REL11-BP05 静的安定性を使用してバイモーダル動作を防止する - 信頼性の柱

REL11-BP05 静的安定性を使用してバイモーダル動作を防止する

バイモーダル動作とは、たとえばアベイラビリティーゾーンに障害が発生した場合に新しいインスタンスの起動に依存するなど、通常モードと障害モードでワークロードが異なる動作を示す場合をいいます。バイモーダル動作を防止するために、静的に安定し、1 つのモードでのみ動作するワークロードを構築する必要があります。この場合、1 つの AZ が削除された場合にワークロードの負荷を処理するのに十分な数のインスタンスを各アベイラビリティーゾーンにプロビジョニングしてから、Elastic Load Balancing または Amazon Route 53 ヘルスチェックを使用して、障害のあるインスタンスから負荷を分散します。

EC2 インスタンスやコンテナなどのコンピューティングデプロイの静的安定性があると、信頼性が最も高くなります。これは、コストがかかる懸念と比較検討する必要があります。プロビジョニングするコンピューティングキャパシティーを減らし、障害が発生した場合は新しいインスタンスを起動する方が、コストは低くなります。ただし、大規模な障害 (アベイラビリティーゾーンの障害など) が発生した場合には、効果が低くなります。このアプローチは障害が発生する前に準備するのではなく、障害が発生したときに事後的に対処することになるためです。ソリューションを考える際は、信頼性とワークロードのコストのニーズを比較検討する必要があります。より多くのアベイラビリティーゾーンを使用することで、静的安定性に必要なコンピューティングキャパシティーが減少します。

複数のアベイラビリティゾーンにわたる EC2 インスタンスの静的安定性を示す図

図 14: 複数のアベイラビリティゾーンにわたる EC2 インスタンスの静的安定性

トラフィックがシフトした後、AWS Auto Scaling を使用して、障害が発生したゾーンのインスタンスを非同期で置き換え、正常なゾーンで起動します。

バイモーダル動作のもう 1 つの例に、ネットワークのタイムアウトにより、システム全体の設定状態の再読み込みが始まることがあります。これにより想定外の負荷が別のコンポーネントに加わり、そのコンポーネントで障害が発生し、想定外の結果につながる可能性があります。この負のフィードバックループは、ワークロードの可用性に影響を与えます。そこで、静的に安定し、1 つのモードでのみ動作するシステムを構築する必要があります。静的に安定した設計は、一定の作業を行い、常に一定の周期で設定状態を更新することになるでしょう。呼び出しに失敗すると、ワークロードは以前にキャッシュされた値を使用し、アラームをトリガーします。

バイモーダル動作のもう 1 つの例は、障害発生時にクライアントがワークロードキャッシュをバイパスできるようにすることです。これは、クライアントのニーズに対応するソリューションのように思われるかもしれませんが、ワークロードのリクエストを大幅に変更し、障害が発生する可能性が高いため、許可すべきではありません。

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: ミディアム

実装のガイダンス

  • 静的安定性を使用してバイモーダル動作を防止します。バイモーダル動作とは、たとえばアベイラビリティーゾーンに障害が発生した場合に新しいインスタンスの起動に依存するなど、通常モードと障害モードでワークロードが異なる動作を示す場合をいいます。

    • 災害対策プランでの依存関係の最小化

    • The Amazon Builders' Library: アベイラビリティーゾーンを使用した静的安定性

    • AWS の静的安定性: AWS re:Invent 2019: Introducing The Amazon Builders’ Library (DOP328)

      • バイモーダル動作を防止するために、静的に安定し、1 つのモードでのみ動作するシステムを構築する必要があります。この場合、1 つの AZ が削除された場合にワークロードの負荷を処理するのに十分な数のインスタンスを各ゾーンにプロビジョニングしてから、Elastic Load Balancing または Amazon Route 53 ヘルスチェックを使用して、障害のあるインスタンスから負荷をシフトします。

      • バイモーダル動作のもう 1 つの例は、障害発生時にクライアントがワークロードキャッシュをバイパスできるようにすることです。これは、クライアントのニーズに対応するソリューションのように思われるかもしれませんが、ワークロードのリクエストを大幅に変更し、障害が発生する可能性が高いため、許可すべきではありません。

リソース

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