Awsのインフラをデザインパターン駆使して設計構築

社内勉強会vol.3
AWSのインフラを
デザインパターン駆使して設計・構築できる！？
Takayuki Niinuma@Kagoshima

お願い
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• 質問があればmentionを入れて通知ください

agenda
• 自己紹介
• AWSのCloud Design Pattern紹介
• アプリケーション機能要件に対しての構築パターン
• CloudFormationを使ったAWSの各サービスを自動構築
• 参考資料
• まとめ
• 質疑応答

Title: technologist
Facebook: takayuki.niinuma
Twitter: @twinuma
GitHub: https://github.com/Twinuma
Blog: http://takachan.hatenablog.jp

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私のクローズドだったtipsダダ漏れ

＼ここで、皆さんに質問／ 
AWSのサービスはどれだけ知っていますか？

Amazon EC2 Route 53 Amazon S3 Amazon RDS

＼ここで、皆さんに質問／ 
AWSのサービスはどれだけ知って
いますか？
自己紹介
AWSのCloud Design Pattern紹介
アプリケーション機能要件に対しての構築パターン

クラウドアーキテクティング原則
クラウドの特性を考えると、これまでのシステムアーキテクティングと異なった
視点が必要となる。それをクラウドアーキテクティング原則として整理している。
引用 - 実践！AWSクラウドデザインパターン(http://www.slideshare.net/suzlab/cdp-28868858) -

クラウドアーキテクティング原則
クラウドの特性を考えると、これまでのシステムアーキテクティングと異なった
視点が必要となる。それをクラウドアーキテクティング原則として整理している。
• できるだけサービスを利用
• 机上実験よりも実証実験
• スモールスタートからスケールアウト
• 変化に対して全レイヤで対処
• 故障のための設計(Design For Failure)
• 最初だけではなく周期的なカイゼン

できるだけサービスを利用
すでにクラウド上に存在しているサービスのメリット/デメリットを正確に理解し、使いこ
なすことが重要である。利用者としては、車輪の再開発は極力避けるべきである。
SDKs
Java Python PHP .NET Ruby nodeJS
iOS Android AWS Toolkit for
Visual Studio
AWS Toolkit
for Eclipse
Tools for Windows
PowerShell
CLI

例：S3でWebサイトのホスティング

例：S3でWebサイトのホスティング
• 99.999999999%の堅牢性と、99.99%の可用性を提供
• 3ヶ所以上の異なるロケーションにデータ保管
• データ転送量、ファイルサイズで課金(基本的にEC2より安価)

例：RDSでマネージドリレーショナルデータベース

例：RDSでマネージドリレーショナルデータベース
• 自動バックアップ、Restore To Point In Time
• レプリケーション（Multi-AZ、Read Replica）
• パッチ管理（自動マイナーバージョンアップ）

机上実験よりも実証実験
クラウドの良さは瞬時に安く調達できることなので、机上の実験に時間をかけず、その場です
ぐに試すべきである。そうすることで短時間で精度の高い結果が分かり、よりカイゼンできる。
数日

クラウドの良さは瞬時に安く調達できることなので、机上の実験に時間をかけず、その場です
ぐに試すべきである。そうすることで短時間で精度の高い結果が分かり、よりカイゼンできる。
数日数秒

例：EC2でキャパシティプランニングの短縮
• 負荷テストでリソース不足がわかった場合、その後のチューニングが大変
• 事前のキャパシティプランニングに時間をかけてしまう
オンプレミス

例：EC2でキャパシティプランニングの短縮
• 負荷テストでリソース不足がわかった場合、その後のチューニングが大変
• 事前のキャパシティプランニングに時間をかけてしまう
オンプレミス
• 負荷テストでリソース不足が分かったらすぐに調整（スケールアップ/アウト）
• 調整時に仮想サーバを増やし過ぎたら減らせばいい（課金も止まる）
クラウド（AWS）

ただし・・・（注意点）
• 何でもかんでもサービスを使えばいいというわけではない
• ちゃんとできないことも把握して適材適所で利用する

Amazon S3
• 独自ドメインがHTTPS通信が利用できない
• BASIC認証が利用できない

Amazon S3
• 独自ドメインがHTTPS通信が利用できない
• BASIC認証が利用できない
Amazon RDS
• OSにログインできない
• 権限の制約などによる利用できない機能がある
ローカルディスクへのデータの書き出しなど

• 必要な仮想サーバの性能と数量を決めるためのキャパシティプランニング
は、事前に時間を掛ける必要はないが・・・
• 負荷に対するアーキテクチャを間違えると負荷テストの結果、必要な仮想
サーバの性能と数量が膨大（=高額）になる可能性も・・・
• 終盤のアーキテクチャの変更は危険がいっぱい・・・（スケールアップも
限界はある・・・）

• 必要な仮想サーバの性能と数量を決めるためのキャパシティプランニング
は、事前に時間を掛ける必要はないが・・・
• 負荷に対するアーキテクチャを間違えると負荷テストの結果、必要な仮想
サーバの性能と数量が膨大（=高額）になる可能性も・・・
• 終盤のアーキテクチャの変更は危険がいっぱい・・・（スケールアップも
限界はある・・・）
アーキテクチャの設計は机上の実験も含め、
事前に時間をかけたい

AWSクラウドデザインパターン
AWSクラウドを使ったシステムアーキテクチャ設計を行う際に発生する、典型的な
問題とそれに対する解決策・設計方法を、わかりやすく分類して、ノウハウとして利
用できるように整理したものである。

http://aws.clouddesignpattern.org/

現在48パターン＋カテゴライズ待ち15パターン

例：Cloud DI Pattern
• 解決したい課題
• クラウドでの解決/パターンの説明
• 実装
• 構造
• 利点
• 注意点
• その他
• 関連ブログ

<解決したい課題>
規模の大きなシステムでは、アクセス数などの増大とともに多数のサーバーを増設する
ことになる。
その場合、サーバー構築に必要なインストールや設定を一つひとつ手作業で行うのは非
常に手間となり、期限内で終わらせることも難しくなる。サーバー構築の自動化を行う
方法としてシステム管理ツールを利用する方法もあるが、そこにはコストの問題もある。

<クラウドでの解決/パターンの説明>
仮想サーバーを起動した際、そのサーバーの目的に合わせてサーバーの内部構成を自動的に構
築したいケースがある。特にScale OutパターンやScheduled Autoscalingパターンを使って運
用を自動化したい場合に求められる。こうしたケースではBootstrapパターンが有効だが、外出
ししておきたい情報（例えばDB接続先IPアドレス、サーバー名、認識番号など）が多くある場
合、このCloud DIパターンを利用することでより柔軟にサーバー初期化を行うことができる。

<実装>
EC2を起動する際、EC2インスタンスに対して、任意のタグをつける機能がある。こ
の機能を利用して、EC2起動時にタグ情報を読み込み、それに応じた設定を行う。
• EC2の固有情報をタグとしてセットする。（例えばEIPをタグとして設定する）
• EC2の起動時に、タグを取得するアプリケーションが起動するよう設定する。
• アプリケーション内で、タグ情報に従ってEC2の初期化を行う（設定したEIPが自動的に
EC2に割り当てられる）。

<構造>

<利点>
• Stampパターン・Bootstrapパターンを使った汎用的なベースイメージに対して
固有の設定を行える。
• タグ情報でパラメータ設定を行うため、マネジメントコンソールで容易に設定
したり確認したりできる。
• 自動的に設定を行えるため、運用時のミスを低減できる。
• EC２インスタンスの構築だけでなく、AMIやスナップショットの自動取得を行
う仕組みを作る場合にも利用できる。

<注意点>
• タグは、付与できる文字数が決まっている場合がある。その場合は、S3のURLやネッ
トワークのファイルパスなど、渡したい情報へのポインタ情報をタグにセットする。

<その他>
• 情報を引き渡すために、タグだけでなくユーザーデータと
呼ばれるメタデータを利用する事もできる。

AWS リファレンスアーキテクチャ
http://aws.amazon.com/jp/architecture/
AWSクラウドを使ったシステムアーキテクチャ設計を行う際に発生する、典型
的な問題とそれに対する解決策・設計方法を、わかりやすく分類して、ノウハ
ウとして利用できるように整理したものである。

AWS リファレンスアーキテクチャ

私が構築設計するときの代表的な4パターン
①Web Storage Pattern
• S3を使えば、ネットワーク負荷やデー
タ容量を気にする必要がなくなる
• S3は3カ所以上のデータセンターで
バックアップを行っているため、非常
に耐久性が高い
• 各コンテンツ毎のURLが発行されるた
め、ファイルをS3に置くだけでファイ
ル共有など広範囲な目的で活用するこ
とができる

②Multi-Datacenter Pattern
• データセンターレベルの大きな障害が発
生しても、サービス継続可能なシステム
を構築できる
• 東日本大震災以降注目されているディザ
スターリカバリー（DR）構成を安価に
迅速に構築できる
• AWSはAZごとに初期費用や月額利用料
がかかるわけではないので、単一のAZ
を使用しても複数のAZを使用しても費
用は変わらない

③Scale Out Pattern
• トラフィック量の増大に合わせて自動的に
EC2インスタンスを増やすことができるの
で、サービス継続につながる
• トラフィック量が多くないときにはEC2イ
ンスタンスを削減できる(スケールインと呼
ぶ)のでコスト削減につながる
• トラフィック量の増減に合わせて自動的に
EC2インスタンスを増減させられるので、
運用の手間が省ける
• ELBの配下に必要な数のEC2インスタンス
を並べることができるので、スケールアッ
プと比べると処理能力の限界は極めて高い

④Cache Distribution Pattern
• 地理的に離れたユーザーに対して、より
良いユーザエクスペリエンスを提供でき
る
• ファイルダウンロード処理を分散できる
ため、負荷分散効果もある
• 既存のサーバー（オンプレやホスティン
グなどのEC2以外のサーバー）をオリジ
ンサーバーにすることで、既存のサーバー
を生かしながらパターンを適用すること
が可能
• オリジンサーバーとしては、S3を直接オ
リジンに用いることもできる

AWS リファレンスアーキテクチャをベースにして、そこから要件・予算に応じ
て構成を加えたり減らしたりすればそれらしい構成にはなる！
ビジプロ向け情報"(( ⁰⊖⁰)/)"
【構成を加えるパターン】

AWS リファレンスアーキテクチャをベースにして、そこから要件・予算に応じ
て構成を加えたり減らしたりすればそれらしい構成にはなる！
ビジプロ向け情報"(( ⁰⊖⁰)/)"
【構成を減らすパターン】

AWS定番構成を構築＆デプロイを
自動化するサービスあるよ。

引用 - プログラマに贈るクラウドとの上手な付き合い方(http://
www.slideshare.net/keisuke69/how-to-usecloudforprogrammer) -

CloudFormation Demo
• 単一 EC2 インスタンスとローカル MySQL データベース
• AutoScalingMultiAZSample.template
http://aws.amazon.com/jp/cloudformation/aws-cloudformation-templates/aws-
cloudformation-templates-ap-northeast-1/

CloudFormation Demo
http://aws.amazon.com/jp/cloudformation/aws-cloudformation-templates/aws-
cloudformation-templates-ap-northeast-1/
• 単一 EC2 インスタンスとローカル MySQL データベース
• AutoScalingMultiAZSample.template

例：単一 EC2 インスタンスとローカル MySQL データベース

例：AutoScalingMultiAZSample.template

２．WebサービスStartUP向け AWSスケーラブルな構成例
http://www.slideshare.net/AmazonWebServicesJapan/aws-for-
３．スタートアップでのAWS(Amazon Web Services)活用事例
http://www.slideshare.net/schoowebcampus/awsamazon-web-
４．Lv1から始めるWebサービスのインフラ構築
http://www.slideshare.net/itoyusaku/lv1web
５．プログラマに贈るクラウドとの上手な付き合い方
http://www.slideshare.net/keisuke69/how-to-usecloudforprogrammer
１．スタートアップならおさえておきたいAWS入門サービス概要と基礎知識編
http://www.slideshare.net/HiroshiTakayama/aws-45311829
参考資料
私がオススメするスライド5選

まとめ
• AWSサービスは、目的に応じて組み合わせすることにより課題を
解決することができる。
• インフラサービスに柔軟に対応できるようプログラムのアーキテ
クチャを考慮
• 2-Tier Architectureを実現するには、モバイルプログラマーもAWS
SDKを使えるようになること
• テンプレートを使ってインフラを構築し、使い回し可能（ML標準
のテンプレート作成もあり。）

ありがとうございました！！

Awsのインフラをデザインパターン駆使して設計構築

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