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# ボリュームゲートウェイの仕組み
以降では、ボリュームゲートウェイソリューションのアーキテクチャの概要を説明します。
## ボリュームゲートウェイ
ボリュームゲートウェイの場合、キャッシュ型ボリュームまたは保管型ボリュームのどちらかを使用できます。
**Topics**
+ [キャッシュ型ボリュームのアーキテクチャ](#storage-gateway-cached-concepts)
+ [保管型ボリュームのアーキテクチャ](#storage-gateway-stored-volume-concepts)
### キャッシュ型ボリュームのアーキテクチャ
キャッシュ型ボリュームを使用することで、アクセス頻度の高いデータはローカルのストレージゲートウェイに保持しながら、Amazon S3 をプライマリデータストレージとして使用できます。キャッシュ型ボリュームは、オンプレミスのストレージインフラストラクチャをスケールする必要性を最小限に抑えます。同時に、アプリケーションからは引き続き、頻繁にアクセスするデータへの低レイテンシーなアクセスが可能になります。作成できるストレージボリュームのサイズは最大 32 TiB で、それを iSCSI デバイスとしてオンプレミスのアプリケーションサーバーにアタッチすることが可能です。ゲートウェイは、これらのボリュームに書き込まれたデータを Amazon S3 に保存し、最近読み込まれたデータはオンプレミスのストレージゲートウェイのキャッシュとアップロードバッファストレージに保持します。
キャッシュ型ボリュームの容量は 1 GiB～32 TiB の範囲で設定できますが、1 GiB 未満の端数は切り上げとなります。キャッシュ型ボリュームに対して設定されているゲートウェイごとに最大 32 個のボリュームがサポートされ、合計ストレージボリュームは最大 1,024 TiB (1 PiB) です。
キャッシュ型ボリュームによるソリューションでは、Storage Gateway により、すべてのオンプレミスのアプリケーションデータは Amazon S3 のストレージボリュームに保存されます。下の図は、キャッシュ型ボリュームデプロイメントの概要を示しています。
![\[アプリケーションサーバーが Storage Gateway を介して AWS クラウド内のボリュームとスナップショットに接続されている。\]](http://docs.aws.amazon.com/ja_jp/storagegateway/latest/vgw/images/aws-storage-gateway-cached-diagram.png)
VM である Storage Gateway ソフトウェアアプライアンスをデータセンターのホストにインストールしてアクティブ化したら、 を使用して Amazon S3 でバックアップされたストレージボリューム AWS マネジメントコンソール をプロビジョニングします。Storage Gateway API または AWS SDK ライブラリを使用して、プログラムでストレージボリュームをプロビジョニングすることもできます。次に、そのストレージボリュームをオンプレミスのアプリケーションサーバーに iSCSI デバイスとしてマウントします。
さらにオンプレミスのディスクも VM に割り当てます。ここで割り当てたオンプレミスのディスクは、以下の役割を果たします。
+ **ゲートウェイがキャッシュストレージとして使用するディスク** – アプリケーションがストレージボリュームにデータを書き込むと AWS、ゲートウェイはまずキャッシュストレージに使用されるオンプレミスディスクにデータを保存します。その上で、ゲートウェイはデータを Amazon S3 にアップロードします。キャッシュストレージは、オンプレミスで耐久性の高い保存場所として機能し、アップロードバッファから Amazon S3 へのアップロードを待機しているデータを保存します。
また、キャッシュストレージはアプリケーションが最近アクセスしたデータをオンプレミスに保存し、低レイテンシーでアクセスできるようにもします。アプリケーションがデータをリクエストすると、ゲートウェイはまずキャッシュストレージでそのデータを検索し、見つからなければ Amazon S3 内を検索します。
キャッシュストレージに割り当てるディスク容量を決定するには、次のガイドラインを使用できます。通常、既存のファイルストアサイズの少なくとも 20% をキャッシュストレージとして割り当てる必要があります。また、キャッシュストレージの容量はアップロードバッファより大きくする必要があります。このガイドラインは、アップロードバッファ内で Amazon S3 へのアップロードが完了していないすべてのデータを永続的に保持できる、十分なキャッシュストレージを確保するために有効です。
+ **ゲートウェイがアップロードバッファとして使用するディスク** – ゲートウェイは、受け取ったデータを Amazon S3 にアップロードする前に、*アップロードバッファ*と呼ばれるステージングエリアに保存します。ゲートウェイは、暗号化された Secure Sockets Layer (SSL) 接続を介してこのバッファデータを にアップロードします。 AWSこのバッファデータは Amazon S3 で暗号化されて保存されます。
Amazon S3 のストレージボリュームからは、*スナップショット*と呼ばれる増分バックアップを作成することができます。これらのポイントインタイムのスナップショットは、Amazon S3 において Amazon EBS スナップショットとしても保存されます。新たにスナップショットをとる際には、前回のスナップショット以降に変更されたデータのみが保存されます。スナップショットの作成時には、ゲートウェイがスナップショットポイントまでの変更内容をアップロードし、Amazon EBS を使用して新しいスナップショットを作成します。スナップショットは、スケジュールに基づいて、または 1 回のみ実行可能です。1 つのボリュームで複数のスナップショットを連続してキューに入れることができますが、各スナップショットの作成が完了しないと、次のスナップショットは作成されません。スナップショットを削除する場合、他のスナップショットが必要ないデータのみが削除されます。Amazon EBS スナップショットの詳細については、「[Amazon EBS スナップショット](https://docs.aws.amazon.com/AWSEC2/latest/UserGuide/EBSSnapshots.html)」を参照してください。
データのバックアップからの復元が必要な場合には、Amazon EBS スナップショットをゲートウェイのストレージボリュームに復元できます。また、サイズが 16 TiB までのスナップショットであれば、新しい Amazon EBS ボリュームの開始点としてスナップショットを使用できます。その上で、この新しい Amazon EBS ボリュームを Amazon EC2 インスタンスにアタッチできます。
キャッシュ型ボリューム用のすべてのゲートウェイデータとスナップショットデータは、Amazon S3 に保存され、サーバー側の暗号化 (SSE) 機能を使用して保管時の暗号化が行われます。ただし、このデータには Amazon S3 API や Amazon S3 マネジメントコンソールなどのツールでアクセスすることはできません。
### 保管型ボリュームのアーキテクチャ
保存済みボリュームを使用すると、プライマリデータをローカルに保存し、そのデータを非同期的にバックアップできます AWS。保管型ボリュームを使用することにより、オンプレミスのアプリケーションがそのデータセット全体に低レイテンシーでアクセスできます。同時に、耐久性のあるオフサイトのバックアップが提供されます。ストレージボリュームを作成し、それを iSCSI デバイスとしてオンプレミスのアプリケーションサーバーからマウントできます。保管型ボリュームに書き込まれたデータは、オンプレミスのストレージハードウェアに保管されます。このデータは、Amazon Elastic Block Store (Amazon EBS) スナップショットとして Amazon S3 に非同期でバックアップされます。
保管型ボリュームの容量は 1 GiB～32 TiB の範囲で設定できますが、1 GiB 未満の端数は切り上げとなります。保管型ボリュームに対して設定されるゲートウェイごとに、最大 32 個のボリュームがサポートされ、合計ボリュームストレージは最大 512 TiB (0.5 PiB) です。
保管型ボリュームでは、ボリュームストレージをオンプレミスのデータセンターに維持します。つまり、アプリケーションデータはすべてオンプレミスのストレージハードウェアに保存されます。その後、ゲートウェイはデータセキュリティを維持するための機能を使用して Amazon Web Services のクラウドにデータをアップロードし、コスト効率の高いバックアップと迅速な障害復旧に利用します。すべてのデータに低レイテンシーでアクセスするために、データをローカルのオンプレミスに保持する必要があるものの、バックアップは AWSに置いておきたいという場合には、これが最適なソリューションとなります。
下の図は、保管型ボリュームのデプロイの概要を示しています。
![\[Storage Gateway を介して AWS クラウド内のスナップショットに接続されたアプリケーションサーバーと NAS。\]](http://docs.aws.amazon.com/ja_jp/storagegateway/latest/vgw/images/aws-storage-gateway-stored-diagram.png)
Storage Gateway のソフトウェアアプライアンス (VM) をデータセンターのホストにインストールして起動したら、ゲートウェイの*ストレージボリューム*を作成できます。次に、オンプレミスのダイレクトアタッチドストレージ (DAS) またはストレージエリアネットワーク (SAN) ディスクにマッピングできます。起動は、新規ディスクからでも、すでにデータを保持しているディスクからでも行えます。次に、そのストレージボリュームをオンプレミスのアプリケーションサーバーに iSCSI デバイスとしてマウントします。オンプレミスのアプリケーションがゲートウェイのストレージボリュームに対してデータの読み書きを行う時、そのデータはボリュームに割り当てられたディスクに保存され、読み込まれます。
データを Amazon S3 にアップロードする前に、ゲートウェイは受け取ったデータを、*アップロードバッファ*と呼ばれるステージングエリアにいったん保存します。作業用ストレージとしてオンプレミスの DAS または SAN ディスクが使用できます。ゲートウェイはデータをアップロードバッファから、Amazon Web Services クラウドで実行される Storage Gateway サービスに対し、暗号化 Secure Sockets Layer (SSL) 接続経由でアップロードします。このデータは暗号化された形で Amazon S3 に保存されます。
ストレージボリュームは、増分バックアップ (*スナップショット*と呼びます) をとることができます。ゲートウェイは、これらのスナップショットを Amazon S3 に Amazon EBS スナップショットとして保存します。新たにスナップショットをとる際には、前回のスナップショット以降に変更されたデータのみが保存されます。スナップショットの作成時には、ゲートウェイがスナップショットポイントまでの変更内容をアップロードし、Amazon EBS を使用して新しいスナップショットを作成します。スナップショットは、スケジュールに基づいて、または 1 回のみ実行可能です。1 つのボリュームで複数のスナップショットを連続してキューに入れることができますが、各スナップショットの作成が完了しないと、次のスナップショットは作成されません。スナップショットを削除する場合、他のスナップショットが必要ないデータのみが削除されます。
データのバックアップからの復元が必要な場合には、Amazon EBS スナップショットをオンプレミスのゲートウェイストレージボリュームに復元できます。このスナップショットは、新しい Amazon EBS ボリュームの開始点としても利用できます。このボリュームは、Amazon EC2 インスタンスにアタッチすることが可能です。