Amazon EBS の特徴

Amazon EBS を使用すると、ストレージボリュームを作成して Amazon EC2 インスタンスにアタッチできます。いったんアタッチすると、これらのボリュームの上にファイルシステムを構築したり、データベースを実行したり、ブロックストレージを使用するその他の方法でボリュームを使用したりできます。Amazon EBS ボリュームは、特定のアベイラビリティーゾーンに配置され、1 つのコンポーネントに障害が発生したときにデータを保護できるように、自動的にレプリケートされます。EBS のどのボリュームも、耐久性に優れたスナップショット機能を提供し、99.999% の可用性を維持する設計となっています。

Amazon EBS では、実際のワークロードに向けてストレージパフォーマンスとコストを最適化できる幅広いオプションをご利用いただけます。これらのオプションは、2 つの主要なカテゴリに分かれています。一方は、データベースやブートボリュームといったトランザクションワークロード (パフォーマンスが主に IOPS によって変わるもの) に向けた SSD タイプのストレージで、もう一方は、MapReduce やログ処理といった高いスループットを必要とするワークロード (パフォーマンスが主に MB/秒によって変わるもの) に向けた HDD タイプのストレージです。

SSD タイプのボリュームには、レイテンシーの影響が大きいトランザクションワークロードに向けた、極めてパフォーマンスの高いプロビジョンド IOPS SSD (io1) や、幅広いトランザクションデータに向けた、価格とパフォーマンスのバランスが取れた汎用 SSD (gp2) があります。HDD タイプのボリュームには、高いスループットを必要とするアクセス頻度の高いワークロードに向けたスループット最適化 HDD (st1) や、アクセス頻度の低いデータに向けた最も低コストな Cold HDD (sc1) があります。

エラスティックボリュームは、Amazon EBS の機能の 1 つで、ダウンタイムの発生やパフォーマンスへの影響なく、動的に容量を拡張し、パフォーマンスを調整して、ライブボリュームのタイプを変更できます。これにより、デプロイを簡単に適切なサイズに調整し、パフォーマンスの変化に対応できます。

次の表に、現行世代の EBS ボリュームのユースケースとパフォーマンス特性を示します。

IO1 は、ソリッドステートドライブ (SSD) を基盤とした、最高レベルのパフォーマンスを発揮する EBS ストレージオプションです。重要な I/O の発生量が多いデータベースやアプリケーションワークロードのほか、HBase、Vertica、Cassandra などの高いスループットが必要なデータベースとデータウェアハウスのワークロードに向けて設計されています。これらのボリュームは、きわめて低いレイテンシーを必要とする IOPS 負荷の高いワークロードと、高いスループットが必要なワークロードの両方に最適です。

IO1 は最大 50 IOPS/GB、最大 64,000 IOPS までの一貫したベースラインパフォーマンスを提供し、ボリュームあたり最大 1,000 MB/秒のスルー​​プットを実現するように設計されています¹。io1 の利点を最大限活用するために、EBS 最適化 EC2 インスタンスの使用をお勧めします。EBS 最適化 EC2 インスタンスにアタッチされた io1 は、数ミリ秒のレイテンシーを実現し、稼働時間の 99.9% においてプロビジョニングされたパフォーマンスを発揮するように設計されています。EBS 最適化インスタンスとして作成できるインスタンスタイプの詳細については、Amazon EC2 インスタンスタイプを参照してください。Amazon EBS のパフォーマンスガイドラインの詳細については、EBS パフォーマンスを向上させるをご覧ください。

¹最大 64,000 IOPS と 1,000 MB/秒のスループットを実現するには、ボリュームは Nitro system を使用した EC2 インスタンスにアタッチする必要があります

GP2 は、Amazon EC2 インスタンスのデフォルトの EBS ボリュームタイプです。これらのボリュームはソリッドステートドライブ (SSD) を基盤としており、開発/テスト環境、インタラクティブで低レイテンシーのアプリケーション、ブートボリュームを含む幅広いトランザクションワークロードに適しています。GP2 は 10 ミリ秒未満のレイテンシーと、3 IOPS/GB (最小 100 IOPS) から最大 16,000 IOPS までの一貫したベースラインパフォーマンスを提供し、ボリュームあたり最大 250 MB/秒のスルー​​プットを実現するように設計されています。また、1 TB 未満の GP2 ボリュームでは、3,000 IOPS までバースト可能です。I/O は gp2 の料金に含まれているため、お客様がプロビジョニングするストレージに対して GB 単位で課金されます。GP2 は、プロビジョニングされたパフォーマンスを、利用時間の 99% で発揮するように設計されています。gp2 の IOPS より高い IOPS が必要な場合、ワークロードで低レイテンシーが重要である場合、または、パフォーマンスの一貫性を高める必要がある場合は、io1 の使用をお勧めします。gp2 のパフォーマンスを最大化するためには、EBS 最適化 EC2 インスタンスの使用をお勧めします。

ST1 はハードディスクドライブ (HDD) を基盤としており、MapReduce、Kafka、ログ処理、データウェアハウス、ETL のワークロードなどの、データセットや I/O サイズが大きく高いスループットを必要とする、アクセス頻度の高いワークロードに最適です。これらのボリュームのパフォーマンスは、MB/秒で測定されるスループットを単位として提供されます。TB あたり最大 250 MB/秒のバーストに対応でき、ベースラインスループットは TB あたり 40 MB/秒、最大スループットはボリュームあたり 500 MB/秒です。ST1 は、想定されたスループットパフォーマンスを利用時間の 99% で発揮するように設計されており、バースト速度でフルボリュームスキャンをサポートするのに十分な I/O クレジットを備えています。st1 のパフォーマンスを最大化するためには、EBS 最適化 EC2 インスタンスを使用することをお勧めします。

SC1 はハードディスクドライブ (HDD) を基盤としており、すべての EBS ボリュームタイプで最も低い GB コストを実現しています。これは、大容量のコールドデータセットを含むアクセス頻度の低いワークロードに最適です。st1 と同様に、sc1 ではバーストモデルが提供されます。これらのボリュームでは TB あたり 12 MB/秒ベースラインスループット、ボリュームあたり最大 250 MB/秒のスループットを備え、TB あたり最大 80 MB/秒のバーストが可能です。アクセス頻度の低いデータの場合、sc1 により、極めて安価なストレージが提供されます。SC1 は、想定されたスループットパフォーマンスを利用時間の 99% で発揮するように設計されており、バースト速度でフルボリュームスキャンをサポートするのに十分な I/O クレジットを備えています。sc1 のパフォーマンスを最大化するためには、EBS 最適化 EC2 インスタンスを使用することをお勧めします。

EBS スナップショットのためのデータライフサイクルマネージャーは、カスタムスケジュールに従って EBS スナップショットの作成や削除が行われるようにすることで、EBS ボリュームに保存したデータをバックアップするシンプルで自動化された方法を提供します。このためスクリプトや他のツールを使って、自社や業界特有のデータバックアップと保存期間ポリシーに従うようにする必要がなくなります。

ライフサイクルの管理によって、スナップショットが定期的にクリーンアップされ、適切なコスト管理を確実に続けられるようにできます。単純に EBS ボリュームをタグ付けし、バックアップの作成と管理のためのライサイクルポリシーの作成を開始します。ポリシーをモニタするには Cloudwatch Events を使い、バックアップが正常に作成されるようにします。

エラスティックボリュームは、アプリケーションのニーズの変化に応じてボリュームを簡単に調整できる機能です。エラスティックボリュームを使用すれば、ダウンタイムの発生やパフォーマンスへの影響なく動的に容量を拡張して、パフォーマンスを調整し、新規または既存の現行世代のすべてのタイプのボリュームを変更できます。デプロイを簡単に適切なサイズに調整し、パフォーマンスの変化に対応できます。

ボリュームの設定を将来変更できることがわかっているため、現時点で必要な容量とパフォーマンスを持つボリュームを作成できるので、計画サイクルの時間を節約できます。

Amazon CloudWatch と AWS Lambda を使用することで、アプリケーションのニーズの変化に合わせたボリュームの変更を自動化できます。

エラスティックボリュームの機能では、アプリケーションの需要の変化にリソースを簡単に合わせることができるため、ビジネスニーズの変化に応じて将来変更できるという安心感が得られます。

Amazon EBS には、ボリュームのポイントインタイムスナップショットを Amazon S3 に保存する機能が用意されています。Amazon EBS スナップショットは段階的に格納されます。つまり、最後のスナップショットが保存された後に変更されたブロックだけが保存されるため、変更されたブロックに対してのみの請求となります。デバイスのデータ量が 100 GB でも、最後のスナップショット後に変更された部分が 5 GB だけなら、次のスナップショットでさらに消費される容量は 5 GB のみであり、どちらのスナップショットも完全なものとして表示されるのに、追加のスナップショットストレージ 5 GB 分だけが請求されます。

スナップショットを削除すると、他のどのスナップショットでも必要とされていないデータだけが削除されます。アクティブなスナップショットはすべて、ボリュームをそのスナップショットが取得された時点の状態に復元するために必要な全情報を含みます。変更されたデータを作業ボリュームに復元するためにかかる時間は、すべてのスナップショットで同じです。

スナップショットは、複数の新しいボリュームをインスタンス化するときや、1 つのボリュームのサイズを拡張するとき、ボリュームをアベイラビリティーゾーン間で移動するときに使用できます。新しいボリュームの作成時には、既存の Amazon EBS スナップショットを元に作成することもできます。この場合、新しいボリュームの初期状態はそのスナップショットの完全な複製となります。

Amazon EBS スナップショットの主な特徴は以下のとおりです。

• Amazon EBS ボリュームデータへの即時アクセス – スナップショットからボリュームを作成すれば、Amazon S3 から Amazon EBS ボリュームにすべてのデータが転送されるのを待つことなく、アタッチしたインスタンスからボリュームへのアクセスを開始できます。Amazon EBS スナップショットは遅延読み込みを実装しているため、直ちに使い始めることができます。
  
• スナップショットから復元した EBS ボリュームですぐに完全なパフォーマンスを発揮 - Fast Snapshot Restore (FSR) 機能が有効化され、スナップショットから復元されたデータに低レイテンシーでアクセスするユーザーには毎時の追加料金が発生します。FSR が有効化されたスナップショットから復元された EBS ボリュームは、完全なパフォーマンスを発揮します。詳細については、FSR のテクニカルドキュメントと料金のページをご参照ください。
  
• Amazon EBS ボリュームのサイズ変更 – Amazon EBS ボリュームのサイズ変更に使用できる方法は 2 つあります。スナップショットに基づいて新しいボリュームを作成する場合、新しいボリュームに、より大きなサイズを指定できます。エラスティックボリューム機能を使用すれば、スナップショットを使用せずにライブボリュームを動的に拡張できます。ファイルシステムおよびアプリケーションがデバイスのサイズ変更をサポートしていることが条件です。
  
• Amazon EBS スナップショットの共有 – Amazon EBS スナップショットの共有機能により、同僚や AWS コミュニティの参加者たちと簡単にデータを共有できます。承認されたユーザーは、共有された Amazon EBS スナップショットを基に自分の Amazon EBS ボリュームを作成できます。元のスナップショットが変更されることはありません。自分が所有するデータを、すべての AWS ユーザーに一般公開することもできます。スナップショットの共有方法の詳細については、スナップショットのアクセス許可を変更するを参照してください。
  
• Amazon EBS スナップショットを別の AWS リージョンにコピーする – Amazon EBS には、スナップショットを AWS リージョン間でコピーする機能があります。地理的拡大、データセンターの移行、および災害対策のために、複数の AWS リージョンを活用しやすくなっています。自分がアクセスできるスナップショットならどれでもコピー可能です。自分が作成したスナップショット、自分が共有しているスナップショット、AWS Marketplace、VM Import/Export、AWS Storage Gateway から取得したスナップショットなどが対象となります。詳細については、Amazon EBS スナップショットのコピーをご覧ください。
  

わずかな時間料金の追加だけで、指定の Amazon EC2 インスタンスタイプを EBS 最適化インスタンスとして起動できます。EBS 最適化インスタンスを利用すると、EBS ボリュームに対してプロビジョニングされた IOPS を EC2 インスタンスで最大限に使用できるようになります。

EBS 最適化インスタンスでは、Amazon EC2 と Amazon EBS の間の専用スループットを利用でき、使用するインスタンスタイプに応じて 500～10,000 メガビット/秒 (Mbps) を選択できます。この専有スループットにより、Amazon EBS I/O と EC2 インスタンスからの他のトラフィックとの競合を最低限に抑え、目的の EBS ボリュームに最大限のパフォーマンスを提供します。

EBS 最適化インスタンスは、すべての Amazon EBS ボリュームタイプで使用できるように設計されています。

EBS 最適化インスタンスとして起動できるインスタンスタイプの詳細については、Amazon EC2 インスタンスタイプを参照してください。

Amazon EBS ボリュームは、高い可用性と信頼性を実現するように設計されています。Amazon EBS ボリュームのデータは、追加料金なしで、同じアベイラビリティーゾーン内の複数のサーバーにレプリケートされます。これは、コンポーネントの 1 つに障害が発生したことが原因でデータが失われるのを防ぐためです。詳細については、Amazon EC2 および EBS のサービスレベルアグリーメント (SLA) を参照してください。

Amazon EBS ボリュームは、ボリュームのサイズやパフォーマンスに応じて年間故障率 (AFR) が 0.1%～0.2% になるように設計されています。この場合の「故障」は、ボリュームが完全に、または部分的に失われることを指します。このため EBS ボリュームの信頼性は、4% 前後の AFR で故障する一般的な市販ディスクドライブの 20 倍となっています。例えば、1 年間に 1,000 EBS ボリュームを使用する場合、故障の発生は、わずか 1 つか 2 つであると想定されます。EBS は、データのポイントインタイムバックアップの取得に適したスナップショット機能もサポートしています。

Amazon EBS スナップショットの詳細およびボリュームの特定時点のバックアップを取得する方法については、こちらを参照してください。

Amazon EBS の暗号化では、EBS データボリューム、ブートボリューム、およびスナップショットがシームレスに暗号化されるので、セキュアなキー管理インフラストラクチャを構築して管理する必要がなくなっています。EBS の暗号化では、Amazon が管理するキーまたはユーザーが AWS Key Management Service (KMS) を使用して作成と管理を行っているキーを使用し、データボリューム、ブートボリューム、およびスナップショットを暗号化することで、保管中のデータのセキュリティを実現しています。加えて、EC2 インスタンスをホストするサーバーで暗号化が行われるため、EC2 インスタンスと EBS データボリュームおよびブートボリュームとの間を移動するデータが暗号化されます。詳細については、Amazon EC2 ユーザーガイドの Amazon EBS 暗号化のページを参照してください。

Amazon EBS ボリュームへのアクセスは、AWS Identity and Access Management (IAM) と統合されています。IAM により、Amazon EBS ボリュームに対するアクセス制御を行えるようになっています。詳細については、AWS Identity and Access Management を参照してください。

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