OS モニタリング - AWS 規範ガイダンス

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OS モニタリング

Amazon RDS for MySQL または MariaDB の DB インスタンスは、基盤となるシステムリソースである CPU、メモリ、ネットワーク、ストレージを使用する Linux オペレーティングシステムで実行されます。

MySQL [(none)]> SHOW variables LIKE 'version%';
+-------------------------+---------------------+
| Variable_name           | Value               |
+-------------------------+---------------------+
| version                 | 8.0.28              |
| version_comment         | Source distribution |
| version_compile_machine | aarch64             |
| version_compile_os      | Linux               |
| version_compile_zlib    | 1.2.11              |
+-------------------------+---------------------+
5 rows in set (0.00 sec)

データベースと基盤となるオペレーティングシステムの全体的なパフォーマンスは、システムリソースの使用率に大きく依存します。たとえば、CPU はデータベースソフトウェアの指示を実行し、他のシステムリソースを管理するため、システムのパフォーマンスにとって重要なコンポーネントです。CPU が使用率が高い場合 (つまり、負荷が DB インスタンスにプロビジョニングされたよりも多くの CPU 電力を必要とする場合）、この問題はデータベースのパフォーマンスと安定性、ひいてはアプリケーションに影響します。

データベースエンジンは、メモリを動的に割り当てて解放します。RAM に現在の作業を実行するのに十分なメモリがない場合、システムはディスクにあるスワップメモリにメモリページを書き込みます。ディスクはメモリよりもはるかに遅いため、ディスクが SSD NVMe テクノロジーに基づいていても、メモリを過剰に割り当てるとパフォーマンスが低下します。メモリ使用率が高いと、追加のメモリをサポートするようにページファイルのサイズが大きくなるため、データベースレスポンスのレイテンシーが増加します。メモリ割り当てが高すぎて RAM とスワップメモリスペースの両方が枯渇すると、データベースサービスが使用できなくなる可能性があり、ユーザーは などのエラーが発生する可能性があります[ERROR] mysqld: Out of memory (Needed xyz bytes)。

MySQL および MariaDB データベース管理システムは、テーブル、インデックス、バイナリログ、REDO ログ、元に戻すログ、二重書き込みバッファファイルなどのディスク上の構造を保存するディスクで構成されるストレージサブシステムを使用します。したがって、データベースは他のタイプのソフトウェアとは対照的に、大量のディスクアクティビティを実行する必要があります。データベースの最適なオペレーションを行うには、ディスク I/O 使用率とディスク容量の割り当てをモニタリングして調整することが重要です。データベースのパフォーマンスは、データベースがディスクでサポートされる最大 IOPS またはスループットの制限に達すると影響を受ける可能性があります。例えば、インデックススキャンによるランダムアクセスのバーストにより、1 秒あたりに多数の I/O オペレーションが発生し、最終的に基盤となるストレージの制限に達する可能性があります。フルテーブルスキャンは IOPS 制限に達しない可能性がありますが、1 秒あたりのメガバイト数で測定される高スループットが発生する可能性があります。などのエラーによりデータベースが使用不能になり破損するOS error code 28: No space left on device可能性があるため、ディスク容量の割り当てをモニタリングしてアラートを生成することが重要です。

Amazon RDS は、DB インスタンスが実行されるオペレーティングシステムのメトリクスをリアルタイムで提供します。Amazon RDS は、1 つの OS メトリクスセットを CloudWatch に自動的に発行します。これらのメトリクスは、Amazon RDS コンソールと CloudWatch ダッシュボードで表示および分析でき、CloudWatch で選択したメトリクスにアラームを設定できます。以下に例を示します。

  • CPUUtilization – CPU 使用率の割合。

  • BinLogDiskUsage – バイナリログによって占有されるディスク容量。

  • FreeableMemory – 使用可能なランダムアクセスメモリの量。これは、 の MemAvailableフィールドの値を表します/proc/meminfo。

  • ReadIOPS – 1 秒あたりのディスク読み取り I/O オペレーションの平均数。

  • WriteThroughput – ローカルストレージのディスクに書き込まれた 1 秒あたりの平均バイト数。

  • NetworkTransmitThroughput – DB ノードの送信ネットワークトラフィック。モニタリングとレプリケーションに使用されるデータベーストラフィックと Amazon RDS トラフィックの両方を結合します。

Amazon RDS が CloudWatch に発行するすべてのメトリクスの完全なリファレンスについては、Amazon RDS ドキュメントの「Amazon RDS の Amazon CloudWatch メトリクス」を参照してください。

次の図は、Amazon RDS コンソールに表示される Amazon RDS の CloudWatch メトリクスの例を示しています。

Amazon RDS コンソールに表示される Amazon RDS の CloudWatch メトリクス

次のグラフは、CloudWatch ダッシュボードに表示される同様のメトリクスを示しています。

CloudWatch コンソールに表示される Amazon RDS の CloudWatch メトリクス

他の一連の OS メトリクスは、Amazon RDS の拡張モニタリングによって収集されます。このツールでは、リアルタイムのシステムメトリクスと OS プロセス情報を提供することで、Amazon RDS for MariaDB および Amazon RDS for MySQL DB インスタンスの状態をより詳細に可視化できます。DB インスタンスで拡張モニタリングを有効にし、目的の粒度を設定すると、ツールはオペレーティングシステムのメトリクスとプロセス情報を収集します。この情報は、次の画面に示すように、Amazon RDS コンソールで表示および分析できます。

拡張モニタリングによって収集された OS メトリクス

拡張モニタリングが提供する主要なメトリクスには、次のようなものがあります。

  • cpuUtilization.total – 使用中の CPU の合計パーセンテージ。

  • cpuUtilization.user – ユーザープログラムで使用されている CPU の割合。

  • memory.active – 割り当てられたメモリの量をキロバイト単位で表します。

  • memory.cached – ファイルシステムベースの I/O のキャッシュに使用されるメモリの量。

  • loadAverageMinute.one – 過去 1 分間に CPU 時間をリクエストしたプロセスの数。

メトリクスの完全なリストについては、Amazon RDS ドキュメントの「拡張モニタリング」の「OS メトリクス」を参照してください。

Amazon RDS コンソールでは、OS プロセスリストに DB インスタンスで実行されている各プロセスの詳細が表示されます。リストは 3 つのセクションに分かれています。

  • OS プロセス ‒ このセクションは、すべてのカーネルプロセスとシステムプロセスの集約された概要を表します。これらのプロセスは通常、データベースのパフォーマンスへの影響を最小限に抑えます。

  • RDS プロセス – このセクションでは、Amazon RDS DB インスタンスのサポートに必要な AWS プロセスの概要を示します。例えば、Amazon RDS 管理エージェント、モニタリングと診断プロセス、および同様のプロセスが含まれます。

  • RDS 子プロセス – このセクションでは、DB インスタンスをサポートする Amazon RDS プロセスの概要を示します。この場合、mysqldプロセスとそのスレッドです。mysqld スレッドは親mysqldプロセスの下にネストされています。

次の画面図は、Amazon RDS コンソールの OS プロセスリストを示しています。

Amazon RDS コンソールの OS プロセスリスト

Amazon RDS は、拡張モニタリングのメトリクスを CloudWatch Logs アカウントに配信します。Amazon RDS コンソールに表示されるモニタリングデータは、CloudWatch Logs から取得されます。DB インスタンスのメトリクスを CloudWatch Logs からログストリームとして取得することもできます。 CloudWatch これらのメトリクスは JSON 形式で保存されます。選択したモニタリングシステムで CloudWatch Logs からの拡張モニタリング JSON 出力を使用できます。

CloudWatch ダッシュボードにグラフを表示し、メトリクスが定義されたしきい値を超えた場合にアクションを開始するアラームを作成するには、CloudWatch Logs から CloudWatch でメトリクスフィルターを作成する必要があります。詳細な手順については、拡張モニタリング CloudWatch Logs をフィルタリングして Amazon RDS の自動カスタムメトリクスを生成する方法に関する AWS re:Post 記事を参照してください。

次の例は、 Custom/RDS名前空間CPU.Userのカスタムメトリクスを示しています。このカスタムメトリクスは、CloudWatch Logs からcpuUtilization.user拡張モニタリングメトリクスをフィルタリングすることによって作成されます。

CPU.User カスタムメトリクス

CloudWatch リポジトリでメトリクスが利用可能になると、CloudWatch ダッシュボードでメトリクスを表示および分析し、さらに数学およびクエリオペレーションを適用し、アラームを設定してこの特定のメトリクスをモニタリングし、観測値が定義されたアラーム条件と一致しない場合にアラートを生成できます。