Amazon Web Services (AWS) EC2 (Elastic Compute Cloud) は、クラウド内でスケーラブルなコンピューティング能力を提供します。小規模な Web アプリケーションを実行している場合でも、大規模なエンタープライズ アプリケーションを実行している場合でも、EC2 インスタンスを最適化することが、パフォーマンス、コスト効率、リソース使用率のバランスをとる鍵となります。この記事では、EC2 インスタンスを最適化してパフォーマンスと収益性を向上させるためのベストプラクティスと手法について説明します。
適切なEC2インスタンスタイプを選択する
EC2 を最適化する最初のステップは、ワークロード要件に基づいて適切なインスタンスタイプを選択することです。 AWS は、それぞれ特定のユースケースに合わせて最適化されたさまざまなインスタンスタイプを提供しています。
- 汎用: コンピューティング、メモリ、ネットワークのバランスが取れています (例: t3、m5)。
- 計算最適化: CPU 対メモリ比率が高い (例: c5)。
- メモリの最適化: メモリと CPU の比率が高い (例: r5、x1e)。
- ストレージの最適化: 高いディスク スループット (例: i3、d2)。
- アクセラレーテッドコンピューティング: GPU 駆動インスタンス (例: p4、inf1)。
ヒント: 定期的にワークロードを分析し、CPU、メモリ、I/O の要件に基づいてインスタンス タイプを調整します。
EC2インスタンスの適切なサイズ設定
インスタンスを十分に活用しないとコストがかかる可能性があり、インスタンスを過剰にプロビジョニングするとパフォーマンスの問題が発生する可能性があります。 AWS では、使用状況を監視し、インスタンスの適切なサイズ設定を推奨するのに役立つ AWS Cost Explorer と AWS Trusted Advisor を提供しています。
適切なサイズ設定の手順:
- リソース使用状況の監視: CloudWatch を使用して、CPU 使用率、メモリ使用量、ディスク I/O、ネットワーク アクティビティを追跡します。
- 自動スケーリングの設定: 需要に応じてインスタンスの数を自動的に調整します。これにより、ピーク時間中に必要なインスタンスのみが実行されるようになります。
- EC2スポットインスタンスの活用: 重要でないワークロードの場合は、オンデマンド インスタンスよりも最大 90% 安くなるスポット インスタンスの使用を検討してください。
ストレージパフォーマンスの最適化
ストレージは EC2 インスタンスのパフォーマンスにおいて重要な役割を果たします。 AWS はさまざまなニーズに合わせてさまざまなタイプのストレージを提供しており、ストレージ設定を最適化するとパフォーマンスが大幅に向上します。
ストレージを最適化する手順:
- Amazon EBS (Elastic Block Store) の使用: 永続ストレージ用の EBS ボリュームを接続します。より優れた I/O パフォーマンスを得るには、io2 や gp3 などの SSD 対応ボリュームを選択してください。
- EBSボリュームタイプの最適化: IOPS 要件に基づいて適切なボリュームを選択します。高パフォーマンス アプリケーションの場合は、Provisioned IOPS SSD (io1/io2) を使用します。バランスの取れたワークロードの場合は、汎用 SSD (gp3) を使用します。
- ファイルストレージに Amazon FSx または EFS を使用する: マネージドファイルシステムが必要な場合は、スケーラブルな共有ストレージには Amazon EFS、Windows ワークロードには Amazon FSx for Windows ファイルサーバーの使用を検討してください。
ヒント: EBS 最適化インスタンスを使用すると、EBS トラフィック専用の帯域幅が確保されます。
ネットワークパフォーマンスの最適化
ネットワーク パフォーマンスは、特にインスタンス間または外部ソース間で大量のデータを転送する必要がある高パフォーマンス アプリケーションにとってボトルネックになる可能性があります。 AWS は、EC2 インスタンスのネットワーク パフォーマンスを向上させるいくつかの方法を提供しています。
ネットワークを最適化する手順:
- ENA (Elastic Network Adapter) による拡張ネットワークENA を使用して、高スループットと低レイテンシのネットワークを実現します。
- Elastic Load Balancing (ELB) の使用: 複数の EC2 インスタンスにトラフィックを均等に分散し、信頼性とパフォーマンスを向上させます。
- 配置グループの使用: インスタンスをグループ化して、物理ハードウェア上にインスタンスを配置する方法を制御します。たとえば、クラスター配置グループを使用すると、インスタンス間の低レイテンシのネットワークを確保できます。
- VPCピアリングまたはトランジットゲートウェイの使用: 異なる VPC 内の EC2 インスタンス間のレイテンシーを削減するには、VPC ピアリングを設定するか、AWS Transit Gateway を使用します。
コストとパフォーマンスの最適化のために自動スケーリングを使用する
Auto Scaling は、設定された条件に基づいてクラスター内の EC2 インスタンスの数を自動的に変更する AWS 機能です。これにより、手動で調整する必要なく、アプリケーションが常に適切な計算能力を持つことが保証されます。
自動スケーリングの手順:
- スケーリングポリシーの定義: CPU 使用率、ネットワーク トラフィック、またはカスタム CloudWatch メトリクスに基づいてポリシーを作成します。最小、最大、および希望の容量を設定します。
- スケーリングプランの使用AWS Auto Scaling を使用すると、特定の需要に基づいて EC2 インスタンスやその他のリソース (DynamoDB テーブル、Aurora DB クラスターなど) をスケーリングできます。
ヒント: Elastic Load Balancer を使用して自動スケーリングを設定し、新しく起動されたインスタンス間でトラフィックを自動的に分散します。
Amazon EC2インスタンス購入オプションを活用する
AWS では、コストを最適化し、リソース効率を向上させるために、いくつかの購入オプションを提供しています。
- オンデマンドインスタンス: 長期契約なしで、コンピューティング能力に対して秒単位で料金を支払います。予測不可能なワークロードに最適です。
- リザーブドインスタンス（RI）: 大幅な割引と引き換えに、EC2 インスタンスを 1 ～ 3 年間使用することを約束します。これは、安定した予測可能なワークロードに最適です。
- スポットインスタンス: 未使用の EC2 容量を大幅割引価格で購入します (最大 90%)。柔軟でフォールト トレラントなワークロードに最適です。
- 貯蓄プラン: 1 年または 3 年間の継続使用を約束する代わりに、より低い料金を提供する柔軟な価格設定モデルです。
監視とログ記録を実装する
継続的な監視とログ記録は、EC2 インスタンスが正常に実行され、リソースが効率的に使用されていることを確認するために重要です。
監視手順:
- クラウドウォッチ: Amazon CloudWatch を使用して、各 EC2 インスタンスの CPU、メモリ、ディスク、ネットワークのメトリクスを監視します。
- クラウドトレイル: EC2 インスタンスに関連する API アクティビティを追跡し、インスタンスに関する詳細なログを受け取ります。
- AWS システムマネージャー: 運用データ、運用タスクの自動化、パッチ管理に関するより深い洞察を実現します。
高可用性のためのElastic IPとロードバランサーの使用
実稼働環境では、高可用性が最優先事項です。 Amazon は、障害が発生した場合でも EC2 インスタンスが利用可能であることを保証するためのさまざまな機能を提供しています。
高可用性の手順:
- エラスティックIP: インスタンス間で再マップできる静的 IP アドレスを使用して、中断のないサービスを確保します。
- エラスティックロードバランサー（ELB）: 受信アプリケーション トラフィックを複数の EC2 インスタンスに自動的に分散し、耐障害性を向上させます。
- マルチAZ配置: 冗長性と耐障害性を高めるために、EC2 インスタンスを複数のアベイラビリティーゾーン (AZ) にデプロイします。
インスタンスメタデータとユーザーデータを自動化に使用する
EC2 インスタンスのメタデータとユーザーデータを使用して、インスタンス構成を自動化します。たとえば、ソフトウェアのインストールをスクリプト化したり、ネットワーク設定を構成したり、インスタンスからメタデータを取得したりできます。
ヒント: EC2 ユーザーデータと自動スケーリング機能を組み合わせて、新しい EC2 インスタンスを起動するときに自動的に構成します。
EC2インスタンスの保護
セキュリティは最適化の重要な部分です。 EC2 を最適化するということは、インスタンスのセキュリティを確保し、リスクを軽減して信頼性を高めることも意味します。
セキュリティを強化するための手順:
- セキュリティグループとネットワークACLの使用: 厳格な受信および送信トラフィック ルールを定義します。
- IAMロール: 必要最小限の権限を持つ IAM ロールを EC2 インスタンスにアタッチします。
- データの暗号化: Amazon EBS 暗号化を使用して保存データを保護します。
- パッチ適用とアップデート: EC2 インスタンスを定期的にパッチ適用して、最新かつ安全な状態に保ちます。
結論は
EC2 インスタンスを最適化するには、パフォーマンス、コスト、スケーラビリティのバランスを取る必要があります。適切なインスタンスタイプを選択し、自動スケーリングを使用し、ストレージとネットワークを最適化し、AWS の柔軟な購入オプションを活用することで、コスト効率に優れた高性能なインフラストラクチャを構築できます。定期的に監視し、リソース割り当てを調整し、インスタンスを保護することで、EC2 環境が最適な効率で実行されるようになります。
