REL05-BP01 該当するハードな依存関係をソフトな依存関係に変換するため、グレイスフルデグラデーションを実装する - AWS Well-Architected Framework
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REL05-BP01 該当するハードな依存関係をソフトな依存関係に変換するため、グレイスフルデグラデーションを実装する

アプリケーションコンポーネントは、依存関係が使用できなくなっても、引き続きコア機能を実行する必要があります。少し古いデータ、代替データ、またはまったくデータを提供していない可能性があります。これにより、局所的な障害によるシステム全体の機能への影響を最小限に抑えながら、中心的なビジネス価値を実現できます。

期待される成果: コンポーネントの依存関係が異常な場合でも、コンポーネント自体は機能しますが、パフォーマンスが低下します。コンポーネントの故障モードは通常の動作と見なしてください。ワークフローは、このような障害が完全な障害につながらないように、あるいは少なくとも予測可能で回復可能な状態になるように設計する必要があります。

一般的なアンチパターン:

  • 必要な中核的なビジネス機能が特定されていない。依存関係に障害が発生してもコンポーネントが機能することをテストしていません。

  • エラーに関するデータを提供しない場合や、複数の依存関係のうち 1 つしか使用できず、結果の一部が返される場合もあります。

  • トランザクションが部分的に失敗すると、一貫性のない状態になる。

  • 中央パラメータストアにアクセスする代替手段がない。

  • 更新に失敗した結果、その結果を考慮せずにローカルステートを無効化または空にする。

このベストプラクティスを活用するメリット: グレースフルデグラデーションを行うと、システム全体の可用性が向上し、障害が発生しても最も重要な機能の機能が維持されます。

このベストプラクティスを活用しない場合のリスクレベル: 高

実装のガイダンス

グレースフルデグラデーションを実装することで、依存関係の障害がコンポーネントの機能に与える影響を最小限に抑えることができます。コンポーネントが依存関係の障害を検出し、他のコンポーネントやカスタマーへの影響を最小限に抑える方法で回避するのが理想的です。

グレースフルデグラデーションを考慮した設計とは、依存関係の設計時に潜在的な障害モードを考慮することを意味します。障害モードごとに、コンポーネントのほとんどの機能、または少なくとも最も重要な機能を発信者または顧客に提供する方法を用意してください。これらの考慮事項は、テストや検証が必要な追加要件になる可能性があります。理想的には、1 つまたは複数の依存関係に障害が発生した場合でも、コンポーネントがコア機能を許容範囲内で実行できることが理想的です。

これは技術的な議論であると同時にビジネス上の議論でもあります。すべてのビジネス要件は重要であり、可能であれば満たす必要があります。ただし、すべてが満たされない場合に何が起こるかをたずねることは依然として理にかなっています。システムは可用性と一貫性を保つように設計できますが、1 つの要件を削除しなければならない状況では、どちらの要件がより重要でしょうか。 支払い処理については、一貫性があるかもしれません。リアルタイムアプリケーションの場合、可用性が高くなる可能性があります。カスタマー向けウェブサイトの場合、答えはカスタマーの期待するものによって異なる場合があります。

これが何を意味するかは、コンポーネントの要件と、そのコア機能と見なすべき内容によって異なります。以下はその例です。

  • e コマースウェブサイトでは、パーソナライズされたレコメンデーション、最高ランクの商品、カスタマーの注文状況など、複数の異なるシステムからのデータがランディングページに表示される場合があります。上流システムの 1 つに障害が発生した場合でも、エラーページをカスタマーに表示するのではなく、他のシステムすべてを表示する方が理にかなっています。

  • バッチ書き込みを実行するコンポーネントは、個々の操作のいずれかが失敗した場合でも、バッチの処理を続行できます。再試行メカニズムを実装するのは簡単なはずです。これは、どの操作が成功し、どの操作が失敗したか、なぜ失敗したかについての情報を呼び出し元に返すか、失敗したリクエストをデッドレターキューに入れて非同期再試行を実装することで実現できます。失敗した操作に関する情報も記録する必要があります。

  • トランザクションを処理するシステムは、個々の更新がすべて実行されたか、まったく実行されないかを確認する必要があります。分散トランザクションでは、同じトランザクションの後の操作が失敗した場合に備えて、Saga パターンを使用して以前の操作をロールバックできます。ここでの中心的な機能は一貫性を維持することです。

  • タイムクリティカルなシステムは、タイムリーに応答しない依存関係に対処できるはずです。このような場合は、サーキットブレーカーパターンを使用できます。依存関係からの応答がタイムアウトし始めると、システムは追加の呼び出しが行われないクローズ状態に切り替えることができます。

  • アプリケーションはパラメータストアからパラメータを読み取ることができます。デフォルトのパラメータセットを使用してコンテナイメージを作成し、パラメータストアが利用できない場合にこれらを使用すると便利です。

なお、コンポーネントに障害が発生した場合の経路は検査が必要で、主要経路よりも大幅に簡潔でなければなりません。一般的に、フォールバック戦略は避けるべきです。

実装手順

外部依存関係と内部依存関係を特定します。どのような種類の障害が発生する可能性があるかを検討してください。障害発生時に上流と下流のシステムやカスタマーへの悪影響を最小限に抑える方法を考えてください。

依存関係の一覧と、失敗した場合に正常にデグレードする方法は次のとおりです。

  1. 依存関係の部分的な障害: コンポーネントは、1 つのシステムへの複数の要求、または複数のシステムへの 1 つの要求のいずれかとして、下流システムに対して複数の要求を行うことができます。ビジネスの状況によっては、これに対するさまざまな処理方法が適切な場合があります (詳細については、実装ガイダンスの前述の例を参照してください)。

  2. ダウンストリームシステムは、負荷が高いため、リクエストを処理できません。 ダウンストリームシステムへのリクエストが絶えず失敗している場合、再試行を続行しても意味がありません。これにより、既に過負荷になっているシステムに追加の負荷がかかり、回復が困難になる可能性があります。ここでは、ダウンストリームシステムへのコールの失敗を監視するサーキットブレーカーパターンを利用できます。大量のコールが失敗すると、ダウンストリームシステムへのリクエストの送信が停止され、ダウンストリームシステムが再び使用可能かどうかをテストするコールがたまにしか送信されません。

  3. パラメータストアは使用できません: パラメータストアを変換するには、ソフト依存関係キャッシュを使用するか、コンテナイメージやマシンイメージに含まれる適切なデフォルトを使用できます。これらのデフォルトは最新の状態に保ち、テストスイートに含める必要があることに注意してください。

  4. モニタリングサービスやその他の機能しない依存サービスは利用できません。 コンポーネントが断続的にログ、メトリクス、またはトレースを中央監視サービスに送信できない場合でも、通常どおりビジネス機能を実行するのが最善策です。メトリクスを長時間ログに記録したりプッシュしたりしないことは、ほとんどの場合受け入れられません。また、ユースケースによっては、コンプライアンス要件を満たすために完全な監査エントリが必要になる場合があります。

  5. リレーショナルデータベースのプライマリインスタンスが使用できない可能性があります。 Amazon Relational Database Service は、ほとんどすべてのリレーショナルデータベースと同様に、プライマリライターインスタンスは 1 つしか設定できません。これにより、書き込みワークロードの単一障害点が生じ、スケーリングがより困難になります。これは、可用性を高めるためにマルチ AZ 構成を使用するか、スケーリングを向上させるために Amazon Aurora サーバーレス構成を使用することで部分的に軽減できます。可用性要件が非常に高い場合は、プライマリライターにまったく依存しない方が理にかなっています。読み取り専用のクエリには、リードレプリカを使用できます。これにより、冗長性が確保され、スケールアップだけでなくスケールアウトも可能です。書き込みは、例えば、Amazon Simple Queue Service キューにバッファリングできるため、プライマリが一時的に使用できなくなっても、カスタマーからの書き込み要求を引き続き受け付けることができます。

リソース

関連するドキュメント:

関連動画:

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