024-AWS SAP AWS 「理論・実践・一問道場」 NLB

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理論

高可用性と冗長性を持つサービスの設計

クラウド環境で高可用性や冗長性を持つサービスを設計するためには、いくつかの重要なコンセプトとAWSのサービスを理解する必要があります。この記事では、特にネットワークロードバランサ（NLB）やElastic IP（EIP）を使用したサービス設計の本質を解説します。

1. 高可用性と冗長性

高可用性とは、システムやサービスが障害に強く、常に稼働し続けることができる状態を指します。これを実現するためには、冗長性が重要です。冗長性とは、システムの主要なコンポーネントを複数設置し、障害が発生しても他のコンポーネントがその役割を引き継ぐことでサービスの継続を可能にすることです。

AWSで高可用性を実現するためには、次の要素を考慮する必要があります：

複数のアベイラビリティゾーン（AZ）にリソースを分散させる。

自動スケーリングを活用してトラフィックの増加に柔軟に対応する。

障害復旧のために、フェイルオーバー機能やバックアップを設定する。

これにより、特定のAZがダウンしても、他のAZでサービスが稼働し続けることができます。

2. ネットワークロードバランサ（NLB）

NLB（Network Load Balancer）は、TCP、UDPトラフィックを効率的に処理するためのロードバランサです。特に、低レイテンシと高いスループットが要求されるサービスに向いています。

NLBの主な特徴：

高いパフォーマンス: 大量のTCP/UDPトラフィックを扱うため、高速な通信が求められるサービスに最適です。

IPベースの負荷分散: トラフィックをIPアドレスに基づいて分散させるため、静的IP（Elastic IP）を提供することができます。

障害時のフェイルオーバー: サービスを複数のAZに分散することで、障害時に他のAZに自動的に切り替えることができます。

NLBを使用することで、固定IPアドレスを提供することができ、他の企業がそのIPアドレスを許可リストに追加することも可能です。これにより、サービスが外部からのアクセスを安全に受け入れられるようになります。

3. Elastic IP（EIP）

Elastic IPは、AWSが提供する静的IPアドレスです。EIPは、EC2インスタンスやNLBに割り当てることができ、サービスがスケールアウトやインスタンスの再起動を行っても、常に同じIPアドレスを維持できます。

EIPの主な特徴：

静的IPアドレス: アプリケーションが必要とする固定IPを提供します。

障害復旧: EC2インスタンスやNLBに問題が発生した場合でも、EIPを別のインスタンスやサービスに再割り当てできるため、ダウンタイムを最小限に抑えます。

このように、EIPはサービスを外部のシステムに公開する際に、固定IPアドレスを提供し、他の企業やサービスがそのIPアドレスを許可リストに追加できるようにします。

4. NLBの利用方法

NLBを利用したサービス設計では、以下のような流れで構成を組み立てることができます：

EC2インスタンスやコンテナ（ECSやEKS）を複数のアベイラビリティゾーンに配置し、高可用性を確保します。

NLBを使用して、複数のインスタンスやサービスにトラフィックを分散します。NLBの前にElastic IPを割り当てることで、固定IPを提供し、外部からのアクセスを受け入れます。

DNS設定: my.service.comのDNSレコードを、NLBのDNS名にエイリアスとして設定します。これにより、ユーザーは固定IPを使用することなく、サービスにアクセスできます。

セキュリティ: NLBを利用することで、EC2インスタンスやバックエンドのリソースに直接アクセスされることなく、安全にトラフィックを受けることができます。

5. 結論

高可用性と冗長性を持つサービスを設計する際、NLBとElastic IPを活用することで、固定IPの提供とトラフィックの負荷分散を実現できます。また、NLBは複数アベイラビリティゾーンへの冗長性を提供し、システムの可用性を確保します。このような設計を採用することで、外部企業がIPアドレスを許可リストに追加できるようにし、安全かつ高可用なサービスを提供することができます。