481-AWS SAP AWS 「理論・実践・一問道場」Auroraレプリカ

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理論

1. Auto ScalingとElastic Load Balancer (ELB)

Auto Scalingは、負荷に応じてEC2インスタンスを自動的にスケールアウト（増加）またはスケールイン（減少）させることで、高負荷時でもアプリケーションが安定して動作するようにします。

*Elastic Load Balancer (ELB)**は、トラフィックを複数のEC2インスタンスに分散するため、単一のインスタンスに負荷が集中することを防ぎます。

2. データベースのスケーラビリティ

Amazon Auroraは、MySQL互換のフルマネージドなリレーショナルデータベースで、Auroraレプリカを利用することで、読み取り専用の操作を複数のレプリカに分散できます。これにより、読み取り負荷を軽減し、データベースのパフォーマンスが向上します。

Multi-AZデプロイメントは、高可用性と自動フェイルオーバーを提供するため、障害が発生してもサービスの中断を最小限に抑えることができます。

3. AWS Lambdaとサーバーレスアーキテクチャ

AWS Lambdaは、サーバーレスコンピューティングサービスで、インフラの管理なしでコードを実行できます。自動スケーリングを提供しますが、EC2ベースのアプリケーションをLambdaに移行するには大きな開発労力がかかります。

4. CDN (Content Delivery Network)

Amazon CloudFrontは、グローバルに分散したエッジロケーションを使ってコンテンツを高速に配信するCDNです。主に静的コンテンツやキャッシュに利用され、アプリケーションのパフォーマンス向上に貢献しますが、動的コンテンツの負荷分散には直接的な効果は少ないです。

これらの概念は、アプリケーションのパフォーマンスや可用性を向上させ、信頼性の問題を最小限に抑えるために重要な技術です。

実践

略

一問道場

質問 #481

ある企業のWebアプリケーションには信頼性の問題があります。このアプリケーションはグローバルに顧客にサービスを提供しています。アプリケーションは単一のAmazon EC2インスタンスで実行され、Amazon RDS for MySQLデータベースに対して読み取り集中型の操作を行っています。高負荷時にアプリケーションは応答しなくなり、EC2インスタンスの手動再起動が必要です。ソリューションアーキテクトはアプリケーションの信頼性を向上させなければなりません。

最小の開発労力でこの要件を満たすソリューションはどれですか？

A. Amazon CloudFrontディストリビューションを作成します。EC2インスタンスをディストリビューションのオリジンとして指定し、RDS for MySQLデータベースのためにMulti-AZデプロイメントを構成します。読み取り集中型の操作にスタンバイDBインスタンスを使用します。

B. アプリケーションをAuto Scalingグループ内のEC2インスタンスで実行します。EC2インスタンスをElastic Load Balancer (ELB) ロードバランサーの背後に配置します。データベースサービスをAmazon Auroraに置き換え、読み取り集中型の操作にはAuroraレプリカを使用します。

C. AWS Global Acceleratorをデプロイします。RDS for MySQLデータベースのためにMulti-AZデプロイメントを構成します。読み取り集中型の操作にスタンバイDBインスタンスを使用します。

D. アプリケーションをAWS Lambda関数に移行します。RDS for MySQLデータベースのために読み取りレプリカを作成し、読み取り集中型の操作には読み取りレプリカを使用します。

解説

この問題では、信頼性の向上が求められています。特に、アプリケーションが高負荷時に応答しなくなり、手動でEC2インスタンスを再起動しなければならないという問題があります。最小の開発労力でこの問題を解決するソリューションを選択する必要があります。

それぞれの選択肢について説明します：

A. Amazon CloudFrontディストリビューションを作成し、Multi-AZデプロイメントを構成

CloudFrontは、静的コンテンツの配信やキャッシュ用に利用されることが多いですが、動的なアプリケーションのパフォーマンス向上には直接的な効果がありません。また、RDSのスタンバイDBインスタンスを使用することで読み取り専用の負荷分散を試みることはできますが、これも信頼性向上には十分な解決策ではない可能性があります。

評価: これではWebアプリケーションのパフォーマンスや信頼性を大きく改善するのに十分ではありません。

B. Auto Scalingグループ、ELB、Auroraレプリカを利用

Auto Scalingにより、EC2インスタンスが負荷に応じてスケールアップやスケールダウンするため、高負荷時でも自動的に新しいインスタンスが起動し、パフォーマンスが安定します。

ELB（Elastic Load Balancer）を使用して、複数のEC2インスタンスにトラフィックを分散することで、1つのインスタンスに過剰な負荷がかかるのを防ぎます。

Auroraレプリカを使用することで、読み取り集中型の操作を複数のレプリカに分散し、データベースの読み取りパフォーマンスが向上します。

評価: これは高負荷時のスケーラビリティを確保し、アプリケーションの信頼性とパフォーマンスを向上させる最も効果的で開発労力の少ない方法です。

C. AWS Global AcceleratorとMulti-AZ RDSデプロイメント

AWS Global Acceleratorは、アプリケーションのパフォーマンス向上に役立つツールですが、主にネットワークの最適化に使用され、アプリケーションのスケーラビリティや信頼性に直接関係するわけではありません。

RDSのMulti-AZデプロイメントは高可用性を提供しますが、アプリケーションのスケーラビリティや負荷分散には不十分です。

評価: Global Acceleratorは適切ですが、信頼性を向上させるための最小限の開発労力としては不足しています。

D. AWS Lambdaと読み取りレプリカを利用

AWS Lambdaはサーバーレスのアーキテクチャであり、アプリケーションの自動スケーリングには役立ちますが、EC2インスタンスで動作している既存のアプリケーションをLambdaに移行するには、かなりの開発労力がかかります。

読み取りレプリカの利用は、データベースのパフォーマンスを改善するのに役立ちますが、アプリケーションのスケーラビリティや信頼性を大幅に向上させるには、Lambdaへの移行が必要となるため、これは最小の開発労力ではありません。

評価: 開発労力が大きく、最小限の開発労力での改善策としては不適切です。

結論

最も効率的で、最小の開発労力で信頼性を向上させる方法は B（Auto Scaling、ELB、Auroraレプリカを利用）です。これにより、アプリケーションはスケーラブルになり、負荷が高い時でも自動的に処理が分散されるため、信頼性とパフォーマンスが大幅に向上します。