EC2 高可用性とスケーラビリティ

概要

AWS CloudOps 学習内容を1本に統合した記事。スケーリング、高可用性、各種ロードバランサー、TLS、ヘルスチェック、ASG、warm pools、lifecycle hooks、scaling plans までを横断して整理。

1) スケーラビリティと高可用性

垂直スケール（scale up/down）：インスタンスサイズ変更
水平スケール（scale out/in）：台数増減
HA：複数 AZ 配置で障害耐性を確保
Passive HA：active + standby
Active HA：複数ノードが同時にトラフィック処理

2) ELB 基礎

ロードバランサーは単一エンドポイントを公開し、バックエンドへ負荷分散。ヘルスチェック、SSL終端、sticky session、AZ 分散を提供。

種類：

ALB（L7、HTTP/HTTPS/WebSocket）
NLB（L4、TCP/TLS/UDP、高性能）
GWLB（L3/IP、セキュリティ検査）
CLB（旧世代）

3) ALB 詳細

path/host/query/header でルーティング
target group（EC2/ECS/Lambda/private IP）
target group 単位のヘルスチェック
X-Forwarded-For などで元クライアント情報を伝搬

推奨 SG パターン：

ALB SG：80/443 公開
EC2 SG：ALB SG からのみ受信

4) ALB ハンズオン（要約）

EC2 を2台起動
ALB + target group + listener 作成
DNS リロードで round-robin 確認
1台停止 -> unhealthy -> 迂回
再起動 -> healthy 復帰

5) ALB 応用

EC2 直アクセスを閉じ、ALB 経由のみに制限
listener rules（条件 + アクション + 優先度）
例：/error に fixed response 404

6) NLB 理論

NLB を選ぶ場面：

TCP/UDP/TLS
超低遅延・超高スループット
AZ ごとの固定 IP（Elastic IP も可）

ターゲット：EC2、private IP、NLB の背後に ALB を置く構成も可能。

7) NLB ハンズオン（要約）

NLB + TCP target group 作成
health check は TCP/HTTP/HTTPS が利用可能
典型エラー：EC2 SG が ALB のみ許可で NLB を許可していない
EC2 SG に NLB SG を追加すると healthy 化

8) GWLB

GWLB は firewall / IDS/IPS / DPI などの仮想アプライアンスへトラフィックを透過的に通すための LB。

レイヤ3（IP）
試験キーワード：GENEVE 6081
ターゲット：EC2 または private IP

9) Sticky Sessions

同一クライアントの連続リクエストを同一バックエンドへ固定。セッション保持に有効だが負荷偏りのリスクあり。

app cookie / LB cookie
有効期限を設定

10) Cross-Zone Load Balancing

ON：LB ノードが全 AZ のターゲットへ配分
OFF：同一 AZ 内へ配分

既定：

ALB：有効
NLB/GWLB：無効（有効化で inter-AZ コスト発生の可能性）

11) TLS/SSL と SNI

TLS で client -> LB を暗号化
ACM で証明書管理（または import）
SNI で1つの ALB/NLB に複数証明書/ホスト名を載せられる

12) Connection Draining / Deregistration Delay

ターゲット削除時に in-flight リクエスト完了を待つ仕組み。

CLB：Connection Draining
ALB/NLB：Deregistration Delay
範囲 0〜3600、既定 300

13) Health Checks 深掘り

主要設定：protocol、port、path、timeout、interval、healthy/unhealthy threshold、success codes。

状態：initial / healthy / unhealthy / unused / draining / unavailable。

14) エラー・メトリクス・ログ・トレーシング

4XX：クライアント側
5XX：サーバー側

重要メトリクス：

HealthyHostCount / UnHealthyHostCount
RequestCount / RequestCountPerTarget
HTTPCode_Target_*
SurgeQueueLength / SpilloverCount

ALB access logs は S3 保存可能。X-Amzn-Trace-Id で相関追跡に使える。

15) Target Group 応用属性

deregistration delay
slow start
routing algorithm
stickiness

アルゴリズム：round robin / least outstanding requests / NLB flow hash。

16) ALB Rules と weighted forwarding

1つのルールで複数 target group へ重み付き配分（例 80/20）。blue/green・canary に有効。

17) ASG 基礎

ASG は min/desired/max で台数を管理し、需要に応じて自動で scale out/in。unhealthy インスタンスは置き換え。

18) Launch Template + ASG

AMI、instance type、user-data、SG、IAM、volume などをテンプレート化して再現性ある起動を実現。

19) ASG Scaling Policies

Dynamic（target tracking / simple / step）
Scheduled
Predictive

20) Cooldown とメトリクス設計

指標：CPU、request per target、network、custom metrics
cooldown（既定 ~300s）で過剰な揺れを防止

21) Instance Refresh

新しい launch template/AMI へ安全に置き換えるローリング更新機能。

22) Warm Pools

事前初期化済みインスタンスを保持し、scale-out 時の起動遅延を短縮。

23) Lifecycle Hooks

起動/終了の遷移を一時停止して setup、ログ退避、cleanup、snapshot などを実行（EventBridge/SNS/SQS/Lambda 連携）。

24) Launch Configuration vs Launch Template

Launch Configuration は legacy。Launch Template が推奨（バージョン管理・柔軟性）。

25) SQS 連携スケーリング

SQS キュー深度（CloudWatch alarm）で worker ASG を自動スケール。

26) ASG Health Check 種類

EC2 checks
ELB checks
custom checks（set-instance-health）

不健康なインスタンスは terminate + relaunch で置換。

27) ASG Troubleshooting

確認ポイント：max capacity 上限、AZ 容量不足、テンプレート参照切れ（SG/key pair）、activity history。

28) ASG CloudWatch Metrics

Group metrics（opt-in）：GroupDesiredCapacity など。

EC2 metrics：CPU/network/status checks（basic vs detailed）。

29) AWS Auto Scaling Service / Scaling Plans

EC2/ECS/DynamoDB/Aurora/Spot Fleet を横断して scaling を一元管理。

dynamic scaling
predictive scaling

モード：availability / balanced / cost / custom。

要点

ALB + ASG は AWS 上の高可用 Web 基盤の中心。
SG、health checks、draining 設定が運用安定性を大きく左右する。
NLB/GWLB はネットワーク/セキュリティ要件に応じて使い分ける。
CloudWatch と scaling plans により容量管理を中央集約できる。

Next updates

この統合記事は、今後の AWS CloudOps 講義サマリーを継続追記する前提で構成。

Claudeによる翻訳

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