リレーショナルデータベースを簡単・迅速に実現。 Amazon RDS をグラレコで解説

DB サーバーを検討する際は、さまざまなデータベースエンジンの種類と特徴を理解した上で、ユースケースに応じて最適なエンジンを選択することが重要です。ここでは、RDS 独自の機能を紹介する前に、主だったデータベースエンジンの種類と特性を簡単に説明します。

従来から使われてきた RDB (リレーショナルデータベース) に加え、近年は RDB よりもスキーマ (データ構造) の自由度が高い NoSQL (非リレーショナルデータベース) と呼ばれるデータベースエンジンも広く使われています。

RDB と NoSQL のどちらがより優れているというものではなく、ユースケースによって適したデータベースは異なります。

RDSでは、商用、オープンソースを問わず、以下の 6 種類のデータベースエンジンが利用できます。

• Oracle 
• SQL Server
• MySQL
• MariaDB
• PostgreSQL
• Amazon Aurora

AWS マネジメントコンソールでデータベースを作成する際には、現在作成可能なバージョンをプルダウンから選択できます。

RDS DB インスタンスの CPU 、メモリ、ネットワークキャパシティーなどのパフォーマンスは、インスタンスクラスを選択することで決定されます。

RDS では、「バースト可能クラス」、「標準クラス」、「メモリ最適化クラス」の 3 種類のインスタンスクラスをサポートしています。ユースケースに合わせて最適なインスタンスクラスを選択します。

RDS では、汎用 SSD (gp2)、プロビジョンド IOPS SSD (io1) 、およびマグネティックの 3 種類のストレージタイプを提供しています。データサイズと I/O のパフォーマンス、および料金を比較して、最適なストレージタイプを選択します。

ただし、Amazon Aurora では、専用に開発された分散型の共有ストレージアーキテクチャを利用するため、以下で説明する gp2、io1 など EBS ベースのストレージタイプを利用しません。Amazon Aurora のストレージについて詳しくは、「Amazon Aurora ストレージと信頼性」をご覧ください。

ストレージサイズと IOPS

同じストレージタイプでも、データベースエンジンによって割り当て可能なストレージサイズや IOPS (読み込み / 書き込み性能) が異なります。
データベースエンジンごとの割り当て可能なストレージサイズや IOPS は、AWS マネジメントコンソールで確認できます。

RDS のストレージは、Amazon Elastic Block Store (Amazon EBS) を使用しており、ストレージボリュームをエラスティックにスケールすることができます。

RDS では、データベースの意図しない変更や、障害に備えて、DB インスタンス全体をバックアップする仕組みが備わっています。バックアップデータは、指定された期間が保存され、任意のタイミングで保存時の状態のまま復元することができます。

自動バックアップ機能

RDSには、1 日に 1 回自動でインスタンスのスナップショットを取得する自動バックアップ機能があります。自動バックアップは、バックアップウィンドウ (自動バックアップが実行される時間帯) の間に実行されます。デフォルト設定では、バックアップウィンドウはリージョンごとに定められた 8 時間の時間ブロックから 30 分間がランダムに選択されますが、ユーザーが任意に設定することも可能です。

バックアップの保存期間は、1 日〜 35 日の間で選択できます。スナップショットデータは、AWS が管理する S3 バケットに保存されますが、スナップショット内のデータを任意の S3 バケットにエクスポートして分析に利用することもできます。詳しくは、ユーザーガイドの「Amazon S3 への DB スナップショットデータのエクスポート」(Amazon Aurora の場合はこちら) をご覧ください。

手動スナップショット機能

RDS では、自動バックアップ機能に加え、AWS マネジメントコンソール、AWS CLI、または RDS API を使用して、いつでも手動でスナップショットデータを保存することが可能です。1 日に 1 回の自動バックアップ以外の任意のタイミングでバックアップを実施したい場合に、手動スナップショットを実行します。

手動スナップショットについて詳しくは、ユーザーガイドの「DB スナップショットの作成」(Amazon Aurora の場合はこちら) をご覧ください。

スナップショットデータのリストア

取得したスナップショットデータのリストア (復元) は、AWS マネジメントコンソールで復元したいスナップショットを選択するだけで簡単に行えます。数回のクリックで、DB インスタンスをスナップショット取得時の状態にリストアできます。

なお、スナップショットは新規の DB インスタンスとして復元されます。既存のインスタンスには復元されません。

ポイントインタイムリカバリ

DB インスタンスを、特定時点の状態に復元する機能です。

RDS では 5 分間隔でトランザクションログを S3 にアップロードし、DB インスタンスの状態を継続的に保持します。そのため、直近の 5 分前から自動バックアップで設定した保持期間 (最大 35 日前) までの特定時点の状態まで DB インスタンスを復元できます。

ポイントインタイムリカバリは、スナップショットデータのリストアと同様、新規の DB インスタンスに DB クラスタを復元します。ただし、Amazon Aurora (MySQL 互換エディション) では、同一の DB インスタンスの状態を指定した時間まで巻き戻す DB クラスターのバックトラック という機能が提供されています。

RDS を含め AWS サービスを利用する上での最重要事項はセキュリティです。特に機密情報を管理することが多いデータベースのセキュリティは注意が必要です。

RDS では、 データベースへのアクセス制御と、DB インスタンス上のリソースおよび DB インスタンス自体の暗号化の両面からセキュリティを確保します。

VPC によるネットワークの分離

RDS DB インスタンスは、AWS クラウド上の他のネットワークから論理的に分離した仮想ネットワーク (Amazon VPC) 内にあります。そのため、Amazon VPC の セキュリティグループ で通信可能なトラフィックの要件を指定することで、DB インスタンスへのインバウンドトラフィック、アウトバウンドトラフィックを制御できます。

RDS のデフォルト設定では、パブリックアクセスは許可されていないため、VPC 外部のネットワークからのアクセスは遮断されます。VPC 外部のアプリケーションからプライベート RDS DB インスタンスにアクセスするには、AWS Site-to-Site VPN を使うか、Amazon EC2 インスタンスを踏み台ホスト として使います。

ネットワークとリソースの暗号化

RDS では、ストレージ内の DB インスタンス、自動バックアップ、リードレプリカ、スナップショットを AES-256 暗号化アルゴリズムで暗号化します。暗号化および復号化に使用するカスタマーマネージドキーは、AWS Key Management Service (AWS KMS) で管理できます。

また、RDS はSSL または TLS 接続をサポートしています。SSL/TLS を使って通信することで、クライアントと DB インスタンス間を転送するデータを暗号化できます。

マルチ AZ 配置オプションを選択した場合、データの読み書きを行うプライマリ DB インスタンスと、データが同期的にレプリケートされるスタンバイ DB インスタンスが、それぞれ別の AZ (アベイラビリティーゾーン) に配置されます。

プライマリ DB インスタンスで障害が発生すると、すぐにスタンバイ DB インスタンスを昇格させて プライマリ DB インスタンスとして稼働させることができるため、高い耐障害性と可用性を実現できます。

自動フェイルオーバー

マルチ AZ 配置では、プライマリ DB インスタンスのダウンや、メンテナンス、AZ の障害などの異常を検知すると、自動でスタンバイ DB インスタンスにフェイルオーバーする自動フェイルオーバー機能を備えています。

自動フェイルオーバーは通常 60 秒  ~ 120 秒の間 (Amazon Aurora の場合は 30 秒以内) で実行され、手動によるフェイルオーバーと比べ障害発生時のダウンタイムを短くできます。

自動フェイルオーバーは、DB インスタンスの接続ポイント名 (CNAME) を切り替えることで、スタンバイ DB インスタンスをプライマリ DB インスタンスに昇格させます。

リードレプリカとは、プライマリ DB インスタンスのレプリカ (複製) DB インスタンスのことです。

リードレプリカは、読み込み専用の DB インスタンスとして機能し、書き込みは行いません。リードレプリカのデータは、プライマリ DB インスタンスから非同期にレプリケート (コピー) することで更新されます。

スケーラビリティの向上

予備の DB インスタンスを作成するという点では、リードレプリカは マルチ AZ 配置と類似したオプションと言えます。ただし、マルチ AZ 配置の役割が耐障害性と可用性の向上であるのに対し、リードレプリカの主な役割は読み込み処理量のスケールアウトです。

リードレプリカは、読み込み頻度の高いワークロードを、最大 5 台 (Amazon Aurora の場合は 15 台) のリードレプリカで負荷分散することで、パフォーマンスを維持します。
リードレプリカについて詳しくは、RDS ユーザーガイドの「リードレプリカの使用」をご覧ください。

多層リードレプリカ

MySQL、MariaDB および PostgreSQL を使用している場合、リードレプリカからさらに 2 層目のリードレプリカを作成できます。多層的にリードレプリカを作成することで、1 層目のリードレプリカの負荷を 2 層目のリードレプリカに分散することができます。リードレプリカは、最大 3 層目まで作成できます。PostgreSQL による多層リードレプリカのサポートは、2022 年 5 月にサポートが開始されたばかりです。詳しくは こちら をご覧ください。

※ 2022 年 7 月現在、Amazon Aurora、Oracle、SQL Server では多層リードレプリカはサポートされていません。

クロスリージョンリードレプリカ

クロスリージョンレプリケーションとは、複数のリージョン間でデータをレプリケートし、データの冗長化を実現する機能です。RDS では、プライマリ DB インスタンスとは異なる AWS リージョンにリードレプリカを作成することで、クロスリージョンレプリケーションを構成できます。

クロスリージョンリードレプリカを作成することで、災害対策ソリューションの確保、データベースの読み込みワークロードのスケーリング、およびリージョン間での DB インスタンスの移行が容易になります。

クロスリージョンリードレプリカは、Amazon Aurora (MySQL 互換エディション)、MariaDB、MySQL、Oracle、PostgreSQL で作成できます。2022 年 7 月現在、SQL Server ではサポートされていません。クロスリージョンリードレプリカについて詳しくは、「別の AWS リージョンでのリードレプリカの作成」をご覧ください。

なお、クロスリージョンリードレプリカと類似した機能として、Amazon Aurora (MySQL および PostgreSQL 互換エディション) の場合、複数のリージョンをまたぐ DB レプリカインスタンスを構成するグローバルデータベースを作成できます。グローバルデータベースについて詳しくは、「Amazon Aurora Global Database の使用」をご覧ください。

RDB の利用料金は、 DB インスタンスや、データベースストレージ、バックアップストレージ、バックトラック、スナップショットのエクスポート、データ転送などに対して課金されます。

他の AWS サービスと同様、リージョンによって単価が異なります。図内の料金は、「アジアパシフィック (東京)」リージョンのものです。

DB インスタンス

DB インスタンスの利用料金は、1 秒ごとに課金され、10 分未満の場合は 10 分の料金が発生します。料金単価は、データベースエンジンの種類と DB インスタンスクラス (db.t3.micro や db.m4.large など) により異なります。

データベースストレージ

ストレージの種類によって異なる単価で課金されます。

• 汎用 SSD ストレージ (gp2) :
  月当たりのストレージ容量 (GiB) に従って課金されます。
• プロビジョンド IOPS ストレージ (io1) :
  月当たりのストレージ容量 (GiB)と、プロビジョンドされた IOPS (読み込み / 書き込み処理量) に対して課金されます。
• マグネティックストレージ :
  月当たりのストレージ容量 (GiB)と、I/O (書き込み/読み込み) に対して課金されます。

Amazon Aurora は、「ストレージ」で述べたとおり gp2 や io1 など EBS ベースのストレージではなく、専用の Aurora ストレージを利用します。Aurora ストレージは、GB / 月単位で、I/O 消費量は 100 万件のリクエストごとに課金されます。

バックアップストレージ

バックアップストレージとは、自動バックアップや、手動スナップショットで取得したバックアップデータを保存するストレージです。バックアップストレージの使用料は、データベースストレージの使用量が 100% を超えるまでは発生しません。100% を超えた時点で、バックアップに使用したストレージ容量が月単位で課金されるようになります。

データ転送

RDS へのデータ受信、および RDS からのデータ送信に対して課金されます。
インターネットから RDS へのデータ受信、RDS からインターネットへのデータ送信、RDS から別の AWS サービスへのデータ転送によって料金単価は異なります。

バックトラックや、スナップショットのエキスポートなどその他の料金体系について詳しくは、「Amazon RDS の料金」ページから対象のエンジンを選択して料金表をご参照ください。