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  • 2020/10/16 掲載

10分で理解する「AWS」まとめ、全体像や主なサービスがわかる入門書

新連載:やさしく学ぶAWS入門

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AWS(Amazon Web Services)について、あなたはどれくらい知っていますか?アマゾンのサービスということは知っていても、誰かにしっかり説明することはできるでしょうか?本記事では、AWS認定資格12種類すべてを取得し実務でも運用に取り組んでいるNRIネットコムの上野氏が、AWSに関する基本事項の整理に加えて、その特長や理解に役立つリンク、最低限押さえておきたい代表的なサービスについて解説します。

NRIネットコム 上野 史瑛

NRIネットコム 上野 史瑛

AWSを中心としたエンタープライズシステム基盤の設計、構築、運用を経験。AWS認定試験は12個全て取得している。認定資格や社外への活動がAWSにも認められ、2020年にAPN Ambassadors、AWS Top Engineers、ALL AWS Certifications Engineerに選出されている。

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パブリッククラウドの代表格、AWSについてその基本をやさしく解説する
(Photo/Getty Images)


AWSとは何か

 Amazon Web Services(以下AWS)とは、アマゾンが提供するクラウドプラットフォームです。インターネット経由で、サーバやストレージ、データベースなどさまざまなシステム機能を構築することが可能です。利用者はデータセンタやサーバ機器などハードウェアの管理をAWSに任せてビジネスロジックの実現に集中できます。

 AWSを開始するためのAWSアカウントは、メールアドレスとクレジットカードがあれば企業、個人問わず誰でも作成できます。このように利用できるクラウド環境を、パブリッククラウドと呼びます。一方で特定の企業向けに専用で用意したクラウド環境はプライベートクラウドと呼ばれます。

 AWSは、代表的なパブリッククラウドの1つです。AWSのほかには、マイクロソフトのMicrosoft Azureや、グーグルのGoogle Cloud Platform(GCP)などが主要なパブリッククラウドとして存在します。

 米国調査会社のガートナーが発表したパブリッククラウドのシェアでは、AWSが45.0%となっており、ほかのパブリッククラウドと比べ圧倒的であることがわかります。

「Worldwide IaaS Public Cloud Services Market Share, 2018-2019 (Millions of U.S. Dollars)」
社名 2019年売上
(100万ドル)
2019年
市場シェア
(%)
2018年売上
(100万ドル)
2018年
市場シェア
(%)
2018年から
2019年の
成長率(%)
アマゾン 19,990.4 45.0 15,495.0 47.9 29.0
マイクロソフト 7,949.6 17.9 5,037.8 15.6 57.8
アリババ 4,060.0 9.1 2,499.3 7.7 62.4
グーグル 2,365.5 5.3 1,313.8 4.1 80.1
テンセント 1,232.9 2.8 611.8 1.9 101.5
その他 8,858 19.9 7,425 22.9 19.3
合計 44,456.6 100.0 32,382.2 100.0 37.3

パブリッククラウドの売上と市場シェア
(出典:ガートナーを基に筆者作成)

 AWSの特徴としては豊富なサービス、高いシェア、エンタープライズの実績数といったものが挙げられます。AWSのサービス数は2020年10月時点で175以上あり、現在も継続してサービスや機能の追加が行われています。

AWSの特徴

 AWSの特徴をいくつか見ていきます。責任の共有やグローバルネットワーク、従量課金はAWSだけではなく、ほかのパブリッククラウドにも共通していえる特徴でもあります。

●AWSと利用者で責任を共有する

 ハードウェアの管理はAWSが行うと説明しましたが、AWSでは「責任共有モデル」という形で、利用者とAWSの責任の範囲を示しています。

画像
AWSの「責任共有モデル」

 ハードウェアやデータセンターなどAWSの責任となる範囲は、AWSが運用、管理を行うため、利用者はその部分を除いて運用、管理を行えば良く、負荷の軽減につながります。責任の範囲はサービスによって異なります。

 たとえばサーバサービスの「Amazon EC2」ではOSのパッチ適用などは利用側で行いますが、データベースのサービスである「Amazon RDS」ではパッチ適用はAWS側で行われます。利用者側で設計する範囲を決定するためにも、サービスの責任範囲を理解しておくことが重要です。

 よりAWSの責任範囲が多いサービスを活用することで、利用者は管理負荷を下げ、ビジネスロジックの実現に注力することが可能です。たとえば「Amazon Lambda」というコード実行サービスでは、利用者がコードを書くだけで処理を実装できます。ただし従来のオンプレミスシステムとは仕組みが異なり、その構造の変更に時間がかかってしまう場合もあるため、移行の際は注意が必要です。

● グローバルネットワーク

 AWSが管理するデータセンターは世界中に存在します。地域ごとにリージョンという単位で分離されており、たとえばヨーロッパの顧客向けにはヨーロッパのリージョンでシステムを提供できます。日本で通常利用する場合は東京リージョンを選択します。

 各リージョンには、アベイラビリティーゾーン(以下AZ)が複数存在します。AZは1つ以上のデータセンターから構成されます。リージョン内の各AZは独立した場所にあるため、たとえばデータセンター障害のような大規模障害でAZが障害になっても、別のAZでサービスを提供できます。

画像
「リージョンとアベイラビリティゾーン」
(出典:筆者作成)

●従量課金

 AWSの利用料金は従量課金であり、EC2であれば起動している時間分だけ料金が発生し、サーバのスペック(CPU、メモリ)により時間あたりの単価も変わります。日々利用状況に応じてコストが変動していくというところがAWSおよびパブリッククラウドでのポイントとなります。

●新機能の追加が多い

 新サービスや機能の追加がAWSでは頻繁に行われます。発表された新機能はすぐに利用可能です。AWSの最新情報ページ(What's new)ページを見ても、2019年だけで1000件以上の発表がされていることがわかります。

参考:「2019年の発表

 また、AWSでは新機能の90%以上が利用者の要望にもとづいて作られており、利用者の声を非常に重要視しています。

●認定資格

 AWSに関する知識・スキルを検証するためのAWS公式の認定試験があります。現時点は12種類の認定試験があり、年々と認知度も上がっているため、認定資格を取得することでそのスキルをアピールできます。

参考:「AWS認定資格まとめ2020年版、どんな試験があり、どんな取得メリットがあるのか?


AWSのメリット

 従来のオンプレミスを使用したシステムと比べた場合の、メリットを見ていきます。

・スピード
 事前にサーバ機器などのハードウェアを購入する必要がないため、必要な環境をすぐに用意できます。初期構築だけでなく、構築後のスペック変更もすぐにでき、ビジネスの変化に合わせて柔軟に対応できます。またこのスピードを活かして、「まずは試してみる」といった事前検証もやりやすくなります。

・ 管理負担
 オンプレミス環境で必要であった、ハードウェアの管理やソフトウェアのアップデートをAWSに任せて、利用者はビジネスの実現に注力できます。セキュリティについても、AWSでは多くの第三者機関認証を取得しているため、セキュリティ対応の一部もAWSに任せることができます。

・コスト最適化
 ハードウェア購入などが不要のため、初期導入コストを抑えることができます。また従量課金であるため、たとえば土日に使用しないビジネスアプリケーションは、サーバを停止して料金を節約するといったことも可能になります。最初は低スペックかつ少数のサーバという低コストで運用しておき、利用者が増えてきた段階でサーバスペックの強化および台数を増やすといったことも可能です。

・ 拡張性
 サーバスペックや台数の増加を容易に行えるため、利用者増加などシステムの需要に応じて拡張が可能です。CPU使用率やアクセス数に応じて、自動的にサーバを増やすといったオートスケール機能も備わっています。

AWSの課題点

 続いて、デメリットと言うほどではないですが、AWSを使用する際に課題となる点を紹介します。

・コスト管理
 使用しない時間もサーバを起動していたり、不要な高スペックなサーバを使用したりすることで、利用料が思わぬ形で高額になることがあります。従量課金の仕組みはうまく活用すれば安くすることもできますが、管理を怠ると高コストになる可能性もあるため注意が必要です。

 また、日々の利用料は使用してみないとわからない部分もあるため、使用前の予算決定が難しいという側面もあります。オンプレミス環境の場合は初期のハードウェア購入費やライセンス費用などである程度費用が固定になりますが、AWSでは事前の予算決定が難しい部分もあるため、コスト管理を運用の1つとして行っていくことが大切です。

・ 学習が必要
 AWSには多くのサービスがあり、日々更新が行われます。それら多くのサービスを活用するには、サービスの知識が必要です。AWSをはじめて触る方に取っては、最初の学習がハードルになるかもしれません。AWSでは無料相談などを行っていたり、AWSの技術に詳しいコンサルティングパートナーも多くありますので、まずはそういったところに相談するのも良いでしょう。

参考:「APN コンサルティングパートナー

 利用者が構築したシステムがリリースされた後も、AWS側では頻繁にアップデートが行われるため、コスト管理と合わせて継続して新サービスの活用を行うことが大切です。リリース後の改善運用方法を初期構築時にしっかりと考えておきましょう。

●AWS Well-Architected フレームワーク

 メリットと課題点で紹介したような、設計におけるポイントや考え方の参考になるのがAWS Well-Architected フレームワークです。AWS Well-Architected フレームワークは、AWS使用時のベストプラクティス集であり、AWSのソリューションアーキテクトの経験や、多くの業界での設計・構築の考えが詰めこまれています。AWSで設計を行う際には参考にすると良いでしょう。

参考:「Well-Architected フレームワークWebサイト

【次ページ】AWSで使える主なサービスを解説(VPC、S3、Lambda、…)

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Amazon DynamoDBとは何かをわかりやすく図解、どう使う?テーブル設計の方法とは

非常にわかりやすくまとまった良い記事ですが、技術的な誤りがあるので指摘させていただきます。

こちらについては恐らくDynamo論文(Dynamo: Amazon's Highly Available Key-value Store)を参考に記述されていると思われますが、Dynamo論文で説明されているDynamoと、今AWSで提供されているDynamoDBは名前を引き継いでいるだけで全く別のDBMSです。
DynamoDBはDynamoやSimpleDBS3、S3の知見をもとに開発されています。
https://www.allthingsdistributed.com/2012/01/amazon-dynamodb.html

今年公開されたDynamoDBの論文に記述がある通り、Multi-Paxosでリーダーの選出、合意形成を行う仕組みであり、leader replicaのみが書き込みを受け付けます。
(つまりパーティション単位に単一障害点が存在します)
https://assets.amazon.science/33/9d/b77f13fe49a798ece85cf3f9be6d/amazon-dynamodb-a-scalable-predictably-performant-and-fully-managed-nosql-database-service.pdf
> The replication group uses Multi-Paxos [14] for leader election and consensus. Any replica can trigger a round of the election. Once elected leader, a replica can maintain leadership as long as it periodically renews its leadership lease.
>Only the leader replica can serve write and strongly consistent read requests. Upon receiving a write request, the leader of the replication group for the key being written generates a write-ahead log record and sends it to its peer (replicas).

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