AWS Transit Gateway完全ガイド - 大規模ネットワーク統合の決定版 ​

AWS Transit Gatewayは、VPC、VPN接続、AWS Direct Connect接続を中央集約的に管理するクラウドルーターです。従来のVPC Peeringでは困難だった大規模環境でのネットワーク管理を大幅に簡素化し、スケーラブルなハブアンドスポークアーキテクチャを実現します。

Transit Gatewayとは ​

基本概念と役割 ​

Transit Gatewayは、AWS Region内で複数のネットワークリソースを相互接続するマネージドサービスです。VPCやオンプレミス環境からの接続を中央で集約し、統一されたルーティングポリシーで管理できます。

主な特徴

  • 中央集約型管理: 単一のコントロールポイントで複数接続を管理
  • 高スケーラビリティ: 最大5,000のVPC接続をサポート
  • シンプルなアーキテクチャ: 複雑なVPC Peeringメッシュを回避
  • 柔軟なルーティング: 複数のルートテーブルによる細かな制御

従来の課題とTransit Gatewayによる解決 ​

VPC Peeringの制約 VPC Peeringは1対1接続のため、多数のVPCを相互接続する際に指数的に複雑性が増加していました。

Transit Gatewayのメリット

  • 管理の簡素化: n個のVPCに対してn個の接続のみ必要
  • トランジティブルーティング: VPC間の相互通信が自動的に可能
  • 一元的なポリシー管理: 統一されたセキュリティとルーティング制御
  • 運用効率の向上: 新しいVPCの追加が簡単

アーキテクチャ設計の基本 ​

ハブアンドスポークモデル ​

Transit Gatewayは、ハブアンドスポークアーキテクチャの中核となります。このモデルでは、すべての通信がTransit Gatewayを経由して行われます。

コア設計原則 ​

セグメンテーション戦略 環境やセキュリティ要件に応じてネットワークを論理的に分離します。

  • 本番環境セグメント: 本番ワークロード専用
  • 開発環境セグメント: 開発・テスト環境専用
  • 共有サービスセグメント: DNS、監視、ログ等の共通サービス
  • DMZセグメント: 外部からアクセス可能なサービス

可用性設計

  • マルチAZ配置: Transit Gatewayは自動的に複数AZに分散
  • 冗長接続: 重要な接続には複数の経路を確保
  • フェイルオーバー: BGPを活用した自動故障切り替え

ルートテーブルとルーティング制御 ​

ルートテーブルの概念 ​

Transit Gatewayでは、複数のルートテーブルを作成してトラフィックの流れを制御できます。これにより、セキュリティ要件に応じたネットワーク分離が可能です。

デフォルトルートテーブル Transit Gateway作成時に自動的に作成され、すべてのアタッチメントが最初に関連付けられます。

カスタムルートテーブル 特定の要件に応じて作成する追加のルートテーブルです。

実践的なルーティング設計 ​

基本的な分離パターン

ルートテーブル設定例

bash
# 本番環境用ルートテーブル作成
aws ec2 create-transit-gateway-route-table \
  --transit-gateway-id tgw-1234567890abcdef0 \
  --tag-specifications 'ResourceType=transit-gateway-route-table,Tags=[{Key=Name,Value=Production-RT}]'

# 開発環境VPCを開発ルートテーブルに関連付け
aws ec2 associate-transit-gateway-route-table \
  --transit-gateway-attachment-id tgw-attach-1234567890abcdef0 \
  --transit-gateway-route-table-id tgw-rtb-1234567890abcdef0

# 特定の宛先に対するルート追加
aws ec2 create-route \
  --route-table-id tgw-rtb-1234567890abcdef0 \
  --destination-cidr-block 10.1.0.0/16 \
  --transit-gateway-attachment-id tgw-attach-1234567890abcdef0

高度なルーティングパターン ​

アクティブ・パッシブ構成 冗長性を確保しながら、通常時は特定の経路を優先使用します。

優先ルート: オンプレミス → Direct Connect → VPC
バックアップ: オンプレミス → VPN → VPC

トラフィック分散 複数の経路に負荷を分散して帯域幅を最大化します。

25% → Direct Connect 接続1
25% → Direct Connect 接続2  
25% → Direct Connect 接続3
25% → Direct Connect 接続4

セキュリティグループとアクセス制御 ​

Transit Gateway Security Group ​

Transit Gateway自体にはセキュリティグループを直接適用できませんが、接続されたリソースで制御を行います。

VPCアタッチメントでの制御

bash
# Transit Gateway用セキュリティグループ作成
aws ec2 create-security-group \
  --group-name tgw-access-sg \
  --description "Security group for Transit Gateway access" \
  --vpc-id vpc-12345678

# 特定のCIDRからのアクセス許可
aws ec2 authorize-security-group-ingress \
  --group-id sg-12345678 \
  --protocol tcp \
  --port 443 \
  --cidr 10.0.0.0/8

ネットワークACLとの組み合わせ ​

Network ACLを使用してサブネットレベルでの追加制御を実装できます。

本番環境保護の例

ルール番号  タイプ      プロトコル  ポート    送信元CIDR      許可/拒否
100        HTTPS       TCP         443       10.0.0.0/16    許可
110        SSH         TCP         22        10.100.0.0/24  許可
120        MySQL       TCP         3306      10.0.0.0/16    許可
32767      ALL         ALL         ALL       0.0.0.0/0      拒否

Cross-Account接続の実装 ​

Resource Access Manager（RAM） ​

Transit Gatewayを複数のAWSアカウント間で共有するには、AWS RAMを使用します。

bash
# リソース共有作成
aws ram create-resource-share \
  --name "TGW-Cross-Account-Share" \
  --resource-arns arn:aws:ec2:us-west-2:123456789012:transit-gateway/tgw-1234567890abcdef0 \
  --principals 210987654321,345678901234

# 共有の承認状況確認
aws ram get-resource-share-invitations

共有アカウント設定 ​

受信側アカウントでの操作

bash
# 共有招待の承認
aws ram accept-resource-share-invitation \
  --resource-share-invitation-arn arn:aws:ram:us-west-2:123456789012:invitation/1234567890abcdef0

# VPCアタッチメント作成
aws ec2 create-transit-gateway-vpc-attachment \
  --transit-gateway-id tgw-1234567890abcdef0 \
  --vpc-id vpc-87654321 \
  --subnet-ids subnet-12345678

Cross-Accountアーキテクチャ例 ​

Cross-Region Peering ​

リージョン間接続の実装 ​

Transit Gateway Peeringを使用して、異なるリージョンのTransit Gateway間を接続できます。

bash
# Peering接続の作成（リージョンA）
aws ec2 create-transit-gateway-peering-attachment \
  --transit-gateway-id tgw-1234567890abcdef0 \
  --peer-transit-gateway-id tgw-0fedcba0987654321 \
  --peer-region ap-southeast-1

# Peering接続の承認（リージョンB）
aws ec2 accept-transit-gateway-peering-attachment \
  --transit-gateway-attachment-id tgw-attach-1234567890abcdef0

グローバルアーキテクチャ設計 ​

大規模環境での実装パターン ​

エンタープライズ向けアーキテクチャ ​

多環境・多リージョン構成

パフォーマンス最適化 ​

帯域幅最適化

  • 同一AZ内: 最大50Gbps
  • 異なるAZ間: 最大25Gbps
  • 適切なインスタンスタイプ: Enhanced Networking対応インスタンス使用

レイテンシー最適化

  • 地理的配置: ワークロードに近いリージョン選択
  • ルーティング最適化: 最短経路でのルーティング設定
  • 接続の最適化: Direct Connectによる低レイテンシー接続

運用自動化 ​

Infrastructure as Code

yaml
# CloudFormation例
AWSTemplateFormatVersion: '2010-09-09'
Resources:
  TransitGateway:
    Type: AWS::EC2::TransitGateway
    Properties:
      AmazonSideAsn: 64512
      Description: 'Enterprise Transit Gateway'
      Tags:
        - Key: Name
          Value: Enterprise-TGW
        - Key: Environment
          Value: Production

  ProductionRouteTable:
    Type: AWS::EC2::TransitGatewayRouteTable
    Properties:
      TransitGatewayId: !Ref TransitGateway
      Tags:
        - Key: Name
          Value: Production-RT

自動ルート管理

bash
#!/bin/bash
# 新しいVPCアタッチメント時の自動ルート設定

VPC_ID=$1
ENVIRONMENT=$2

if [ "$ENVIRONMENT" = "production" ]; then
  ROUTE_TABLE_ID="tgw-rtb-prod123456"
elif [ "$ENVIRONMENT" = "development" ]; then
  ROUTE_TABLE_ID="tgw-rtb-dev123456"
fi

# VPCアタッチメント作成
ATTACHMENT_ID=$(aws ec2 create-transit-gateway-vpc-attachment \
  --transit-gateway-id tgw-1234567890abcdef0 \
  --vpc-id $VPC_ID \
  --subnet-ids subnet-12345678 \
  --query 'TransitGatewayVpcAttachment.TransitGatewayAttachmentId' \
  --output text)

# ルートテーブル関連付け
aws ec2 associate-transit-gateway-route-table \
  --transit-gateway-attachment-id $ATTACHMENT_ID \
  --transit-gateway-route-table-id $ROUTE_TABLE_ID

監視とトラブルシューティング ​

CloudWatch メトリクス ​

重要な監視項目

  • BytesIn/BytesOut: データ転送量
  • PacketsIn/PacketsOut: パケット数
  • PacketDropCount: パケットドロップ数

アラート設定例

bash
# 高トラフィック検出アラーム
aws cloudwatch put-metric-alarm \
  --alarm-name "TGW-High-Traffic" \
  --alarm-description "Transit Gateway high traffic" \
  --metric-name BytesOut \
  --namespace AWS/TransitGateway \
  --statistic Sum \
  --period 300 \
  --threshold 1000000000 \
  --comparison-operator GreaterThanThreshold \
  --evaluation-periods 1

VPC Flow Logsによる分析 ​

Transit Gateway Flow Logs設定

bash
# Transit Gateway Flow Logs有効化
aws ec2 create-flow-logs \
  --resource-type TransitGateway \
  --resource-ids tgw-1234567890abcdef0 \
  --traffic-type ALL \
  --log-destination-type cloud-watch-logs \
  --log-group-name TransitGatewayFlowLogs

一般的な問題と解決方法 ​

ルーティング問題

  • 症状: VPC間通信が失敗
  • 確認点: ルートテーブル設定、プロパゲーション設定
  • 解決策: 正しいルートテーブルへの関連付け確認

パフォーマンス問題

  • 症状: 期待される帯域幅が出ない
  • 確認点: インスタンスタイプ、Placement Group設定
  • 解決策: Enhanced Networking対応インスタンスの使用

セキュリティ問題

  • 症状: 意図しない通信が発生
  • 確認点: ルートテーブル設定、セキュリティグループ設定
  • 解決策: より細かなルーティング制御の実装

コスト最適化戦略 ​

料金体系の理解 ​

基本料金

  • Transit Gateway時間料金: $36/月（常時稼働）
  • アタッチメント料金: VPC、VPN、Direct Connect接続ごと
  • データ処理料金: 処理されたGBごとの課金

最適化手法 ​

アタッチメント統合

  • 不要なアタッチメントの削除
  • 共有リソースの活用による接続数削減

トラフィック最適化

  • 同一AZ内通信の優先
  • 不要なクロスリージョントラフィックの削減

リソース共有の活用

  • Cross-Account共有によるTransit Gateway数の削減
  • 共有サービスVPCの効果的活用

AWS Transit Gatewayは、大規模なネットワーク環境での接続管理を劇的に簡素化します。適切な設計と実装により、スケーラブルで管理しやすいネットワークアーキテクチャを構築できます。