AWS EBS

ＩＴライブラリーより （pdf １００冊）http://itlib1.sakura.ne.jp/

解説

（全１４０ページ）

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目次番号 ４５３番 ＡＷＳ詳細解説 全３３冊 計６,１００ページ

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Amazon Elastic Block Store (EBS)

Amazon Elastic Block Store（Amazon EBS）は、AWS クラウドの

Amazon EC2 インスタンスで使用するための永続的なブロックレベルの

ストレージボリュームを提供します。

コンポーネントに障害が発生した場合でも高い可用性と耐久性を提供できるように、

各 Amazon EBS ボリュームは アベイラビリティーゾーン内で自動的に

レプリケートされます。

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Amazon EBS ボリュームは、作業負荷の実行に必要な安定した

低レイテンシーのパフォーマンスを提供します。

Amazon EBS を使用すると、使用量の拡張または縮小を分単位で行うことが

できます。

プロビジョニングしているサイズに合わせて、低料金で利用できます。

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「Amazon EBS」は、「Amazon EC2」から利用できる仮想ストレージオプションです。

簡単に言えば、「Amazon EC2」で稼動させるインスタンスに接続するこ

とのできる“外付けディスク”のようなものです。

このストレージオプションは、「Amazon EC2」のインスタンス上で稼動する

OSからはデバイスとして確認することができ、直接アクセスすることが

可能です。

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そして、「Amazon EC2」のインスタンスを停止させても、「Amazon EBS」の

ストレージは、ディスク内容が消滅しません。

つまり、「Amazon EC2」のインスタンスで使用するデータを、

この「Amazon EBS」のストレージに書き込むような作りにしておけば、

通常のサーバとほぼ同じような使い方をすることも可能です。

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ちなみに、「Amazon Web Services」のストレージサービスと言えば、

「Amazon S3」ですが、どこからでも HTTP経由でアクセス可能な

「Amazon S3」のストレージとは性質が異なり、「Amazon EBS」は

OSから直接ボリュームをフォーマットしてマウントし、利用する形態となります。

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Amazon S3とAmazon EBSの違い

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なお、この「Amazon EBS」では、1GB～1TBまで1GB単位で

仮想ディスクを生成することが可能です。

通常利用の他にも、RAID0のように複数のボリュームを束ねて（ストライピング）

使うことで高いI/Oパフォーマンスを実現させる使い方ができます。

また、EBSボリュームのスナップショットを「Amazon S3」のストレージ上に保存

させるようなAPIも公開されています。

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EBSボリュームを仮想ディスクとして利用できるようになるまでの流れ

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スナップショット機能を使ってEBSボリュームのバックアップを取得する

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スナップショットから、EBSボリュームを復元する

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作成したEBSボリュームやスナップショットを削除する

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スナップショット削除

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Amazon EBS スナップショット

Amazon EBS は ボリュームの ポイント インタイム スナップショット をAmazon S3 に 保存することができます。

Amazon EBS スナップショットは 増分的に保存されます。 つまり最後のスナップショットが 保存された後で 変更されたブロックだけを 保存するため、料金は変更された ブロックの分だけの 請求となります。

デバイスにデータが 100 GB 入っていても、最後のスナップショット時点から変更された部分が 5 GB しかなければ、次のスナップショットが追加で消費する容量は 5 GB だけで、請求対象になるのも増えたスナップショットストレージ 5 GB 分だけです。

しかし、どちらのスナップショットも完全なものとして表示されます。

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スナップショットを削除すると、他のスナップショットで使用していないデータだけが消去されます。

アクティブなスナップショットはすべて、ボリュームをそのスナップショットが取得された時点の状態に復元するために必要な全情報を含みます。 変更されたデータを作業ボリュームに復元するためにかかる時間は、すべてのスナップショットで同じです。

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スナップショットは、複数の新しいボリュームをインスタンス化するときや、1 つのボリュームのサイズを拡張するとき、あるいはボリュームをアベイラビリティゾーン間で移動するときに使用できます。

新しいボリュームを作成するとき、既存の Amazon EBS スナップショットを元に作成することもできます。

この場合、新しいボリュームの初期状態は

そのスナップショットの完全な複製となります。

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補足 スナップショット 【 snapshot 】

開発中のプログラムのソースファイルや、稼動中のデータベースファイルなどを、

特定のタイミングで抜き出したものを一般的に言います。

開発中のプログラムソースは専用のアプリケーションソフトで管理されていることが

多く、データを確認するためにも専用のソフトが必要になることがままあります。

スナップショットはこのソースを専用ソフト経由で定期的に取得し、Webブラウザ

など普及率が高いソフトで 簡単に見られるようにしたものです。

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また、データベースファイルは稼動し

ている間は常に変更が加えられてい

ますが、バックアップのために定期的

にデータベースの更新を止め、その

時点でのファイルを保存するような形

で運用されています。

こうして定期的に収集されたデータベースのバックアップがスナップショットと呼ばれています。

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EBS には プロビジョンドIOPS という機能があり、 一定のI/O性能が

必要な利用シーンなどで、性能を 予約すること もできます。

ＥＣ２では、 インスタンスの稼動時間 に関する 料金体系に オンデマンドインスタンス、 リザープド インスタンス、 スポット インスタンスという３種類の 購入オプションを 提供しています。

オンデマンド インスタンス利用期間の契約なしでEC2を利用出来る購人オプションです。

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補足 IOPS 【 Input/Output Per Second 】

ハードディスクなどの 記憶装置の性能指標の一つで、 ある条件の 元で

1秒間に 読み込み・書き込みできる回数のことです。

1回の読み書きにかかる時間の逆数で、ハードディスクの場合はシークタイムと回転待ち時間、データ転送時間の和の逆数となります。

実際には、 読み込み(リード) か 書き込み(ライト)か、 シーケンシャルアクセス か ランダムアクセス か、 転送するデータの量が どれくらいかによって 1回の動作に 要する時間が 異なるため 「 4KBランダムライトIOPS」 (4KBのデータをランダムに 書き込んだ時のIOPS ) のように計測条件を 明示することが多いです。

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Amazon EBS プロビジョンド IOPS ボリューム

プロビジョンド IOPS ボリュームは、レイテンシーの少ない安定したパフォーマンスのストレージを提供し、データベースなどの大量の I/O を伴う作業負荷が生じるアプリケーション用に設計されています。

ソリッドステートドライブ

（SSD）を使用するプロビ

ジョンド IOPS ボリュー

ムは、1 GB あたり最大

30 IOPS をサポートしま

す。

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これにより、 134 GB という小容量の 1 つのボリュームに 4000 IOPS をプロビジョニング することができます。

複数のボリュームを まとめて ストライピングし、 より容量の大きいEC2 インスタンス に アタッチすれば、 最大 48,000 IOPS を 実現することもできます。

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プロビジョンド IOPS ボリューム は データベース や ビジネスアプリケーショ

ン、 エンタープライズアプリケーション といった、 I/O集中が激しい利用の

ために、 予測可能な高パフォーマンス を提供するよう 設計されています。

必要な性能を自身で

設定でき、一度設定

すると EBSは

ボリュームが削除され

るまで、一貫して

その性能を確保する

ことができます。

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アタッチしたEBS

スタンダードの一つ、 IOPS(100, 600, 1200, 2000) の合計４つをアタッチした例。

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① EC2インスタンスの起動

② プロビジョンドIOPS EBSボリュームの作成

③ 作成したボリュームのインスタンスへのアタッチ

④ ボリュームを使ったRAIDの作成

⑤ 適切なベンチマークツールのインストール

⑥ ボリュームのI/Oパフォーマンスのベンチマーク

⑦ ボリュームの削除とインスタンスの停止

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プロビジョンド IOPS ボリューム の メリットを最大化するために、

EBS 最適化 EC2 インスタンス の 使用をお勧めします。

EBS 最適化インスタンスに アタッチされた プロビジョンド IOPS ボリュームは、 10 ミリ秒未満の レイテンシーを実現でき、 プロビジョニングされたIOPS の ±10% 以内 の パフォーマンスを 99.9% の確率で 発揮するように設計されています。

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最も 標準的な利用形態であり、 利用した分のみ 支払えるため、

利用内容と費用を 一致させることが容易です

開始するサービスが 成功するかどうか 、どの程度の 計算処理が 必要か分からない場合、 オンデマンドインスタンス で 最小スペックで開始をし、必要に応じて スケールアップ、アウト などをするのが 賢い使い方です

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Amazon EBS を使用すると、Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) に

格納するボリュームのポイント インタイム スナップショットを作成できます。

スナップショットを作成し、Amazon S3 へのコピーを完了すると

（スナップショットの状態は [completed]）、1 つの AWS リージョンから別の

リージョン、または同じ リージョン内に スナップショットをコピーできます。

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スナップショットは Amazon S3 サーバー側の暗号化（256 ビット

Advanced Encryption Standard）の使用により データを暗号化して

コピーされ、スナップショットコピーは元のスナップショットの ID とは異なる

スナップショット ID を受け取ります。

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① Management Consoleを開いてEC2サービスを選択

② ナビゲーションパネルの「ELASTIC BLOCK STORE」の下の

「Snapshots」を開く

③ コピーするスナップショットの上で右クリックし、「Copy Snapshot」を

クリック

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④ このスナップショットをどこのリージョンにコピーするか選択する画面が

表示される。 ここでは「US east (N. Virginia)」を選択

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⑤ 「Yes, Copy」をクリック

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⑥ コピー先のUS east (N. Virginia) リージョンにコピーされていることを

確認

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Amazon EBS 暗号化は、EBS ボリュームのために、独自の

キー管理インフラストラクチャの構築、管理、および保護を必要としない、

簡単な暗号化ソリューションを提供します。

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暗号化された EBS ボリュームを作成し、サポートされる インスタンスタイプに

アタッチする場合、以下のタイプのデータが暗号化されます。

ボリューム内の保存データ

ボリュームから作成されたすべてのスナップショット

すべてのディスク I/O

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暗号化は EC2 インスタンスをホストするサーバーで行われ、EC2 インスタンス

から EBS ストレージに転送されるデータが暗号化されます。

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簡単なオプションを設定することにより、EBSボリューム上に保存されたデータを、

保管時および転送時ともに暗号化することができます。

暗号化されたEBSボリュームを作成し、サポートされる インスタンスタイプ にアタッチ

すると、ボリューム上のデータ、ディスクI/O、ボリュームから作成された

スナップショット の全てが暗号化されます。

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暗号化は、EC2インスタンスとEBSストレージ間を移動する際にデータの

暗号化を提供し、EC2インスタンスをホストするサーバー上で行われます。

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暗号化の有効化

EBSの暗号化は、新しいボリュームを作成する際に有効にすることができます。:

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各ボリュームの暗号化の状況はコンソールから確認することができます。

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EBSボリュームを作るとき「暗号化する」にチェックするだけで暗号化できます。

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AMIからインスタンスを ラウンチするとき

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暗号化したボリュームの利用

暗号化されていると特に意識する必要はありません。従来と同様にふつうに使えます。

[root@ip-172-31-6-59 ~]# mkfs -t ext4 /dev/sdb ←フォーマット

[root@ip-172-31-6-59 ~]# mkdir /mnt/sdb ←増設ボリュームのマウント先を作成

[root@ip-172-31-6-59 ~]# mount /dev/sdb /mnt/sdb ←マウント[root@ip-172-31-6-59 ~]# touch /mnt/sdb/AAA ←増設ボリュームに書込みしてみる

[root@ip-172-31-6-59 ~]# ll /mnt/sdb/AAA ←書き込めたか確認-rw-r--r-- 1 root root 0 May 23 00:06 /mnt/sdb/AAA

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AMIを作成するとき

増設ボリュームに対して「暗号化するか」にチェックを入れられます。

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Amazon EBS では以下のボリュームタイプを提供しており、これらは

パフォーマンス特性と料金が異なるため、アプリケーションのニーズに応じて

ストレージのパフォーマンスとコストを調整できます。

①汎用（SSD） ボリューム

② Provisioned IOPS (SSD) ボリューム

③ マグネティック ボリューム

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EBSボリュームの追加

EBSボリュームの作成とアタッチ

1. AWS マネジメントコンソールから「EC2」を選択します。

2. 左ペインの「ボリューム」を選択してボリュームを追加するインスタンス に

アタッチされているEBSボリュームのアベイラビリティーゾーンを確認し、

「ボリュームの作成」を選択します。

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４. ボリュームタイプ」、「サイズ(GiB)」をそれぞれ入力、選択し、

「アベイラビリティーゾーン」に3.で確認したアベイラビリティーゾーンを

選択して、作成をクリックします。

異なるアベイラビリティーゾーンを選択すると、インスタンスに対する

アタッチが行えません。

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５．状態が「available」になったのを確認したら、作成したEBS

ボリューム上で右クリックをして「ボリュームのアタッチ」を選択します。

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６．「インスタンス」に該当のインスタンスのインスタンスID (インスタンス名を

入力すると検索ができます)、「デバイス」にデバイス名をそれぞれ

入力し、アタッチをクリックします。

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７． 状態が「in-use」になりアタッチ情報に追加したデバイス名が表示されて

いればコンソール上での操作は完了です。

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EBSボリュームのマウント

コンソール上でEBSボリュームを追加しても、サーバ上ではEBSボリュームは

追加されておりません。

そこでEBSボリュームをマウントさせる必要があるため、続けて以下の作業を

おこないます。

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８．まずは追加したEBSボリュームにファイルシステムを作成します。

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９．続いて追加したEBSボリュームをマウントします。

すると、EBSボリュームが追加されていることが確認できるかと思います。

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EBSボリュームサイズの変更

1. AWS マネジメントコンソールから「EC2」を選択します。

2. EC2の「インスタンス」を選択して該当のEC2インスタンスの状態が

「stopped」になっていることを確認します。

状態が「running」となっている場合にはEC2インスタンス上で右クリックし、

「インスタンスの状態」→「停止」を選択します。

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３． 左ペインから「ボリューム」を選択して該当インスタンスに

アタッチされているEBSボリューム上で右クリックし、

「スナップショットの作成」を選択します。

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４．「Name」にスナップショット名、「説明」に日付等のスナップショットの

説明を入力し、「作成」をクリックします。

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５． 左ペインで「スナップショット」を選択して作成したスナップショットの

ステータスが「completed」になるまで待ちます。

「completed」になったら、該当のスナップショット上で右クリックをして

「ボリュームの作成」を選択します。

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６．「ボリュームタイプ」、「サイズ(GiB)」、「アベイラビリティーゾーン」を

それぞれ入力、選択し、作成をクリックします。

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７．左ペインから「ボリューム」を選択して該当インスタンスにアタッチされている

EBSボリューム上で右クリックし、「ボリュームのデタッチ」を選択します。

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８． 続いて新たに作成したEBSボリューム上で右クリックし、

「ボリュームのアタッチ」を選択します。

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９．「インスタンス」に該当のインスタンスのインスタンスID (インスタンス名を

入力すると検索ができます)、「デバイス」にデバイス名をそれぞれ入力し、

アタッチをクリックします。

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以上でボリュームの「状態」が「in-use」になっていれば作業は完了です。

サーバ上でボリュームサイズが大きくなっていることが確認できます。

作成後に残った元のEBSボリュームについては、任意で削除してください。

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Amazon EBS 最適化インスタンスは、最適化された設定スタックを使用し、

追加の専用の容量を Amazon EBS I/O に提供します。

この最適化により、Amazon EBS I/O と、インスタンスからのその他の

トラフィックとの間における競合を最小化して、EBS ボリュームに最適な

パフォーマンスが実現されます。

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EBS 最適化インスタンスは、Amazon EBS に対して所定のスループットを

実現するものであり、インスタンスタイプに応じて 500 ～ 4,000 Mbps の

範囲内で選択できます。

EBS 最適化インスタンスにアタッチする場合、汎用（SSD） ボリュームについては、

指定した年うちの 99% で、そのベースラインパフォーマンス と バーストパフォーマ

ンスの 10% 以内で実現されるように設計します。

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Amazon EBS ボリュームの初期化

新しい EBS ボリュームは、利用可能になるとすぐに最大のパフォーマンスを発揮し、

初期化 (事前ウォーミング) を必要としません。

ただし、スナップショットから復元されたボリュームのストレージブロックは、アクセスする

ためには事前に初期化する必要があります (Amazon S3 からプルダウンしてボリュー

ムに書き込みます)。

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この準備処理には時間がかかるため、初めて各ブロックにアクセスした場合に、

I/O 操作のレイテンシーの著しい増加が発生する可能性があります。

ほとんどのアプリケーションにとって、ボリュームの存続期間全体でこのコストを

割り当てることは、許容範囲内です。

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一度データにアクセスされると、パフォーマンスは元に戻ります。

ボリュームを使用する前に、そのボリュームのすべてのブロックを対象に、

読み取りを実行することで、本番環境におけるパフォーマンスの低下を

回避することができます。

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このプロセスを「初期化」と呼びます。

スナップショットから作成された新しいボリュームの場合は、ボリュームを

使用する前に、データのあるすべてのブロックを読み取る必要があります。

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インスタンスの構成、I/O 特性、ワークロードのデマンド、ストレージの構成など、

複数の要因が Amazon EBS ボリュームのパフォーマンスに影響を与える可能

性があります。

EBS ボリュームの基本操作について理解したら、必要とする I/O パフォーマンスと、

EBS パフォーマンスを向上させるオプションを確認し、そのパフォーマンス要件に

対応できるようにすることをお勧めします。

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構成のポイント 構成を決める際のチェッックポイント

① EBS Optimizedを有効にしてEBS用の帯域を確保しているか

（帯域が足りないとき、安定した帯域がほしいとき）

② 必要な帯域を満たすインスタンスタイプを選択しているか

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③ アクセス特性に適したEBSを選択しているか

④ 必要なスループットとIOPSが満たせるデスク本数を構成しているか

4000IOPS を2本使えば 8000IOPS, 10本使えば 40000IOPS

⑤価格面で最適なEBSを選択し、コスト計算しているか

⑥要件上、Encrypt Optionは必要か

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構成のまとめ

アクセスパターンやIOPS、スループット性能を考慮して、最適なEBSを選択する

要件に応じて適したEC2インスタンスタイプを選択し、必要なら

EBS-Optimized を利用する。

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参考文献：

Amazon.com, Inc.社 公開資料

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