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サーバーレスアーキテクチャにおける AWS と SaaS を活用しての スパイクアクセス対策 三浦一樹 北海道テレビ放送株式会社 2023/09/28

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@shimagaji 無念の欠席

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代打登壇！

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資料がない！

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先週の使い回し

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serverless days のほぼ再演です

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自己紹介 三浦一樹 北海道テレビ放送株式会社 Sonu Kim 株式会社Serverless Operations

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放送に関することは いっさい仕事でやってません！

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サービス紹介

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2012年4月 サービス開始 前身のサービス PaaS を採用 フロントの改修が大変 スパイクに耐えられない 他の自社サービスとデータ連携できない 10 年も経つと課題が、、

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2つサービスの開発運用 2022 年 3 月〜 2022 年 4 月〜 フルスクラッチ AWS サーバレスで

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サーバレスのおかげでなんとか 2022 年 3 月〜 2022 年 4 月〜 エンジニア5名 3年前に未経験の人たちで スタート

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No content

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VPC LESS VPC LESS VPC LESS OS 　LESS OS 　LESS OS 　LESS

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OIDC OIDC OIDC 全体アーキテクチャ(簡易) S3 MediaConvert S3 DynamoDB DynamoDB DynamoDB AppSync Lambda API-GW Step Functions API-GW Amplify Amplify 担当者向け CMS 倉庫 システム BFF Frontend Backend

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ServerlessDays Tokyo 2022 Virtual 詳しくは昨年の ServerlessDays の資料で！

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動画配信サービス hod どうでしょうの新作配信

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過去のどうでしょう新作は すべてサーバーダウン

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放送は落ちないのにねぇ

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やってやろうじゃないの

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25,000ユーザ / 5,000 TPS を耐えられるように！！ 絶対落ちないように ※オンプレ時代の情報を元にざっくり算出

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今日のお話に出てくる 覚えておいて欲しい Limit

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今日のお話に出てくる AWS Service Limit AppSync Rate of request tokens DynamoDB Hot Partition 2,000 /s (soft limit) 3,000 read /s 1,000 wright /s (hard limit) 1,500KB秒以下のメモリとvCPU時間で1トークン 普通に使ってると、1 TokenConsumed / 1 query

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課題

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DynamoDB のホットパーテーション 多段 connection 問題 AppSync TokenConsumed 問題 近い構成で高負荷状態ではTokenが減少するの を確認済み

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EpisodeGroup 1対多 1対多 AppSync と DynamoDB の関係 DynamoDB AppSync Program Connection ConnectionEpisode Episode 1対多 1対1 1対1 Recoil に格納 初期ロード時に 全てのデータを DynamoDB User ユーザ系のデータ（ログイン時） くらい 番組情報は 全部で10MB amplify-cli で、どんどん増やしちゃった 番組系のデータ

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EpisodeGroup 1対多 1対多 AppSync と DynamoDB の関係 DynamoDB AppSync Program Connection ConnectionEpisode Episode 1対多 1対1 1対1 くらい 番組情報は 全部で10MB AppSync で 3000 resolver が解決 AppSync で 200 TokenConsumed DynamoDB で EpisodeTableに集中 1query で ＋

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(別構成)AppSync と TokenConsumed 負荷をかけると1クエリあたりのToken消費が減る

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負荷かけたけど 100 Token/query までしか下がらない

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5000 TPS だと 5000 TPS ✖︎ 100 tokenだから quota は 50万必要...

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AWS さん！ 50万 Token まで上げて！！！

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まぁ、一旦落ち着こうか

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AWSさんのご提案 ・cacheを使ってみよか ・バックエンド作り直そか

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残り２ヶ月で バックエンド作り直しは無理、、

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cache しかない！！

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キャッシュの 試行錯誤

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キャッシュはVPC内サービス、、 ElastiCache はVPC使うので却下 DAX はVPC使うので却下 AppSync に cache がついてる FULL cache Per resolver cache これらも結局、ElastiCacheで時間課金 Cache 導入によるToken低減の期待 キャッシュにオフロードできたらToken減りそう 1,500KB秒以下のメモリとvCPU時間で1トークン

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AppSync の Cache Full request caching Per-resolver caching AppSync

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AppSync の Cache テストしてみた Full request caching Tokenが激増 6000/query Per-resolver caching ホットパーテーションは回避可能 Tokenは減らない。。 AppSync

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これは、もう、、 デスマーチ宣言をするしか、、 ☠️

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サーバーレスで キャッシュがあればなぁ

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💡

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4月の渋谷の夜 photo by @TAKA_0411

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もめんと！

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Momentoの 導入

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元DynamoDBを担当してた方が立ち上げた サーバーレスキャッシュサービス Momento Cache Topics

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キムさんにMomentoの相談(本番50日前くらい) AppSync Merged API 採用の検討 フロントエンドの修正を最小限に フロントエンドver と バックエンドver の提案 キャッシュ取得の構成案をMomentoチームと相談 構成図の解説

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AppSync の Merged API Build time アプローチ Run time アプローチ

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AppSync の 後ろに Momento Cache

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AppSync の subscription 使いたい

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実際の構築 （2週間くらい）

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実際の構成

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更新を含めると

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超えてきた ハードル

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Lambdaペイロードサイズ制限 バースト耐性 momento上限緩和等 実装で気をつけたこと

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Lambdaペイロードサイズ制限 同期呼出で6MBを超えることができず AppSyncリゾルバーではストリーミング 応答もできない 番組データのサンプルは最大10MBを想定 更新を含めると

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JSON 文字列 圧縮バイナリ Chunk 1 (1MB) Chunk 1 (1MB) Chunk 1 (1MB) 圧縮バイナリのチャンク単位で Momentoにキャッシュさせる → 3MB 10MB ・・・ Momento Cache

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負荷試験中、AWS Lambda でおきたスロットル

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AWS Lambda のバースト耐性 Token Bucket Algorithm 同時実行数（Concurrency）とバースト制限 ※「AWS Lambda におけるバースト耐性」：https://aws.amazon.com/jp/builders-flash/202212/lambda-burst-resistance

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リクエスト不可に応じたバースト制限の同時実行数とスロットリング → リトライと Provisioned Concurrency で対応 ※「AWS Lambda におけるバースト耐性」：https://aws.amazon.com/jp/builders-flash/202212/lambda-burst-resistance

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Momentoキャッシュのサービス上限と緩和申請 ~ 5000 TPS ~ 5000 TPS × 1MB チャンクは 1MB までなので そのまま

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Momentoチームに課題と構成案を説明・相談 ※日本語のサポートもあります！ MoCon参加で前フリをしていたので、今回は英語で。

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相談したバックエンドverの構成

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相談したフロントエンドverの構成

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モニタリング 負荷試験

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負荷試験はDistributed Load Testing on AWSを使用 5,000 rps まで負荷の負荷試験を実施 20,000 Token/s まで上限緩和するために負荷試験を求めら れた AppSyncのdevとprodが同アカウントの同リージョン 段階的に上限緩和をしてもらう Momento 込みで負荷試験

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Distributed Load Testing on AWS CloudFormation テンプレートを配布してる

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CloudWatchメトリクスで確認 毎秒の値はCloudWatch Logs Insight で（高い） JMeterでレスポンスの情報をS3に保存 Colaboratory で集計してお金の節約 Momento のメトリクスもCloudWatchに連携 モニタリング

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CloudWatch Dashboard dev と prod を 手動で作るの大変。。 CDKは途中で心折れた…

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段階的に 負荷をかけていく

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5,000 TPS クリア！！

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CloudWatch Dashboard 負荷をかけると 反応が良くなる Momento Cache 1700ms 700ms AVG 5min Momento Cache Get Latency

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もともとは AppSync Rate of request tokens DynamoDB Hot Partition 2,000 /s (soft limit) AppSync DynamoDB 200 3,000 read /s 1,000 wright /s (hard limit) TokenConsumed

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上限緩和とMomento の導入 AppSync Rate of request tokens DynamoDB Hot Partition 2,000 /s (soft limit) Momento が 受けてくれる！ 20,000 /s ↓ AppSync Lambda Resolver Momento Cache Concurrent executions 20,000 + Provisioned Concurrency 1 TokenConsumed

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REALLY APPRECIATE!!

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配信当日

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8/30 23:45:00

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リクエスト数 AppSync

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リクエスト数 3000 request/min AppSync

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リクエスト数 3000 request/min あ、オンプレのデータって毎分だったのね、、 AppSync

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リクエスト数 毎秒100くらい… AppSync

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無風 😆

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はじめて陥落しなかったから ヨシ！

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まとめ

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ついにサーバレスキャッシュがやってきた！ フロントにキャッシュするしかなかった 全体でのキャッシュ戦略を考えたい NoSQL の設計をもう一度 @connection ディレクティブどうする？ Amplify GraphQL Transformer v2 ? AppSync Resolver 自分で書く？ 大規模な上限緩和の相談はお早めに AWSさんには本当に感謝です 負荷試験は時間かかります まとめ

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ありがとうございました！ 三浦一樹 北海道テレビ放送株式会社 Sonu Kim 株式会社Serverless Operations 2023/09/23