Amazon EBS ボリュームクローンのご紹介: EBS ボリュームのインスタントコピーを作成

ZFS が発明された Sun Microsystems で勤務していた私は、開発やテストのニーズに合わせてインスタントボリュームコピーを提供するストレージシステムを使用するのが好きでした。

10 月 14 日、AWS が Amazon EBS ボリュームクローンのリリースによって同様の機能を Amazon Elastic Block Store (Amazon EBS) に搭載したとお伝えできることを嬉しく思います。これは、同一アベイラビリティーゾーン内で EBS ボリュームのポイントインタイムコピーを瞬時に作成できる新機能です。

多くのお客様は、個別の非本番環境での開発およびテスト作業をサポートするために、本番データのコピーを作成する必要があります。これまで、このプロセスでは (Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) に保存されている) EBS スナップショットを取得し、そのスナップショットから新しいボリュームを作成する必要がありました。このアプローチは有効ですが、このプロセスでは複数のステップが原因で運用上のオーバーヘッドが発生します。

Amazon EBS ボリュームクローンを使用すると、1 回の API コールまたはコンソールクリックで EBS ボリュームのコピーを作成できるようになりました。コピーされたボリュームは数秒で使用可能になり、1 桁ミリ秒のレイテンシーでデータにすぐアクセスできます。そのため、ボリュームクローンは、本番データを使用したテスト環境を迅速にセットアップしたり、開発目的でデータベースの一時的なコピーを作成したりする場合に特に役立ちます。

ボリュームクローンの仕組みのご紹介
この記事では、ボリュームがアタッチされた小規模な Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) インスタンスを作成しました。echo "Hello CopyVolumes" > hello.txt コマンドを使用して、ルートファイルシステムにファイルを作成しました。

コピーを開始するには、AWS マネジメントコンソールでブラウザを開き、[EC2]、[Elastic Block Store]、[ボリューム] に移動します。コピーするボリュームを選択します。

この記事の公開時点では、暗号化されたボリュームしかコピーできないことに注意してください。

[アクション] メニューで、[ボリュームをコピー] オプションを選択します。

次に、ターゲットボリュームの詳細を選択します。[ボリュームタイプ] を変更し、[サイズ]、[IOPS]、[スループット] パラメータを調整できます。[ボリュームをコピー] を選択して、ボリュームクローンの操作を開始します。

コピーされたボリュームは [作成中] 状態になり、数秒以内に使用可能になります。それを EC2 インスタンスにアタッチして、すぐに使用を開始できます。

データブロックはソースボリュームからコピーされ、バックグラウンドでボリュームコピーに書き込まれます。処理が完了するまで、ボリュームは [初期化] 状態のままです。describe-volume-status API を使用して、進行状況を監視できます。初期化操作はソースボリュームのパフォーマンスに影響しません。コピー処理中も通常どおり使用できます。

私は、コピーしたボリュームをすぐに使用できることが気に入っています。初期化が完了するのを待つ必要はありません。初期化フェーズでは、コピーしたボリュームのパフォーマンスは、3,000 IOPS と 125 MiB/s のベースライン、ソースボリュームのプロビジョニングされたパフォーマンス、またはコピーされたボリュームのプロビジョニングされたパフォーマンスのうち、最も低い値に基づいて提供されます。

初期化が完了すると、コピーされたボリュームはソースボリュームから完全に独立し、フルプロビジョニングされたパフォーマンスを発揮します。

または、AWS コマンドラインインターフェイス (AWS CLI) を使用してコピーを開始することもできます。

aws ec2 copy-volumes                          \
     --source-volume-id vol-1234567890abcdef0 \
     --size 500                               \
     --volume-type gp3

ボリュームコピーを作成したら、それを EC2 インスタンスにアタッチしてマウントします。起動時に作成したファイルが存在することを確認できます。

まず、attach-volume コマンドを使用して、ノートパソコンからボリュームをアタッチします。

aws ec2 attach-volume \
         --volume-id 'vol-09b700e3a23a9b4ad' \
         --instance-id 'i-079e6504ad25b029e'   \
         --device '/dev/sdb'

次に、インスタンスに接続し、以下のコマンドを入力します。

$ sudo lsblk -f
NAME          FSTYPE FSVER LABEL UUID                                 FSAVAIL FSUSE% MOUNTPOINTS
nvme0n1                                                                              
├─nvme0n1p1   xfs          /     49e26d9d-0a9d-4667-b93e-a23d1de8eacd    6.2G    22% /
└─nvme0n1p128 vfat   FAT16       3105-2F44                               8.6M    14% /boot/efi
nvme1n1                                                                              
├─nvme1n1p1   xfs          /     49e26d9d-0a9d-4667-b93e-a23d1de8eacd                
└─nvme1n1p128 vfat   FAT16       3105-2F44     

$ sudo mount -t xfs /dev/nvme1n1p1 /data

$ df -h
Filesystem        Size  Used Avail Use% Mounted on
devtmpfs          4.0M     0  4.0M   0% /dev
tmpfs             924M     0  924M   0% /dev/shm
tmpfs             370M  476K  369M   1% /run
/dev/nvme0n1p1    8.0G  1.8G  6.2G  22% /
tmpfs             924M     0  924M   0% /tmp
/dev/nvme0n1p128   10M  1.4M  8.7M  14% /boot/efi
tmpfs             185M     0  185M   0% /run/user/1000
/dev/nvme1n1p1    8.0G  1.8G  6.2G  22% /data

$ cat /data/home/ec2-user/hello.txt 
Hello CopyVolumes

知っておくべきこと
ボリュームクローンは、ソースボリュームと同じアベイラビリティーゾーン内にコピーを作成します。コピーは暗号化されたボリュームからのみ作成することができ、コピーのサイズはソースボリュームと同じかそれより大きい必要があります。

ボリュームクローンは、スナップショットとまったく同じように、ボリュームの Crash-consistent コピーを作成します。アプリケーションの整合性を保つには、コピーを作成する前にアプリケーションの I/O 操作を一時停止する必要があります。例えば、PostgreSQL データベースでは、pg_start_backup () 関数と pg_stop_backup () 関数を使用して書き込みを一時停止し、一貫性のあるコピーを作成できます。XFS 搭載の Linux のオペレーティングシステムレベルでは、xfs_freeze コマンドを使用してファイルシステムへのアクセスを一時的に中断および再開し、キャッシュされたすべての更新がディスクに書き込まれるようにすることができます。

ボリュームクローンはポイントインタイムコピーを作成しますが、バックアップ目的で EBS スナップショットを置き換えるのではなく、補完するものです。データバックアップと AZ レベルおよびボリューム障害からの保護としては、引き続き EBS スナップショットが推奨のソリューションです。EBS ボリュームの耐久性 (io2 では 99.999%、その他のボリュームタイプでは 99.9%) を維持するボリュームクローンと比較して、スナップショットは Amazon S3 への増分バックアップを 99.999999999% の耐久性で提供します。特に、ボリュームコピーへの即時アクセスが必要なテスト環境と開発環境のシナリオでは、ボリュームクローンの使用をご検討ください。

コピーされたボリュームはソースボリュームから独立して存在し、削除するまで標準の EBS ボリューム料金が引き続き発生します。コストを効果的に管理するには、ガバナンスルールを導入し、開発またはテストアクティビティで不要になったコピーされたボリュームを特定して削除してください。

料金と利用可能なリージョン
ボリュームクローンはすべての EBS ボリュームタイプをサポートし、同一の AWS アカウントおよびアベイラビリティーゾーンのボリュームで動作します。この新機能は、すべての AWS 商用リージョン、一部のローカルゾーン、AWS GovCloud (米国) でご利用いただけます。

料金については、開始時にソースボリュームのデータの GiB あたり 1 回限りの料金が請求され、新しいボリュームには標準 EBS 料金が請求されます。

ボリュームクローンは、データベースワークロードや継続的インテグレーション (CI) シナリオで特に役立つと思います。例えば、本番環境に影響を与えたり、Amazon S3 からデータがハイドレートされるのを待ったりすることなく、新しい特徴量のテストや問題のトラブルシューティングを行うために、本番環境のデータベースのコピーをすばやく作成できます。

Amazon EBS ボリュームクローンの使用を開始するには、コンソールの Amazon EBS セクションにアクセスするか、EBS ドキュメントをご覧ください。この機能を使用して開発ワークフローを改善した方法についてお伺いすることを楽しみにしています。

– seb

原文はこちらです。