この記事は NHN テコラス Advent Calendar 2024 の 13 日目の記事です。

はじめに

こんにちは、Shunです！
先日、AWS re:Invent 2024 で Amazon Aurora DSQLというグローバルにスケール可能なデータベースが発表されました！

Aurora DSQL のアーキテクチャを聞いていると Cloud Spanner と非常に似ているデータベースだと感じました！
そこで本記事では、Aurora DSQL と Cloud Spanner を比較しながらまとめます！

Amazon Aurora DSQL とは

Amazon Aurora DSQL とは、事実上無制限のスケールが可能な PostgreSQL 互換のサーバーレス 分散 SQL データベースです。データベースのシャーディングやインスタンスのアップグレードを行うことなく、ワークロードの需要に合わせて容易に拡張できます。

アクティブ/アクティブな分散アーキテクチャを採用した Aurora DSQL は、強力なデータ整合性を保証し、単一リージョンで 99.99%、マルチリージョンで 99.999% の可用性を実現するように設計されています。サーバーレス設計により、パッチ適用、アップグレード、メンテナンスのダウンタイムといった運用上の負担を軽減します。

参考: Amazon Aurora DSQL

Cloud Spanner とは

Cloud Spanner は、Google Cloud が提供する無制限に書き込みと読み取りをスケールできるリレーショナルデータベースです。 強力な整合性を備え SQL に対応しています。自動シャーディングにより、データの拡張性とパフォーマンスを最大化します。
世界中にわたる同期複製により、99.999% の高可用性を実現します。トランザクションの完全性を維持しながらグローバルデータを処理できます。

参考: Spanner documentation

アーキテクチャ

Amazon Aurora DSQL

Aurora DSQL には、AZ 障害に対応可能なシングルリージョン構成とデータ処理/保存を分離可能なマルチリージョン構成の2つを選択することができます。

※本章で使用される画像は以下から抜粋しております。
出典: Introducing Amazon Aurora DSQL

1. シングルリージョン

Aurora DSQL では、コンピューティングレイヤー、トランザクションレイヤー、ストレージレイヤーの3つに分離されています。

シングルリージョンでは、3つの AZ にわたりデータが複製されます。これにより、AZ 障害が起きた場合でもフェールオーバーやレプリケーションラグの時間を最小限に抑えることができるようになります。

フェールオーバー時は、手動操作なしで正常なインスタンスへルーティングが行われます。

書き込みトランザクションは、トランザクションログレイヤーに記録され、その後3つの AZ にある ストレージレイヤーに同期的に記録されます。

2. マルチリージョン

マルチリージョンでは、3 つのリージョンにわたって構成されます。

2つのリージョンにわたってデータが複製され、第3のリージョンは Witness リージョンとして機能します。

Witness リージョンでは、トランザクションログのみが記録され、2つのリージョンのAurora DSQL の整合性を維持します。

Cloud Spanner

Cloud Spanner も Aurora DSQL と同様にコンピューティングレイヤーとストレージレイヤーが分離しています。

Cloud Spanner では、シングルリージョン、マルチリージョンに加え、デュアルリージョンの3つの構成を組むことが可能です。

参考: Regional, dual-region, and multi-region configurations

※本章で使用される画像は以下から抜粋しております。
出典: Spanner Architecture | Google Cloud Skills Boost

1. シングルリージョン

シングルリージョンでは、3 つのゾーンにわたってデータが複製されます。
ゾーン 障害時のフェールオーバーや正常なインスタンスへのルーティングは、自動的に行われます。

2. マルチリージョン

マルチリージョンでは、3 つのリージョンにわたって構成されます。2つのリージョンにわたってデータが複製され、第3のリージョンは Witness リージョンとして機能します。
マルチリージョンは、データの一貫性が強く求められるユースケースに適しています。

3. デュアルリージョン

デュアルリージョンは、文字通りの2つのリージョンにわたって構成されます。シングルリージョン、マルチリージョンとの違いは、ゾーン内で Witness 機能を持つノードが構成されることです。

デュアルリージョン構成の大きな特徴は、データを国内に留めることができるという点です。

データの所在地を国内に限定できるということが、Cloud Spanner と Aurora DSQL の大きな違いになっています。

参考: 高可用性とデータ所在地を維持できる Spanner の新しいデュアルリージョン構成

デュアルリージョンの構成図は、以下記事より引用しています。

価格

Amazon Aurora DSQL

現在プレビュー中のため無料で利用できます。一般公開時に詳しい情報が提供されます。

Cloud Spanner

Cloud Spanner は、以下に対して課金されます。

• コンピューティング
• データベースで使用するストレージ
• バックアップで使用するストレージ
• レプリケートされるデータ量
• ネットワーク

ネットワーク料金などは使用用途や規模により大きく左右されるため、ここではコンピューティング料金のみご紹介します。

リージョン構成	エディション	ノードあたりのコスト
シングルリージョン	Standard	$854.1 per month
	Enterprise	$1167.27 per month
	Enterprise Plus	$1622.79 per month
マルチリージョン	Enterprise Plus	$2734.65 per month
デュアルリージョン	Enterprise Plus	$3245.58 per month

※ 1ノードは1,000処理ユニット未満とされています。
　 例：200処理ユニットで実行時間が6時間のインスタンスは、1.2ノードとして課金されます。
※ エディションによって、パフォーマンス、SLAなどが異なります。
※ シングルリージョンは Tokyo(asia-northeast1)、マルチリージョンは Asia1(asia1) 、デュアルリージョンは Japan 1 (japan1) の料金です。

参考：Spannerの料金

さいごに

ここまで Aurora DSQL と Cloud Spanner のアーキテクチャなどの比較をしてきました！

アーキテクチャは非常によく似ていますが、Aurora DSQL はシャーディングを行っていない点、Cloud Spanner にはデュアルリージョンの選択肢がある点など、いくつかの違いがあることが分かりました！

Aurora DSQL はプレビューで情報が少ないので、アップデートあり次第また両者の良い部分を見ていこうと思います！

最後までお読みいただきありがとうございます！

Appendix

比較表

項目	Aurora DSQL	Cloud Spanner
構成	・シングルリージョン ・マルチリージョン	・シングルリージョン ・マルチリージョン ・デュアルリージョン
ストレージ	分散ストレージ	分散ストレージ
シャーディング	–	対応
可用性	99.999%	99.999%
互換性	PostgreSQL	独自 SQL

参考資料

• Amazon Aurora DSQL
• AWS re:Invent 2024 – CEO Keynote with Matt Garman
• Introducing Amazon Aurora DSQL
• Amazon Aurora DSQL に関するよくある質問
• Concurrency control in Amazon Aurora DSQL
• Spanner documentation
• Spanner Architecture | Google Cloud Skills Boost
• Spanner: TrueTime and external consistency
• Regional, dual-region, and multi-region configurations
• 高可用性とデータ所在地を維持できる Spanner の新しいデュアルリージョン構成