358-AWS SAP AWS 「理論・実践・一問道場」クラスタ配置グループ

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理論

低遅延ネットワーキングとインスタンス配置

AWSで低遅延のネットワーキングを実現するために、インスタンスの配置方法は非常に重要です。特に、分散システムやインメモリデータベースのようなパフォーマンスが求められるアプリケーションにおいて、最適な配置を選択することがパフォーマンス向上の鍵になります。

AWSのインスタンス配置方法の種類

パーティション配置グループ（Partition Placement Group）

目的: 耐障害性を向上させるため、インスタンスを異なる物理的ハードウェアに分散配置します。

適用シナリオ: 高可用性が求められる場合や、故障による影響を最小限に抑えたい場合に使用されますが、低遅延には向いていません。

クラスタ配置グループ（Cluster Placement Group）

目的: インスタンスを物理的に近くに配置し、インスタンス間のネットワーキング遅延を最小化します。

適用シナリオ: 低遅延が重要なワークロード（例えば、インメモリデータベースや高速データ処理）に最適です。インスタンス間で大量の通信が発生する場合に、クラスタ配置グループを使用することでパフォーマンスを最大化できます。

スプレッド配置グループ（Spread Placement Group）

目的: インスタンスを異なる物理的ハードウェアに分散し、障害が発生した場合のリスクを軽減します。

適用シナリオ: 高可用性が求められるが、ネットワーク遅延はあまり重要ではない場合に使用されます。

インメモリデータベースと最適なインスタンス配置

インメモリデータベースでは、データの読み書きが非常に高速であるため、インスタンス間の通信速度、つまりネットワーキング遅延がパフォーマンスに大きな影響を与えます。そのため、データの処理が大量に行われるシステムでは、クラスタ配置グループが最適です。クラスタ配置グループを使用することで、インスタンス間のネットワーキング遅延を最小限に抑え、高速なデータアクセスと処理を実現できます。

メモリ最適化インスタンス

インメモリデータベースのようなメモリ集約型のワークロードには、メモリ最適化インスタンスが最適です。これらのインスタンスは、大量のメモリを利用するワークロードに適しており、高速なデータアクセスをサポートします。

結論

インメモリデータベースのパフォーマンス向上には、クラスタ配置グループとメモリ最適化インスタンスを使用することが最適です。この構成により、低遅延の通信と高いメモリ性能を活かしたデータベースの運用が可能となります。

実践

略

一問道場

ある企業が、Amazon EC2インスタンスのフリートに分散型インメモリデータベースをデプロイしています。このフリートは、1つのプライマリノードと8つのワーカーノードで構成されています。プライマリノードは、クラスターのヘルスを監視し、ユーザーからのリクエストを受け付け、それをワーカーノードに分配し、クライアントに集約されたレスポンスを返します。ワーカーノードは、データパーティションをレプリケートするために互いに通信します。企業は、最大のパフォーマンスを達成するために最小限のネットワーキング遅延を必要としています。どのソリューションがこの要件を満たすでしょうか？

A. パーティション配置グループでメモリ最適化されたEC2インスタンスを起動する

B. パーティション配置グループでコンピュート最適化されたEC2インスタンスを起動する

C. クラスタ配置グループでメモリ最適化されたEC2インスタンスを起動する

D. スプレッド配置グループでコンピュート最適化されたEC2インスタンスを起動する

解説

この問題では、分散型インメモリデータベースを構成するために、低いネットワーキング遅延を達成し、最大パフォーマンスを実現するソリューションを選ぶ必要があります。

選択肢の分析：

A. パーティション配置グループでメモリ最適化されたEC2インスタンスを起動する

パーティション配置グループは、インスタンスが異なる物理的なハードウェアで動作することを確保するために使いますが、これは主に耐障害性を高めるためのものです。ネットワーキングの遅延を最小限にするためには最適ではありません。

B. パーティション配置グループでコンピュート最適化されたEC2インスタンスを起動する

パーティション配置グループは、耐障害性に重点を置いた配置方式であり、パフォーマンスの向上には向いていません。コンピュータリソースの最適化は、タスクに対する負荷を軽減するために良いですが、遅延にはあまり関係ありません。

C. クラスタ配置グループでメモリ最適化されたEC2インスタンスを起動する

クラスタ配置グループは、インスタンス間での低遅延ネットワーキングを提供します。この配置方法では、すべてのインスタンスが物理的に近く配置され、ノード間通信の遅延を最小限に抑えられます。分散型インメモリデータベースにおいて、ノード間の高速通信が求められるため、最適な選択です。さらに、メモリ最適化されたEC2インスタンスは、メモリ集約型のワークロードに適しており、インメモリデータベースにおいて非常に有用です。

D. スプレッド配置グループでコンピュート最適化されたEC2インスタンスを起動する

スプレッド配置グループは、インスタンスを異なる物理的なハードウェアに分散配置するため、耐障害性を高めますが、ネットワーク遅延を最小化するためには最適ではありません。コンピュータリソースの最適化は重要ですが、遅延の最小化には適していません。

結論：

最小のネットワーク遅延と最大のパフォーマンスを実現するためには、C. クラスタ配置グループでメモリ最適化されたEC2インスタンスを起動するが最適です。この配置では、ノード間での高速通信が可能であり、インメモリデータベースのパフォーマンスを最大化できます。