452-AWS SAP AWS 「理論・実践・一問道場」S3+DynamoDB

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理論

1. Amazon S3（Simple Storage Service）

用途: 主に大容量ファイルやオブジェクトのストレージに使用されます。動画や画像、バックアップデータなどのファイルストレージに最適です。

特徴:

高スケーラビリティと耐久性（99.999999999%の耐久性）
効率的なデータ転送と迅速なスケーリング
S3バケットに保存されたデータは、高速でアクセス可能
容量無制限

ビデオファイル保存におけるメリット:

大きなファイル（最大数GB）を効率的に保存

動画データの保存や配信において、非常にスケーラブル

高度なアクセス制御が可能（例: IAMポリシーによるアクセス制御）

2. Amazon DynamoDB

用途: 完全マネージド型のNoSQLデータベースサービスで、特に低遅延とスケーラビリティが求められるアプリケーションに適しています。キー・バリュー型データの保存やメタデータ管理に適しています。

特徴:

高速なデータアクセス
自動スケーリング機能
複数リージョンにまたがるグローバルなデータストレージ

データ型: 数値、文字列、リスト、マップなどの柔軟なデータ型をサポート

メタデータの管理におけるメリット:

ビデオファイルのメタデータ（例: ファイル名、サイズ、アップロード日時など）の管理

動画ファイル自体はS3に保存し、その参照（S3のオブジェクトキー）をDynamoDBで管理するのが理想的な使い方

3. AWS Database Migration Service (DMS) と AWS Schema Conversion Tool (SCT)

DMS: データベースの移行ツール。オンプレミスや他のクラウド環境からAWSへのデータベース移行をサポートします。例えば、MySQLからAmazon AuroraやDynamoDBへの移行など。

SCT: データベーススキーマの変換ツール。異なるデータベース間でスキーマの互換性を確保するために使用します。

移行における役割:

既存のデータベース（例えばMySQL）をAWSの適切なサービス（DynamoDBやAuroraなど）に移行する際に、DMSとSCTを利用してデータ移行とスキーマ変換を行う。

4. Base64エンコーディング

用途: バイナリデータをASCII文字列に変換する方法。主に、バイナリデータ（例えば画像や動画）をテキストベースのデータ形式で扱う必要がある場合に使用します。

デメリット: Base64でエンコードしたデータは、元のサイズの約1.33倍に膨らむため、大きなファイル（例えばビデオ）を直接保存する際には非効率です。

ビデオデータ保存における問題点:

ビデオファイルをBase64エンコードで保存すると、サイズが大きくなり、ストレージと転送コストが増加します。また、パフォーマンスにも悪影響を及ぼす可能性があります。

5. アーキテクチャの選定

データベースとファイルストレージの分離:

ビデオデータのような大容量データは、データベースに直接保存せず、S3のようなオブジェクトストレージを使用することが一般的です。
データベースは、ビデオデータのメタデータ（ファイル名、サイズ、アップロード日時など）を管理するために使用し、実際のビデオファイルはS3に保存します。このアーキテクチャは、スケーラビリティと効率を高めるために推奨されます。

結論

S3は、大容量ファイルやオブジェクトの保存に非常に適しており、動画ファイルなどの大きなデータを効率よく管理するために理想的な選択肢です。

DynamoDBは、ビデオファイルのメタデータを管理するために使用され、S3のオブジェクトキーと組み合わせることで、高度なスケーラビリティを実現します。

Base64エンコードは、大きなファイルをデータベースに直接保存するためには非効率であり、ファイル自体はS3に保存する方法が推奨されます。

実践

略

一問道場

ある企業がアプリケーションを近代化し、AWSに移行する必要があります。アプリケーションは、ユーザープロファイルデータをオンプレミスのMySQLデータベースの1つのテーブルにテキスト形式で保存しています。

近代化後、ユーザーは最大4GBのサイズのビデオファイルをアプリケーションにアップロードできるようになります。他のユーザーはアプリケーションからそのビデオファイルをダウンロードできるようにします。企業は、アプリケーションのパフォーマンスに影響を与えない、急速にスケーリング可能なビデオストレージソリューションが必要です。

どのソリューションがこの要件を満たすでしょうか？

A. AWSデータベース移行サービス（AWS DMS）を使用して、データベースをAmazon Aurora PostgreSQLに移行します。ビデオをデータベース内のTEXTカラムにbase64エンコードされた文字列として保存します。

B. AWSデータベース移行サービス（AWS DMS）を使用して、データベースをAmazon DynamoDBに移行し、AWSスキーマ変換ツール（AWS SCT）を使用します。ビデオをAmazon S3のオブジェクトとして保存し、S3キーを対応するDynamoDBアイテムに保存します。

C. AWSデータベース移行サービス（AWS DMS）を使用して、データベースをAmazon Keyspaces（Apache Cassandra）に移行し、AWSスキーマ変換ツール（AWS SCT）を使用します。ビデオをAmazon S3のオブジェクトとして保存し、S3オブジェクト識別子を対応するAmazon Keyspacesのエントリに保存します。

D. AWSデータベース移行サービス（AWS DMS）を使用して、データベースをAmazon DynamoDBに移行し、AWSスキーマ変換ツール（AWS SCT）を使用します。ビデオを対応するDynamoDBアイテムにbase64エンコードされた文字列として保存します。

解説

この問題は、アプリケーションをAWSに移行し、特にビデオファイルのストレージに関する要件を満たすソリューションを求めています。ビデオファイルのサイズ（最大4GB）が大きいため、適切なストレージの選択が重要です。また、アプリケーションのパフォーマンスに影響を与えないことが求められています。各選択肢を解説します。

選択肢 A:

「AWS DMSを使用して、データベースをAmazon Aurora PostgreSQLに移行します。ビデオをデータベース内のTEXTカラムにbase64エンコードされた文字列として保存します。」

問題点: ビデオをデータベース内のテキストカラムにbase64エンコードして保存する方法は、ビデオのサイズ（最大4GB）に対して不適切です。base64エンコードすると、データのサイズが約1.33倍になります。このため、データベースのストレージコストが高くなり、パフォーマンスにも悪影響を及ぼす可能性があります。また、ビデオファイルのアップロードやダウンロードの速度も遅くなり、アプリケーションのパフォーマンスに影響を与えるでしょう。

結論: この方法は、ビデオのストレージには適していません。

選択肢 B:

「AWS DMSを使用して、データベースをAmazon DynamoDBに移行し、AWS SCTを使用します。ビデオをAmazon S3のオブジェクトとして保存し、S3キーを対応するDynamoDBアイテムに保存します。」

適切な選択肢: DynamoDBは、キー・バリュー型データベースであり、ビデオデータのメタデータ（例えば、ビデオのS3オブジェクトキー）を保存するのに適しています。一方、実際のビデオファイル自体は、Amazon S3に保存できます。Amazon S3は大規模なファイルストレージを効率的に処理でき、スケーラビリティに優れています。DynamoDBは、ビデオのメタデータを管理するために利用し、S3は実際のビデオファイルの格納に使用するというアーキテクチャが適切です。

結論: このソリューションは、要件を満たし、スケーラブルで効率的な方法です。

選択肢 C:

「AWS DMSを使用して、データベースをAmazon Keyspaces（Apache Cassandra）に移行し、AWS SCTを使用します。ビデオをAmazon S3のオブジェクトとして保存し、S3オブジェクト識別子を対応するAmazon Keyspacesのエントリに保存します。」

適切だが過剰な選択肢: Amazon Keyspaces（Apache Cassandra）は、スケーラブルなNoSQLデータベースサービスですが、DynamoDBよりも管理や運用の手間がかかることが多いです。Keyspacesもビデオのメタデータを保存するには適していますが、DynamoDBと比較すると、運用の複雑さが増すため、特にシンプルで効果的なソリューションを求めている場合には過剰です。

結論: Keyspacesは適切ですが、DynamoDBよりもシンプルでないため、最適な選択肢ではありません。

選択肢 D:

「AWS DMSを使用して、データベースをAmazon DynamoDBに移行し、AWS SCTを使用します。ビデオを対応するDynamoDBアイテムにbase64エンコードされた文字列として保存します。」

問題点: DynamoDBにビデオファイルをbase64エンコードして保存する方法は、選択肢Aと同様に不適切です。ビデオのデータ量が大きいため、データベースにbase64エンコードされたビデオを保存すると、ストレージの効率が悪化し、パフォーマンスが低下します。また、DynamoDBは大きなバイナリデータの保存には最適ではないため、S3に保存する方が適しています。