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GCP Compute Engineのディスクスナップショット：ベストプラクティスとその適用 (2023.JUNE.13th, with ChtaGPT-4)

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Google Cloud Platform（GCP）は、その強力な機能と拡張性により、世界中の企業がビジネスを効率的に運営するための基盤となっています。その中でも、Compute Engineのディスクスナップショットは、データのバックアップと復元を容易にする重要な機能です。しかし、この機能を最大限に活用するためには、適切なベストプラクティスを理解し、それを適用することが不可欠です。本コラムでは、GCP Compute Engineのディスクスナップショットのベストプラクティスについて詳しく解説します。

スナップショットの整合性を保つための準備

スナップショットは、ディスクの状態を一定の時間点で保存することで、データの復元やバックアップを可能にします。しかし、アプリケーションが稼働中の状態でスナップショットを作成すると、メモリからディスクへの書き込みが完了していない可能性があります。その結果、スナップショットはアプリケーションの正確な状態を反映しない可能性があります。このような状況では、スナップショットは「クラッシュ整合性」を持つとされます。つまり、スナップショットが取られた時点でマシンがクラッシュしたかのような状態を捉えています。

一方、アプリケーションのトランザクションを一時停止し、システムがメモリからディスクへの全ての保留中の書き込みをフラッシュすることで、スナップショットが取られる前にこれらの不整合性を解消することができます。この場合、スナップショットは「アプリケーション整合性」を持つとされます。

クラッシュ整合性スナップショットの作成

Persistent DiskやHyperdiskのスナップショットを取る際、特別な手順を踏むことなくクラッシュ整合性のスナップショットを作成することができます。つまり、ワークロードを一時停止する必要はありません。ただし、この方法では、スナップショットが取られた時点でのデータの完全な一貫性は保証されません。

アプリケーション整合性スナップショットの作成

アプリケーション整合性のスナップショットを作成するには、以下の手順を踏む必要があります：

  1. アプリケーションのトランザクションを一時停止します。

  2. システムがメモリからディスクへの全ての保留中の書き込みをフラッシュするのを待ちます。

  3. スナップショットを作成します。

  4. アプリケーションのトランザクションを再開します。

この手順を踏むことで、スナップショットはアプリケーションの完全な状態を反映します。ただし、この方法ではアプリケーションの一時停止が必要となり、それがワークロードに影響を与える可能性があります。

以下の図は、クラッシュ整合性スナップショットとアプリケーション整合性スナップショットの作成プロセスを視覚的に示しています。

次に、スナップショットの作成頻度や保存期間など、具体的なベストプラクティスについて詳しく見ていきましょう。

スナップショットの頻度制限とベストプラクティス

スナップショットの頻度制限

ディスクのスナップショットは、一定の頻度制限があります。具体的には、ディスクのスナップショットは最大で10分ごとに1回しか作成できません。また、ディスクのスナップショットを一気に作成するリクエストを送る場合、60分間で最大6回のリクエストしか送ることができません。この制限を超えると、操作は失敗し、以下のエラーが返されます。

"code": "RESOURCE_OPERATION_RATE_EXCEEDED",
"message": "Operation rate exceeded for resource 'projects/project-id/zones/zone-id/disks/disk-name'.
Too frequent operations from the source resource."

この制限は以下の操作に適用されます：

  • 永続ディスクのスナップショットの作成

  • Hyperdiskボリュームのスナップショットの作成

  • 永続ディスクからのイメージの作成

この制限は以下の操作には適用されません：

  • スケジュールされたスナップショットの作成。スケジュールされたスナップショットは別の頻度の考慮事項を持ち、スナップショットの頻度制限には寄与しません。

  • ブートディスクイメージの手動インポート

ベストプラクティスとして、ディスクのスナップショットは1時間に1回取ることを推奨します。それ以上に頻繁にスナップショットを取ることは避けてください。これを最も簡単に実現する方法は、スナップショットのスケジュールを設定することです。

スナップショットのベストプラクティス

  1. データの整合性を確保するための準備：アプリケーションが稼働中に永続ディスクまたはHyperdiskのスナップショットを作成すると、スナップショットはメモリからディスクへの途中の書き込みをキャプチャできない可能性があります。これらの不整合性のため、スナップショットはスナップショットがキャプチャされた時点でのアプリケーションの状態を正確に反映していない可能性があります。このシナリオでは、スナップショットはクラッシュ一貫性があると考えられます。なぜなら、それはスナップショットが取られた時点でのマシンのクラッシュ状態をキャプチャしているからです。

  2. クラッシュ一貫性のあるスナップショットの作成：永続ディスクまたはHyperdiskのスナップショットを取るとき、スナップショットをクラッシュ一貫性にするために追加の手順を踏む必要はありません。特に、ワークロードを一時停止する必要はありません。

  3. アプリケーション一貫性のあるスナップショットの作成：Linuxユーザーは、Linuxインスタンスに接続されたディスクのスナップショットのアプリケーション一貫性を達成するために、システムの準備のために事前および事後のスナップショットのシェルスクリプトを使用できます。Windowsユーザーは、Windowsインスタンスに接続されたディスクのスナップショットのアプリケーション一貫性を達成するために、VSS（Volume Shadow Copy Service）を使用できます。

  4. スナップショットの頻度制限：スナップショットの頻度制限を理解し、それに従うことが重要です。以下の図は、スナップショット作成の頻度制限を視覚的に示しています。


5.スナップショットのスケジュール：スナップショットのスケジュールを設定することで、スナップショットの作成を自動化し、管理の手間を減らすことができます。

以上が、GCP Compute Engineのディスクスナップショットのベストプラクティスです。これらのプラクティスを適用することで、データの安全性を確保しつつ、スナップショットの管理を効率化することができます。次に、これらのベストプラクティスを具体的な使用例とともに見ていきましょう。

GCP Compute Engineのディスクスナップショット：ベストプラクティスを活用したデータ保全戦略

Google Cloud Platform（GCP）のCompute Engineは、仮想マシン（VM）を提供するサービスであり、その中でもディスクスナップショットは、データ保全と復元のための重要な機能です。しかし、このスナップショットを最大限に活用するためには、そのベストプラクティスを理解し、適切に適用することが必要です。本コラムでは、GCP Compute Engineのディスクスナップショットのベストプラクティスについて詳しく解説します。

一貫性のあるスナップショットの準備

スナップショットを作成する際、アプリケーションが稼働中の場合、スナップショットはメモリからディスクへの書き込み中のデータをキャプチャできない可能性があります。これにより、スナップショットはアプリケーションの状態を正確に反映できない場合があります。このような状況では、スナップショットは「クラッシュ一貫性」があると考えられます。つまり、スナップショットが取得された時点でマシンがクラッシュしたかのような状態をキャプチャします。

一方、アプリケーションを一時停止して、すべてのトランザクションが完了し、システムがメモリからディスクへのすべての保留中の書き込みをフラッシュすることで、スナップショットは「アプリケーション一貫性」を持つと考えられます。

クラッシュ一貫性のあるスナップショットの作成

Persistent DiskやHyperdiskのスナップショットを取る際、特別な手順を踏むことなく、スナップショットはクラッシュ一貫性を持つようになります。特に、ワークロードを一時停止する必要はありません。

アプリケーション一貫性のあるスナップショットの作成

Windows Serverユーザーは、Windows Serverインスタンスに接続されたディスクのスナップショットのアプリケーション一貫性を達成するために、VSS（Volume Shadow Copy Service）を使用ですることができます。

ディスク スナップショットの作成と使用におけるベスト プラクティス（後半）

VSS を使用したスナップショットの作成

Windows インスタンスでは、Volume Shadow Copy Service（VSS）を使用してスナップショットを作成することが推奨されます。VSS は、スナップショットの作成中にデータの一貫性を保つための Windows の機能です。VSS を使用すると、スナップショット作成中にデータが変更されても、その変更がスナップショットに反映されないため、データの一貫性が保たれます。

VSS を使用したスナップショットの作成は、以下のコマンドを使用します。

gcloud compute disks snapshot DISK_NAME --guest-flush

ここで、DISK_NAMEはスナップショットを作成するディスクの名前を指定します。--guest-flushオプションは、VSS を使用してデータをフラッシュすることを指示します。

スナップショットのスケジュール設定

スナップショットの作成を自動化するために、スナップショット スケジュールを設定することが推奨されます。スナップショット スケジュールを使用すると、定期的にスナップショットを作成し、古いスナップショットを自動的に削除することができます。これにより、データの保護とストレージ コストの管理が容易になります。

スナップショット スケジュールの設定は、以下のコマンドを使用します。

gcloud compute snapshot-schedules create SCHEDULE_NAME \
  --start-time START_TIME \
  --interval INTERVAL \
  --retention-days RETENTION_DAYS \
  --storage-locations STORAGE_LOCATIONS

ここで、SCHEDULE_NAMEはスケジュールの名前、START_TIMEはスナップショットの開始時間、INTERVALはスナップショットの間隔、RETENTION_DAYSはスナップショットの保持期間、STORAGE_LOCATIONSはスナップショットの保存場所を指定します。

スナップショットの復元

スナップショットからディスクを復元する場合、以下のコマンドを使用します。

gcloud compute disks create DISK_NAME \
  --source-snapshot SNAPSHOT_NAME \
  --zone ZONE

ここで、DISK_NAMEは新しいディスクの名前、SNAPSHOT_NAMEは使用するスナップショットの名前、ZONEはディスクを作成するゾーンを指定します。

以下の図は、Compute Engineでのディスクスナップショットの作成、使用、復元のプロセスを視覚的に示しています。


まとめ

GCP Compute Engineのディスクスナップショットは、データ保全と復元のための重要な機能です。しかし、その最大限の活用のためには、ベストプラクティスを理解し、適切に適用することが必要です。本コラムでは、スナップショットの一貫性、VSSを使用したスナップショットの作成、スナップショットのスケジュール設定、スナップショットの復元といったベストプラクティスについて詳しく解説しました。

これらのベストプラクティスを適用することで、データの安全性を確保しつつ、スナップショットの管理を効率化することができます。これにより、GCP Compute Engineをより安全かつ効率的に使用することが可能となります。

感想

GCP Compute Engineのディスクスナップショットのベストプラクティスは、データ保全と復元のための重要なガイドラインです。これらのプラクティスを理解し、適切に適用することで、データの安全性を確保しつつ、スナップショットの管理を効率化することができます。また、これらのプラクティスは、GCP Compute Engineをより安全かつ効率的に使用するための重要な知識となります。

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