X-Ray のコンセプトとアーキテクチャ

AWS のモニタリングとトラブルシューティング

John Q. Martin

Principal Consultant

分散システムの課題

 

モノリシックアプリケーション

• 1つのプロセス内で完結する線形フロー
• デバッグが比較的容易

 

分散アプリケーション

• 1つのリクエストが複数のサービス・DB・外部 API を経由する
• 障害発生時、原因となったサービスを特定しにくい

AWS X-Ray とは？

 

X-Ray は分散トレーシングサービスです：

• サービスをまたいだリクエストをエンドツーエンドで追跡
• 各ステップのレイテンシ計測とエラー検出
• サービスマップとしてアプリケーション構成を可視化

 

リクエストパスの例：

 

5つのコア機能

 

トレーシングの仕組み

 

トレース ID とヘッダーの伝播

 

トレース ID のフォーマット：

 

HTTP ヘッダー：

X-Amzn-Trace-Id:
  Root=1-5e8c1234-...;
  Parent=abc123;
  Sampled=1

• Root：すべてのサービスで共通のトレース ID
• Parent：上流セグメントの ID
• Sampled：0 または 1（トレース対象か否か）

X-Ray デーモン

 

機能：

• UDP ポート 2000 でリッスン
• アプリケーションからセグメントデータを受信
• バッファリング・バッチ処理し、X-Ray API に転送
• アプリと X-Ray サービスを疎結合に保つ

 

環境別のデプロイ方法：

サンプリング

 

デフォルトルール：

• 毎秒最初のリクエスト — 必ずトレース
• それ以降のリクエストの 5% — サンプリング

カスタムルールのフィールド：

• fixed_target — 毎秒必ずトレースするリクエスト数
• rate — 追加リクエストのサンプリング割合
• priority — 数値が小さいほど優先度が高い

 

設定例：

Rule 1 (priority 1):
  5xx errors -> 100% sampling

Rule 2 (priority 10):
  Normal traffic -> 5% sampling

セグメント

 

セグメントに記録される内容：

• サービス名
• 開始・終了時刻
• トレース ID
• HTTP リクエストとレスポンスの詳細
• AWS アカウントとリージョン

 

セグメントの状態：

サブセグメント

 

サブセグメントの役割：

• セグメント内の詳細なタイミングを提供
• ダウンストリームの呼び出しを追跡
• 合計 800ms を以下に分解
  • DynamoDB.PutItem：50ms
  • PaymentService 呼び出し：400ms
  • InventoryService 呼び出し：300ms

 

名前空間：

アノテーション

 

主な特徴：

• インデックス付きキーバリューペア — 検索・フィルタリング可能
• 上限：トレースあたり 50 件
• 型：文字列、数値、ブール値

用途：

• user_id、order_id、環境名
• バージョン、機能フラグ、エラーコード

 

フィルター構文：

annotation.user_id = "user-123"

annotation.environment = "production"
AND annotation.version = "1.2.3"

メタデータ

 

主な特徴：

• インデックスなし — 検索・フィルタリング不可
• サイズ制限なし
• 任意の JSON 構造をサポート

用途：

• リクエスト・レスポンスの全データ
• エラーメッセージとスタックトレース
• ビジネスコンテキスト（注文明細、住所など）

 

アノテーションとメタデータの比較：

完全なトレース構造

 

レッスンのまとめ

 

• X-Ray — サービスをまたいだエンドツーエンドの可視性を提供する分散トレーシングサービス
• トレーシングの仕組み — HTTP ヘッダーによるトレース ID 伝播、デーモンによるセグメント収集、設定可能なサンプリングルール
• トレースの構成要素：
  • セグメント — サービスレベルの処理記録
  • サブセグメント — ダウンストリーム操作の詳細なタイミング
  • アノテーション — フィルタリング・検索用のインデックス付きキーバリューペア
  • メタデータ — インデックスなしの詳細なコンテキスト情報

練習しましょう！

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