参照が必要になったときでもアクセス速度はそれほど求められません。この場合、1日分のログを書き込むための汎用SSDボリュームを作成し高速な書き込みを実施し、完了したらスループット最適化HDDに変更することでコストを最適化することができます。）

先にお伝えしたように、新たに追加された領域を利用できるようにするためにはファイルシステムをリサイズする必要があります。この手順をお見せするために、私の同僚がCloudWatch Events、AWS Lambda、EC2 Systems Managerを利用したPythonとPowerShellのサンプルスクリプトを提供してくれました。このルールはEBSから送信される情報に基づきmodifyVolumeというイベントにマッチし、logEventsというLambdaファンクションを起動します:
ebs5

このファンクションは対象となるボリュームを特定し、これがEC2 Systems Managerで管理されるインスタンスにアタッチされていることを確認したうえでメンテナンス用のタグ情報を付与します:

def lambda_handler(event, context):
    volume =(event['resources'][0].split('/')[1])
    attach=ec2.describe_volumes(VolumeIds=[volume])['Volumes'][0]['Attachments']
    if len(attach)>0: 
        instance = attach[0]['InstanceId']
        filter={'key': 'InstanceIds', 'valueSet': [instance]}
        info = ssm.describe_instance_information(InstanceInformationFilterList=[filter])['InstanceInformationList']
        if len(info)>0:
            ec2.create_tags(Resources=[instance],Tags=[tags])
            print (info[0]['PlatformName']+' Instance '+ instance+ ' has been tagged for maintenance' )

 

その後に、EC2 Systems Managerがメンテナンス用のタグが付与された全てのインスタンスでPowerShellスクリプトを起動します。このスクリプトはインスタンスのディスクとパーティションの情報を参照し、拡張を必要とする全てのドライブとファイルシステムについて、許容可能な最大サイズまで拡張を行います。以下がスクリプトの抜粋です:

foreach ($DriveLetter in $DriveLetters) {
	$Error.Clear()
        $SizeMax = (Get-PartitionSupportedSize -DriveLetter $DriveLetter).SizeMax
}

自動化について詳しく知りたい場合は、こちらを参照してください。（訳注：翻訳時点では英語版のみですが、随時翻訳を進めて参ります）

本日からご利用頂けます
エラスティックボリュームの機能は本日今すぐにご利用頂くことができます！特殊なケースにおける例外や、制約についてはドキュメント(本記事執筆時点では英語版)をご確認ください。

— Jeff;
(日本語版はSA小林が翻訳しました。原文はこちら)