Cloud Network Well-architected Design Guidelines:GA で高速化された WAN 設計

概要

このトピックでは、クロスリージョンおよびクロスボーダーのシナリオで、クライアントとサーバー間の通信のためのネットワーク層高速化ソリューションを開発する方法について説明します。この高速化ソリューションは、クライアントとサーバー間のネットワーク遅延を削減し、ユーザーエクスペリエンスを向上させることを目的としています。このソリューションは、ゲームサービス、多国籍企業、クロスボーダー E コマース プラットフォーム、および国際市場への進出を目指すアプリケーションの読み込みの遅延や読み込みの失敗などの問題を解決します。

背景情報

高速化は一般的な用語であり、さまざまなビジネスシナリオでさまざまな効果と影響を指す場合があります。高速化はユーザーエクスペリエンスと作業効率を大幅に向上させることができますが、設計が不適切なためにユーザーエクスペリエンスが低下することもあります。したがって、シナリオに基づいて適切なネットワーク高速化ソリューションを設計することが非常に重要です。高速化ソリューションは、さまざまなタイプに分類できます。

• コンテンツ配信の高速化：コンテンツ配信ネットワーク (CDN) および動的コンテンツ配信ネットワーク (DCDN) テクノロジーを使用して、コンテンツをユーザーに近いポイントオブプレゼンス (PoP) に配信およびキャッシュします。

• サーバー側の高速化：プログラムの最適化とデータ補償対策を使用して、サーバー側のアルゴリズムを強化します。

• クライアント側の高速化：マルチパスなどのソリューションを使用して、Wi-Fi、4G、5G ネットワークなどの複数のパスの中で最適な「ラストマイル」パスにトラフィックをスケジュールします。

• クライアントとサーバー間の仲介高速化：データ配信距離を短縮するか、接続の伝送品質を向上させます。

  1. データ配信距離を短縮する最良の方法は、ビジネスシステムをユーザー クライアントの近くにデプロイすることです。もう 1 つの方法は、コンテンツ配信に CDN テクノロジーを使用することです。頻繁にアクセスされる静的コンテンツは PoP にキャッシュされ、近くのアクセスが可能になります。

  2. 接続の伝送品質を向上させるために、リクエストは、より高い安定性とより低い遅延をサポートする接続にスケジュールされます。クライアントリクエストはより高速でサーバーに到達できます。このトピックでは、このシナリオの設計に焦点を当てています。

高速化ソリューションの主要サービスとして Global Accelerator (GA) を使用することをお勧めします。一方、ビジネス要件に基づいてソリューションを最適化するために、GA を Anti-DDoS、Web Application Firewall (WAF)、Alibaba Cloud CDN、および Alibaba Cloud DNS と組み合わせることができます。

高速化ソリューションの主要サービスとして、GA は近くのアクセスを提供し、安定した接続を介して宛先サーバーにインテリジェントにスケジュールします。GA はレイヤー 4 (TCP および UDP) サービスとレイヤー 7 (HTTP および HTTPS) サービスをサポートしています。オリジンサーバーが Alibaba Cloud にデプロイされているかどうかに関係なく、GA を使用してネットワークアクセスを高速化できます。

よくある質問

• GA とは：インターネット経由のユーザーからサービスへのアクセスは、複数の要因の影響を受ける可能性があります。GA はリクエストを Alibaba Cloud 内部ネットワークにルーティングして、中間接続の信頼性を向上させ、アクセス安定性を高め、ネットワーク遅延を削減できます。

• サーバー側の変更が必要かどうか：サーバー側のプログラムを変更する必要はありません。GA インスタンスのエンドポイントグループを構成する場合、オリジンサーバーが外部サービスを提供するために使用するパブリック IP アドレスまたはドメイン名を指定するだけで済みます。オリジンサーバーが Alibaba Cloud にデプロイされている場合は、Alibaba Cloud リソースを直接使用できます。

• ニアバイアクセスの仕組み：GA は各アクセラレーションリージョンにローカル BGP IP アドレスを自動的に割り当てます。各 GA インスタンスには、正規名 (CNAME) が自動的に割り当てられます。GA インスタンスの A レコードまたは CNAME レコードを変更して、ネットワークトラフィックを切り替えることができます。

• インテリジェントスケジューリングの仕組み：GA にはスケジューリングシステムが組み込まれています。プロトコルとポートを指定すると、GA はエンドポイントグループにトラフィックを送信するための最適なルートを自動的に選択します。GA は、さまざまなビジネスシナリオの要件を満たすために、インテリジェントルーティングとカスタムルーティングをサポートしています。

詳細については、「Global Accelerator とは」をご参照ください。

安定性

ほとんどの安定性要因は、GA サービス自体によって考慮されています。複数のサービスが使用および統合されている場合は、安定性に注意する必要があります。

GA はエンドツーエンドの高信頼性をサポートしています。

• アクセラレーションリージョンを作成した後、GA コンソールには 2 つのパブリック IP アドレスのみが表示されます。ただし、クラスタが作成され、パブリック IP アドレスに対して BGP が有効になります。

• アクセラレーションリージョンは、Alibaba Cloud 内部ネットワークを介してエンドポイントグループに接続します。GA はさまざまなルートの中から最適なルートを自動的に選択します。

• エンドポイントグループの基盤となるリソースは、データ転送の安定性を確保するためにクラスタとしてデプロイされます。

高速化ソリューションを設計する場合は、次の提案に注意してください。

• 高速化接続と非高速化接続を切り替える方法：

  • クライアントがドメイン名を使用してサーバーにアクセスする場合、CNAME レコードを構成し、アクセラレーションリージョンでフェールオーバーを有効にすることをお勧めします。A レコードを使用する場合は、DNS サービスがリージョンに基づいてインテリジェントな解析をサポートして、近くのアクセスを許可していることを確認してください。CNAME レコードは A レコードよりも早く有効になります。さらに、DNS レコードとブラウザのキャッシュ設定に適切な生存時間 (TTL) を指定します。

  • クライアントがパブリック IP アドレスを使用してサーバーにアクセスし、アプリがクライアントにインストールされている場合は、新しいバージョンまたはパッチパッケージをリリースして、オリジンサーバーのプリセットパブリック IP アドレスを変更することをお勧めします。クライアントにアプリがインストールされていない場合は、GA アクセラレーションリージョンに割り当てられたパブリック IP アドレスを直接変更します。

• オリジンサーバーサービスのデプロイ：

  • オリジンサーバーが Alibaba Cloud にデプロイされている場合は、サーバーをクラスタとしてデプロイし、ビジネスプロトコルに基づいて適切な Server Load Balancer (SLB) サービスを使用してクラスタシステムを構築することをお勧めします。バックエンドサーバーをゾーン全体にデプロイします。ビジネスが非常に重要な場合は、サーバーを異なるリージョンのクラスタにデプロイし、GA が重み付けに基づいてトラフィックをスケジュールするように構成することをお勧めします。

  • オリジンサーバーが Alibaba Cloud にデプロイされていない場合は、ビジネスシステムをクラスタとしてデプロイすることもお勧めします。さらに、IP ホワイトリストとヘルスチェックの構成に注意してください。まず、オリジンサーバーがソース IP アドレスからのアクセスを制限しているかどうかを確認します。制限している場合は、GA コンソールでエンドポイントグループのパブリック IP アドレスを取得し、その IP アドレスをホワイトリストに追加します。次に、エンドポイントグループのヘルスチェックを有効にして、オリジンサーバーの可用性をリアルタイムでプローブすることをお勧めします。そうしないと、使用できないオリジンサーバーによってリクエストが応答されない可能性があります。

セキュリティ

GA 高速化ソリューションでは、セキュリティ設計は主にオリジンサーバーのタイプとビジネス要件によって決まります。Web サイトを高速化するために GA を使用する場合は、GA と WAF を組み合わせます。ゲームサービスを高速化するために GA を使用する場合は、GA と Anti-DDoS を組み合わせます。ビジネストラフィックのパターン、転送パス、およびセキュリティ要件に基づいて、GA と他のサービスを組み合わせることができます。一般的な組み合わせ：

• クライアント -> DDoS -> GA -> WAF -> サーバー

  DDoS 攻撃と Web 攻撃を受けやすい多国籍企業やクロスボーダー E コマース プラットフォームに最適です。トラフィックは高速化される前に Anti-DDoS によってフィルタリングされます。次に、トラフィックはオリジンサーバーに転送される前に WAF によってスクラブされます。

• クライアント -> GA -> WAF -> サーバー

  Web 攻撃を受けやすく、ユーザーが分散しているクロスボーダー E コマース プラットフォームや Web サイトに最適です。トラフィックは WAF によってスクラブされる前に高速化されます。次に、トラフィックはオリジンサーバーに転送されます。

• クライアント -> WAF -> GA -> サーバー

  Web 攻撃を受けやすく、地理的に集中したユーザーがいるクロスボーダー E コマース プラットフォームや Web サイトに最適です。トラフィックは高速化される前にスクラブされます。次に、トラフィックはオリジンサーバーに転送されます。

• クライアント -> DDoS -> GA -> サーバー

  DDoS 攻撃を受けやすいゲームサービスやアプリケーションに最適です。DDoS 軽減は高速化の前に実行されます。次に、トラフィックはオリジンサーバーに転送されます。

パフォーマンスとスケーラビリティ

GA 高速化ソリューションでは、重要な要素は高速化効果です。ソリューションを設計する際には、次の点に焦点を当ててください。

• アクセラレーションリージョン：ユーザーの近くで大容量ノードに近いアクセラレーションリージョンを選択します。大容量ノードとは、高い仕様と高いネットワーク品質を持つノードを指します。たとえば、ユーザーがフィリピンとシンガポールの近くにいる場合は、インターネットハブであるだけでなく、より多くのネットワークインフラストラクチャリソースを持つシンガポールを選択します。

• 帯域幅容量：帯域幅の使用率を 70% に維持して、スムーズなデータ伝送を確保しながら、トラフィックの急増に耐えられるようにすることをお勧めします。

• GA インスタンスタイプと課金方法：

  • ビジネスに高いスケーラビリティが必要で、トラフィックの変動が大きい場合は、従量課金制を使用することをお勧めします。この課金方法は、帯域幅リソースの CU 単位課金方法とトラフィック課金方法をサポートしています。CU 単位課金方法を使用する場合、アクセラレーションリージョンのクラスタ容量はトラフィック量に基づいて自動的にスケーリングされます。トラフィック課金方法を使用する場合、アクセラレーションリージョンに入るインタートラフィック、アクセラレーションリージョンとエンドポイントグループ間のクロスリージョン内部トラフィック、およびエンドポイントグループからのインタートラフィックは、データ転送量に基づいて自動的に課金されます。ピーク時のビジネスの帯域幅要件に基づいて、アクセラレーションリージョンの最大帯域幅を指定するだけで済みます。ピーク時のスケーリングパフォーマンスを確保するために、十分な帯域幅リソースを予約する必要があります。

  • ビジネスのトラフィック変動が小さい場合は、サブスクリプション課金方法を選択することをお勧めします。ビジネスの同時実行性と帯域幅の要件に基づいて、GA インスタンスタイプと帯域幅プランを選択できます。

可観測性

GA を使用してアクセスを高速化する場合は、高速化効果とアクセストラフィックの量を観察し、ORM とオーケストレーションを実行する必要があります。GA と連携するサービスは、帯域幅の折れ線グラフ、アクセスログ、操作ログなど、コンソールでの監視と O&M をサポートしています。O&M を自動化する場合は、CloudMonitor をアクティブ化し、監視とアラートを構成します。帯域幅課金を使用する場合は、帯域幅使用量にしきい値トリガーアラートルールを構成できます。帯域幅の使用量が指定されたしきい値に達すると、アラートがトリガーされて O&M エンジニアに送信され、O&M エンジニアはタイムリーに帯域幅を増やしてビジネスの損失を防ぐことができます。

• 自動 O&M：CloudMonitor をアクティブ化し、アラートルールを構成して、アクセラレーションリージョンとエンドポイントグループのメトリック（インバウンドおよびアウトバウンド帯域幅の変更、インバウンドおよびアウトバウンドパケット損失率、インバウンドおよびアウトバウンドパケットレート、インバウンドおよびアウトバウンド帯域幅使用率など）を監視できます。しきい値トリガーアラートを構成できます。これは、メトリックが指定されたしきい値に達するとトリガーされます。

• トラブルシューティング：GA 操作ログでユーザーエラーを確認し、アクセスログを分析してアクセス不能の問題をトラブルシューティングし、CloudMonitor でトンネル遅延（アクセラレーションリージョンとエンドポイントグループ間の遅延）を観察して転送効果を評価できます。