Elastic Block Store (EBS)

1. サービス概要¶

Amazon Elastic Block Store (EBS) は、Amazon EC2 インスタンスで使用するための、スケーラブルで高性能なブロックストレージサービスである。
ユーザーは、EC2 インスタンスにアタッチできる仮想ハードディスク（EBS ボリューム）を作成し、データの永続的な保存、高速な I/O、データのバックアップ、復元などを行うことができる。
EBS は、様々なアプリケーションのニーズに対応するための多様なボリュームタイプと、高い可用性、耐久性、セキュリティを提供する。

主なユースケースとして、

オペレーティングシステムとアプリケーションの保存
データベースの保存
Web サーバーのストレージ
ビッグデータ分析
コンテナワークロード
エンタープライズアプリケーション

などが挙げられる。
Amazon EBS は、これらのユースケースに対応するための様々な機能と、AWS の他のサービスとの統合を提供する。

2. 主な特徴と機能¶

2.1 ブロックストレージ¶

EBS は、EC2 インスタンスにアタッチできるブロックストレージを提供する。
ブロックストレージは、ファイルシステムのようにデータを管理するのではなく、ブロック単位でデータを管理する。これにより、OS レベルで直接アクセスでき、高いパフォーマンスを発揮できる。

2.2 多様なボリュームタイプ¶

EBS は、汎用 SSD（gp2, gp3）、プロビジョンド IOPS SSD（io1, io2）、スループット最適化 HDD（st1）、コールド HDD（sc1）など、様々なニーズに対応したボリュームタイプを提供している。
これにより、アプリケーションの要件に合わせて、適切なボリュームタイプを選択できる。

2.3 スナップショット¶

EBS ボリュームのスナップショットを作成できる。スナップショットは、特定の時点におけるボリュームのバックアップであり、ボリュームの復元や、新しいボリュームの作成に使用できる。
スナップショットは、増分バックアップであり、変更されたデータのみを保存する。

2.4 暗号化¶

EBS ボリュームを暗号化して、保存データを保護できる。
EBS ボリュームの暗号化は、作成時または既存のボリュームのスナップショットから作成する際に設定できる。

2.5 ボリュームのサイズ変更¶

EBS ボリュームのサイズを、オンラインで変更できる。
これにより、アプリケーションの需要に応じて、ストレージ容量を柔軟に調整できる。

2.6 アタッチ/デタッチ¶

EBS ボリュームを、EC2 インスタンスにアタッチ/デタッチできる。
複数のインスタンス間でボリュームを共有することはできませんが、インスタンスの停止や再起動をせずにボリュームをアタッチ/デタッチできる。

2.7 統合性と拡張性¶

Amazon EBS は、Amazon EC2、AWS Backup、AWS Data Lifecycle Manager、AWS CloudFormation などの AWS の他のサービスと密接に統合されている。
また、API を利用して、EBS ボリュームの管理を自動化することもできる。

3. アーキテクチャおよび技術要素¶

ユーザーは、EBS ボリュームを作成し、EC2 インスタンスにアタッチ。
EC2 インスタンスは、アタッチされた EBS ボリュームをローカルディスクとして利用。
必要に応じて、EBS ボリュームのスナップショットを作成。
スナップショットを基に、新しい EBS ボリュームを作成したり、既存のボリュームを復元。
必要に応じて、EBS ボリュームのサイズを変更。

Amazon EBS は、AWS のインフラ上に構築されており、高い可用性と耐久性を提供する。
ボリュームの作成、管理、バックアップなどは AWS が行うため、ユーザーはインフラの管理を意識する必要はない。

4. セキュリティと認証・認可¶

Amazon EBS は、ストレージのセキュリティを確保するために、以下の機能を提供する:

IAM 統合: AWS Identity and Access Management (IAM) を利用して、EBS ボリュームへのアクセスを制御する。
VPC 内での実行: EBS ボリュームは Virtual Private Cloud (VPC) 内で実行され、ネットワーク隔離を実現。
データ暗号化: EBS ボリュームおよびスナップショットは、転送中および保存時に暗号化できる。
アクセス制御: IAM ポリシーを通じて、ユーザーやグループごとに、EBS ボリュームの操作権限を詳細に制御できる。

これらのセキュリティ対策により、EBS ボリュームとそのデータを安全に保護する。

5. 料金形態¶

Amazon EBS の料金は主に以下に基づく:

ボリューム: EBS ボリュームのプロビジョニングされたストレージ容量に応じて課金。
スナップショット: EBS スナップショットの保存容量に応じて課金。
データ転送: データ転送量に応じて課金。
IOPS: プロビジョンド IOPS SSD (io1, io2) の場合、プロビジョニングされた IOPS 数に応じて課金。

6. よくあるアーキテクチャ・設計パターン¶

Amazon EBS は、様々なアプリケーションのストレージとして利用できる。
一般的なパターンは以下の通りである:

オペレーティングシステムとアプリケーションの保存: EC2 インスタンスのルートボリュームとして、オペレーティングシステムやアプリケーションを保存。
データベースの保存: データベースサーバーのストレージとして、EBS ボリュームを利用し、パフォーマンスと耐久性を確保。
Web サーバーのストレージ: Web サーバーのコンテンツやログを保存するために EBS ボリュームを利用。
ビッグデータ分析: 大量のデータを処理するためのストレージとして、EBS ボリュームを使用。
コンテナワークロード: コンテナの永続的なストレージとして、EBS ボリュームを利用。
エンタープライズアプリケーション: 大規模なエンタープライズアプリケーションのストレージとして、EBS ボリュームを利用。

7. 設定・デプロイ手順（ハンズオン例）¶

AWS マネジメントコンソールから Amazon EC2 を開き、EBS ボリュームを作成。
作成した EBS ボリュームを EC2 インスタンスにアタッチ。
EC2 インスタンス内で、アタッチしたボリュームをマウント。
EBS ボリュームのスナップショットを作成。
必要に応じて、スナップショットから新しいボリュームを作成。
必要に応じて、EBS ボリュームのサイズを変更。

8. 試験で問われやすいポイント¶

8.1 ブロックストレージ¶

特徴: ブロック単位でデータを管理。
利用: EC2 インスタンスにアタッチして、ローカルディスクとして利用。
試験対策: ブロックストレージの基本概念、利用方法が問われる。

8.2 多様なボリュームタイプ¶

種類: 汎用 SSD (gp2, gp3), プロビジョンド IOPS SSD (io1, io2), スループット最適化 HDD (st1), コールド HDD (sc1)。
選択: アプリケーションの要件に合わせて適切なボリュームタイプを選択。
試験対策: 各ボリュームタイプの特徴、利用ケースが問われる。

8.3 スナップショット¶

機能: 特定の時点におけるボリュームのバックアップ。
利用: ボリュームの復元や、新しいボリュームの作成。
試験対策: スナップショットの仕組み、増分バックアップが問われる。

8.4 暗号化¶

機能: EBS ボリュームを暗号化して、保存データを保護。
設定: 作成時またはスナップショットからの作成時に設定。
試験対策: 暗号化の設定方法、データ保護が問われる。

8.5 ボリュームのサイズ変更¶

機能: EBS ボリュームのサイズをオンラインで変更可能。
目的: アプリケーションの需要に応じて、ストレージ容量を柔軟に調整。
試験対策: オンラインでのサイズ変更、メリットが問われる。

8.6 料金体系¶

課金対象: プロビジョニングされたストレージ容量、スナップショットの保存容量、データ転送量、プロビジョンド IOPS (io1, io2)。
最適化: 不要なスナップショットの削除、適切なボリュームタイプの選択がコスト削減に有効。
試験対策: 料金体系、課金対象が問われる。

8.7 類似・関連サービスとの比較¶

Amazon S3: オブジェクトストレージサービス。EBS はブロックストレージを提供。
Amazon EFS: ネットワークファイルシステムサービス。EBS は EC2 インスタンスにアタッチするブロックストレージ。

8.8 試験で頻出となる具体的な問われ方と答え¶

Q: Amazon EBS は何を提供するサービスですか？
A: Amazon EC2 インスタンスで使用するための、スケーラブルで高性能なブロックストレージサービスである。
Q: Amazon EBS で利用できるボリュームタイプは何ですか？
A: 汎用 SSD (gp2, gp3), プロビジョンド IOPS SSD (io1, io2), スループット最適化 HDD (st1), コールド HDD (sc1)などがある。
Q: Amazon EBS のスナップショットは何に使用できますか？
A: 特定の時点におけるボリュームのバックアップとして、ボリュームの復元や、新しいボリュームの作成に使用できる。
Q: Amazon EBS のボリュームはどのように暗号化できますか？
A: EBS ボリュームの暗号化は、作成時または既存のボリュームのスナップショットから作成する際に設定できる。
Q: Amazon EBS の料金はどのように計算されますか？
A: EBS ボリュームのプロビジョニングされたストレージ容量、スナップショットの保存容量、データ転送量、プロビジョンド IOPS などに基づいて計算される。