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[AWS]EC2について①: インフラストラクチャ / 種類、特徴について

2023/04/05に公開

AWS

EC2について

今までの記事でも、大枠に関しては触れてきましたが
今回からはより深掘りした内容です。
少々難しいのですが、初学者でも理解できるように、できる限りわかりやすくまとめました。

EC2（Amazon Elastic Compute Cloud）

AWSのクラウド上でサーバーを実行するためのサービス。　
AWSではサーバーをインスタンスと名付け、その仮想マシンのインスタンスをEC2という。
コンピューティングキャパシティを提供するサービス。(クラウドコンピューティングサービス)

クラウドコンピューティングサービスとは:
インターネットを介してコンピューター資源を提供するサービスのこと。
従来のオンプレミスのシステムと比較して、クラウドコンピューティングサービスは、
オンデマンドで必要な資源を提供し、柔軟性が高く、スケーラビリティがある。

※クラウドに関してはここのページにまとめています。ご参考に。

EC2の仮想化技術

HVM（Hardware-assisted Virtual Machine）と,
PV（Paravirtualization）の2つの方式がある。(HVMが多い。)
=> 一般的に、HVM方式は、WindowsやLinuxの最新バージョンを実行する場合に使用され、
PV方式は、古いバージョンのLinuxを実行する場合に使用される。

比較表

比較項目	HVM方式	PV方式
仮想化方式	ハードウェア仮想化方式	準仮想化方式
ゲストOSのカスタマイズ	特別なカスタマイズ不要	カスタマイズが必要
パフォーマンス	高い	PV方式より低い
I/O処理の速さ	早い	PV方式より遅い
対応OS	広い	限られたOSに対応
起動時間	長い	短い
利用用途	一般的な用途に利用される	I/Oが多いアプリケーションに利用される

HVM（Hardware-assisted Virtual Machine）：ハードウェア仮想化方式

ハードウェアに搭載された仮想化支援機能（Intel VTまたはAMD-V）を利用し、ゲストOSを仮想化する方式。
HVM方式では、ゲストOSに特別なカスタマイズが必要なく、ほとんどのOSをそのまま動作させることができる。
ゲストOSが直接ハードウェアにアクセスするため、パフォーマンスが高く、I/Oの処理が早いという特徴がある。
上記した通り、WindowsやLinuxの最新バージョンを実行する場合に使用する場合が多いが、古いバージョンのLinuxやWindowsでも動作はするため、幅広いOSに対応している。

補足：I/O性能とは
コンピュータの入出力（I/O）処理能力のことを指す。入力とは、ユーザーがキーボードやマウスを使用してコンピュータに情報を与えることであり、出力とは、コンピュータが処理したデータをディスプレイやプリンタなどに表示すること。
I/O性能は、データの転送速度や処理速度などによって決まり、高速なI/O性能を持つコンピュータは、高速なデータ処理や高速なストレージアクセスが可能となります。

PV（Paravirtualization）:準仮想化方式

ハイパーバイザーに対して仮想化対応のカーネルを使用することで、仮想化を実現する方式。
PV方式では、ハイパーバイザーとゲストOSの間での通信に特別なAPIを使用するため、ゲストOSに対してカスタマイズが必要になる。
PV方式は、HVM方式よりも高速であり、仮想マシンの起動時間が短いという利点がある。
ただし、PV方式では、一部のOSにしか対応していないため、OSの選択肢が限られることがあります。

EC2:Linux AMI 仮想化タイプについて参考ページ

インスタンスの種類について

インスタンスタイプについて

インスタンスタイプは、AWSのクラウドコンピューティングサービスであるEC2において、仮想マシンのスペックを表すために用いられる用語。
以下のようにインスタンス名を確認できるよ！
インスタンス名は以下のような要素が合わさって構成されている!!!!
構成要素の詳細は下で解説します。

それぞれこれら要素により、一意の識別子を持っており、EC2インスタンスを起動する際に、
インスタンスタイプを選択することで、必要なスペックに合わせて仮想マシンを構築することができる。

インスタンス構成要素について

上記で構成される要素が組み合わさってインスタンス名が

インスタンスファミリー(ex. 汎用、コンピュート最適化、メモリ最適化など）
インスタンス世代（最新の第6世代から第1世代まで）
インスタンスサイズ（ex. micro、small、medium、largeなど）

各インスタンスタイプには、以下のようなスペックが割り当てられています。

インスタンスタイプによるスペック比較一覧

インスタンスタイプ	vCPU数(CPUクロック)	メモリサイズ	ストレージ容量	ネットワーク性能	インスタンスの価格
t2.micro	1 vCPU (2.5 GHz)	1 GiB	EBSのみ	低	$0.0116/hour
t2.small	1 vCPU (2.5 GHz)	2 GiB	EBSのみ	低	$0.0232/hour
t2.medium	2 vCPU (2.5 GHz)	4 GiB	EBSのみ	中	$0.0464/hour
m5.large	2 vCPU (2.5 GHz)	8 GiB	EBSのみ	中	$0.096/hour
m5.xlarge	4 vCPU (2.5 GHz)	16 GiB	EBSのみ	高	$0.192/hour
m5.2xlarge	8 vCPU (2.5 GHz)	32 GiB	EBSのみ	高	$0.384/hour
m5.4xlarge	16 vCPU (2.5 GHz)	64 GiB	EBSのみ	高	$0.768/hour
m5.12xlarge	48 vCPU (2.5 GHz)	192 GiB	EBSのみ	10 Gbps	$2.304/hour
c5.large	2 vCPU (3.0 GHz)	4 GiB	EBSのみ	中	$0.096/hour
c5.xlarge	4 vCPU (3.0 GHz)	8 GiB	EBSのみ	高	$0.192/hour
c5.2xlarge	8 vCPU (3.0 GHz)	16 GiB	EBSのみ	高	$0.384/hour
c5.4xlarge	16 vCPU (3.0 GHz)	32 GiB	EBSのみ	高	$0.768/hour
c5.9xlarge	36 vCPU (3.0 GHz)	72 GiB	EBSのみ	10 Gbps	$1.728/hour
c5.18xlarge	72 vCPU (3.0 GHz)	144 GiB	EBSのみ	25 Gbps	$3.456/hour

ここで使用される用語解説

vCPU数(CPUクロック)：
EC2インスタンスが割り当てられたCPUの仮想的なコア数。
各インスタンスタイプによって異なり、パフォーマンスや価格に影響を与えます。
CPUクロックは、vCPUあたりのクロック数（GHz）で、インスタンスのパフォーマンスを決定するためにも重要な指標です。
メモリサイズ：
EC2インスタンスが使用できるメモリの量。
インスタンスが実行するアプリケーションやワークロードの要件に基づいて選択される。
通常、大規模なデータ処理や高負荷のアプリケーションには、より大きなメモリサイズが必要。
ストレージ容量：
EC2インスタンスで使用できるディスクストレージの量。ストレージ容量は、データやアプリケーションのサイズ、使用目的などによって異なります。EC2では、EBS（Elastic Block Store）ボリュームを使用して、永続性のあるブロックストレージを提供します。
ネットワーク性能：
EC2インスタンスが使用できるネットワーク帯域幅やI/O性能を表す。
ネットワーク性能は、アプリケーションの通信量や、データの転送量に応じて選択されます。
インスタンスタイプによって、ネットワーク性能が異なります。
インスタンスの価格：
EC2インスタンスを使用する際に必要な料金。インスタンスタイプやリージョン、利用時間などによって価格が異なります。また、オンデマンドインスタンス、リザーブドインスタンス、スポットインスタンスなど、使用方法によって異なる料金体系が存在します。

追加機能に関して

主に3つのオプションがあります。
インスタンスファミリーは、追加されるオプションによってさらに細分化されます。
以下は、追加オプションの種類と説明表になります。

オプション	説明	特徴
d	インスタンスストアを追加したインスタンスファミリー。	・一時的なストレージ領域であり、データのキャッシュや一時ファイル用に使用される。・ストレージ最適化インスタンスファミリーに対する選択肢の1つになる。
n	ネットワーク帯域幅を追加したインスタンスファミリー。	・高速なネットワーク接続が必要なアプリケーションや大量のデータを処理する場合に最適。・大容量のデータを高速に送受信することができる。
a	AMDプロセッサを利用したインスタンスファミリー。	・ Intelプロセッサを利用したインスタンスファミリーと比較して、低コストで高いパフォーマンスを実現できる。・ CPUのコア数やクロック速度によって、様々な用途に最適化されたインスタンスが用意されている。

今日はここまで！！！

明日は、以下内容を行なっていきます！

EC2のネットワーク構成
実際の作成
セキュリティグループについて