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ゲームプラットフォーム on AWS
- 1. ゲームプラットフォーム on AWS Amazon Data Services Japan 2013.09.27
- 3. NumberofEC2Instances 4/12/2008 4/14/2008 4/15/2008 4/16/2008 4/18/2008 4/19/2008 4/20/20084/17/20084/13/2008 3日間で40から5,000サーバへ ピーク時にEC2が5,000 インスタンスにスケール Facebookで アプリを公開 40インスタンス以下で サービスを開始 アップロードした写真、動画、音楽をもとに、 ビデオクリップをオンラインで作成できるサービス Deploy
- 4. AWSサービス一覧 お客様のアプリケーション 認証 AWS IAM モニタリング Amazon CloudWatch Web管理画面 Management Console デプロイと自動化 AWS Elastic Beanstalk AWS Cloud Formation AWS OpsWorks IDEプラグイン Eclipse Visual Studio ライブラリ & SDKs Java, PHP, .NET, Python, Ruby, node.js Development & Administration AWS グローバルインフラ Geographical Regions, Availability Zones, Points of PresenceAZRegion ネットワーク & ルーティング Amazon VPC / Amazon Elastic Load Balancer / Amazon Route 53 /AWS Direct Connect Infrastructure Service コンピュータ処理 Amazon EC2 Auto Scale ストレージ Amazon S3 Amazon EBS Amazon Glacier AWS StorageGateway データベース Amazon RDS Amazon DynamoDB Amazon ElastiCache Amazon Redshift コンテンツ配信 Amazon CloudFront メッセージ Amazon SNS Amazon SQS Amazon SES 分散処理 Elastic MapReduce 検索エンジン Amazon Cloud Search トランスコード Amazon Elastic Transcoder ワークフロー管理 Amazon SWF Application Service
- 7. 7 多数のゲーム会社様ご利用実績 「膨大なゲームトラフィックを処理 するためのインフラを一人で構築、 運用するには、AWSしか選択肢が ありませんでした。」 「Amazon Redshiftがリリース された時は衝撃的でした。」 「AWSサポートの迅速さと問題解 決能力、費用対効果は非常に高 い水準にあると思います。」 最新の事例はこちらから http://www.awsmicrosite.jp/game/
- 8. 8 AWS主要サービス
- 9. 99 Amazon EC2(Elastic Compute Cloud) • 数分で起動し、1時間ごとの従量課金で利用可能な仮想サーバ • スケールアップ/ダウン、アウト/インが即座に可能 • x86系のOSをサポートし、自由にソフトウェアインストール、セッ トアップが可能 1 任意のゾーンに 分散配置可能 リージョン EC2 アベイラビリティゾーンBアベイラビリティゾーンA
- 10. 1010 EC2のオートスケール機能 • 負荷に応じてEC2の台数の自動増減が可能 – ピーク対応が楽に！ CPU負荷が80%が5分間続いたらサーバを1台増やす CPU負荷が30%が15分間続いたらサーバを1台減らす • オートスケールする方法は... – ポリシーによる突発的なピークアクセス時 – 時間指定による事前自動制御 事前に取得したシステムイメージから新規サーバを起動 AutoScaling
- 11. 1111 Elastic Load Balancing(ELB) • 従量課金でご利用いただけるロードバランサー • アベイラビリティゾーンをまたいだロードバランシング • オートスケール機能と合わせて利用可能 AZ-b アベイラビリティゾーンA APPWeb DB APPWeb DB アベイラビリティゾーンB DCレベルでの冗長性
- 12. 1212 Amazon RDS(Relational Database Service) • マネージドRDBMSサービス • バックアップやフェイルオーバーに対応したDBを数クリッ クで利用可能 • サポートRDBMS 自動 バックアップ RDS アベイラビリティゾーンA アベイラビリティゾーンB 自動フェイル オーバ パッチ更新
- 13. 1313 Virtual Private Cloud • クラウド内に、専用のネットワークを構築 • 既存の設備を活かしたハイブリッドクラウド環境が構築 可能 プライベート サブネット VPC Subnet パブリック サブネット VPC Subnet InternetGW オンプレミス 専用NW領域 Internet 専用線 InternetVPN VPN GW Region ハイブリッドクラウド
- 14. 1414 Amazon Redshift • フルマネージドData Warehouse as a Service – カラムナ型の超並列演算を特徴とするクラスタをサービスとして提供 – 従量課金で始められる数TB ～数PB まで拡張可能 – インスタンスの従量課金（初期費用、ライセンス費用不要） BIツール リーダー ノード コン ピュート ノード コン ピュート ノード コン ピュート ノード JDBC/ODBC 10GigE Mesh SQL エンドポイント: • クエリーの並列化 • 結果を生成 クエリー実行ノー ド • “N” スケールア ウトを実現 • ローカルディス ク S3, DynamoDB, EMRとの統合
- 15. 15 AWS活用方法
- 16. 1616 スケールに応じて構成を拡張・再利用 DNS Amazon Route53 Webサーバ Amazon EC2 Single AZ Single AZ DNS Amazon Route53 Webサーバ Amazon EC2 ロードバランサー Amazon ELB DBサーバ Amazon RDS Multi Tier構成
- 17. 1717 AMIを用いたインスタンス複製 AMIはインスタンス作成に使用する イメージテンプレートです。 • AWSやサードパーティもAMIを 提供 – https://aws.amazon.com/amis/ – https://aws.amazon.com/marketplace/ • 自由にAMI (カスタムAMI)を作 成・利用可能 • カスタムAMIからEC2インスタ ンスを何台でも起動できる • 作成したAMIは他者と共有可能 Instance Amazon Simple Storage Service (S3) Amazon Linux AMI Availability Zone Availability Zone Custom AMI 標準AMIから起動した インスタンスをカスタ マイズ カスタムAMIを使って、イン スタンスを複数台起動
- 18. 1818 スケールに応じて構成を拡張・再利用 DNS Amazon Route53 ロードバランサー Amazon ELB DBサーバ Amazon RDS 自動レプリケーション リードレプリカ Amazon RDS Multi AZ マルチAZ(スタンバイ) Amazon RDS Webサーバ Amazon EC2 キャッシュサーバ AmazonElastiCache CDN Amazon CloudFront
- 20. 2020 グローバルデプロイメント US East Region Sao Paulo Region EU Region Sydney Region Tokyo Region DNS Amazon Route53 Latency Base Routing ユーザ ユーザ ユーザ ユーザ ユーザ CDN Amazon CloudFront Global Caching Edge
- 22. 2222 AWSサービス一覧 お客様のアプリケーション 認証 AWS IAM モニタリング Amazon CloudWatch Web管理画面 Management Console デプロイと自動化 AWS Elastic Beanstalk AWS Cloud Formation AWS OpsWorks IDEプラグイン Eclipse Visual Studio ライブラリ & SDKs Java, PHP, .NET, Python, Ruby, node.js Development & Administration AWS グローバルインフラ Geographical Regions, Availability Zones, Points of PresenceAZRegion ネットワーク & ルーティング Amazon VPC / Amazon Elastic Load Balancer / Amazon Route 53 /AWS Direct Connect Infrastructure Service コンピュータ処理 Amazon EC2 Auto Scale ストレージ Amazon S3 Amazon EBS Amazon Glacier AWS StorageGateway データベース Amazon RDS Amazon DynamoDB Amazon ElastiCache Amazon Redshift コンテンツ配信 Amazon CloudFront メッセージ Amazon SNS Amazon SQS Amazon SES 分散処理 Elastic MapReduce 検索エンジン Amazon Cloud Search トランスコード Amazon Elastic Transcoder ワークフロー管理 Amazon SWF Application Service
- 23. 2323 S3による静的コンテンツ配信 • ゲームで使用するデータ（画 像、アイコン、動画、ステー ジデータ）やパッチなど、静 的コンテンツをすべてS3でホ スティング • EC2はAPIコールやゲームロジ ック、動的に生成される HTMLだけで使用 動的/静的混在配信 Webサイト 動的ページ 静的ファイル 役割分担による 負荷分散 Internet
- 24. 2424 Amazon S3の特徴 • 堅牢性・可用性 – 地理的に離れた３箇所以上のDCに冗長に保持 – データロストに対して自動発見・修復 – 99.999999999%の堅牢性（低冗長化オプション：99.99%) – 99.99%の可用性 – 2つのDCで同時にデータロストが発生しても耐えられる設計 • Webサイト機能 – 静的なWebサイトのホスティングをS3で – ファイルをS3に保存して、Website機能をONにするだけ
- 25. 2525 Q4 2006 Q4 2007 Q4 2008 Q4 2009 Q4 2010 Q4 2011 Q4 2012 1Q 2013 Amazon S3全体の成長率 29億 140億 400億 1,020億 2,620億 7,620億 20%DOWN 20%DOWN 13%DOWN 5%DOWN 28%DOWN S3の価格推移 1.3兆
- 26. 2626 ２.キャッシュコンテンツ をユーザに送信 Contents Delivery Network • ユーザからのアクセスを、最も近いエッジサーバに誘導 することで、ユーザのアクセサビリティを向上 • エッジサーバでは、コンテンツのキャッシングを行い、 オリジンに負荷をかけず、効率的に配信 クライアント オリジン配信 サーバ Amazon Cloud Front （Edge Location) 1.最適なエッジに リクエスト 3.エッジにキャッシュがなければ オリジンにリクエスト 5.キャッシュコンテンツ をユーザに送信 4.エッジにコンテンツ を送信 キャッシュ コンテンツ レスポンス向上 負荷軽減
- 27. 2727 Cloud Frontの動作 • 最適エッジへの誘導 クライアント Cloud Front DNS 地理情報 cloudfront.net DNS Cloud Front Edge Cloud Front Edge Cloud Front Edge DNS Resolver① CFの名前解決 xxx.cloudftont.net ② IPアドレス問合せ ③ 最適なEdge アドレスの応答 ④ 最適なEdgeに アクセス オリジン配信 サーバ ⑤ キャッシュが無ければ オリジンから取得
- 28. 28 Elastic Load Balancing Amazon CloudFront www.mysite.com CloudFrontとS3によるコンテンツ配信 28 Dynamic Content Amazon EC2 Static Content Amazon S3 Your Users ユーザはまず CloudFront へ 最低レイテンシへの誘導 TCP最適化 永続化コネクション CloudFront から Origin 10オリジンまでパターン指定で振分け 各オリジンへは永続化コネクション キャッシュ生存時間も設定可能
- 29. 2929 ログもS3に集約 web server web server web server Amazon Elastic Map Reduce データがS3にあれば、各種解 析サービスとの連携は容易 Amazon Redshift 行動履歴の解析や、各種KPIの算出もAWSの解析サー ビスなら運用コストをかけずに高速に実現可能 DynamoDB Amazon S3
- 31. 一般的なScaling 方法 EC2(APサーバ、memcached)のスケールアウト RDSのスペックを上げる(スケールアップ） RDSのRead Replica (MySQL Slave)を追加 App サーバ Cache サーバ App サーバ App サーバ ELB m1.large メモリ 7.5GB CPU 4ECU m2.4xlarge メモリ 68GB CPU 26ECU
- 32. DBのI/O(write)がボトルネックでスケールしない システム全体のスループット・レイテンシに影響 UX的, サービス的、ビジネス的にもインパクト甚大 DBのスケールアップ(CPU/メモリ) では効果は限定的 アプリケーション、DBのチューニングでも限界がある DB単体の限界を超えて増え続けるデータ それでもScale出来ないケース Heavy Write I/O, Growing Data
- 33. AWS の完全マネージド・サービス 完全マネージド型で、セットアップ、運用、拡張が 不要なメッセージングサービス Amazon SQS Amazon DynamoDB 完全マネージド型で、高速なパフォーマンス、シー ムレスな拡張性と信頼性をNoSQLサービス
- 35. 管理不要なデータベース・サービス 管理不要で高い拡張性を提供 サービス vs プロダクトの違い • DynamoDBはサービス • 他のデータベースはプロダクト • 構築・運用コストに大きな差が出る ADMIN
- 37. SQS(Simple Queue Service)とは 分散キューサービス • AWSをスケールアウトして使うためのキーコンポーネント • 2006年よりある最古参サービス 堅牢性・信頼性・可用性が高く低コスト • 最低一度は届くことを保証(At-Least-Once delivery) • ３箇所以上のDCにメッセージを複製保存しロストを防ぐ フルマネージド • インストール・管理不要 • アプリからSDK・APIでSend/Receive/Deleteするだけ
- 39. DynamoDB導入 運用負荷軽減 スケーラブル AWSでのDBのWrite 性能向上対策 その2 App サーバ Cache サーバ App サーバ App サーバ ELB App サーバ App サーバ 非同期 サーバ Amazon DynamoDB Amazon Simple Queue Service (SQS) SQS導入 運用負荷軽減 スケーラブル 運用負荷軽減、さらなる負荷の対応も楽に。
- 40. キャパシティ増強時にやること DynamoDBの各テーブルのRead/WriteのIOPSを増加 Copyright © 2012 Amazon Web Services App サーバ Cache サーバ App サーバ App サーバ ELB App サーバ App サーバ 非同期 サーバ Amazon DynamoDB Amazon Simple Queue Service (SQS) CloudFron t S3
- 43. モバイルSDKでAWSをバックエンドに AWS Android/iOS SDKを使えば… • AWS上のサービスを自在に呼び出せます • AWSのマネージドサービスを組み合わせてバックエンドに • しかもプラットフォーム横断で連携！
- 44. AWSをバックエンドに使う例 DynamoDB, S3を使ってデータ共有 1. DB書き込み / ファイルアップロード 2. DBクエリ / ファイルリクエスト 3. DB応答 / ファイルダウンロード DynamoDB S3
- 45. AWSをバックエンドとして使う例 SNSとSQSを使ってPub/Sub + 1. Publish 2. Notify SNS topic SQS queue SNS: Simple Notification Service SQS: Simple Queue Service
- 46. 非同期バッチ処理の例 非同期バッチ処理要求を直接登録 • 通常のWebアプリ等 • Android/iOS SDKを使った場合 Client Web Frontend Workers Job queue Workers Job queue
- 47. ログやイベント情報の集計処理例 ログやイベント情報を直接登録 • 通常のWebアプリ等 • Android/iOS SDKを使った場合 Client Web Frontend ログ・イベント集計 ログ・イベント集計
- 48. 各種サービスの認証にはWeb ID連携も Google, Facebook, Amazon (Login with Amazon)に対応 • 例：Login With Amazonで認証したユーザはS3の非公開ファイル にアクセス • 例：Facebookで認証したユーザのゲーム利用履歴をDynamoDBに 記録してFacebookのプロファイルを参照しながら行動分析 認証
- 49. Amazon SNSを使えば1つのAPIで マルチプラットフォームへのプッシュ通知も可能 Amazon SNS Mobile Push Apple Devices Google Devices Amazon Kindle Fire Devices ［料金］ 1月100万リクエストまで無料 以降100万リクエストごとに$1.00 (2013年9月現在)
- 51. APIでインフラ操作を自動化可能 AWSの各種操作はAPIから可能 • インフラのマネージメントを人手を使わずに自動化 人件費削減・オペレーションミス防止 • 各種プログラミング言語やコマンドラインツールを提供 Android iOSJava nodeJS .NET PHP Python RubyCLI Powershell 写真提供 aws ec2 start-instances --instance-ids i-123456 aws ec2 attach-network-interface --instance-id i-123456 --network-interface-id eni-123456 --device-index 1 aws ec2 assign-private-ip-addresses --network-interface-id eni-123456 --private-ip-addresses …
- 53. 構築やデプロイを自動化する各種サービス Elastic Beanstalk OpsWorks CloudFormation 柔軟性 導入の容易さ 全て追加費用なしで、課金は使用した実際にリソース分のみ
- 54. 5454 AWS Elastic Beanstalk Instance Amazon RDS Elastic Load Balancer Instance Auto scaling GroupCloudWatch deploy! WAR • Webフロントエンドに適した構成を自動構築 • コードをデプロイするだけでWebアプリケーションを開始
- 55. 5555 AWS OpsWorks • AWSの統合アプリケーションマネージメントソリューション • アプリケーションをレイヤでモデル化して自動制御することで DevOpsを支援 – Chef recipeの各インスタンスへの配布 – システム構成情報の各インスタンスへの配布 – ライフサイクルイベントの通知 • 小規模から複雑・大規模なシステムまで管理運用
- 56. 5656 AWS CloudFormation • 各種AWSのサービスで構成された環境をテンプレート化し、AWS 環境のデプロイ/アンデプロイを一元管理できるサービス – JSONフォーマットのテンプレートでカスタマイズ可能 – ほぼすべてのAWSサービスをサポート – 開発、検証環境など類似する環境を頻繁にデプロイする際に利用 – 稼働中のAWS環境からのテンプレートの作成も可能 EC2インスタンス ElastiCache RDS EMR Cluster DynamoDB Table SQS Queue CloudFront Distribution S3 Bucket ELB Route53 Record Set Stack Cloud Formation Template Deploy/Un Deploy
- 57. 57 その他各種サービス
- 58. Amazon Elastic Map Reduce EMRはAWS上のHadoopサービス • 伸縮自在・柔軟・スケーラブル・堅牢 • ログ解析・バッチ処理にベストフィット EMRはHadoopの煩雑さをカバーする • 開発者は本来やるべきアプリ(分析、解析等)に集中できる 各種サービスとの親和性の高い統合 • データはS3で無くさない • 分散KVS DynamoDBとのスムースな連携 • EC2のスケーラビリティを徹底的に活用
- 59. 5959 Amazon Elastic Transcoder • 高いスケーラビリティ、使いやすさ、経済性を実現する 設計で、様々なデバイスに対応した動画ファイルをトラ ンスコードできるサービス • トランスコード – デジタル映像を別のフォーマット、解像度などに変換する技術 – スマートフォン向けに動画ファイルの画面サイズ、解像度を変換する など、再生デバイスに合わせコンテンツの変換を行う
- 60. 6060 AWS Data Pipeline Storage DWHNoSQL Big Data DynamoDB RedShift S3 Glacier Data Pipeline RDB Map Reduce Data Flow Orchestration RDS Elastic MapReduce 記述されたデータフローを定期的に信頼性高く実施す るためのサービス AWSのみならずオンプレミスのデータ移行にも利用可能 Data Pipeline自体の利用料金は無料 Corporate Data Center
- 61. レファレンス アーキテクチャ
- 66. ベーシック デベロッパー ビジネス エンタープライズ フォーラム 利用可能 利用可能 利用可能 利用可能 サポートへの コンタクト EC2の 健全性エラーが 発生した場合 コンタクト フォーム 電話、チャット コンタクト フォーム 電話、チャット コンタクト フォーム 初回応答時間 不可 12時間 （営業時間内） 1時間 １５分 連絡先登録 - 1 5 無制限 24/365対応 なし なし あり あり Trusted Advisor なし なし あり あり 専任スタッフ なし なし なし あり 特別サポート なし なし なし あり 料金（月額） 無料 $49 AWS利用総額の $0~$10K: 10% $10K~$80K: 7% $80K~$250K: 5% $250K~: 3% （最低$100） AWS利用総額の10% （最低$15000） 24時間・365日での日本語サポートの提供 日本語の出来るエンジニアが技術サポートを提供