[データベース] 非常に安価なサーバーレスデータベースを作成する方法

クラウド オブジェクト ストレージは強力かつ非常に安価なデータベースとして使用できます

フルマネージドで拡張性が高く、可用性が高く、安価なサーバーレス データベースを使用すれば、月額わずか 5 ドルで数億のレコードを保存し、数十億のレコードを読み書きできると思いますか? データベースのニーズが非常に単純なキーと値のストアで満たされるのであれば、その通りです。解決策は、安価なクラウド オブジェクト ストレージを使用することです。

Amazon は 2006 年に S3 (Simple Storage Service) オブジェクト ストレージ製品をリリースしました。それ以来、他のすべての主要なクラウド サービス プロバイダーやその他多くのプロバイダーがオブジェクト ストレージ ソリューションを提供してきました。
オブジェクト ストレージは、写真、ビデオ、バックアップなどの保存に使用できますが、データの保存にも使用できます。データは、JSON、BSON、XML、CSV、プロトコル バッファー、メッセージパック、プレーン テキスト、またはその他のデータ シリアル化形式など、任意の形式で保存できます。
オブジェクトはバケットに保存されます。通常、バケットは世界の特定地域のデータセンターで作成できます。これにより、データにアクセスするユーザーにデータを近づけることができます。一部のプロバイダーでは、バケットを Web サイトとして構成できるため、オブジェクト ストレージを安価な Web サイト ホスティングとして使用できます。

価格

サーバーレス データベースに対するオブジェクト ストレージの主な利点は価格です。ストレージのコストは通常​​ 1 GB あたり 1 セントから 2 セントですが、最も安価なオプションの送信ネットワークのコストは通常​​ 1 GB あたり 1 セントです。
多くのオブジェクト ストレージ製品は、API の読み取りおよび書き込みリクエストに対しても料金を請求します。データベース ソリューションとしてオブジェクト ストレージを使用している場合、毎月数億または数十億のリクエストを受信するとコストが大幅に増加する可能性があるため、読み取りおよび書き込みリクエストに料金が発生する製品は避けることをお勧めします。リクエストに対して料金がかからないソリューションは数多くあります。以下の表では、読み取り列と書き込み列は 100 万リクエストあたりのセントを表しています。「-」の付いた商品はリクエスト料金がかかりません。

比較のために、いくつかのサーバーレス データベースの同じ価格を以下に示します。(「モバイルまたは Web アプリケーション用のサーバーレス データベース」を参照してください。) 低予算オブジェクト ストレージ製品は、サーバーレス データベースの数分の 1 の価格で入手できます。

以下の表は、ストレージ量と読み取りおよび書き込みリクエストが異なる一部のオブジェクト ストレージ サービスとデータベースの月額コストを示しています。最後の 2 つの列を除き、レコード サイズは 500 であると想定されます。これらの列のレコード サイズは小 100、大 4000 です。これは、数億のレコードの保存と読み書きを開始するまで、価格はあまり変わらないことを示しています。ただし、それ以上に、選択した製品によって大きな違いが生じる可能性があります。

データにアクセスする

ほとんどのオブジェクト ストレージ製品は、Amazon の S3 REST API と互換性があります。2 つの主な例外は、Google と Azure です。S3 互換性とは、S3 用に構築されたツールと SDK を使用できることを意味します。また、プロバイダーのロックインを回避するためにプロバイダーを簡単に切り替えたり、アクセス URL を変更するだけで複数のプロバイダーを使用したりすることもできます。

シンプルな S3 REST API はモバイルおよび Web アプリケーションに最適で、別個の API サーバーを使用せずにデータへの直接アクセスを提供します。
オブジェクトは、ファイル システムに階層がなく、フラットな構造でバケットに保存されます。ただし、パス区切り文字 (通常は「/」) を使用してこれをシミュレートできます。たとえば、「photos/photo1.jpg」は、「photo1.jpg」を含むシミュレートされた「photos」フォルダーを作成します。
S3 API を使用すると、オブジェクトの読み取り、書き込み、削除が可能になります。オブジェクトには、おそらくファイル名のような一意のキーによってアクセスされます。「SELECT * FROM Employees WHERE City='San Diego'」のようなクエリは実行できません。これにより、オブジェクト ストレージをデータベースとして使用する方法が大幅に制限される可能性がありますが、多くのアプリケーションでは、必要なのは ID によってデータにアクセスすることだけです。

オブジェクトストレージではレコードの更新もできません。レコードに対する変更は、レコード全体を書き換えることによって行われます。

バケットとオブジェクトには、読み書きできるユーザーを制限するアクセス権限があります。バケットやオブジェクトにはパブリック アクセスを付与して、誰でも読み書きできるようにすることができます。

パフォーマンス

オブジェクト ストレージのパフォーマンスは、一般的に、通常のデータベースと比較しても非常に優れています。一部のオブジェクトストレージ製品の応答時間を検証したところ、50ms～300ms程度でした。サーバーレスデータベースでも同様の結果が見つかりました。データベースは通常 10 ミリ秒未満でデータにアクセスできますが、リクエストと応答がインターネット上を移動すると、アクセス時間は大幅に増加します。

レート制限

通常、プロバイダーは 1 秒あたりに実行できるリクエストの数に制限があることに注意してください。制限が十分に高いため、影響を受けない可能性があります。すべてのプロバイダーがレート制限を指定しているわけではありません。Google は、リクエスト率に合わせて拡張すると主張する唯一の企業です。
AWS は、プレフィックス (フォルダー) ごとに 1 秒あたり 5,500 個のオブジェクトを読み取り、3,500 個のオブジェクトを書き込むことができます。さらにリクエストが必要な場合は、データをフォルダーに分割します。

バックアップ

データベースのバックアップは、サーバー障害時のデータ損失を回避したり、ユーザーまたはアプリケーションのエラーからデータを回復したりするために実行されることがよくあります。
データベースの耐久性は、データが失われないことをプロバイダーがどの程度保証できるかを示す尺度であり、通常は 9 が多く含まれるパーセンテージで表されます。たとえば、10 ナインの耐久性は 99.999999% になります。主要ベンダーでは、AWS と Google が 9 点 11 点、Azure が 12 点を獲得しました。地理的に異なる地域にあるデータセンター間でデータを複製することで耐久性を強化します。耐久性が高いため、オブジェクト ストア データをバックアップする必要がない場合があります。
ほぼすべてのオブジェクト ストレージ プロバイダーでは、オブジェクトのバージョンを管理できます。これは、オブジェクトが更新によって置き換えられるたびに、古いオブジェクトにはバージョン番号が保持され、以前のバージョンに戻ることができることを意味します。これにより、ユーザーまたはアプリケーションのエラーが発生した場合に自動バックアップが提供されます。

製品詳細

AWS S3

AWS S3 は、他のすべてのオブジェクト ストレージ製品と比較されるゴールド スタンダードです。S3 の価格は、他のベンダーの同様の製品と同様です。

• 長所: 巨大な AWS システムの一部、安定性と安全性、非常に高いレート制限、世界中の多くのデータセンター

• 短所: リクエスト手数料

AWS ライトセイル

AWS の一部門である Lightsail は、DigitalOcean のような低価格クラウド プロバイダーと競合する価格のサーバーやその他のクラウド製品を提供しています。また、Lightstail 製品は通常、通常の AWS 製品よりもセットアップと使用が簡単です。
2021 年 7 月、Lightsail は AWS S3 をベースとした安価なオブジェクト ストレージ製品を発表しました。これはある意味、ゲームチェンジャーです。S3 のすべての利点を低価格で得られるようです。バンドルは月額 1、3、または 5 ドルで、5、100、または 250 GB のストレージと 25、250、または 500 GB のネットワーク転送が含まれます。これらの制限を超えるストレージとネットワークには、通常の S3 料金が適用されます。ただし、バンドル制限内外を問わずリクエスト料金はかかりません。
5 ドルのプランでは、S3 の価格は DigitalOcean、Linode、Vultr が提供する低予算プランと同じになります。ただし、他の予算プロバイダーのプランとは異なり、Lightsail バンドルは 1 つのバケットに制限されているようです。世界中で複数のバケットを設定する必要がある場合、適切な価格設定戦略は、複数の 1 ドルのバケットを設定し、必要に応じて 3 ドルまたは 5 ドルのバケットに増やすことです。Lightsail では、請求期間中に 1 回だけ料金プランを切り替えることができます。

• 長所: S3 と同じですが、はるかに安い、申請手数料なし、最低価格が 1 ドル低い

Azure Blob ストレージ

Azure オブジェクト ストレージは BLOB ストレージと呼ばれます。

• 長所: 巨大な Azure システムの一部、安定性と安全性、非常に高いレート制限、世界中の多くのデータ センター

• 短所: リクエスト料金、S3 と互換性がない

Googleクラウドストレージ

Google Cloud Storage は、Google のオブジェクト ストレージ製品です。

• 長所: 巨大な Google Cloud システムの一部、安定性と安全性、無制限のレート制限、世界中の多くのデータセンター、3 つのリージョンの無料オプション (5GB ストレージ、5,000 回の書き込み/月、50,000 回の読み取り/月、1GB インターネット/月)

• 短所: リクエスト料金を調整した後は常に無料、どのプロバイダーの中でも最高のネットワーク レート、s3 には非対応

ファイアベース

Google の会社である Firebase は、セットアップと使用が一般的に簡単な、手頃な価格で多数のクラウド製品を提供しています。無料のオプションが豊富にあるため、多くの企業が Firebase Cloud Storage を無料で使用できます。

• 長所: Google と同じですが、無料オプションが充実しています (20,000 書き込み/日、50,000 読み取り/日、1 GB ネットワーク/日)

オラクルクラウド

Oracle Cloud Object Storageは、他の大手プロバイダよりも有利な価格設定になっています。

• 長所: 書き込みリクエストの価値、最初の 10 TB/月はネットワーク料金が無料、それ以降は非常に安価

• 短所: リクエスト手数料、ストレージ価格が高い

アリババ

Alibaba の Object Storage Service (OSS) は、非常にコスト効率の高い選択肢です。コストを少し節約するための従量課金制プランや、ストレージとネットワークの制限付きプランがあります。中国にはデータセンターが21カ所あり、そのうち10カ所がデータセンターだ。

• 長所: 世界中に多くのデータセンターがあり、毎月 5 億リクエストに達しない限りリクエスト料金がかからない手頃な価格設定

デジタルオーシャン

DigitalOcean は、大規模なクラウド プロバイダーよりも低価格で、迅速に導入が容易なサーバーとデータベースを提供する小規模なクラウド会社です。Spaces と呼ばれる同社のオブジェクト ストレージは、月額 5 ドルという驚くべき低価格で、250 GB のストレージ、1 TB の送信転送、リクエスト手数料なしを初めて提供しました。制限を超えるストレージまたはネットワークには、非常に損失の大きい料金が請求されます。この料金体系は、オブジェクト ストレージを非常に安価なデータベースとして使用する場合に最適です。
Spaces の問題の 1 つはレート制限です。各スペース (バケット) は、1 秒あたり約 200 リクエストに制限されます。これが問題となる場合は、複数のスペースを使用することで回避できます。同じアカウントで最大 100 個のスペースを作成できます。(一部のユーザーは、200/秒をはるかに下回る速度でスペースにアクセスするのに問題が発生しているのを見てきました。)

• 長所: 信じられないほどの価値

• 短所: レート制限により一部のユーザーが制限される可能性があります。データセンターは 5 つだけです

リノード

Linode は、DigitalOcean と同様に、導入を容易にするためにクラウド サービスを高価で提供しています。同社のオブジェクト ストレージ製品の価格は DigitalOcean と同じです。

• 長所: 信じられないほどの価値

• 短所: データセンターが 4 つしかない

バルトル

Vultr は DigitalOcean や Linode に似ています。同社のオブジェクト ストレージ製品の価格は、他の 2 社と同じです。

• 長所: 信じられないほどの価値

• 短所: ニュージャージー州にはデータセンターが 1 つしかない

エクソスケール

Exoscale のオブジェクト ストレージは、ヨーロッパの 6 つのデータセンターで競争力のある価格設定になっています。

• 長所: コストパフォーマンスが高い

• 短所: データセンターはヨーロッパにしかありません

スケールウェイ

Scaleway のオブジェクト ストレージは、ヨーロッパに 3 つのデータ センターを持ち、非常に競争力のある価格で提供されています。毎月 75 GB のストレージと無料のインターネットを利用できます。

• 長所: 非常に良い価格設定と無料枠

• 短所: データセンターはヨーロッパにしかありません

わさび

Wasabi が実行できることは 1 つだけです。それはオブジェクト ストレージです。他のプロバイダーよりも最高の価格を提供します。読み取り、書き込み、ネットワーキングには料金はかかりません。唯一のコストは、0.006 ドル/GB のストレージ コストであり、非常に安価です。
ただし、価格に関する FAQ では、Wasabi がデータベースとしての使用に適さない可能性がある詳細がいくつか明らかになりました。オブジェクトの最小期間は 90 日です。オブジェクトが 90 日より前に削除された場合でも、そのオブジェクトは 90 日間ずっとストレージとしてカウントされます。オブジェクトが 90 日以内に複数回更新された場合に何が起こるかについては、どこにも文書化されていないようです。
次に、次のようになります。「毎月の下りデータ転送がアクティブなストレージを超えている場合、そのストレージのユースケースは Wasabi の無料下りポリシーの対象になりません。」そして「お客様のユースケースが当社の無料 API リクエスト ポリシー ガイドラインを定期的に超える場合、当社はサービスを制限または一時停止する権利を留保します。」

• 長所: 全体的に最高の価格

• 短所: 制限により、Wasabi をデータベースとして使用することが禁止される場合があります。

バックブレイズB2

コンピューターのバックアップと B2 オブジェクト ストレージ用の Backblaze。B2 のストレージ価格は 0.005 GB/月で最も低く、ダウンロード価格は 0.01 GB/月と非常に低くなっています。ただし、読み取りリクエストには通常、100 万件あたり 0.40 ドルがかかります。これは、毎月数億または数十億のリクエストを処理しない場合に適したオプションである可能性があります。

• 利点: 価格が良い

• 短所: 読み取りリクエスト料金、データセンターが 3 つしかない、データセンターの選択がない

あなたへ

Tebi は、オブジェクト ストレージのみを行う非常に新しい組織です。その主な機能は、データをユーザーに近づけるためにリアルタイムで他のサーバーに複製することです。残念ながら、現在データセンターは 4 つしかありません。

• 長所: 価格が手頃、25 GB のストレージと 250 GB のインターネットが無料

• 短所: データセンターが 4 つしかない、非常に新しいため十分なテストがされていない

ノート

データベース ソリューションとしてオブジェクト ストレージを使用している場合は、ぜひご意見をお聞かせください。これまでのところ、Cloud Storage for Firebase を使用するウェブアプリでのみこれを実行しましたが、完全に機能します。私は現在、かなりの量のストレージ スペース (毎月数億件のリクエストが発生する可能性がある) を必要とする製品のオブジェクト ストレージ オプションを評価しています。

この記事: https://architect.pub/how-create-very-inexpensive-serverless-database
ディスカッション: Knowledge Planet [チーフ アーキテクト サークル] または WeChat トランペット [ca_cto] を追加するか、QQ グループを追加します [792862318]
一般公開なし	【jiagoushipro】 【スーパーアーキテクト】 アーキテクチャの方法論、アーキテクチャの実践、技術原則、技術トレンドについての鮮やかなグラフィックと詳細な説明。 お待ちしておりますので、ぜひスキャンしてご注目ください。
WeChatのトランペット	[ca_cea] エンタープライズ アーキテクチャ、クラウド コンピューティング、ビッグ データ、データ サイエンス、モノのインターネット、人工知能、セキュリティ、フルスタック開発、DevOps、デジタル化について議論する 50,000 人のコミュニティ。
QQグループ	[285069459] エンタープライズ アーキテクチャ、ビジネス アーキテクチャ、アプリケーション アーキテクチャ、データ アーキテクチャ、技術アーキテクチャ、統合アーキテクチャ、セキュリティ アーキテクチャの詳細な交換。そして、ビッグデータ、クラウドコンピューティング、モノのインターネット、人工知能などのさまざまな新興テクノロジー。 QQ グループに参加して、貴重なレポートや乾物を共有してください。
ビデオ番号	【スーパーアーキテクト】 建築に関する基本的な概念、モデル、手法、経験が1分ですぐに理解できます。 1日1分、仕組みはおなじみです。
知識の惑星	[チーフアーキテクトサークル] 著名人に質問したり、連絡を取ったり、プライベートな情報を共有したりしてください。
ヒマラヤ	[スーパーアーキテクト] 最新のブラックテクノロジー情報と建築体験を道路や車の中で学びましょう。	[知的な瞬間、ミスター・アーキテクチャーがブラックテクノロジーについて語ります]
知識の惑星	より多くの友人、職場、技術的なチャットに会いましょう。	ナレッジプラネット【職場とテクノロジー】
リンクトイン	ハリー	https://www.linkedin.com/in/architect-harry/
LinkedInグループ	LinkedIn アーキテクチャ グループ	https://www.linkedin.com/groups/14209750/
微博	【スーパーアーキテクト】	賢い瞬間‍
ビリビリ	【スーパーアーキテクト】
チクタク	【cea_cio】スーパーアーキテクト
早い労働者	【cea_cio_cto】スーパーアーキテクト
小さな赤い本	[cea_csa_cto] スーパーアーキテクト
Webサイト	CIO（最高情報責任者）	https://cio.ceo
Webサイト	CIO、CTO、CDO	https://cioctocdo.com
Webサイト	アーキテクトの実践的な共有	https://architect.pub
Webサイト	プログラマーによるクラウド開発の共有	https://pgmr.cloud
Webサイト	チーフアーキテクトコミュニティ	https://jiagoushi.pro
Webサイト	アプリケーション開発と開発プラットフォーム	https://apaas.dev
Webサイト	開発情報ネットワーク	https://xinxi.dev
Webサイト	スーパーアーキテクト	https://jiagou.dev
Webサイト	企業向け技術トレーニング	https://peixun.dev
Webサイト	プログラマーの本	https://pgmr.pub
Webサイト	開発者チャット	https://ブログ.開発者.チャット
Webサイト	CPOコレクション	https://cpo.work
Webサイト	最高セキュリティ責任者	https://cso.pub ‍
Webサイト	CIOクール	https://cio.cool
Webサイト	CDO情報	https://cdo.fyi
Webサイト	CXO情報	https://cxo.pub

ご清聴、転送、いいね、ご視聴ありがとうございます。