プロダクトの成長に伴うAWSの利用サービスとアーキテクチャの変遷

by Tomoki Kawajiri

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プロダクトの成長に伴うAWSの利用サービスとアーキテクチャの変遷株式会社おてつたび川尻智樹

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株式会社おてつたびリードエンジニア川尻智樹前職の楽天のアクセラレーションプログラムをきっかけに代表の永岡と出会い、創業当初からプロダクト開発全般に携わる。現在は Rails と React、楽天時代はバックエンドメインで Java や Python で開発

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Our Vision 日本各地にある本当にいい人、いいもの、いい地域がしっかり評価される世界を創る

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短期的・季節的な人手不足で困っている地域の方々と、地域に興味がある方が出会えるマッチングプラットフォームおてつたび登録ユーザー数は2.3万人、受入先は全国47都道府県 700事業者に拡大

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サービス規模拡大の中での取り組みアクセス数増加への対応スケーリングパフォーマンス向上コストの最適化プロダクト規模拡大によるボトルネックの解消利用サービスの増加で上がったコストの最適化

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インスタンスのオートスケーリングプロダクトローンチ〜オートスケーリングの導入

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プロダクトローンチ EC2 x 2 と RDS の構成 ● ALB と EC2 x 2 のターゲットグループ ● ALB には AWS Certiﬁcate Manager が発行した証明書をバインド

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● EC2 インスタンスは 2 台 ○ 負荷分散とリスクヘッジのため ● データベースは RDS を利用 ○ データは一番の資産なので（当たり前ですが）バックアップも可能な RDS でデータ管理 ● CloudFront でコンテンツ配信 ○ CDN による高速配信に加え、アクセスの分散にもつながる

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運用を開始してから見えてきた課題 ● 突発的なアクセス増加への対応 ○ TV放映など、メディア露出した時のアクセス数の増加にも耐えうる体制の構築 ● プロダクト規模への対応 ○ プロダクトの数が増えたこと、プロダクトの規模が大きくなるにつれ EC2 インスタンスの負荷が高まる

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EC2 オートスケーリング ● EC2 インスタンスを自動的に追加または削除することができる ○ 指定の時間にスケジューリングすることで予期されるアクセス数増加への体制の構築 ○ 条件を指定することで一時的な増加にも対応できる出典：Amazon EC2 Auto Scaling（需要に合わせてコンピューティング性能を拡張）| AWS

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Application Load Balancer 出典：Application Load Balancer とは? - Elastic Load Balancing トラフィックを複数のターゲットに分散させる ● Listener ごとにルールを指定してアクセスを分散 ● ヘルスチェックで有効なインスタンスへアクセスする ● モニタリングでトラフィックやインスタンスの状態を監視

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パフォーマンスの向上ボトルネックの解消への取り組み

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背景 ● DB のパフォーマンス悪化 ○ クエリの数が増えることで CPU 使用率が高まり、アクセススピードが悪化 ● 他のプロダクトも影響を受ける ○ DB の負荷が高まることで他のプロダクトのパフォーマンスも同時に悪化

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取り組み 1 - リードレプリカプライマリと読み取り専用のレプリカインスタンスに分ける出典：Amazon RDS リードレプリカ | クラウドリレーショナルデータベース | アマゾンウェブサービス ● 読み取りのクエリ（SELECT 文）はレプリカに投げることでプライマリのパフォーマンスと耐久性向上 ● レプリカを増やすことで他プロダクトが影響を受けなくなる

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取り組み 2 - ElastiCache でデータキャッシュフルマネージドのインメモリキャッシングサービス Redis にデータをキャッシュして DB の負荷軽減とパフォーマンスの向上 ● マスターデータなど変更性が低いレコードや取得回数が多いレコードを一定時間キャッシュ ○ DB へのアクセスがなくなり負荷軽減 ○ データを早く取得できるので、アプリケーションのパフォーマンスも向上

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取り組み 2 - ElastiCache Redis ● プライマリと読み取り専用のレプリカのエンドポイントを使い分ける ○ 読み取りが多い場合にレプリカを分散させることで負荷を軽減できる出典：Replication: Redis (Cluster Mode Disabled) vs. Redis (Cluster Mode Enabled) - Amazon ElastiCache for Redis

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取り組み 3 - ALB ターゲットグループを複数管理出典：Elastic Load Balancing（複数のターゲットにわたる着信トラフィックの分配）| AWS アプリケーションへのトラフィックを複数のターゲットに分けることでアクセスの負荷分散 ● グループを増やすことでアクセスを分散 ● パスベースのルーティングで特定のアクセスのみ分けることが可能

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コスト最適化利用サービスやインスタンスが増えたことで上がったコストの最適化 RDS ElastiCache EC2 インスタンス

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EC2 リザーブドインスタンスインスタンスタイプ（t3.medium など）とインスタンス数、期間を指定して購入すると、期間内は料金がオンデマンドインスタンスに比べて最大 72 % も安く利用できる ● 踏み台サーバーや Cron Job 実行のサーバーなど、インスタンスタイプが固定で必要なインスタンス用に購入すると良い ○ アクセスの大幅な増減があまり発生しないプロダクトのインスタンスに使用することもおすすめ

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EC2 スポットインスタンス AWS クラウド内で使用されていない EC2 キャパシティーを利用して、インスタンスを起動する。オンデマンド料金に比べ最大 90 %割引需要と供給の変動で利用できるキャパシティーも変わるので、キャパシティーがなくなると突然インスタンスは終了する終了した場合の対応を構築することで運用は可能出典：Amazon EC2 だけじゃない⼊最⼊のコスト効率を⼊に⼊れるためのスポットインスタンス使いこなし術

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EC2 のインスタンスサイズの調整インスタンスサイズが異なる複数グループを使用することで料金を抑える。例えば、small サイズのインスタンスのターゲットグループで通常時は運用して、アクセスが増えるタイミングで medium サイズのグループに切り替えてトラフィックを受けることで、コストを必要最小限に抑えることができる。

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EC2 のインスタンスサイズの最適化モニタリングでトラフィック数や CPU 使用率を参考にすることもできるが、 Jmeter などを使用して負荷テストを行い、限界値を知ることで最適なサイズを知る必要があるアプリケーション規模が大きくなるとトラフィックは同じでも、インスタンスのメモリや CPU 使用率は高まるので、アプリケーションが起動した状態での限界を知ることがベスト

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RDS インスタンスサイズの調整リードレプリカのインスタンスサイズも必要なタイミングで切り替えることでコストを抑える。

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RDS リードレプリカの分散読み込み要求を複数の Amazon RDS リードレプリカに分散させる方法を教えてください。 Route53 に CNAME で加重レコードを登録して、指定のレプリカへ転送することで複数のレプリカへ分散させる

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まとめ EC2 ● EC2 オートスケーリングでインスタンスの自動調整 ○ 条件を登録して自動化 ○ スケジューリングで予期されるトラフィック増加へ対応する ● ALB でトラフィックの分散 ○ ターゲットグループの切り替えでインスタンスサイズの調整 ○ モニタリングで状況把握

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まとめ RDS ● RDS リードレプリカで負荷分散 ● Route 53 に CNAME で加重レコードを登録することで複数のレプリカを利用 ElastiCache ● キャッシュすることで DB への負荷軽減 ● アプリケーションのパフォーマンスの加速 ● レプリカによる負荷分散

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おすすめ ● テクニカルサポート ○ 設定の方法から課題のソリューション提案まで、幅広いサポートをもらえるので、積極的に利用することをおすすめします ● スタートアップ支援プログラム ○ スタートアップ企業への補助プログラムもあるので、申請することをおすすめします ○ クレジットの範囲内で利用料が割引

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今後の取り組み

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コンテナ化 Elastic Container Registry（ECR）と Elastic Container Service（ECS）でコンテナを使用したアプリケーション起動 ● ECR にイメージ（ソースコード）をプッシュ ● ECS が ECR からプルしてアプリケーションを起動

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コンテナ化のメリット運用工数・コストの削減とスピードアップ ● デプロイスピードの向上 ● コンテナでカプセル化されるので、OS や言語などのバージョンアップ対応の工数を削減 ● 環境要因によるトラブル削減

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インスタンス変更の自動化 Amazon CLI を使用した自動化。Lambda で実行することも可能ちょっとした対応の積み重ねもコストになるので、自動化することで効率化できる ● ALB ターゲットグループの切り替え ● RDS リードレプリカの作成と削除などなど

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エンジニアを募集していますおてつたびでは、新しい旅の形を一緒に作っていく仲間を募集中です！まずはカジュアルにお話ししましょう！ ● iOS アプリエンジニア ● Webフルスタックエンジニア Wantedly 会社概要 Meety

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