AWS上のシステム設計

第2章 ストレージの種類 ストレージの種類とリレーショナル・ストア

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、システム設計において重要な役割を果たしている。企業や組織が成長するにつれて、膨大な量のデータを生成し、ストアするようになる。そのため、増大する需要に対応できる拡張性と信頼性の高いストレージインフラを持つことが重要になる。アプリケーションやサービスが効果的に機能し、エンドユーザに最適なパフォーマンスを提供するためには、効率的で信頼性の高いデータストレージが必要である。伝統的なファイルベースのシステムから、最新のブロックストアやオブジェクトストアまで、さまざまなタイプのデータストレージ・ソリューションが利用できる。データベースもまた、構造化データの保存と管理において重要な役割を果たしており、システム設計の重要な側面となっている。

この章では、システム設計の観点から、様々なタイプのデータストレージ・ソリューショ ンを探っていく。まず、伝統的なファイルベースのストレージシステムとその限界について説明し、その後、大量の非構造化データを扱えるという理由で近年人気が高まっているブロックストアとオブジェクトストアについて説明する。

また、この章ではさまざまなタイプのリレーショナルデータベースを取り上げる。(非リレーショナル・ストアについては第3章で取り上げる）。リレーショナルデータベースのスケーリングに関する課題を検討する中で、インデックス、SQLチューニング、非正規化、フェデレーション、パーティショニング、シャーディング、レプリケーションなど、パフォーマンスを向上させ、大規模アプリケーションの要求に応えることができるさまざまなテクニックを取り上げる。

この章が終わるころには、利用可能なデータストレージソリューションだけでなく、さまざまなリレーショナルデータベースタイプの長所と短所、そして効率的で信頼性が高く、スケーラブルなシステムを設計するためにそれらをどのように使用できるかについて、しっかりと理解できるようになるだろう。この章は、第10章でカバーするAmazon Relational Database Service (RDS)やAmazon Auroraを含むAWSリレーショナルデータベースを比較・選択するための概念の基礎となる。

データ保存形式

、長年にわたるデータ・ストレージ・ハードウェアの進化は、困難な問題を提起してきた。それは、基礎となるストレージ・ハードウェアを不明瞭にし、異なるハードウェア間で読み取り、書き込み、変更が可能な特定の形式で、それらが進化してもデータをどのようにストアするかということである。このため、コンピュータ科学者やエンジニアは、デバイス・ドライバ、特にストレージ・ドライバを考え出すことになった。このドライバは、異なるOSにインストールされ、特定のストレージ・ハードウェア上のデータを操作できるようにする。

図2-1に示すように、データがストレージハードウェア上でどのように論理的に配置されているかに基づいて、ファイルベース、ブロックベース、オブジェクトベースの3つの異なる形式が出現した。ファイルベース、ブロックベース、オブジェクトベースである。ファイルベースのストレージは 、データをファイルとフォルダの階層として整理し、表現する。ブロックベースのストレージは、データを任意に編成された固定サイズのブロックに分割する。そしてオブジェクトベースのストレージは ...