Amazon エラスティックコンピューティングクラウド

Amazon エラスティックコンピューティングクラウド (EC2)

Amazon エラスティックコンピューティングクラウド (EC2)
原作者	アマゾン
開発者	アマゾン
初回リリース	2006 年 8 月 25 日; 18 年前(パブリック ベータ) (2006-08-25)
オペレーティング·システム	リナックス マイクロソフトウィンドウズ フリーBSD macOS [1]
利用可能	英語
タイプ	仮想プライベートサーバー
ライセンス	独自ソフトウェア
Webサイト	amazon.com/ec2/ より

Amazon Elastic Compute Cloud ( EC2 ) は、 Amazonのクラウド コンピューティングプラットフォームであるAmazon Web Services (AWS)の一部であり、ユーザーは仮想コンピュータをレンタルして、自分のコンピュータ アプリケーションを実行できます。EC2 は、ユーザーがAmazon Machine Image (AMI)を起動して仮想マシン(Amazon では「インスタンス」と呼んでいます) を構成できるWeb サービスを提供することで、アプリケーションのスケーラブルな展開を促進します。この仮想マシンには、必要なソフトウェアがすべて含まれています。ユーザーは必要に応じてサーバーインスタンスを作成、起動、終了でき、アクティブなサーバーに対して秒単位で料金を支払います (そのため、「エラスティック」という用語が使用されています)。EC2 では、インスタンスの地理的な場所をユーザーが制御できるため、レイテンシの最適化と高度な冗長性を実現できます。^[2] 2010 年 11 月、Amazon は独自の小売ウェブサイト プラットフォームを EC2 と AWS に切り替えました。^[3]

アマゾンは2006年8月25日にEC2の限定公開ベータテストを発表し^[4] 、先着順でアクセスできるようにした。アマゾンは2007年10月16日に2つの新しいインスタンスタイプ（ラージとエクストララージ）を追加した。^[5] 2008年5月29日には、さらに2つのタイプ、高CPU中と高CPU特大が追加されました。^[6]利用可能なインスタンスのタイプは12種類あった。^[7]

アマゾンは2008年3月27日に3つの新機能を追加しました^[8]。静的IPアドレス、アベイラビリティゾーン、ユーザーが選択可能なカーネルです。2008年8月20日、アマゾンはElastic Block Store (EBS) ^[9]を追加しました 。これは永続的なストレージを提供するもので、サービス導入以来欠けていた機能です。

Amazon EC2は2008年10月23日にベータ版のラベルを廃止し、本格的な運用を開始しました。同日、Amazonは以下の機能を発表しました。^[10]

• EC2のサービスレベル契約、
• EC2上のベータ版Microsoft Windows 、
• EC2上のベータ版Microsoft SQL Server 、
• AWS管理コンソールの計画、および
• 負荷分散、自動スケーリング、クラウド監視サービスの計画。 ^[10]

これらの機能は2009年5月18日に追加されました。^[11]

Amazon EC2は、主に南アフリカのケープタウンにあるクリス・ピンカム率いるチームによって開発されました。 ^{[12] [13]ピンカムはEC2の初期のアーキテクチャガイダンスを提供し、その後チームを結成し、}ウィレム・ファン・ビルジョンとともにプロジェクトの開発を主導しました。

当初、EC2はXen仮想化のみを使用していました。^[14]しかし、2017年11月6日、AmazonはNitroと呼ばれるKVMハイパーバイザーを中心としたカスタムアーキテクチャに基づいた新しいC5インスタンスファミリーを発表しました。 ^{[16] [17] 「}インスタンス」と呼ばれる各仮想マシンは、仮想プライベートサーバーとして機能します。Amazonは「エラスティックコンピューティングユニット」に基づいてインスタンスのサイズを決定します。それ以外は同一の仮想マシンでもパフォーマンスは異なる場合があります。^[18] 2017年11月28日、AWSはベアメタルインスタンスを発表しました。これは、仮想化インスタンスタイプの独占提供からの脱却です。^[19]

2019年1月現在、以下のインスタンスタイプが提供されている。^[20]

• 汎用: A1、T3、T2、M5、M5a、M4、T3a
• コンピューティング最適化: C5、C5n、C4
• メモリ最適化: R5、R5a、R4、X1e、X1、ハイメモリ、z1d
• アクセラレーテッド コンピューティング: P3、P2、G3、F1
• ストレージ最適化: H1、I3、D2

2018年4月現在^[update]、以下のような支払い方法が提供されている。^[21]

• オンデマンド: 拘束なしで時間単位で支払います。
• 予約済み: 1 回限りの支払いでインスタンスをレンタルし、時間単位の料金から割引を受けます。
• スポット: 入札ベースのサービス: スポット価格が入札者の指定した入札価格を下回った場合にのみジョブを実行します。スポット価格は需要と供給に基づいていると言われていますが、2011年の調査では、価格は一般的に市場価格に合わせて設定されておらず、非公開の最低入札価格によって支配されているという結論が出ています。^{[22] [23]}

2018年4月現在^[update]、AmazonはLinuxまたはWindowsを実行する最小の「ナノインスタンス」（t2.nano）仮想マシンに対して、1時間あたり約0.0058ドル（月額4.176ドル）を請求しています。ストレージ最適化インスタンスは1時間あたり4.992ドル（i3.16xlarge）もかかります。「予約」インスタンスは、3年間の前払いプランで月額2.50ドルまで安くなります。^{[a] [24] [25]}データ転送料金は、方向と月間ボリュームに応じて無料から1ギガバイトあたり0.12ドルまでです（受信データ転送はすべてのAWSサービスで無料です^[26]）。

EC2のコストはAmazonのコストと使用状況レポートを使って分析できます。EC2には、時間単位のインスタンス料金、データ転送、EBSボリューム、EBSボリュームスナップショット、NATゲートウェイなど、さまざまなコストカテゴリがあります。^[27]

2010年12月現在、^[update]Amazonは新規アカウント所有者に無料のリソースクレジットのバンドルを提供した^{[28] 。このクレジットは、「マイクロ」サイズのサーバー、ストレージ（EBS）、帯域幅を1年間実行できるように設計されています。 [29]}未使用のクレジットは、ある月から次の月に繰り越すことはできません。^[30]

リザーブドインスタンスを使用すると、EC2 または RDS サービスのユーザーはインスタンスを 1 年または 3 年間予約できます。Amazon がインスタンスを運用するために請求する対応する時間料金は、オンデマンドインスタンスに請求される料金よりも 35 ～ 75% 低くなります。^[31] リザーブドインスタンスは、全額前払い、一部前払い、前払いなしの 3 つの支払いオプションで購入できます。購入オプションが異なると支払いモデルの構造が異なり、予約料金を前払いする顧客にはより大きな割引が適用されます。^[32]

リザーブドインスタンスは、リソースコミットメントに基づいて購入されます。これらの予約は、インスタンスタイプとそのインスタンスタイプの数に基づいて行われます。たとえば、3 年間の期間で 100 個の i3.large インスタンスを予約できます。

2016年9月、AWSはリザーブドインスタンスにいくつかの機能強化を発表し、スコープと呼ばれる新機能とコンバーチブルと呼ばれる新しい予約タイプを導入しました。^[33] 2017年10月、AWSは柔軟性を高めるために購入したインスタンスを細分化できるようにすると発表しました。^[34]

クラウドプロバイダーは、販売しなければ損失を被るリスクがある大量の余剰容量を維持している。^[35] Amazon EC2 スポットインスタンスは、AWS クラウド内の予備のコンピューティング容量で、オンデマンド価格と比較して最大 90% 割引で利用できる。^[23]トレードオフとして、AWS はこれらのインスタンスにSLA を提供しておらず、顧客は Amazon が容量を戻す必要があるときに 2 分前に通知するだけで中断されるリスクを負う。イスラエル工科大学の研究者は、「スポットインスタンスは通常、動的な隠れた予備価格を介して狭い価格範囲内でランダムに生成される」ことを発見した。^[35] Spotinst などの一部の企業は、機械学習を使用してスポット中断を最大 15 分前に予測している。^{[36] [37]}

2019年11月、AmazonはSavings Plansを発表しました。^[38] Savings Plansはリザーブドインスタンス^[39]の代替手段で、Compute Savings PlansとEC2インスタンスSavings Plansの2種類のプランがあります。Compute Savings Plansを使用すると、組織はEC2とFargateの使用をコミットし、コミットメントの有効期間内にリージョン、ファミリー、サイズ、アベイラビリティゾーン、OS、テナンシーを自由に変更できます。EC2インスタンスSavingsプランはCompute Savings Plansよりも割引率が高いですが、柔軟性が低く、ユーザーはリージョン内の個々のインスタンスファミリーにコミットして利用する必要がありますが、そのリージョンのファミリー内のインスタンスを自由に変更できます。^[40]

AWS はコストエクスプローラーを使用して、お客様が行うべきコミットメントの推奨事項を自動的に計算し、そのコミットメントが AWS 請求書の月額料金としてどのようになるかを示します。^[41] AWS セービングプランは、時間単位の支出コミットメントに基づいて購入されます。この時間単位のコミットメントは、購入するセービングプランの割引価格を使用して行われます。たとえば、コンピューティングセービングプランで 3 年間、1 時間あたり 5 ドルの支出を約束することができます。^[42]

EC2サービスは2006年8月に開始された当初はLinuxを提供し、その後はサン・マイクロシステムズのOpenSolarisとSolaris Express Community Editionを提供した。2008年10月には、EC2は利用可能なオペレーティングシステムのリストにWindows Server 2003とWindows Server 2008オペレーティングシステムを追加した。^{[43] [44]} 2011年3月にはNetBSD AMIが利用可能になった。^[45] 2012年11月にはWindows Server 2012のサポートが追加されました。^[46]

2006年以来、FreeBSD開発者でセキュリティ責任者のコリン・パーシバルは、AmazonにFreeBSDを追加するよう要請してきました。 ^[47] 2012年11月、AmazonはEC2でのFreeBSDの実行を正式にサポートしました。^{[48] [49] [50]} FreeBSD/EC2プラットフォームは、安全な重複排除Amazon S3クラウドベースのバックアップサービスTarsnapも開発したパーシバル^[51]によって保守されています。^[52]

Amazonは、 FedoraとRed Hat Enterprise Linuxをベースにした独自のLinuxディストリビューションをAmazon Linux AMIとして低価格で提供しています。バージョン2013.03には、 Linuxカーネル、Java OpenJDKランタイム環境、GNUコンパイラコレクションが含まれています。^[53]

2020年11月30日、AmazonはEC2サービスにmacOSを追加すると発表しました。最初のサポートはMac Miniで動作するmacOS MojaveとmacOS Catalinaであると発表されました。^[1]

Amazon Elastic Container Registry（ECR）は、Amazon EC2インスタンスがリポジトリやイメージにアクセスするためのDockerレジストリサービスです。^[54]

Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS)は、インスタンスのプロビジョニングや管理を必要とせず、EC2上で実行されるマネージドKubernetesサービスです。^[54]

EC2 インスタンスは、ブート ディスクまたは「ルート デバイス」用に 2 種類のストレージを選択して起動できます。最初のオプションは、ローカルの「インスタンス ストア」ディスクをルート デバイスとして使用することです (元々は唯一の選択肢でした)。2 番目のオプションは、EBS ボリュームをルート デバイスとして使用することです。インスタンス ストア ボリュームは一時的なストレージであり、EC2 インスタンスを再起動しても保持されますが、インスタンスが停止または終了すると (たとえば、API 呼び出しや障害により)、このストアは失われます。

Amazon Elastic Block Store (EBS) は、Amazon EC2 インスタンスに接続できるrawブロック デバイスを提供します。これらのブロック デバイスは、他の raw ブロック デバイスと同様に使用できます。一般的な使用例では、デバイスをファイルシステムでフォーマットしてマウントします。さらに、EBS はスナップショットやクローン作成など、高度なストレージ機能もサポートしています。EBS ボリュームは最大 16 TB のサイズにすることができます。EBS ボリュームはレプリケートされたストレージ上に構築されるため、1 つのコンポーネントに障害が発生してもデータが失われることはありません。EBS は、2008 年 8 月に Amazon によって一般向けに導入されました。^[9]

EBS ボリュームは、EC2 インスタンスの存続期間とは無関係に永続的なストレージを提供し、実際のサーバー上のハード ドライブのように動作します。より正確には、Amazon のディスク アレイによってバックアップされたブロック デバイスとしてオペレーティング システムに表示されます。OS は、デバイスを自由に使用できます。最も一般的なケースでは、ファイル システムがロードされ、ボリュームはハード ドライブとして動作します。もう 1 つの使用法は、2 つ以上の EBS ボリュームを組み合わせて RAID アレイを作成することです。RAID を使用すると、EBS の速度や信頼性が向上します。ユーザーは、1 GB から 16 TB までのサイズのストレージ ボリュームを設定および管理できます。ボリュームはスナップショットをサポートしており、GUI ツールまたは API から取得できます。EBS ボリュームは、実行中にインスタンスに接続または切断したり、インスタンス間で移動したりできます。^[55]

Simple Storage Service (S3) は、 EC2 インスタンスから、または適切に認証された呼び出し元がネットワーク経由で直接データにアクセスできるストレージ システムです (すべての通信は HTTP 経由)。Amazon は、「同じリージョン」内の EC2 インスタンスと S3 ストレージ間の通信の帯域幅に対して料金を請求しません。別のリージョンに保存されている S3 データ (たとえば、米国東海岸の EC2 インスタンスからヨーロッパに保存されているデータ) にアクセスする場合は、Amazon の通常の料金が請求されます。

S3 ベースのストレージは、1 か月あたりギガバイト単位で課金されます。アプリケーションは API を通じて S3 にアクセスします。たとえば、Apache Hadoop は、MapReduceジョブ中に S3 ストレージの読み取りと書き込みをサポートするために、特別な s3: ファイルシステムをサポートしています。また、Linux 用の S3 ファイルシステムもあり、これは、EC2 イメージ上のリモート S3 ファイルストアをローカル ストレージであるかのようにマウントします。S3 は完全なPOSIXファイルシステムではないため、ローカル ディスクと同じように動作しない場合があります (ロックがサポートされないなど)。

Amazon の Elastic IP アドレス機能は、従来のデータセンターの静的 IP アドレスに似ていますが、重要な違いが 1 つあります。ユーザーは、ネットワーク管理者の助けを借りずに、また DNS がバインドを伝播するのを待つことなく、プログラムで Elastic IP アドレスを任意の仮想マシン インスタンスにマッピングできます。この意味で、Elastic IP アドレスはアカウントに属し、仮想マシン インスタンスに属しません。Elastic IP アドレスは明示的に削除されるまで存在し、インスタンスに関連付けられていない場合でもアカウントに関連付けられたままになります。^[56]

Amazon CloudWatch は、Amazon EC2 の顧客に、CPU、ディスク、ネットワーク、RDS データベース レプリカのレプリカ ラグなどのリソース使用率をリアルタイムで監視する Web サービスです。^[57] CloudWatch は、インスタンスで追加のソフトウェアを実行しない限り、メモリ、ディスク容量、負荷平均のメトリクスを提供しません。2017 年 12 月以降、Amazon は Windows および Linux オペレーティング システム用の CloudWatch エージェントを提供しており、ディスクと以前は利用できなかったメモリ情報が含まれています。^[58]以前は、Amazon は Linux インスタンス用の OS 情報を収集するためのサンプル スクリプトを提供していました。^{[59] [60]}データは集約され、AWS 管理コンソールを通じて提供されます。顧客がエンタープライズ監視ソフトウェアを通じて EC2 リソースを監視したい場合は、コマンドライン ツールや Web API を通じてアクセスすることもできます。[ ⁶¹ ] Amazon は、クライアントが CloudWatch アラームを操作できるようにする API を提供しています。^[62]

Amazon CloudWatchによって収集されたメトリクスにより、自動スケーリング機能が有効になり、EC2インスタンスを動的に追加または削除できるようになります。^[63]顧客は監視インスタンスの数に応じて課金されます。

2011年5月以降、Amazon CloudWatchはWebサービスAPIを介してプログラム的に送信できるカスタムメトリクス^[64]を受け入れ、アラームの設定など他のすべての内部メトリクスと同じ方法で監視できるようになりました。また、2014年7月からはCloudwatch Logsサービスも利用できます。^[65]

基本的な Amazon CloudWatch は Amazon Free Tier サービスに含まれています。

Amazon の EC2 の自動スケーリング機能により、サイトのトラフィックに応じてコンピューティング能力を自動的に調整できます。^[66]スケジュールベース (例: 時刻) およびルールベース (例: CPU 使用率しきい値) の自動スケーリング メカニズムは使いやすく、単純なアプリケーションには効率的です。ただし、VM が使用可能になるまでに数分かかる可能性があるという潜在的な問題があり、これは時間重視のアプリケーションには適していません。VM の起動時間は、イメージ サイズ、VM の種類、データ センターの場所などによって異なります。^[67] EC2 を使用すると、需要に応じて容量を動的に増やし、リソースに迅速にアクセスできます。^[68]

注意: このセクションの例、数値、比較チャートは、最良のケースでは 2018 年のものですが、状況は当時から大きく変化しているため、この点に留意してください。

オンデマンド EC2 インスタンスは時間単位で料金が設定されます。この料金設定の例としては、us-east-1 リージョンの Linux、m5.large、EC2 インスタンスの場合、1 時間あたり 0.096 ドルとなります。料金は、インスタンスの種類、リージョン、およびインスタンスのオペレーティング システムによって異なります。EC2 の公開オンデマンド料金は、AWS Web サイトで確認できます。

EC2 の他の料金モデルには、異なる料金モデルがあります。

スポットインスタンスにもインスタンス時間あたりのコストがかかりますが、コストは EC2 スポット容量の供給に基づいて定期的に変化します。

リザーブドインスタンスとコンピューティング節約プランは時間単位で料金が設定されます。これらの予約ツールにはそれぞれ、支払いオプション、期間、および使用される予約製品に基づいて、時間単位の独自の料金が設定されます。これらの料金は、1 年間または 3 年間の期間で固定されます。

Amazon EC2 の料金は、1 vCPU と 0.5 GB RAM を搭載した「nano」インスタンスの月額 2.5 ドルから、32 vCPU と 488 GB RAM を搭載した「xlarge」タイプのインスタンスの月額最大 3997.19 ドルまでさまざまです。

上記のグラフは、Amazon EC2の価格が、Microsoft Azure、Google Cloud Platform、Kamatera、Vultrなどの類似のクラウドコンピューティングサービスとどのように比較されるかを示しています。^[69]

EC2の耐障害性を高めるために、Amazonは他のアベイラビリティゾーンの障害から隔離されるように設計されたアベイラビリティゾーンを開発しました。アベイラビリティゾーンは同じインフラストラクチャを共有しません。複数のアベイラビリティゾーンで実行されるアプリケーションは、より高い可用性を実現できます。^[70]

EC2 では、インスタンスの地理的な場所をユーザーが制御できるため、レイテンシーの最適化と高度な冗長性を実現できます。たとえば、ダウンタイムを最小限に抑えるために、ユーザーは、ほとんどの障害原因に対して互いに隔離された複数のゾーンにサーバー インスタンスを設定し、一方が他方をバックアップするようにすることができます。

Amazon Relational Database Serviceなどの高可用性データベース サービスは、EC2 インスタンスとは別に実行されます。

2008年7月初旬、スパム対策団体OutblazeとSpamhaus.orgは、スパムやマルウェアの配布に関する問題を理由に、AmazonのEC2アドレスプールをブロックし始めました。^[71]

2010年12月1日、アマゾンは米国で政治的圧力を受けた後、ウィキリークスへのサービスを中止した。 ^[72]アサンジは、ウィキリークスがアマゾンを選んだのは、おそらくサービスから締め出されるだろうとわかっていたが、「レトリックと現実を切り離すため」だったと語った。^{[73] [74]}インターネットグループのアノニマスは報復としてEC2を攻撃しようとしたが、アマゾンは攻撃の影響を受けなかった。^[75]

アマゾンのウェブサイトは2010年12月12日に一時的にオフラインになったが、当初はこれが攻撃によるものかハードウェアの故障によるものかは不明であった。アマゾンの関係者は後にハードウェアの故障が原因だったと述べた。^[76]

Wikinewsには関連ニュースがあります:

• Amazonのサーバー停止がRedditや他のウェブサイトに影響

2011年4月21日午前5時少し前、EC2のバージニア州北部データセンターで障害が発生し、 Foursquare、Springpad、Reddit、Quora、Hootsuiteなど、いくつかのウェブサイトがダウンした。^{[77] [78] [79]}具体的には、Amazonのエラスティックディスクとデータベースサービスを使用する試みがハングアップ、失敗、または低速になった。その日の東部時間午後遅くまでにデータセンターの一部（Amazonの用語では4つの「アベイラビリティゾーン」のうち3つ）でサービスが復旧した。^[80]少なくとも一部の顧客に対する問題は4月25日時点で継続していた。^[81] 1つのゾーンのEBSボリュームの0.07％も失われた。EBSの障害はこの障害が発生する前から通常運用の一部であり、Amazonによって文書化されたリスクであったが、^{[82]障害の数と}同時障害の数を考えると、一部のEC2ユーザーは準備ができていないかもしれない。

2011 年 8 月 6 日日曜日、Amazon はアイルランドの可用性ゾーンの 1 つで停電に見舞われました。^[83]当初、停電の原因は落雷であるとされていましたが、8 月 11 日にアイルランドの電力供給会社 ESB Networks はこれを原因として否定しましたが、執筆時点では問題の原因が何であったかは確認できませんでした。^[84]この停電により、Amazon の EBS インフラストラクチャに関するさまざまな疑問が生じ、ソフトウェアのいくつかのバグが露呈しました。このバグにより、クラッシュ中に書き込み操作中に EBS ボリュームを回復したときに、一部の顧客のデータが削除されました。^[85]

2011年8月8日、アマゾンのバージニア州北部データセンターで再びネットワーク接続障害が発生し、Reddit、Quora、Netflix、FourSquareなどのサービスが停止した。^[86]障害は約25分間続いた。

2012年10月22日午前10時から午後4時頃（太平洋標準時）に、バージニア州北部のデータセンターで別の障害が発生した。Edmodo、Airbnb、Flipboard、Redditなどの顧客が影響を受けた。匿名の人物が犯行声明を出したが、Amazonはこれを否定した。^[87]

• 公式サイト