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@sugimount-a(sugimount)

AWS Wavelength を構築してみた

Last updated at Posted at 2022-02-27

はじめに

AWS Wavelength は、モバイルネットワークを利用したときに、従来のリージョンと比べてより低遅延でアクセスが出来る用になるサービスです。下のイメージ図がわかりやすいと思います。従来、5G や 4G ネットワークを使って AWS リージョンにアクセスすると、いわゆる「the internet」を経由していました。Wavelength で提供される Zone を利用することで、キャリアネットワークに閉じたアクセス経路になるため、より低遅延にアクセスが出来るようになります。

image-20220227164650847.png

引用 : https://www.slideshare.net/AmazonWebServicesJapan/aws-wavelength20210414

Wavelength のユースケースは、スマートファクトリー、コネクテッドカー、リアルタイムゲームなどが挙げられています。今回の記事では、Wavelength を使って KDDI 網の端末からアクセスを行ってみる内容になります。5G の端末は用意できなかったので、性能測定は行いませんのでご了承下さい。

Wavelength を有効化

デフォルトでは、Wavelength は無効化されているので、有効化をしていきます。以前は事前承認が必要でしたが、オプトイン形式で簡単に有効化が出来るようになりました。

EC2 Dashboard を開き、右側にある Zones を選択します

image-20220227101313221.png

Wavelength Zones にある Manage を押します

image-20220227101332766.png

KDDI のものを Enabled を押します

image-20220227101358129.png

Enable と入力して Ok を押します

image-20220227101421412.png

自分の環境では、数分後 Enabled となりました

image-20220227101502486.png

VPC の作成

Wavelength Zone の東京と大阪は、Tokyo Region の VPC に所属する Zone となります。KDDI さんの Slideshare から引用しますが、次の図にある通り、Wavelength Zone は、東京リージョンの VPC の中で、AZ と横並びに存在する Zone となっています。大阪リージョンの Wavelength Zone についても、大阪ではなく東京リージョンの VPC に所属する点は、若干紛らわしいので覚えておきましょう。

image-20220227102321655.png

VPC 内の AZ と Wavelength Zone は相互通信可能です。KDDI 網に参加している端末が、Wavelength の EC2 インスタンスにアクセスできます。(通常のインターネットの回線からは、ICMP しか通りません)

image-20220227123742059.png

ということで、まずは VPC を東京リージョン側で作成していきましょう。既に VPC を持っている場合は、既存のものを利用できます。

Create VPC を押します。

image-20220227124304288.png

名前や CIDR を入力して、Create VPC を押します。

image-20220227124506761.png

VPC が作成されました

image-20220227124611441.png

Subnet の作成

Wavelength Zone に紐づく Subnet を作っていきます。通常の AZ で作成するときの手順と同じです。

Create Subnet を押します。

image-20220227124830247.png

作成した VPC を選択します

image-20220227124900669.png

パラメータを入れて Create Subnet を押します

  • Subnet の名前
  • Availability Zone の選択で、Wavelength Zone の東京を選ぶ
  • CIDR を入力

image-20220227125033397.png

Wavelength Zone Tokyo の Subnet が出来ました。

image-20220227125207633.png

同様に Wavelength Zone の Osaka 側も作成しました

image-20220227125417155.png

通常の Tokyo Region の AZ も作成しました

image-20220227125528434.png

Carrier Gateway の作成

Wavelength として必要な Carrier Gateway を作成します。KDDI さんのスライドを借りると、KDDI 網と接続するための Gateway です。通常の AZ だと Internet Gateway を使ってインターネットと通信をしますが、Wavelength の場合は、Carrier Gateway を使います。

image-20220227102321655.png

それでは、Carrier Gateway を作成していきましょう。VPC のページで、Carrier Gateway の作成をしていきます。

image-20220227130932346.png

名前と VPC を選択して、Create を押します

image-20220227131053921.png

作成されました

image-20220227131110633.png

Route Table を Subnet に紐づける

Carrier Gateway を作成したことで、自動的に 1 個の Route Table が作成されています。この Route Table を Subnet に紐づけます。

image-20220227131321644.png

東京と大阪の Wavelength Zone に紐づく Subnet を選択します。

image-20220227131438591.png

Wavelength Zone に EC2 インスタンスを作成

それでは、実際に Wavelengh Zone で EC2 インスタンスを作成していきます。通常の AZ と同様の操作で構築できます。EC2 のページで Launch instances を選択します

image-20220227131837010.png

Amazon Linux 2 を選びます

image-20220227134207840.png

次に、EC2 インスタンスタイプを選んでいくのですが、Wavelength Zone で利用可能なインスタンスタイプについてです。次の URL で公開されています。

image-20220227134313167.png

上記の URL にある通り、次の 4 つを選択できます。

  • t3.medium
  • t3.xlarge
  • g4dn.2xlarge
  • r5.2xlarge

なお、上記以外の インスタンスタイプを選択すると、エラーになります。

image-20220227134500706.png

今回は、t3.medium を選択していきます。

image-20220227134817549.png

VPC と Subnet を、Wavelength のものを選択します。

image-20220227134923493.png

ストレージ容量などを選択して Next を押します

image-20220227135037823.png

Security Group の設定です。一旦、VPC 内部に限定したものを設定します。

image-20220227135149773.png

Launch を押します

image-20220227135246266.png

キーペアを選択します。

image-20220227135317479.png

EC2 Instance が、Wavelength Zone 上で構成されました

image-20220227135416002.png

同様に Wavelength Zone の大阪と、東京リージョン側の通常 AZ にも、EC2 Instance を作成しました

image-20220227135802884.png

Wavelength Zone のインスタンスに SSH

Wavelength Zone に作成したインスタンスが正常に稼働しているか SSH をしてみましょう。自宅の PC はインターネットにつながっていますが、KDDI 網には接続していないので、東京リージョンの AZ に立てたインスタンスを踏み台にしてアクセスをしていきます。(記事では省略しますが、AZ 側ではInternet Gateway や Security Group など、SSH 接続をするための設定変更をしています)

東京AZ → Wavelength Zone 東京

Ping が正常に届きます。

[ec2-user@ip-10-10-100-102 ~]$ ping 10.10.0.55
PING 10.10.0.55 (10.10.0.55) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.10.0.55: icmp_seq=1 ttl=64 time=5.56 ms
64 bytes from 10.10.0.55: icmp_seq=2 ttl=64 time=5.18 ms
64 bytes from 10.10.0.55: icmp_seq=3 ttl=64 time=5.16 ms
64 bytes from 10.10.0.55: icmp_seq=4 ttl=64 time=5.20 ms
^C
--- 10.10.0.55 ping statistics ---
4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3004ms
rtt min/avg/max/mdev = 5.161/5.278/5.560/0.178 ms
[ec2-user@ip-10-10-100-102 ~]$

Wavelength Zone 東京で稼働している EC2 インスタンスに、SSH が出来ました

[ec2-user@ip-10-10-100-102 ~]$ ssh ec2-user@10.10.0.55
Last login: Sun Feb 27 05:11:28 2022 from 10.10.100.102

       __|  __|_  )
       _|  (     /   Amazon Linux 2 AMI
      ___|\___|___|

https://aws.amazon.com/amazon-linux-2/

東京AZ → Wavelength Zone 大阪

Ping が出来ています

[ec2-user@ip-10-10-100-102 ~]$ ping 10.10.1.248
PING 10.10.1.248 (10.10.1.248) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.10.1.248: icmp_seq=1 ttl=64 time=11.6 ms
64 bytes from 10.10.1.248: icmp_seq=2 ttl=64 time=11.4 ms
64 bytes from 10.10.1.248: icmp_seq=3 ttl=64 time=11.4 ms
64 bytes from 10.10.1.248: icmp_seq=4 ttl=64 time=11.6 ms
64 bytes from 10.10.1.248: icmp_seq=5 ttl=64 time=11.4 ms
^C
--- 10.10.1.248 ping statistics ---
5 packets transmitted, 5 received, 0% packet loss, time 4007ms
rtt min/avg/max/mdev = 11.402/11.536/11.690/0.125 ms
[ec2-user@ip-10-10-100-102 ~]$

Wavelength Zone 大阪で稼働している EC2 インスタンスに、SSH が出来ました

[ec2-user@ip-10-10-100-102 ~]$ ssh ec2-user@10.10.1.248
Last login: Sun Feb 27 05:14:04 2022 from 10.10.100.102

       __|  __|_  )
       _|  (     /   Amazon Linux 2 AMI
      ___|\___|___|

https://aws.amazon.com/amazon-linux-2/
[ec2-user@ip-10-10-1-248 ~]$

WZ 大阪 → WZ 東京

なお、Wavelength Zone 東京と Wavelength Zone 大阪間は通信できません

[ec2-user@ip-10-10-1-248 ~]$ ping 10.10.0.55
PING 10.10.0.55 (10.10.0.55) 56(84) bytes of data.
^C
--- 10.10.0.55 ping statistics ---
8 packets transmitted, 0 received, 100% packet loss, time 7172ms

[ec2-user@ip-10-10-1-248 ~]$

Elastic IP の作成

Elastic IP を作成して、Wavelength Zone の EC2 インスタンスに付与していきます。これを付与することで、KDDI 網から直接 Wavelength Zone のインスタンスへ接続が可能です。

Allocate Elastic IP address を選びます

image-20220227142239099.png

Wavelength Zone 東京の Elastic IP を取得するために、Network Border Group の欄で、 ap-northeast-1-wl1-nrt-wlz-1 を選びます。大阪の場合は ap-northeast-1-wl1-kix-wlz-1 です。

image-20220227142327958.png

Wavelength Zone の東京と大阪側の両方を取得しました

image-20220227142541494.png

取得した Elastic IP を選択して、EC2 インスタンスに Associate していきます

image-20220227142908146.png

Associate をします

image-20220227142958188.png

同様に、Osaka の Elastic IP も EC2 インスタンスに付与します。

自宅から Ping で疎通確認

Wavelength Zone で稼働している EC2 インスタンスは、インターネットを経由しても ICMPであれば通信可能です。TCP/UDP はダメです。ここまでの設定の確認のため、自宅PC から Ping を行い、正常に通信できるか確認してみましょう

東京と大阪のそれぞれに Ping を打ちます。正常に疎通できれば、ここまでの設定は正しくできています。

ping <elastic IP>

Nginx のインストール

Wavelength Zone でうごかしている 東京と大阪のEC2 インスタンスへ、Nginx を導入します

sudo amazon-linux-extras install nginx1 -y

root ユーザーにスイッチします

sudo su -

Index.html を書き換えます。テストページです from Wavelength 東京 の文字は、大阪のときは書き換えます

cat <<'EOF' > /usr/share/nginx/html/index.html
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en">
    <head>
        <title>テストページです from Wavelength 東京</title>
        <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8" />
        <style type="text/css">
            /*<![CDATA[*/
            body {
                background-color: #fff;
                color: #000;
                font-size: 0.9em;
                font-family: sans-serif,helvetica;
                margin: 0;
                padding: 0;
            }
            h1 {
                text-align: center;
                margin: 0;
                padding: 0.6em 2em 0.4em;
                background-color: #294172;
                color: #fff;
                font-weight: normal;
                font-size: 1.75em;
                border-bottom: 2px solid #000;
            }
            h1 strong {
                font-weight: bold;
                font-size: 1.5em;
            }
            /*]]>*/
        </style>
    </head>

    <body>
        <h1>テストページです from Wavelength 東京</h1>
    </body>
</html>
EOF

root から戻ります

exit

Nginx のサービスを起動します

sudo systemctl restart nginx
sudo systemctl enable nginx

アクセス確認

KDDI 回線を持っている端末から、実際にアクセスしてみましょう。

まず東京です。正常にアクセスできました！環境的に 4G 回線になりますが、これでも正常にアクセスできています。なお、通常のインターネット回線からは接続できません。

image-20220227164000524.png

次に大阪です。これも同様にアクセスができました！

image-20220227164050041.png

検証を通じてわかったこと

  • Wavelength Zone は、ネットワークキャリア網に参加している端末からアクセス可能
  • 5G でも 4G でも接続可能
  • the internet からはアクセスできない (ICMP のみ可能)
  • Wavelength Zone の東京と大阪は、Tokyo Region の VPC に所属する
  • Tokyo Region の AZ と、Wavelength Zone 間は問題なく通信可能
  • Wavelength Zone の東京と大阪間は通信できない
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