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理論

高可用性を実現するためのAmazon RDSの設計ポイント

AWSでデータベースの高可用性を確保するには、設計段階から適切な戦略を選択することが重要です。以下に、主要な方法と関連する概念を簡潔に解説します。

1. マルチAZ配置

Amazon RDSのマルチAZ配置は、障害時に自動フェイルオーバーを提供します。プライマリインスタンスとスタンバイインスタンスを異なるアベイラビリティーゾーン(AZ)に配置することで、地域内の冗長性を確保します。これにより、以下の利点があります:
  • 自動フェイルオーバーによりダウンタイムを最小化
  • パッチ適用やメンテナンス中も高い可用性を提供

2. リードレプリカ

リードレプリカは、読み取り専用のデータベースインスタンスで、負荷分散とデータ冗長性を提供します。特に以下のケースに有効です:
  • 大量の読み取り要求を処理する場合
  • クロスリージョンでデータをレプリケートし、地理的な分散を実現する場合
リードレプリカは、手動で昇格してプライマリインスタンスとして機能させることも可能です。

3. バックアップと復元

Amazon RDSは自動バックアップ機能を提供しており、指定した保持期間内にスナップショットを保存します。バックアップは、以下のシナリオで役立ちます:
  • データ損失時にデータを迅速に復元する
  • 新しいDBインスタンスの作成に利用する
  • 自動バックアップ(Automated Backups) そのものは、昇格できません。しかし、自動バックアップからの復元を行うことができます。

4. クロスリージョンレプリケーション

クロスリージョンリードレプリカを使用すると、異なるAWSリージョンにデータベースのコピーを作成できます。これにより、次のような利点が得られます:
  • 災害復旧(DR)の向上
  • 地域ごとの低レイテンシーアクセスを実現
障害時には、クロスリージョンリードレプリカを昇格してスタンドアロンインスタンスとして使用できます。

5. フェイルオーバー戦略

障害発生時にシステムを迅速に復旧するには、フェイルオーバー戦略が重要です。以下を考慮する必要があります:
  • 自動フェイルオーバー(Multi-AZ)
  • 手動昇格(リードレプリカ)
  • アプリケーション側でのエンドポイント切り替え

6. 権限管理とセキュリティ

高可用性のデータベースでは、アクセス権限とセキュリティ設定も重要です:
  • AWS IAMロールを使用してアクセスを制御
  • 最小権限の原則を適用し、不要な操作を制限
  • データ暗号化やネットワークセキュリティも考慮

これらの戦略を組み合わせることで、AWS上で堅牢で高可用性なデータベースアーキテクチャを構築できます。設計時には、アプリケーションの特性やビジネス要件に応じた最適な構成を選択することが鍵となります。

実践

一問道場

質問 #76

小売企業が複数のAWSリージョンにまたがるAWS上でeコマースウェブサイトをホストしています。この企業は、オンライン購入のためにウェブサイトが常時稼働可能であることを望んでいます。ウェブサイトは、データをAmazon RDS for MySQL DBインスタンスに保存しています。
データベースの最高の可用性を提供するソリューションはどれですか?

選択肢:
A.
Amazon RDSの自動バックアップを構成します。障害が発生した場合、自動バックアップをスタンドアロンDBインスタンスとして昇格させます。データベーストラフィックを昇格されたDBインスタンスにリダイレクトします。昇格されたDBインスタンスをソースとする新しいリードレプリカを作成します。
B.
Amazon RDSでグローバルテーブルとリードレプリカを構成します。クロスリージョンスコープを有効化します。障害が発生した場合、AWS Lambdaを使用して1つのリージョンから別のリージョンにリードレプリカをコピーします。
C.
Amazon RDSでグローバルテーブルと自動バックアップを構成します。障害が発生した場合、AWS Lambdaを使用して1つのリージョンから別のリージョンにリードレプリカをコピーします。
D.
Amazon RDSでリードレプリカを構成します。障害が発生した場合、クロスリージョンのリードレプリカをスタンドアロンDBインスタンスとして昇格させます。データベーストラフィックを昇格されたDBインスタンスにリダイレクトします。昇格されたDBインスタンスをソースとする新しいリードレプリカを作成します。
 

解説


選択肢の検討

  1. A:
      • 自動バックアップを利用してデータを復元し、スタンドアロンDBインスタンスに昇格する方法を提案しています。
      • 問題点: 自動バックアップはデータの復旧には役立ちますが、リアルタイムの高可用性や迅速な切り替えは保証されません。ダウンタイムが長くなる可能性があります。
  1. B:
      • グローバルテーブルとリードレプリカを使い、クロスリージョンのスコープを有効化する方法を提案しています。
      • 問題点: Amazon RDSには「グローバルテーブル」という機能はありません。リードレプリカの操作もAWS Lambdaで行うことは非効率的で現実的ではありません。
  1. C:
      • グローバルテーブルと自動バックアップを組み合わせ、AWS Lambdaを使用してレプリカをコピーする方法です。
      • 問題点: Bと同様に、RDSでグローバルテーブルの概念はなく、AWS Lambdaを用いたレプリカ管理も実用的ではありません。
  1. D:
      • クロスリージョンのリードレプリカを用い、障害発生時にはリードレプリカをスタンドアロンインスタンスに昇格する方法です。
      • メリット: クロスリージョンリードレプリカは地理的な冗長性を提供し、昇格後はプライマリとして機能させられます。昇格後に新たなリードレプリカを作成することで、引き続き高可用性を維持できます。

解答: D

Dが最適な選択肢です。このアプローチは以下の理由で他の選択肢より優れています:
  • 高可用性: 障害時に迅速に昇格し、ダウンタイムを最小限に抑えることが可能です。
  • 地理的冗長性: クロスリージョンリードレプリカを活用することで、災害時にも対応できます。
  • コスト効率: 自動バックアップやスタック操作よりも効率的なフェイルオーバーを提供します。

補足: AWS RDS高可用性のベストプラクティス

  • Multi-AZ配置: 地域内での冗長性と自動フェイルオーバーを提供します。
  • リードレプリカ: 読み取り負荷の分散とクロスリージョン冗長性を実現します。
  • バックアップ: 定期的なスナップショットを活用してデータ損失リスクを軽減します。
  • フェイルオーバー手順: 昇格操作を事前にテストし、運用の準備を整えておくことが重要です。
このような設計を採用することで、AWS環境での高可用性が確保され、ビジネス要件を満たす運用が可能になります。
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