FSx：WindowsファイルサーバーとLustre

Amazon FSx は、業界標準のテクノロジーを基盤とする、AWS のフルマネージドファイルシステムのファミリーです。EFS が Linux 向けの POSIX NFS ファイルシステムを提供するのに対し、FSx はネイティブプロトコルのサポートや特定のパフォーマンス特性を必要とするワークロード向けに、用途に特化したファイルシステムを提供します。FSx には、FSx for Windows File Server（SMB）、FSx for Lustre（HPC）、FSx for NetApp ONTAP、FSx for OpenZFS の 4 種類があります。SAA-C03 試験では主に Windows と Lustre が問われます。

Amazon FSx for Windows File Server は、Windows Server を基盤とするフルマネージドの Windows ネイティブ SMB ファイルシステムです。SMB プロトコル（バージョン 2.0～3.1.1）、Active Directory 統合、Distributed File System（DFS）名前空間、Windows ACL、NTFS、ユーザークォータ、シャドウコピーなど、Windows 固有の機能をすべてサポートしています。オンプレミスの Windows ファイルサーバーに代わる AWS ネイティブのサービスであり、Microsoft SharePoint、SQL Server、ホームディレクトリ、カスタム Windows .NET アプリケーションなど、SMB アクセスを必要とする Windows アプリケーション向けに設計されています。

FSx for Windows は、AWS Managed Microsoft Active Directory またはセルフマネージド AD（オンプレミスまたは EC2 上）と統合できます。すべてのユーザーは AD 認証情報を使って認証し、オンプレミスの Windows ファイルサーバーと同様に Windows ACL でファイル権限を管理します。そのため FSx for Windows は、Windows ファイル共有をリフトアンドシフトする最も簡単な移行先です。セルフマネージド AD に接続する場合、FSx は Direct Connect または VPN 経由でドメインコントローラーへのネットワーク接続を必要とします。

FSx for Windows には 2 つのデプロイタイプがあります。Single-AZ（1 つの AZ に 1 台のファイルサーバーを配置。可用性 SLA は 99.9% で、低コスト）と、Multi-AZ（2 つ目の AZ にあるスタンバイファイルサーバーへ同期レプリケーションを行い、自動フェイルオーバーに対応。可用性 SLA は 99.99%）です。Multi-AZ には異なる AZ にある 2 つのサブネットが必要で、フェイルオーバー時にはフローティング IP が自動的にスタンバイへ移行します。高可用性が必要な本番 Windows ワークロードには、常に Multi-AZ を選択してください。Single-AZ は開発・テスト環境に適しています。

FSx for Windows は、自動日次バックアップ（保持期間 0～90 日）と、S3 に保存されるオンデマンドの手動バックアップをサポートしています。バックアップは増分方式で、FSx が VSS（Volume Shadow Copy Service）を使用するためアプリケーション整合性があります。シャドウコピーを使用すると、ファイルの以前のバージョンにアクセスできます。エンドユーザーは Windows Explorer でファイルを右クリックし、IT 部門に問い合わせることなく以前のバージョンを復元できます。シャドウコピーはファイルシステム自体に保存され、FSx のバックアップとは別のものです。

Amazon FSx for Lustre は、オープンソースの Lustre ファイルシステムを基盤とする、フルマネージドの高性能並列ファイルシステムです。Lustre はスーパーコンピューターや HPC クラスターで採用されるファイルシステムです。FSx for Lustre は、サブミリ秒のレイテンシー、数百 GB/秒のスループット、数百万 IOPS を実現するため、機械学習のトレーニング、ゲノミクス、金融シミュレーション、地震解析、動画レンダリングに最適です。データリポジトリとして Amazon S3 とネイティブに統合できます。

FSx for Lustre は、データリポジトリとしてS3 バケットにリンクできます。S3 内のファイルはすぐに Lustre の名前空間に表示されます（遅延ロード。実際のデータは初回アクセス時に Lustre へコピーされます）。HPC ジョブの完了後は、データリポジトリタスクを使って結果を S3 にエクスポートできます。このパターンでは、大規模なデータセットを S3 に低コストで保存し、コンピューティングジョブの実行中だけ Lustre ファイルシステムを作成して、完了後に削除できます。料金はコンピューティングの実行時間分だけ支払います。

FSx for Lustre には、主に 2 つのデプロイタイプがあります。Scratch（一時的でレプリケーションなし。価格あたりのスループットが最大。すべてのデータが S3 から取得され、データ損失を許容できる短時間のバッチジョブ向け）と、Persistent（AZ 内でレプリケーションを行い、耐障害性が必要な長時間実行の HPC ワークロード向け）です。Persistent 2 は現行世代で、PerUnitStorageThroughput として 125、250、500 MB/s/TiB を提供します。SAA-C03 試験では、Scratch はコスト最適化された一時ジョブ、Persistent は長時間実行または機密性の高いデータ向けです。

FSx for Lustre は、Lustre クライアントを使用して Linux インスタンスにマウントします。Amazon Linux 2 と Amazon Linux 2023 には Lustre カーネルモジュールが含まれています。マウントターゲットを作成し、Lustre プロトコルのトラフィック（ポート 988 およびポート範囲 1018～1023）を許可するようにセキュリティグループを設定したら、lustre ファイルシステムタイプを指定してマウントします。マウントポイントでは完全な POSIX セマンティクスを利用できます。ML トレーニングでは、すべてのトレーニングインスタンスにファイルシステムをマウントしてください。データをコピーしなくても、すべてのインスタンスから同じデータセットを参照できます。

FSx for NetApp ONTAP は、シンプロビジョニング、データ重複排除、圧縮、SnapMirror レプリケーションなどの高度な ONTAP 機能に加え、NFS、SMB、iSCSI によるマルチプロトコルアクセスを提供します。そのため、アーキテクチャを再設計せずに NetApp ストレージを AWS へ移行する企業に最適です。FSx for OpenZFS は、ZFS に組み込まれたデータ整合性チェック、圧縮、スナップショットを備えた、NFS アクセス可能なストレージを提供します。どちらも Linux と Windows のクライアントをサポートしています。SAA-C03 試験では、シナリオに「既存の NetApp ストレージ」または「マルチプロトコルのファイルアクセス」とある場合、ONTAP が答えです。

主な選択基準は次のとおりです。EFS — Linux/POSIX NFS、伸縮自在な容量、複数インスタンス間の共有、Lambda をサポート。FSx for Windows — SMB、Active Directory 統合、Windows ACL、NTFS を必要とする Windows クライアント向け。ネイティブな Windows ファイルサーバー機能を必要とする Windows アプリケーションでは、これが唯一の選択肢です。FSx for Lustre — HPC、ML トレーニング、ゲノミクス、動画レンダリング向け。S3 統合と、数百 GB/秒のスループットおよび数百万 IOPS が必要な場合に適しています。SAA-C03 試験では、これらの違いをワークロードのシナリオ問題を通して確認します。

このレッスンでは、FSx for Windows File Serverは、NTFS、ACL、シャドウコピーを必要とする Windows ワークロード向けに、Active Directory 統合によるネイティブ SMB を提供すること、FSx for Lustreは、S3 データリポジトリとの直接統合により、HPC や ML トレーニング向けに数百万 IOPS と数百 GB/s のスループットを実現すること、そしてScratch デプロイは一時的なジョブ向けにコストを最適化し、Persistent デプロイは長時間稼働する高い耐障害性が求められるワークロードに適していることを学びました。次は ElastiCache によるキャッシュについて説明します。