CLF / ドメイン3 クラウドテクノロジーとサービス

重要な内容

Amazon EBS (Elastic Block Store)

は、 インスタンスに接続して使う、永続的なサービスです。 インスタンスにアタッチ（接続）すると、パソコンのハードディスクのように、 の起動ディスクやデータベースの保存先として利用できます。

CLF では、EBS が単一の（AZ）に存在すること、ボリュームタイプの考え方、によるバックアップ、や ・ との違いを判断できることが重要です。

Point
  • EBS = Elastic Block Store の略です。
  • Block（ブロック）ストレージは、データを固定サイズのブロックに分けて読み書きする方式で、OS からは通常のディスクとして見えます。
  • EBS は「EC2 に接続する、伸縮自在な仮想ディスク」と覚えます。
  • 和訳

概要

は、 インスタンスから利用するディスクを「ボリューム」という単位で提供します。 ボリュームを作成してインスタンスにアタッチすると、ファイルの保存やアプリケーションのインストールに使えます。

EBS ボリュームのデータは、インスタンスを停止したり終了したりしても、ボリューム自体を削除しない限り保持されます。 代表的な用途は、 の起動ディスク、データベースの保存領域、頻繁に更新されるアプリケーションデータの保存です。

概要の図 アタッチ バックアップ 復元 EC2インスタンス EBSボリューム仮想ディスク EBSスナップショットS3に保存 新しいEBSボリューム別のAZにも作成可能

試験では、「EC2 用の永続的なディスクなら EBS」と判断したうえで、ボリュームタイプの選択、の性質、との違いを見分けます。

主要技術

①ボリュームと単一AZの関係 ⚠️ 頻出

ボリュームは、単一の内に作成されます。 ボリュームのデータは、その AZ 内の複数のサーバーへ自動的に複製され、単一部品の故障からデータを保護します。

ボリュームをアタッチできるのは、同じ AZ にある インスタンスだけです。 別の AZ のインスタンスへ直接アタッチすることはできません。

①ボリュームと単一AZの関係 ⚠️ 頻出の図 アベイラビリティーゾーン A アベイラビリティーゾーン B 直接アタッチ不可 アタッチ可能 EC2インスタンス A EBSボリューム EC2インスタンス B
特徴内容判断ポイント
永続性インスタンスの停止・終了後もデータを保持できます。停止しても残したいデータは EBS に保存します。
AZ 内の複製同じ AZ 内の複数サーバーへ自動複製されます。AZ をまたぐ複製ではない点に注意します。
アタッチ範囲同じ AZ のインスタンスのみアタッチできます。別 AZ で使うには経由で復元します。
複数ボリューム1つのインスタンスへ複数のボリュームをアタッチできます。起動ディスクとデータディスクを分けられます。
容量の変更稼働中でもサイズやタイプを変更できます。需要に合わせて柔軟に調整できます。

⚠️ 頻出: 「EBS ボリュームを別の AZ のインスタンスで使いたい」場合は、スナップショットを作成し、目的の AZ に新しいボリュームとして復元します。

Point
  • AZ = Availability Zone（アベイラビリティーゾーン） の略で、リージョン内の独立したデータセンター群です。
  • EBS は「ボリュームは AZ に固定、スナップショットはリージョン内で共有」と対比して覚えます。
  • 和訳

②ボリュームタイプ

には、性能とコストの特性が異なる複数のボリュームタイプがあります。 大きく分けると、細かい読み書き（）が得意な 系と、大きなデータの連続読み書き（）が得意で低コストな 系があります。

ボリュームタイプ分類主な用途判断ポイント
汎用 SSD（gp3・gp2）SSD起動ディスク、開発環境、一般的なアプリケーション価格と性能のバランスが良い、迷ったときの基本の選択肢です。
プロビジョンド IOPS SSD（io2・io1）SSD高性能データベースなど、高い IOPS が必要な処理必要な IOPS を指定して確保できる、最も高性能なタイプです。
スループット最適化 HDD（st1）HDDビッグデータ、ログ処理など大容量データの連続読み書き低コストで高いスループットを得たい場合に選びます。
コールド HDD（sc1）HDDアクセス頻度の低い大容量データ最も低コストな HDD で、アクセスが少ないデータ向けです。

HDD 系のボリューム（st1・sc1）は、 の起動ディスク（ブートボリューム）には使えません。

Point
  • IOPS = Input/Output Per Second の略で、1秒あたりの読み書き回数です。
  • Throughput（スループット） は、1秒あたりに転送できるデータ量です。
  • 「小さな読み書きを大量に = IOPS = SSD」「大きなデータを連続で = スループット = HDD」と対で覚えます。
  • Provisioned（プロビジョンド） は「事前に確保した」という意味で、必要な性能をあらかじめ指定するタイプです。
  • 和訳

⚠️ 頻出: 「データベース向けに安定した高い IOPS」はプロビジョンド IOPS SSD、「低コストでスループット重視」はスループット最適化 HDD、「特別な要件がない一般用途」は汎用 SSD を選びます。

③スナップショット ⚠️ 頻出

は、 ボリュームのある時点のバックアップです。 増分バックアップ方式のため、初回以降は前回のスナップショットから変更されたブロックだけを保存し、時間とコストを節約できます。

スナップショットのデータは に保存されます。 ただし、利用者が S3 のとして直接見ることはできず、 のコンソールや から管理します。

特徴内容判断ポイント
増分バックアップ変更されたブロックだけを保存します。2回目以降のバックアップが速く、保存コストを抑えられます。
S3 への保存内の複数 に自動複製されます。ボリュームと違い、AZ 障害の影響を受けにくい保存先です。
別 AZ への復元リージョン内の任意の AZ に新しいボリュームを作成できます。ボリュームを別 AZ へ「移動」する手段になります。
別リージョンへのコピースナップショットを他リージョンへコピーできます。災害対策（）やリージョン間の移行に使います。
自動化Amazon Data Lifecycle Manager や で自動作成できます。定期バックアップの運用負荷を減らせます。

AWS は EBS ボリュームのデータを自動的にバックアップしません。 の考え方どおり、スナップショットの作成と管理は利用者の責任です。

③スナップショット ⚠️ 頻出の図 スナップショット作成 復元 コピー EBSボリュームAZ A スナップショットリージョン内に保存 新しいボリュームAZ B 別リージョンのスナップショット

⚠️ 頻出: 「EBS のデータを別の AZ やリージョンで使いたい」「災害対策としてバックアップしたい」という要件は、スナップショットが答えの中心になります。

④暗号化（AWS KMS）

は、（AWS KMS）の鍵を使ってボリュームとを暗号化できます。 暗号化を有効にすると、保存中のデータ、インスタンスとボリューム間の通信中のデータ、そのボリュームから作るスナップショットが保護されます。

対象暗号化の効果
ボリューム内のデータ保存時に暗号化されます。
インスタンスとボリューム間の通信転送中も暗号化されます。
スナップショット暗号化されたボリュームから作成すると自動的に暗号化されます。
スナップショットから復元したボリューム暗号化された状態を引き継ぎます。

アカウント単位（ごとの設定）で「デフォルトで暗号化」を有効にすると、新しく作成するボリュームを自動的に暗号化できます。 なお、既存の暗号化されていないボリュームを直接暗号化することはできず、スナップショットを経由して暗号化された新しいボリュームを作成します。

Point
  • KMS = Key Management Service（鍵管理サービス） の略です。
  • 暗号化に使う鍵の作成・管理を AWS に任せられるマネージドサービスです。
  • 「EBS の暗号化 = KMS の鍵を利用」とセットで覚えます。

⑤インスタンスストアとの違い ⚠️ 頻出

は、 インスタンスを動かす物理ホストに直接接続されたディスクを使う、一時的なです。 物理的に近いため高速ですが、インスタンスの停止や終了とともにデータが消える揮発性のストレージです。

比較項目インスタンスストア判断ポイント
データの永続性インスタンスと独立して保持されます。インスタンスの停止・終了で失われます。残したいデータは EBS、消えてよいデータはインスタンスストアです。
物理的な場所ネットワーク経由で接続します。ホストコンピューターに物理的に接続されています。インスタンスストアは高速な一時領域として使います。
バックアップを作成できます。スナップショット機能はありません。バックアップ要件があれば EBS を選びます。
料金した分の料金が発生します。インスタンス料金に含まれ、追加料金はありません。インスタンスストアは対応するでのみ使えます。
主な用途起動ディスク、データベース、業務データ、バッファ、一時ファイル用途の言葉から永続性の要否を読み取ります。
Point
  • インスタンスストアのボリュームは ephemeral（エフェメラル） という名前で扱われます。
  • Ephemeral は「つかの間の、一時的な」という意味で、「消えるストレージ」の象徴として試験でも重要な単語です。
  • 和訳

⚠️ 頻出: 「インスタンスを停止してもデータを保持したい」なら EBS、「高速な一時領域でよい（消えてもよい）」ならインスタンスストアです。「揮発性」「一時的」という言葉が出たらインスタンスストアを疑います。

⑥EBS・EFS・S3 の使い分け ⚠️ 頻出

CLF では、ストレージサービスの使い分けが繰り返し問われます。 「どの形式のデータを」「いくつのサーバーから」使うかに注目すると判断しやすくなります。

比較項目
ストレージの種類
接続の単位基本的に1つの インスタンス複数のインスタンスから同時に共有インターネット経由でどこからでも
存在する範囲単一の 内の複数 AZリージョン内の複数 AZ（一部クラスを除く）
主な用途起動ディスク、データベース複数サーバーで共有するファイル画像、ログ、バックアップ、
判断ポイント「EC2 のディスク」という言葉で選びます。「複数サーバーで同時にファイル共有」で選びます。「大量のオブジェクト保存」「Web 経由の配信」で選びます。

⚠️ 頻出: 「EC2 に接続する仮想ディスク」は EBS、「複数の Linux サーバーで同じファイルシステムを共有」は EFS、「容量無制限に近いオブジェクト保存」は S3 が基本の対応です。

⑦料金の考え方

の料金は、実際に使った容量ではなく、（確保）した容量に対して発生します。 100 GiB のボリュームを作成して 10 GiB しか使っていなくても、100 GiB 分の料金がかかります。

料金に影響する要素内容
プロビジョニングした容量確保したボリュームサイズと保持期間です。
ボリュームタイプ 系と 系で単価が異なります。
確保した性能プロビジョンド など、追加で確保した性能です。
保存しているスナップショットのデータ量です。

が「使った分だけ」の課金であるのに対し、EBS は「確保した分」の課金です。 不要になったボリュームの削除や、使っていないボリュームのスナップショット化は、の基本的な手段です。

試験対策

CLF の問題では、まず「 のディスクとして使う永続ストレージか」を確認します。 だと判断したら、次に の制約、バックアップ方法、ボリュームタイプ、暗号化の要件を確認します。

問題文のキーワード優先して考える機能・サービス理由
EC2 に接続する永続的なディスクAmazon EBSEC2 向けのです。
別の AZ でボリュームを使いたいからの復元ボリュームは同じ AZ のインスタンスにしかアタッチできません。
ボリュームのバックアップEBS スナップショット増分方式で に保存されます。
別への災害対策スナップショットのコピーリージョン間でコピーできます。
データベース向けの高い プロビジョンド IOPS 必要な IOPS を指定して確保できます。
低コストで重視スループット最適化 大容量データの連続読み書きに向きます。
保存データと転送データの暗号化EBS 暗号化 + KMS の鍵で保存時と転送中を保護します。
停止すると消える一時ストレージホスト直結の揮発性ストレージです。
複数サーバーで共有するファイルEBS ではなく共有ファイルシステムの要件です。
画像やログを大量保存Amazon S3EBS ではなくの要件です。
スナップショットの定期作成を自動化Amazon Data Lifecycle Managerバックアップ運用を自動化できます。

よくある誤答のパターンは次のとおりです。

  • EBS ボリュームを別の AZ のインスタンスへ直接アタッチできると考えることです。実際にはスナップショット経由で復元が必要です。
  • インスタンスストアを永続ストレージとして選ぶことです。停止や終了でデータが消えるため、残したいデータには使えません。
  • EBS が複数 AZ に自動複製されると考えることです。複製されるのは同一 AZ 内であり、AZ をまたぐ保護にはスナップショットを使います。
  • 「複数の EC2 でファイルを共有」という要件に EBS を選ぶことです。共有ファイルシステムの要件は EFS が基本です。
  • AWS が EBS を自動でバックアップしてくれると考えることです。スナップショットの作成は利用者の責任です。

参考文献

  1. ※1出題比率: AWS 公式の試験ガイドに記載された、採点対象の設問のうちその分野が占める割合です。

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