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AWSのデータベースサービス~概要、種類、重要なポイント~

コグラフ株式会社 データアナリティクス事業部

こんにちは。コグラフ株式会社データアナリティクス事業部のモロズミです。この記事では、AWS(Amazon Web Services)が提供しているデータベースサービスについて紹介します。


AWSのデータベースサービスの概要

AWS（Amazon Web Services）には、使用する場面に応じた、豊富なデータベースサービスがあります。

このセクションでは、AWSのデータベースサービスの概要を簡単に説明していきます。

AWSのデータベースサービスは、大きく分けて、SQLデータベースサービスとNoSQLデータベースサービスの二種類があります。

SQLデータベースは、以下のサービスがあります。

NoSQLデータベースは、以下のサービスがあります。

まず、SQLデータベースについて説明します。

SQLデータベースでは、リレーショナルデータベースと呼ばれる、データを表形式で管理し、構造化照会言語 (SQL)によって集計加工するような操作を行います。

Amazon RDSやAmazon Auroraは整理されたデータの管理に長けています。

Amazon Redshiftは、ビッグデータを分析する際、選択肢に入ります。膨大なデータセットのクエリ実行を高速化し、データから洞察を得るプロセスを加速できるからです。

次に、NoSQLデータベースについて説明します。

NoSQLデータベースには、リレーショナルデータベースに縛られない柔軟なデータベースを構築できるなどのメリットがあります。

スケーラビリティを重視する場合、Amazon DynamoDBが適切です。このサービスは、大量のデータを迅速に処理する能力に優れています。

さらに特殊なニーズに応えるサービスで、Amazon NeptuneやAmazon DocumentDB、Amazon Quantum Ledger Databaseがあります。

Amazon Neptuneは、複雑な関係を持つデータを管理するグラフデータベースです。

Amazon DocumentDBは、ドキュメントの管理に適したデータベースです。

Amazon Quantum Ledger Databaseは、台帳を提供し、データの改ざんを防ぐことができるため、高い信頼性が必要なアプリケーションに最適です。

AWSのデータベースサービスは、その多様性により、様々なデータベースのニーズに応えられます。

次のセクションでは、より詳細に各データベースサービスについて解説します。

AWSのデータベースサービスの詳細

Amazon RDS

Amazon RDS（Relational Database Service）は、クラウドでリレーショナルデータベースを簡単にセットアップ、運用、拡張できます。

このサービスは、データベースの設定、パッチの適用、バックアップなどの管理タスクを自動化し、開発者がアプリケーション開発に集中できるように設計されています。

Amazon RDSは、以下のような複数のリレーショナルデータベースエンジンをサポートしています。

ユーザーはこれらの中からニーズに最適なものを選択できます。

可用性と耐久性を高くするために、Amazon RDSはマルチAZ（アベイラビリティーゾーン）デプロイメントを提供しています。

これにより、データベースに障害が発生した場合でも、自動的にスタンバイインスタンスにフェイルオーバーする(待機システム)に切り替えることで、稼働を続けることができます。

また、自動バックアップやデータベーススナップショットにより、データの耐久性が向上します。

Amazon RDSでは、データベースインスタンスをVPC内に配置することで、アクセスを制御できます。AWS Identity and Access Management (IAM)との統合によるアクセス管理も可能です。

Amazon RDSは、高いスケーラビリティと管理の容易さで、スタートアップから大企業まで、幅広い規模の組織で採用されています。

Amazon Aurora

Amazon Auroraは、Amazon Web Services (AWS) が提供するリレーショナルデータベースです。

MySQLとPostgreSQLとの高い互換性を持ちます。

商用データベースの高性能、可用性、耐久性を低コストで提供することを目的としています。

Amazon Auroraは、従来のリレーショナルデータベースと比較して、MySQL互換版で最大5倍、PostgreSQL互換版で最大3倍のパフォーマンスを提供することができます。

これにより、企業は少ないリソースでデータベースの処理能力を最大化できるため、アプリケーションのスケールアップが容易になります。

さらに、最大15個のレプリカを追加することで、アプリケーションの負荷を分散させ、読み取りスループットを向上させることができます。

Amazon Auroraは、暗号化に対応しており、AWS Key Management Service (KMS) を使用して、キー管理を行うことで、セキュリティを強化できます。

また、VPCを利用してネットワークのアクセス制御を行うことができ、IAMを通じたアクセス権の設定も可能です。

Amazon Auroraは、高負荷のウェブアプリケーション、SaaSアプリケーション、ソーシャルメディアフィード、eコマースサイトなど、高いパフォーマンスと可用性が求められる幅広いアプリケーションに適しています。また、ビッグデータ分析やモバイルアプリケーションのバックエンドなど、データの迅速な読み書きが必要な場合にも適しています。

Amazon Redshift

Amazon Redshiftは、フルマネージド型のデータウェアハウジングサービスであり、大量のデータセットを迅速に分析できます。

Amazon Redshiftは、多くのビジネスインテリジェンス（BI）ツールと統合が可能です。Tableau、Looker、Power BI、Quicksightなどのツールを使用し、データ分析結果を簡単に可視化し、理解しやすい形で情報を共有できます。

この統合により、企業がデータ駆動型の意思決定を行うための洞察を迅速に得ることが容易になります。

Amazon Redshiftは、超並列処理（MPP）を使用して設計されているため、大規模なデータセットに対する複雑な分析クエリでも高速に実行できます。

この技術により、データの読み込み、集計、およびフィルタリングが効率化され、ビジネスの意思決定プロセスを加速します。

また、列指向ストレージを採用していることにより、ストレージ効率も高くなっています。

さらに、クラスターのサイズを変更できます。コンピューティングリソースの需要に応じて、パフォーマンスのバランスを最適化することが可能です。

暗号化、ネットワークのアクセス制御、VPC内での運用、AWS IAMとの統合により、厳格なセキュリティ要件を満たすこともできます。

Amazon Redshiftは、様々な業種の企業において、顧客データ、販売データ、運用データなど、あらゆる種類のビッグデータを分析するために使用されており、ビジネスのあらゆる側面における洞察を深めることができます。

Amazon DynamoDB

Amazon DynamoDBは、フルマネージド、サーバーレスのNoSQLデータベースサービスです。一桁ミリ秒のパフォーマンスを持ち、key-valueデータベースとドキュメントデータモデルをサポートしています。

Amazon DynamoDBは、データ量やトラフィック増加に応じて自動水平スケーリングするため、アプリケーションの成長に合わせた対応ができます。

Amazon DynamoDBは、実際に使用したリソースに基づいて課金されるため、リソースの過剰なプロビジョニングを避けることでコストを抑えることができます。さらに、オンデマンドキャパシティモードを選択すれば、読み書き能力を事前にプロビジョニングする必要がなく、使用量に応じて自動的にスケーリングします。これにより、予測不可能なアクセスパターンを持つアプリケーションでもコストを最適化することが可能です。

Amazon DynamoDBは、大量のデータを扱い、急激なトラフィックの増加に対応する必要があるウェブアプリケーション、モバイルアプリケーション、ゲームなど、多岐にわたるユースケースに適しています。スケーラビリティと高いパフォーマンスが必要なシステムにおいて、DynamoDBの価値は大きくなります。例えば、ECサイトのショッピングカート、オンラインゲームの状態管理、ストリーミングデータのリアルタイム処理など、様々なシナリオで活用されています。

Amazon Neptune

Amazon Neptuneは、フルマネージドのグラフデータベースサービスです。

Amazon Neptuneは、グラフ分析を効率的に処理することに特化しており、知識グラフ、推薦エンジン、ネットワークセキュリティ、社会ネットワーク分析など、グラフデータの関わるさまざまなアプリケーションに最適です。

Amazon Neptuneは、Property GraphとW3CのRDF（Resource Description Framework）の2つの主要なグラフモデルをサポートしており、デベロッパーはアプリケーションの要件に応じて、最適なグラフモデルを選択できます。

Amazon Neptuneは、グラフニューラルネットワークの機能により、グラフの予測精度が高い点も特徴になっています。

Amazon DocumentDB

Amazon DocumentDBは、MongoDBとの互換性を持つ、ドキュメントデータベースサービスです。

JSON形式のドキュメントを効率的に保存、検索、分析することが可能です。

Amazon DocumentDBは、人気の高いオープンソースのドキュメントデータベースであるMongoDBとの高い互換性を提供します。そのため、MongoDBアプリケーションをAmazon DocumentDBに移行でき、AWS環境のメリットを享受することが可能になります。

Amazon DocumentDBは、柔軟なドキュメントモデルを利用して、大手メディアやエンターテインメント企業での多様なユースケースに対応できます。

Amazon Quantum Ledger Database

Amazon Quantum Ledger Database (QLDB) は、フルマネージド型台帳データベースサービスです。

Amazon Quantum Ledger Databaseは、SQLに似たPartiQLクエリ言語を使用できます。そのため、デベロッパーはSQLスキルを活用してデータを簡単に操作できます。

Amazon Quantum Ledger Databaseは、データの変更履歴を記録できます。データの変更や取引の履歴を後から正確に追跡できます。データの整合性と透明性を保証し、利害関係者がデータの真正性を検証できるようにします。

そのため、データの信頼性を保証する必要がある多様なアプリケーションに適用可能です。金融業界での取引記録、製造業でのサプライチェーン管理、ヘルスケアでの患者情報の管理、、法律関連の記録管理、公共セクターでの記録保持など、データの不変性と監査性が要求される場面でその価値を発揮します。

まとめ

データエンジニアやデータサイエンティストにとって、AWSのデータベースサービスを学ぶことは、スキルを伸ばし、さまざまなプロジェクトに対応できる土台を築くことにつながります。

AWSのデータベースサービスについて、学習し、データを管理し、分析する方法を習得することで、可能性を広げましょう！

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