AWS認定資格 WEB問題集＆徹底解説

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1. サービス概要

Amazon Elastic Block Store (EBS) は、EC2インスタンスにアタッチして使用するネットワーク接続型のブロックストレージサービスです。 仮想ハードディスク（EBSボリューム）をEC2インスタンスに接続してOSやDBのデータを永続保存でき、インスタンスを停止・再起動してもデータは保持されます。

EBSボリュームは特定のAZ内に存在し、同一AZ内のEC2インスタンスにのみアタッチできます。 主なユースケースはOSルートボリューム、データベース（RDSのバックエンドもEBS）、ビッグデータ、コンテナの永続ストレージなどです。 インスタンスストア（ホスト直結の一時ストレージ）とは異なり、インスタンスを終了してもボリュームを残せます（DeleteOnTermination設定次第）。

2. 主な特徴と機能

2.1 ボリュームタイプ — SSD系

• gp3（汎用SSD・最新推奨）: ベースライン3,000 IOPS・125 MB/s（ボリュームサイズに関係なく無料）、最大16,000 IOPS・1,000 MB/s を独立して追加設定可能。1GB〜16TB。コストパフォーマンスが最良。
• gp2（汎用SSD・旧世代）: IOPS = 3×GB（最小100、最大16,000）。小容量ではバーストクレジットで3,000 IOPSまで対応。gp3への移行推奨。
• io2 Block Express（最高性能）: 最大256,000 IOPS・4,000 MB/s・64TB。IOPS/GB比最大500。99.999%（ファイブナイン）耐久性。SAP HANA等の超高性能DBに。
• io1/io2（プロビジョンドIOPS SSD）: 最大64,000 IOPS（Nitro EC2）。io2はio1同コストで耐久性・IOPS/GB比が向上。Critical DBやI/O集中ワークロードに。

2.2 ボリュームタイプ — HDD系

• st1（スループット最適化HDD）: 最大500 MB/s。シーケンシャルアクセス向け（ビッグデータ・ログ処理）。低コスト。ブートボリューム不可。
• sc1（コールドHDD）: 最大250 MB/s。最安値。アクセス頻度が低いデータ向け。ブートボリューム不可。

2.3 スナップショット

スナップショットはボリュームの増分バックアップでS3に保存されます（利用者のバケットには見えない）。 スナップショットから別のAZや別リージョンにコピーして新規ボリュームを作成でき、DR・移行に活用できます。 自動化にはAWS BackupやAmazon Data Lifecycle Manager（DLM）を使用します。長期保管コスト削減にはEBS Snapshot Archive（最大75%割引）を利用できます。

2.4 EBS Elastic Volumes（オンライン変更）

稼働中のボリュームをデタッチせずにタイプ変更（例：gp2→gp3）・容量増加・IOPS変更・スループット変更が可能です。 容量は拡張のみ可能（縮小不可）。変更後にOS側でファイルシステムを拡張する作業が必要です（growpart/resize2fs等）。

2.5 EBS Multi-Attach

io1/io2ボリュームに限り、同一AZ内の最大16台のEC2インスタンスに同時アタッチできます。 利用にはクラスター対応ファイルシステム（GFS2等）が必要で、通常のXFS/ext4では使用不可です。

2.6 暗号化

KMS（CMKまたはAWS管理キー）を使ってボリューム内データ・スナップショット・EBS↔EC2間の転送データをすべて暗号化します。 暗号化はボリューム作成時のみ有効化可能（後から直接変更不可）。既存の非暗号化ボリュームを暗号化するには「スナップショット→暗号化コピー→復元」の手順が必要です。 アカウントレベルでEBSデフォルト暗号化を有効化すると、以降作成するボリュームはすべて自動暗号化されます。

3. アーキテクチャおよび技術要素

1. EBSボリュームを特定のAZに作成し（サイズ・タイプ・暗号化を指定）、同一AZのEC2インスタンスにアタッチ。
2. EC2はNVMeプロトコル（Nitro）でEBSにネットワーク接続し、OS上はローカルディスクとして認識。
3. データはAZ内のEBSサーバーに複数コピーされ高耐久性を確保（AZ障害には非対応）。
4. スナップショットをS3に保存（増分）し、別AZ・別リージョンへのボリューム移植に活用。
5. Elastic Volumesでオンライン変更。DLMまたはAWS BackupでSnapLifecycle管理を自動化。

EBSボリュームはAZスコープです。別AZへ移動するにはスナップショット経由が必要です。 インスタンスストア（ホスト物理ディスク）と比べてEBSは永続性がありますが、インスタンスストアは超低レイテンシ・高IOPS（ただし停止/終了でデータ消失）です。

4. セキュリティと認証・認可

• KMS暗号化: ボリューム内データ・スナップショット・転送中データをすべてKMSキーで保護。アカウントデフォルト暗号化で新規ボリュームを自動暗号化可能。
• IAMポリシー: ec2:CreateVolume、ec2:AttachVolume等のAPIをIAMで制御。
• スナップショットの共有制御: スナップショットは非公開がデフォルト。特定アカウントへの共有や公開も可能（暗号化スナップショットは共有時に注意）。
• 削除保護: ルートボリュームのDeleteOnTerminationフラグ（デフォルトtrue）を管理し、終了時の意図しない削除を防ぐ。

5. 料金形態

• ボリュームストレージ: プロビジョニングしたGB/月で課金（タイプにより単価が異なる）。gp3はgp2より約20%安価。
• プロビジョンドIOPS/スループット: io1/io2はIOPS数で追加課金。gp3はベースライン（3,000 IOPS/125 MB/s）超過分のみ課金。
• スナップショット: 差分データのみ保存のため低コスト。GB/月で課金。EBS Snapshot Archiveは最大75%割引（復元に1〜3日）。
• データ転送: 同一AZ内EC2↔EBS間の転送は無料。スナップショットのクロスリージョンコピーはデータ転送料が発生。

6. よくあるアーキテクチャ・設計パターン

• OSルートボリューム: gp3をルートボリュームに。コスト最適化はgp3、高IOPS要件はio2。DeleteOnTermination設定を確認。
• データベース（MySQL/PostgreSQL等）: io2/io2 Block Expressで高IOPSと高耐久性を確保。定期スナップショット＋DLMで自動バックアップ。
• ビッグデータ・ログ処理: シーケンシャル読み取りが多い場合はst1（HDD）でコスト削減。
• AZ間移動・クロスリージョンDR: スナップショットを別リージョンにコピーし、新規ボリュームを作成してEC2を起動。AMIとスナップショットを組み合わせて使用。
• 高可用性クラスター: io1/io2のMulti-Attachで複数EC2から同一ボリュームへアクセス（クラスター対応FSが必要）。
• スナップショットの自動管理: AWS BackupまたはDLMで定期スナップショット・世代管理を自動化。

7. 設定・デプロイ手順（ハンズオン例）

1. EC2コンソールの「ボリューム」から新規作成（タイプ・サイズ・AZ・暗号化・KMSキーを指定）。
2. 同一AZのEC2インスタンスにアタッチし、OS上でパーティション作成・フォーマット・マウント。
3. スナップショットを手動作成またはDLM/AWS Backupで自動化。
4. 別AZに移動する場合：スナップショット→別AZでボリューム作成→EC2にアタッチ。
5. Elastic Volumesでオンライン変更（タイプ変更・容量増加）後、OS側でファイルシステムを拡張（growpart + resize2fs/xfs_growfs）。
6. アカウント設定でEBSデフォルト暗号化を有効化しておくと、以降のボリューム作成が自動暗号化。

8. 試験で問われやすいポイント