このトピックでは、Shanghai Zhenhui Information Technology Co., Ltd. (「HELIOS」と呼ばれる) は、一般的なエンタープライズSSD (ESSD) を使用して、ピーク時の低速データベースクエリのパフォーマンスのボトルネックを解消しました。 この場合、HELIOSはApsaraDB RDS for MySQLインスタンスを購入し、一般的なESSDストレージタイプを使用し、I/Oバースト機能を有効にしました。 これは、HELIOSのサービスとしてのソフトウェア (SaaS) システムがより安定した効率的な方法で実行するのに役立ちます。 このトピックは、ソリューションの詳細な知識を得るのに役立ちます。 HELIOSの成功したユースケースに基づいて、同様のシナリオで効果的な対策を開発できます。
HELIOSについて
HELIOSは2016年8月に設立されました。 HELIOSは、企業に、財務費用管理、電子アーカイブ、および企業支出のためのSaaSシステムとソリューションを提供します。 お客様の要件に関する深い洞察に基づいて、HELIOSは製品とサービスを継続的にアップグレードし、中国、日本、および世界市場をカバーする製品ラインとサービスネットワークを徐々に構築してきました。 HELIOSは、Blue Lake Capital、China Renaissance、SB China Capital (SBCVC) 、Z Capital、Unicorn Capitalなどの機関から投資を受けており、高く評価されている新興企業になっています。 HELIOSは、HELIOS、HELIOS Selected、e-FILING、Spendiaなどのさまざまな製品を提供するグローバルな革新的な企業です。
HELIOSは設立以来、主要なアカウントとパートナーの数で業界トップにランクインしており、ユーザー費用管理のライフサイクル全体をカバーする強力なSaaSおよびエンドツーエンドのソリューションの開発に取り組んできました。 このソリューションは、申請、消費、償還、会計、転記、および提出のプロセスをカバーしています。 HELIOSは、国家ハイテク企業証明書、システムおよび組織管理 (SOC) 1、SOC 2、マルチレベル保護スキーム (MLPS) レベル3、ISO 27001、ISO 27017などの証明書と専門的資格を取得しています。 HELIOSは、データ伝送とストレージのセキュリティを完全に確保するために、国際規格に準拠した複数のセキュリティ製品も展開しています。
HELIOSは、Alibaba Cloud ApsaraDBチームとの協力を深め、企業の財務経費管理システムや従業員出張システムなどの主要なSaaSシステムの継続的な最適化と更新を共同で推進しました。 HELIOSは、Alibaba Cloudと協力して、革新的なデジタルおよびインテリジェントな手法を採用し、SaaS製品の迅速な反復を推進しています。 これは、企業のデジタル変革をサポートします。
ビジネス上の課題: ピーク時にデータベースクエリが急増します。
HELIOSは、優れたSaaSシステムを企業に提供することに重点を置いています。 システムには、財務経費管理、企業支出管理、およびビジネス管理システムが含まれます。 HELIOSは、SaaS業界で一般的に採用されている大規模なレプリケーションと標準化のビジネスモデルに従い、企業のニーズを満たすための効率的なサービス拡張、一貫性の維持、およびスケーラビリティに対する高い要件を持っています。
典型的なSaaSアーキテクチャ
ビジネスボリュームが大幅に増加するにつれて、HELIOSは、大規模なレプリケーション、マルチテナント管理、およびトラフィックのピークによって引き起こされる次の課題に直面しています。
パフォーマンスのボトルネック: 顧客はデータアクセスの変動を経験します。 R&Dチームは、ピーク時にシステムクエリが遅くなることを観察しました。 HELIOSには、データアクセスが増加してもデータベースのパフォーマンスが低下しないようにするソリューションが必要です。 たとえば、コアSaaSサービスでは、ApsaraDB RDS For MySQLインスタンスの読み取りおよび書き込み負荷は、オフピーク時に350メガバイト/秒未満です。 しかし、ピーク時 (約3〜4メガバイト/秒) には負荷が著しく増加し、350時間を超える。
スケーラビリティ要件: データベースアーキテクチャの要件が異なります。 HELIOSには、さまざまなビジネス要件を満たし、ストレージとコンピューティングリソースのスケーラビリティを維持し、ピーク時のトラフィックの急増に対処してコストとサービスの可用性のバランスを取ることができるデータベースアーキテクチャが必要です。
複雑なO&M管理: HELIOSは多数の顧客にサービスを提供します。 その結果、多数のデータベースインスタンスを管理する必要があり、管理コストが増大する。 継続的なビジネスのアップグレードと開発により、より多くの顧客がデータの移行、分離、および分割を必要とします。 その結果、HELIOSには特定のキーアカウント用のカスタムソリューションが必要です。 HELIOSは、効率的な管理を実現し、管理コストを削減し、調整された開発要件を満たし、管理とO&Mを簡素化するためのゼロダウンタイム移行を保証するソリューションを開発する必要があります。
解決策: ApsaraDB RDSの一般的なESSDストレージタイプを使用する
オリジナル収納タイプ
HELIOSは、コアSaaSサービスでPL1 ESSDストレージタイプを使用します。 詳細については、「ストレージタイプ」をご参照ください。 ESSDは、次世代の分散ブロックストレージアーキテクチャに基づいてAlibaba Cloudによって設計された超高性能ディスクです。 ESSDは、25ギガビットイーサネットおよびRDMAテクノロジーを使用して、ディスクあたりの高ランダムな読み取り /書き込みIOPSと、標準SSDよりも短い片道レイテンシを実現します。 ESSDは、PL3、PL2、PL1、PL0の4つのPLで提供される。 PLは性能によって降順にソートされる。 次の表に、PL1 ESSDのパフォーマンスを示します。
PL | 説明 | 容量範囲 (GiB) | ESSDあたりの最大IOPS | ESSDあたりの最大スループット (MB /秒) |
PL1 | 中程度の最大同時 I/O パフォーマンス、および低い I/O 遅延 | 20 to 65,536 | 50,000 | 350 |
HELIOSのR&DチームはデータベースI/Oスループットを監視し、SaaSのコアサービスのトラフィックが明確なピークと谷を示していることを発見しました。 オフピーク時には、ビジネストラフィックは比較的安定しており、RDSインスタンスの読み取り /書き込みスループットは、PL1 ESSDの上限である350メガバイト/秒未満です。 ピーク時 (約3〜4時間) には、トラフィックはピークまで大幅に増加します。 その結果、RDSインスタンスの読み書きスループットがPL1 ESSDの最大容量に達するか、それを超え、システムクエリの速度が低下します。 次の図は、ピーク時のRDSインスタンスのスループットとI/Oトラフィックを示し、RDSインスタンスのI/Oパフォーマンスが上限値である350メガバイト/秒の影響を受けることを示しています。
ピーク時のI/Oスループットのモニタリング (PL1 ESSD)
一般的なESSDストレージタイプへのアップグレード
Alibaba CloudチームとHELIOSのR&Dチームは、シナリオとトラフィックによってSaaSサービスに影響を与える要素を分析し、次の結論に達しました。
コアSaaSサービスのトラフィックは、継続的な成長ではなく、明確な山と谷を示しています。 サービスはI/Oバーストに遭遇する。
PL1 ESSDのI/Oパフォーマンスは、ストレージ容量と密接に関係しています。 その結果、IOPSおよび帯域幅の上限は、記憶容量に左右される。 元のソリューションでは、ストレージタイプを変更することなく、ピーク時にクエリに応答するためにストレージ容量を拡張できます。 しかし、オフピーク時にはリソースが浪費される。
この課題に対応するため、Alibaba CloudとHELIOSは、費用対効果の高いソリューションを開発しました。 このソリューションを使用すると、ビジネスアーキテクチャを変更することなく、ストレージタイプをPL1 ESSDから一般的なESSDにスムーズにアップグレードできます。 このソリューションは、I/Oバースト機能を有効にして、ピーク時のクエリを高速化するためにも使用できます。 これにより、データの整合性とビジネスの継続性が保証されます。
一般的なESSDおよびI/Oバースト
一般的なESSDストレージタイプは、パフォーマンスとスケーラビリティを向上させ、コストを削減するためにApsaraDB RDSによって開発された新しいタイプです。 一般的なESSDストレージタイプは、PaaSとIaaSの深い統合に基づく3層ストレージアーキテクチャを採用しています。キャッシュ層 (高性能ディスク) 、データ層 (ESSD) 、コールドストレージ層 (OSS) です。 このアーキテクチャでは、ホットデータをキャッシュレイヤーに保存してI/Oレートを高め、warmデータをESSDに保存し、コールドデータをOSSバケットに保存できます。 ESSDとOSSバケットは費用対効果が高いです。
一般のESSDは、高性能ディスクをスケーラブルなリソースとして使用して、I/Oレートを向上させます。 一般的なESSDは、データベースの読み取りおよび書き込み中にAliSQLを使用してI/Oバーストに応答します。 アクセス頻度の低いデータは、コストを削減するためにOSSバケットにアーカイブされます。 一般的なESSDは、I/Oパフォーマンスをストレージ容量から分離して、柔軟なI/Oパフォーマンスとストレージ容量をユーザーに提供します。
一般的なESSDのI/Oバースト機能は、ビジネストラフィックとトラフィックのピークと谷が大幅に増加するHELIOS SaaSサービスの要件を満たしています。 この機能を有効にすると、ESSDのIOPSが上限を超えることがあります。 これにより、ピーク時に予期しないビジネス要件を満たすI/O拡張機能が提供されます。 これにより、HELIOSのSaaSサービスは、より安定した効率的なパフォーマンスを実現できます。
I/Oバースト機能を有効にするかどうか | 最大IOPS | 最大スループット (単位: MB/s) |
継続しない | min{50000, インスタンスタイプの最大IOPS, インスタンスタイプの最大I/O帯域幅に対応するIOPS, 1800 + 50 × ストレージ容量} | min{350, インスタンスタイプの最大I/O帯域幅, 120 + 0.5 × ストレージ容量} |
継続する | min{1000000, インスタンスタイプの最大IOPS, インスタンスタイプの最大I/O帯域幅に対応するIOPS} | min{4000, インスタンスタイプの最大I/O帯域幅} |
毎日の使用では、HELIOSはビジネス要件に基づいてクラウドディスクの最大I/Oパフォーマンスを調整できます。 高いI/Oが発生すると、システムは自動的にI/Oバーストモードを有効にし、I/Oパフォーマンスの上限を上げて重い負荷を処理します。 負荷が軽減されると、システムはI/Oパフォーマンスを通常レベルに戻します。 このメカニズムにより、I/Oパフォーマンスをビジネス要件に合わせてスケーリングし、リソースの浪費を防ぎ、コストを削減できます。
次の図は、I/Oバースト機能の効果を示しています。 この機能を有効にすると、高I/O期間中にRDSインスタンスのIOPS使用率が100% を超える可能性があります。
ストレージタイプのアップグレードの効果
HELIOSがSaaSサービスのデータベースのクラウドディスクを一般のESSDにアップグレードし、I/Oバースト機能を有効にすると、パフォーマンスが大幅に向上します。 一般的なESSDは、I/Oバーストに対応し、ビジネス要件に基づいてスループットを最大4,000メガバイト/秒まで向上させることができます。 これにより、RDSインスタンスのI/OスループットがESSDのパフォーマンスの影響を受けないようにし、I/Oリソースが不足していることによるクエリの低速化を防ぎます。 HELIOSは、ピーク時のトラフィックの急増をより安定した方法で処理できます。
ピーク時のI/Oスループットのモニタリング (一般ESSD)
メリットとプラン
一般的なESSDは、HELIOSがスケーラビリティとパフォーマンスを大幅に改善し、データベース使用のコストを削減するのに役立ちます。
パフォーマンスの向上: I/Oバースト機能は、HELIOSのピーク時のデータベースパフォーマンスの向上に役立ちます。 この機能により、データベースはパフォーマンスを低下させることなく効率的に実行され、ビジネスの継続性とユーザーエクスペリエンスが大幅に向上します。
費用対効果: 一般的なESSDの価格は、PL1 ESSDの価格と同じです。 I/Oバースト機能は、従量課金方式を使用します。 ただし、Alibaba Cloudが提供するバースト可能なI/O操作の無料クォータは1時間あたり500,000で、1時間あたりのHELIOSのI/O操作の最大数よりも大幅に大きくなります。 したがって、HELIOSは追加コストなしでより高いI/Oパフォーマンスを享受できます。
スケーラビリティ: 一般的なESSDのI/Oバースト機能を使用して、トラフィックサージを処理できます。 この機能により、システムはI/Oパフォーマンスの上限を自動的に調整できるため、リソースの使用量が増加します。
今後も、HELIOSはAlibaba Cloud ApsaraDBの新機能を使用してデータ管理システムを最適化していきます。 技術の進歩により、HELIOSはパフォーマンスの向上、コストの削減、システムの拡張性の向上を続けます。 一般的なESSDの出現により、ユーザーは低コスト、低レイテンシ、高耐久性の要件を同時に満たすことができます。 Alibaba Cloud ApsaraDBチームは、技術的なメリットを共有し、より費用効果が高く安定した信頼性の高いサービスをユーザーに提供するために、技術的な機能を継続的に改善します。
お客様の発言
Alibaba Cloudは、安定した環境、一級サービス、優れた技術力で信頼を得ただけでなく、課題に直面した際に効果的なサポートを提供しました。 Alibaba Cloudは、データベースのボトルネックとディスク切り替えの処理に引き続き注力し、データベースの円滑な実行を保証しました。 Alibaba Cloudが今後も引き続きサポートを提供できることを願っています。
馬ユンフェイ
上海Zhenhuiの情報技術Co. 、株式会社のテクニカルディレクター。