AWS監視設計入門：CloudWatchを使いこなしてシステムを安定稼働させる

AWS CloudWatchは、システムの安定稼働に欠かせない監視サービスです。リアルタイムでメトリクスを収集し、ログを分析することで、システムのパフォーマンスや可用性を向上させる手助けをします。

本記事では、CloudWatchの基本的な機能と設定方法を解説し、効果的な監視設計の構築方法について学びます。AWS環境でのシステム運用を成功させるために、CloudWatchを使いこなしてみましょう。

AWS監視設計とは

AWS監視設計とは、AWS上で稼働するアプリケーションや仮想サーバーなどのリソースやアカウントを監視するための設計です。システムが正常に動作しているか、異常が発生していないかなどを検知するための仕組みを設計し、障害が発生した際には迅速な対応と問題解決に努めることを目的としています。

AWSは多くのサービスを提供しており、各サービスには特定の監視要件があります。監視設計は、これらの要件に基づいて適切なメトリクスを選定し、異常検知やパフォーマンスの最適化を実現するための戦略を策定するプロセスです。

AWSの監視設計を学ぶ重要性

AWSの監視設計を学ぶことは、クラウド環境の管理と最適化において非常に重要です。以下の理由から、AWSの監視設計を学ぶことが重要とされています。

1. システムの可用性と信頼性の向上
2. コスト最適化
3. セキュリティの強化
4. パフォーマンス最適化
5. コンプライアンスとガバナンスの確保
6. インシデント対応と障害復旧

AWSの監視設計を学ぶことで、システムのパフォーマンスをリアルタイムで監視し、異常や障害が発生した場合にすぐに対応できるようになります。これにより、システムのダウンタイムを最小限に抑え、サービスの可用性と信頼性を高めることができます。

また、監視設計を学ぶことで、アプリケーションやインフラのボトルネックを特定し、パフォーマンスを向上させるための改善策を講じることが可能になります。また、不正アクセスやシステムの脆弱性の発見をするなど、セキュリティの観点においても監視設計を学ぶことは重要とされています。

そして、監視設計を理解することで、障害が発生した際のインシデント対応プロセスの効率化ができます。アラームや通知の設定を通じて、問題が発生した際にすぐに対応し、復旧時間を短縮することが可能です。

従来のAWS監視設計

AWSのマネージドサービスであるCloudWatchが普及する以前はAWS上に構築されたシステムの監視を、自社のオンプレミス環境に設置された監視システムで行う手法が一般的な手法でした。

初期のCloudWatchは、監視項目やアラート機能が限られていたため、オンプレミス型の監視システムが採用されていました。

オンプレミス型のAWS監視システムを設計するメリット

オンプレミス型のAWS監視システムを設計することで、既存のオンプレミスインフラと統合しやすく、レイテンシーを最小限に抑えられる点が大きな利点です。その他、以下のメリットがあります。

• 柔軟なカスタマイズが可能
• 不正アクセスリスクが少ないセキュリティの高さ
• 社内独自のネットワーク環境のためパフォーマンスが安定する
• オフライン環境での運用が可能

現在では、CloudWatchの機能が充実しているため、オンプレミス型の監視設計を行う企業は少ないですが、企業のレガシーシステムの監視が必要な場合などで利用されるケースもあります。

オンプレミス型のAWS監視システムを設計するデメリット

オンプレミス型のAWS監視設計には、以下のようなデメリットがあります。

• 初期費用と運用コストがかかる
• 設計する際に専門知識が必要
• スケーラビリティの低さ
• 運用に手間がかかる

オンプレミス型のAWS監視システムは、高いカスタマイズ性とセキュリティを重視する企業に適しています。しかし、初期費用や運用コスト、専門知識の必要性といった課題も考慮する必要があります。

特に、CloudWatchでは初期設定や運用の負担はほとんどありませんが、オンプレミス型の設計では、これらの負担がかかることが大きなデメリットとなります。

オンプレミス型監視とCloudWatch監視の違い

オンプレミス型監視とAWS CloudWatch監視の違いを以下の表にまとめました。

項目	オンプレミス型監視	CloudWatch監視
導入方法	自社で監視ツールを導入、設定する	AWSアカウントに紐付け、設定を行う
機能	メトリクス収集アラートログ管理 など、ツールにより機能は異なる	メトリクス収集アラートログ管理ダッシュボード作成カスタムメトリクスインサイトなど、豊富な機能を提供
拡張性	ツールやプラグインを追加することで自由に機能を拡張できる	AWSのサービスとの連携が容易。拡張性はやや劣る
コスト	ツールのライセンス費用、ハードウェア費用、人件費など。初期費用と運用コストがかかる	従量課金制。無料枠もあり、コストを抑えられる
運用管理	アップデート、設定変更、トラブルシューティングは自社で行う	AWSが運用管理を行う
スケーラビリティ	システムの規模に合わせて、監視対象や収集データ量を調整する必要がある	AWSのスケーラビリティを活用し、柔軟に拡張できる。
セキュリティ	自社でセキュリティ対策を徹底する必要がある	AWSのセキュリティ機能を活用し、高いセキュリティレベルを確保できる

設定が簡単で、運用の手間がかからず、コストも抑えられるという点で、CloudWatchでの監視がおすすめです。

オンプレミス型監視は、セキュリティ面や柔軟な機能拡充ができる点にメリットがあります。

EC2監視の設計例

AWS CloudWatchを用いて、EC2を監視し、異常発生時にアラート通知を行うシステムの構成を考えてみます。

CloudWatchで、EC2のログを収集し、一定のしきい値を超えた場合やログデータにあるキーワードがでた場合に、CloudWatch Alarmからアラートが発生するように設定します。

アラートが発生すると、SNSから担当者にメールや通知が届くようにすると、監視業務の自動化が可能です。

• EC2：仮想的なサーバー。今回の監視対象となるリソース。
• CloudWatch Agent：EC2にインストールし、メトリクス（CPU使用率、メモリ使用量など）やログを収集し、CloudWatchに送信するエージェント。
• CloudWatch Logs：収集されたログデータを格納する
• CloudWatch Alarm：設定したしきい値を超えた場合にアラートを発生させる機能
• Amazon SNS：AWSが提供するプッシュ通知サービス。アラート発生時に、メールやSMSなど、様々な形式で通知を送信
• SaaS：SlackやTeamsなどのチャットツールを指し、アラートを通知する

効果的なAWS監視設計のポイント

効果的なAWS監視設計を実現するためには、いくつか意識するべき重要なポイントがあります。ここからは、その重要なポイントについて詳しく解説します。

監視項目の選定と優先順位付け

AWS監視設計の初めのステップとして、監視する項目の選定とその優先順位付けが重要です。まず、EC2インスタンスやRDSなどの主要なリソースに対するメトリクスを選定し、システムの稼働状況やパフォーマンスに直結する項目に優先順位をつけます。

これにより、リソースの異常やパフォーマンス低下を早期に検知し、迅速な対応が可能となります。

アラート設定の最適化

アラート設定の最適化は、監視設計において欠かせない要素です。重要なメトリクスに対して、適切なしきい値を設定することで、異常発生時に即座に通知を受けることができます。

また、アラートの頻度を調整し、不要な通知を削減することで、担当者の負担を軽減し、重要なアラートへの迅速な対応を促進します。

監視データの可視化と分析

監視データの可視化と分析は、システムの状況を一目で把握するために不可欠です。例えば、CloudWatchダッシュボードを使用して、リアルタイムで監視データを視覚化し、異常なパターンやトレンドを迅速に識別します。

さらに、定期的なデータ分析を行い、長期的なトレンドやパフォーマンスのボトルネックを特定し、システムの最適化に役立てます。

監視システムの自動化

AWS上で、アプリケーションやシステムの設計をする上で、監視システムの自動化を行うことも重要です。

AWS LambdaやCloudWatch Eventsを活用して、特定の条件に基づいた自動アクションを設定することで、インシデントへの対応を迅速化できます。また、Auto Scalingを組み合わせることで、負荷に応じたリソースの自動調整が可能となり、システムの安定性とコスト効率を向上させることができます。

AWS監視設計とコスト最適化

AWS監視設計を行う際には、コスト最適化を考慮することが重要です。CloudWatchを利用するか、サードパーティ製のクラウド監視サービスを利用するか、オンプレミス型の監視サービスを採用するかによって、コストも大きく変わってきます。

適切な監視設計とツールの選択を行い、費用対効果を最大限に高めることで、効率的な運用が可能となります。

AWS監視での課金システムとコスト管理

AWSの監視サービスであるAmazon CloudWatchは、使用したリソースに応じて課金される従量課金制を採用しています。

• ログの保存期間
• アラームの設定数
• 取得するメトリクスの種類
• メトリクスの取得頻度

これらの要素によっても料金が変動します。

コスト管理を効果的に行うためには、監視対象や監視項目を適切に設定し、必要以上のデータ収集を避けることが重要です。さらに、ログのアーカイブや削除ルールを設け、不要なデータを整理することで、運用コストを最適化することが可能です。

監視ツール・サービスの費用対効果

AWS CloudWatch以外にも、多様な監視ツール・サービスが存在します。

• Mackerel
• Zabbix
• Datadog

これらのツールは各々異なる料金体系を持ち、提供する機能も異なります。例えば、Datadogは詳細なモニタリングと分析機能を提供する一方、Zabbixはオープンソースとして無料で利用可能です。

運用の規模や監視のニーズに応じて最適なツールを選定することが、費用対効果を高めるポイントです。ツールの選択は、短期的なコスト削減だけでなく、長期的な運用効率の向上にも寄与します。

コストを抑える監視システムの設計

監視システムの設計時には、コストを抑えるための戦略的なアプローチが求められます。例えば、重要なメトリクスのみを監視対象に設定し、アラートの設定も必要最低限に留めることで無駄な費用を抑えることが可能です。また、AWSの無料利用枠や料金割引を活用し、コスト最適化を図ることも有効です。

CloudWatchを利用しない場合は、サービスの料金だけでなく、運用コストや運用や監視にかかる人件費まで見積もりを行いましょう。効率的でコストパフォーマンスの高い監視システムの構築が、安定したシステム運用の鍵となります。

監視設計時の注意点

監視設計を行う際には、システムのパフォーマンスやセキュリティを確保するためにいくつかの重要なポイントを考慮する必要があります。適切な監視設計を行うことで、潜在的な問題を早期に検出し、迅速に対応することが可能になります。以下に、監視設計時の具体的な注意点をいくつか紹介します。

監視項目のしきい値の設定

監視項目のしきい値を適切に設定することは、システムの安定運用において非常に重要です。例えば、CPU使用率やメモリ使用量、ディスク容量などのリソースの使用状況に対して過剰なしきい値を設定すると、異常が発生しても検知できないリスクがあります。

一方で、しきい値が低すぎると、不要なアラートが頻発し、対応に追われてしまうことになります。そのため、システムの特性や運用ポリシーに応じた、適切なしきい値の設定が求められます。

監視データの取得頻度の設定

監視データの取得頻度は、システムの重要度や運用方針に応じて適切に設定する必要があります。

頻繁に監視を行うことでリアルタイムに近い状態でシステムの健康状態を把握できますが、その分リソースを消費するため、システム全体のパフォーマンスに影響を与える可能性があります。一方で、監視の頻度が低すぎると、問題を見逃してしまうリスクが高まります。

監視ログの保持期間の設定

監視ログの保持期間の設定は、トラブルシューティングやパフォーマンスのトレンド分析において重要な要素です。

ログの保持期間が短すぎると、必要な情報が取得できず、問題の根本原因を特定することが難しくなります。一方で、保持期間が長すぎると、ストレージコストが増加し、管理が複雑になります。そのため、監視ログの重要性や使用目的を考慮し、適切な保持期間を設定することが求められます。

監視対象の変更に対応する

システムは常に変化し続けるものであり、監視対象もその変更に合わせて更新する必要があります。新しいサービスの追加や構成の変更により、既存の監視項目だけでは不十分になることがあります。

そのため、監視設計を定期的に見直し、新たなリスクや課題に対応できるようにすることが重要です。また、変更に対応するための柔軟な監視体制を構築し、監視項目の追加や削除をスムーズに行えるようにしておくことが求められます。

AWS監視設計が学べる資料・書籍

AWSの監視設計について学ぶためには、公式ドキュメントや実践的なハンズオン、専門書籍を利用することが非常に有効です。これらの資料を活用することで、AWSのさまざまな監視サービスを理解し、効果的な監視設計を行うための知識を深めることができます。以下に、AWSの監視設計を学ぶための代表的な資料や書籍を紹介します。

AWS公式ドキュメントやハンズオン

AWSの監視設計を効果的に学ぶためには、公式ドキュメントを参考に深い知識を習得することが重要です。そして、理論だけでなく実践的な経験も不可欠です。ハンズオンでAWSの様々なサービスを実際に触りながら、監視設定を行い、実践経験を養いましょう。

Amazon CloudWatchの公式ドキュメントには、メトリクスの設定やログ監視、アラームの設定方法など、具体的な監視手法が記載されています。また、AWS Well-Architected Frameworkの「運用の優秀性」パートでは、ベストプラクティスに基づいた監視の設計と運用について学ぶことができます。

さらに、AWSが提供するハンズオンは、実際にAWS環境を操作しながら学べるため、理論と実践の両方をバランスよく学習するのに適しています。

AWSを使って学ぶ監視設計

AWSを活用した監視設計に特化した書籍も多く出版されています。例えば、「AWSを使って学ぶ監視設計」では、CloudWatchを中心としたAWS監視設計の方法に関する内容が記載されています。

• 第1章　監視の設計
• 第2章　SLI/SLO
• 第3章　AWSにおける監視設計
• 第4章　監視対象の多様化
• 第5章　ダッシュボード
• 第6章　AWS上のサーバーレスアプリケーションの監視

1章から6章までで、AWS監視サービスでできることや注意するべき点が書かれており、初心者から、実際に監視を行う経験者も参考にするべき書籍です。

まとめ

AWS CloudWatchを活用することで、システムの状態をリアルタイムで監視し、迅速な対応が可能になります。メトリクスやログの効果的な管理を通じて、ダウンタイムを最小限に抑え、システムの安定稼働を実現できます。

適切な監視設計を導入することで、AWS環境での運用効率を大幅に向上させることが可能です。CloudWatchを使いこなし、より信頼性の高いシステム運用を目指しましょう。