AWSのマルチAZとは?マルチAZと対比される構成のシングルAZ・マルチAZと似ている構成のマルチリージョン

AWSのマルチAZとは?

マルチAZとは、Amazon.com社が提供する「Amazon Web Services（AWS）」のシステム構成の1つであり、ある地域の複数の「アベイラビリティゾーン（AZ）と呼ばれるデータセンター群」にまたがってシステムを配置する方式です。

AWSが運用する施設は世界の約25の地域（都市）にある

AWSが運用する施設は世界の約25の地域（都市）にあり、AWSの施設がある地域を「リージョン」といいます。 各リージョンでは2つ以上のデータセンターが数kmから100km以内の範囲で離れて立地し、この同一リージョン内の独立したデータセンター群をAZといいます。 AZ間は物理的な距離がありますが、AZ間は高速な通信回線で接続しているため、別AZのリソース（仮想マシンなど）間の通信は遅延の少ない状態で通信可能です。 また、同じリージョン内のAZは互いに独立し、AZの障害発生時は他のAZは障害の影響を受けず稼働するよう設計されています。 そのため、2つ以上のAZにまたがってシステムを配置する「マルチAZ」は、システムの可用性が高いと考えられています。

マルチAZと対比される構成「シングルAZ」とは？

シングルAZはよくマルチAZと対比されます。シングルAZはマルチAZと同様にAWSのシステム構成の1つで、1つのAZのみにシステムを配置する方式です。 シングルAZは1つのAZ内にシステムを配置するため、システムを配置したAZで障害が発生した場合、システムがダウンし、復旧できないリスクがあります。

マルチAZと似ている構成「マルチリージョン」とは？

マルチAZと似ている構成としてマルチリージョンがあります。マルチリージョンとは、マルチAZと同様にAWSのシステム構成の1つで、複数のリージョンにまたがってシステムを配置する方式です。 「リージョン」と呼ばれるAWSの施設がある地域（都市）にまたがってシステムを配置します。リージョンはそれぞれ完全に独立し、リージョンでの障害発生時は他のリージョンに影響を与えず、稼働するよう設計されていますので、マルチAZより可用性が高いと考えられています。

マルチAZ・シングルAZ・マルチリージンを比較

これまでマルチAZやシングルAZ、マルチリージョンについて説明してきました。ここではマルチAZやシングルAZ、マルチリージョンを4つの観点で比較し、各構成について説明します。

コスト

コストはシングルAZ、マルチAZ、マルチリージョン の順に高くなります。 シングルAZは1つのリージョンで1つのAZにシステムを配置する構成です。そのため、シングルAZは他の2つの構成とは異なり、システムが利用するインスタンスの数が少なく、1つのAZ内で通信が完結するため、インスタンスの維持費や通信料が安くなります。 マルチAZは1つのリージョンで複数のAZにシステムをそれぞれ配置する構成です。AZにそれぞれインスタンスを用意し、インスタンス間でAZをまたぐ通信が発生するため、マルチAZはインスタンスの維持費や通信料がシングルAZより高くなります。 最後にマルチリージョンは複数のリージョンにシステムをそれぞれ配置する構成です。マルチリージョンは別のリージョンにインスタンスを用意し、インスタンス間でリージョンをまたぐ通信が発生するので、他の2つの構成よりもインスタンスの維持費や通信料が高くなります。

可用性

可用性はマルチリージョン、マルチAZ、シングルAZの順に低くなります。 マルチリージョンは複数のリージョンにシステムを配置しているため、一部のリージョンやAZで障害が発生した場合も他のリージョンでシステムが稼働できる可能性があります。そのため、マルチリージョンは他の2つの構成に比べ、非常に可用性を高くすることが可能です。 一方、マルチAZは複数のAZにシステムを配置しているため、1つのAZで障害が発生しても他のAZのシステムが稼働できる可能性があります。マルチAZではリージョンでの障害に対応できませんが、AZでの障害には対応できるため、シングルAZより可用性を高めることが可能です。 シングルAZは1つのリージョンの1つのAZにのみシステムを配置するため、システムを配置したリージョンやAZで障害が発生した場合、システムが停止する可能性が高くなります。そのため、他の2つの構成に比べ可用性が低いと考えられています。

性能

性能はシングルAZ、マルチAZ、マルチリージョンの順に遅くなる傾向があります。 シングルAZはインスタンス間の通信が1つのAZ内で完結するため、他の2の構成に比べて性能では優位です。一方、マルチAZはAZをまたいだ通信が発生し、AZをまたいだ通信はAZ内の通信より時間がかかるため、シングルAZより性能が遅くなります。 マルチリージョンはリージョンをまたいだ通信が発生する場合、リージョン間は物理的な距離も遠く、AZ間のような高速な通信回線が利用されないため、通信に時間が取られてしまうのです。そのため、他の2つの構成に比べて性能が遅くなってしまいます。

構築／運用の難易度

構築／運用の難易度はシングルAZ・マルチAZ・マルチリージョンの順に高くなります。 シングルAZはシンプルな構成なので、構築や運用は容易です。また、マルチAZは分散構成ですが、構築や運用がしやすいようにAWS側で機能を用意されているため、構築や運用は比較的容易です。 一方、マルチリージョンはAWSの機能でカバーできない箇所や、リソースをリージョン間では共有できないなどの制限をユーザー側で対応する必要があります。そのため、マルチリージョンの構築や運用の難易度が非常に高くなります。

マルチAZの設定手順

マルチAZを利用できるAWSのサービスはいくつかありますが、今回は仮想サーバー構築サービス「Amazon EC2」とリレーショナルデータベース構築サービス「Amazon RDS」をマルチAZで運用するための設定手順を紹介します。

Amazon EC2

AWSマネジメントコンソールからAmazon EC2をマルチAZで運用するための設定手順を紹介します。今回はAWSが提供するロードバランサー「Elastic Load Balancer」を利用して、複数のAZにあるEC2インスタンスを運用できるように設定します。

【step1】EC2インスタンスを複数用意する

step1の手順はEC2インスタンスを複数用意し、インスタンスを別々のAZに配置するという手順です。 AWS マネジメントコンソールから1つ目のインスタンスにシステムを構築します。その後に作成したインスタンスのマシンイメージ（Amazon Machine Image : AMI）を作成し、インスタンスを複製します。 インスタンスを複製する際に「インスタンスの詳細の設定」画面の「サブネット」で1つ目のインスタンスと別のAZを設定したら、step1の手順は終わりです。

【step2】Elastic Load Balancerを複数のAZに配置する

Elastic Load Balancer（ELB）は、EC2インスタンスを負荷分散するロードバランサーです。step2の手順は複数のAZに配置されたインスタンスへの負荷分散が行えるようにロードバランサーを作成するという手順です。 AWSマネジメントコンソールから「Application Load Balancer」を作成します。ロードバランサーの作成時に「ロードバランサーの設定」画面のアベイラビリティゾーン欄で選択可能な全てのアベイラビリティゾーンにチェックします。

Amazon RDB

AWSマネジメントコンソールからAmazon RDBをマルチAZで運用するための設定手順を紹介します。RDBのAZで障害が発生した時にフェイルオーバーするためにDBインスタンスの複製を別のAZに作成するように設定するという手順です。 AWS マネジメントコンソールからRDBを作成します。RDBを作成する際に、「DB詳細の指定」画面で「マルチAZ配置」の「はい」に選択します。

まとめ

今回はマルチAZについて詳しく解説しました。マルチAZを利用することで、簡単に複数拠点のデータセンターでの冗長化構成を実現することが可能です。マルチAZは物理環境にはない、AWSの強みの1つです。 システムの可用性をマルチAZで実現してみてはいかがでしょうか。]]>