クラウドネイティブ化する未来

1. クラウドネイティブ化する未来 Amazon Data Service Japan K.K. Solutions Architect Keisuke Nishitani(@Keisuke69) 2015.09.07

2. ⾃自⼰己紹介 { "Name" : "西谷圭介", "Twitter" : "@Keisuke69", "Profile" : { "Role" : "Solution Architect", "Customers": [ "Web Services", "Start-up" ], "Services" : [ "AWS Lambda", "Amazon API Gateway", "All Mobile Services" ] } }

3. クラウドは新しい常識識となりつつあります

4. この新しい常識識のパターンはどういったものか

5. クラウドファーストからクラウドネイティブへ

6. クラウドネイティブとは •  クラウドで提供されるサービス利利⽤用を前提に構築するシステムおよびアプリケーション •  仮想サーバ上で1から全てを作り込むのではなく効率率率的にアプリケーションを実装 •  ビジネスの差別化ポイントへの集中 –  究極的にはビジネスに直結するアプリケーションの開発、管理理のみを⽬目指す

7. クラウドをフル活⽤用したアーキテクチャ

8. サーバレスアーキテクチャ

9. 従来の⼀一般的なWebアーキテクチャ •  Web/APサーバをEC2で構築 •  ELBを配置し、スケーラブルな構成に •  Webサーバは冗⻑⾧長化 •  DBはRDSによるMulti AZ構成、もしくはEC2上で構築 •  EC2等のインフラは常時稼働 –  オートスケーリングするとしても最低限必要な分は常時起動【課題】 •  インフラ構築 •  インフラの運⽤用管理理 –  キャパシティ –  スケール –  デプロイ –  耐障害性 –  モニタリング –  ロギング –  セキュリティパッチの適⽤用 •  ビジネスの差別化には直接繋がらない機能のアプリ実装 –  認証 –  スロットリング –  スケーラビリティの確保 •  etc Web DB LB

10. API Gateway + Lambdaが実現するサーバレスアーキテクチャ •  JavaScript/ネイティブアプリによるUI実装 •  JavaScriptおよび静的コンテンツはS3に保存して配信 –  CloudFront経由の配信 •  ロジックはAPI化 –  API Gatewayを利利⽤用 –  バックエンドとしてLambdaを利利⽤用 •  JavaScript/iOS・AndroidはAPIを呼び出し –  Viewの構築は各クライアント上で⾏行行う •  Lambdaファンクションから各AWSサービスを利利⽤用 •  API GW/LambdaともにEC2を利利⽤用したシステムへのアクセスも当然可能 Lambda API Gateway AWSサービスクラウドサービスを活⽤用することでサーバ(EC2)を利利⽤用せずに構成するアーキテクチャ S3 CloudFront

11. API Gateway + Lambdaが実現するサーバレスアーキテクチャ •  JavaScript/ネイティブアプリによるUI実装 Lambda API Gateway AWSサービスクラウドサービスを活⽤用することでサーバ(EC2)を利利⽤用せずに構成するアーキテクチャ S3 CloudFront

12. API Gateway + Lambdaが実現するサーバレスアーキテクチャ •  JavaScript/ネイティブアプリによるUI実装 •  JavaScriptおよび静的コンテンツはS3に保存して配信 –  CloudFront経由の配信 Lambda API Gateway AWSサービスクラウドサービスを活⽤用することでサーバ(EC2)を利利⽤用せずに構成するアーキテクチャ S3 CloudFront

13. API Gateway + Lambdaが実現するサーバレスアーキテクチャ •  JavaScript/ネイティブアプリによるUI実装 •  JavaScriptおよび静的コンテンツはS3に保存して配信 –  CloudFront経由の配信 •  ロジックはAPI化 –  API Gatewayを利利⽤用 –  バックエンドとしてLambdaを利利⽤用 Lambda API Gateway AWSサービスクラウドサービスを活⽤用することでサーバ(EC2)を利利⽤用せずに構成するアーキテクチャ S3 CloudFront

14. API Gateway + Lambdaが実現するサーバレスアーキテクチャ •  JavaScript/ネイティブアプリによるUI実装 •  JavaScriptおよび静的コンテンツはS3に保存して配信 –  CloudFront経由の配信 •  ロジックはAPI化 –  API Gatewayを利利⽤用 –  バックエンドとしてLambdaを利利⽤用 •  JavaScript/iOS・AndroidはAPIを呼び出し –  Viewの構築は各クライアント上で⾏行行うLambda API Gateway AWSサービスクラウドサービスを活⽤用することでサーバ(EC2)を利利⽤用せずに構成するアーキテクチャ S3 CloudFront

15. API Gateway + Lambdaが実現するサーバレスアーキテクチャ •  JavaScript/ネイティブアプリによるUI実装 •  JavaScriptおよび静的コンテンツはS3に保存して配信 –  CloudFront経由の配信 •  ロジックはAPI化 –  API Gatewayを利利⽤用 –  バックエンドとしてLambdaを利利⽤用 •  JavaScript/iOS・AndroidはAPIを呼び出し –  Viewの構築は各クライアント上で⾏行行う •  Lambdaファンクションから各AWSサービスを利利⽤用 Lambda API Gateway AWSサービスクラウドサービスを活⽤用することでサーバ(EC2)を利利⽤用せずに構成するアーキテクチャ S3 CloudFront

16. API Gateway + Lambdaが実現するサーバレスアーキテクチャ •  JavaScript/ネイティブアプリによるUI実装 •  JavaScriptおよび静的コンテンツはS3に保存して配信 –  CloudFront経由の配信 •  ロジックはAPI化 –  API Gatewayを利利⽤用 –  バックエンドとしてLambdaを利利⽤用 •  JavaScript/iOS・AndroidはAPIを呼び出し –  Viewの構築は各クライアント上で⾏行行う •  Lambdaファンクションから各AWSサービスを利利⽤用 •  API GW/LambdaともにEC2を利利⽤用したシステムへのアクセスも当然可能 Lambda API Gateway AWSサービスクラウドサービスを活⽤用することでサーバ(EC2)を利利⽤用せずに構成するアーキテクチャ S3 CloudFront

17. API Gateway + Lambdaが実現するサーバレスアーキテクチャ •  JavaScript/ネイティブアプリによるUI実装 •  JavaScriptおよび静的コンテンツはS3に保存して配信 –  CloudFront経由の配信 •  ロジックはAPI化 –  API Gatewayを利利⽤用 –  バックエンドとしてLambdaを利利⽤用 •  JavaScript/iOS・AndroidはAPIを呼び出し –  Viewの構築は各クライアント上で⾏行行う •  Lambdaファンクションから各AWSサービスを利利⽤用 •  API GW/LambdaともにEC2を利利⽤用したシステムへのアクセスも当然可能 Lambda API Gateway AWSサービスクラウドサービスを活⽤用することでサーバ(EC2)を利利⽤用せずに構成するアーキテクチャ S3 CloudFront •  インフラ構築 → 不不要 •  インフラの運⽤用管理理 –  キャパシティ –  スケール –  デプロイ –  耐障害性 –  モニタリング –  ロギング –  セキュリティパッチの適⽤用 •  ビジネスの差別化には直接繋がらない機能のアプリ実装 –  認証 –  スロットリング –  スケーラビリティの確保解決される課題不不要（各サービスで適切切にハンドリング）不不要

18. サーバレスで全部できます

19. サーバレスで全部できますやりたいことだけに集中できる

20. サーバレスで全部できますビジネスロジックだけに集中できる

21. サーバレスアーキテクチャのメリット •  アプリの開発に多くのメリット –  バックエンド側のコードが減るため開発コストを最⼩小化 –  バックエンド側のサーバが減るため運⽤用コストを最⼩小化 –  AWSによってマネージされるため、スケーラビリティやキャパシティ、セキュリティの⼼心配不不要 –  ⾮非常にコスト効率率率化が⾼高いため、多くの場合コスト減が⾒見見込める •  必要に応じてEC2も導⼊入できる安⼼心感 –  汎⽤用的なサービスでは実現の難しい、ビジネス固有の要件に関してはEC2を利利⽤用して実装 –  EC2を利利⽤用する部分についてもCodeDeployやElastic Beanstalk、OpsWorks等で⾃自動化 •  開発者がビジネスにフォーカスできる

22. 「何をするか」を書くだけでいい

23. 「何をするか」を書くだけでいい All you need is code.

24. クラウドネイティブ時代のコンピュートサービス

25. AWS Lambda

26. AWS Lambda •  インフラを⼀一切切気にすることなくアプリケーションコードを実⾏行行できるコンピュートサービス –  実⾏行行基盤は全てAWSが管理理 –  AWSサービスと連携させることで簡単にイベントドリブンなアプリケーションを実装可能 –  コード実⾏行行時間に対しての課⾦金金でありコスト効率率率が⾮非常に⾼高い •  Lambda function –  JavaScript（Node.js）およびJavaで記述 –  サードパーティライブラリも利利⽤用可能

27. AWS Lambdaの利利⽤用例例 •  S3に画像がアップロードされたときにサムネイルの⽣生成やリサイズを実⾏行行 AWS LambdaAmazon S3 Bucket イベント元画像サムネイル画像 1 2 3

28. イベントソース •  現時点では以下のAWSサービスをサポート –  Amazon S3 –  Amazon Kinesis –  Amazon DynamoDB Streams(Preview) –  Amazon Cognito –  Amazon SNS –  Alexa AppKit –  Amazon SWF •  サーバレスなバックエンドとしての利利⽤用 –  AWS SDKおよびAWS Mobile SDKを利利⽤用してLambdaファンクションを同期呼び出し –  簡単・スケーラブルなモバイルバックエンドとして

29. 時代はAPI

30. APIの重要性 •  提供するサービスのエコシステムを形成できる •  システム間連携 –  外部サービスとの連携 –  その逆も •  疎結合（マイクロサービス） –  フロントエンドとバックエンドのデカップリング •  フロントエンドの多様化 –  HTML5/JS –  モバイルアプリ •  IoTによる接続されるデバイスの多様化

31. Amazon API Gateway

32. Amazon API Gateway 複数バージョンとステージ APIキーの作成と配布リクエスト時におけるAWS SigV4の利利⽤用リクエストのスロットリングとモニタリングバックエンドとしてAWS Lambdaが利利⽤用可能

33. Amazon API Gateway レスポンスをキャッシュ可能 CloudFrontを利利⽤用したレイテンシの軽減とDDoS対策 iOS、AndroidとJavaScript向けSDKの⾃自動⽣生成 Swaggerのサポート Request / Responseにおけるデータ変換

34. 実装例例 API Gateway + Lambda + Cognito を利利⽤用したログイン処理理

35. API構造（リソースとモデル） •  POST –DynamoDBに新規ユーザを登録/users •  POST –ユーザ名/パスワードを受け取り認証/login •  POST –新しいペットを作成 •  GET –ペットのリストを取得 /pets •  GET –特定IDのペットを取得/pets/{petId} 認証不不要要認証

36. （参考）Swaggerを利利⽤用したAPI定義 x-amazon-apigateway-integration: type: aws uri: arn:aws:apigateway:us-east-1:lambda:path/2015-03-31/functions/arn:aws:lambda:us- east-1:xxxxx:function:xxxx/invocations credentials: arn:aws:iam::*:user/* httpMethod: POST requestTemplates: application/json: | { "action" : "com.amazonaws.apigatewaydemo.action.ListPetsDemoAction", "body" : $input.json('$') } responses: "default": statusCode: "200" •  Swaggerを利利⽤用してAPI設定を全て⾏行行うことが可能 •  Amazon API Gateway Swagger Importerを利利⽤用した作成と更更新 •  AWS固有のパラメータをサポートするextention

37. APIコールの流流れ Internet API Gateway AWS Lambda Function AWS Amazon CloudWatch Monitoring Amazon CloudFront lambdaHandler （アプリ）登録処理ログイン処理ペット作成処理ペット取得処理ユーザとペットの情報クレデンシャルプロバイダ Amazon S3

38. ユーザ登録とログイン処理理 •  POST •  ユーザ名/パスワードを受け取る •  パスワードを暗号化し、DynamoDBにユーザアカウントを保存 •  Amazon Cognitoを呼び出してクレデンシャルを生成 •  ユーザとクレデンシャルをレスポンス /users •  POST •  ユーザ名とパスワードを受け取る •  DynamoDBにあるデータとマッチングしてユーザを認証 •  Amazon Cognitoを呼び出してクレデンシャルを生成 •  テンポラリのクレデンシャルを返却 /login

39. クレデンシャルについて Login APIの呼び出し（認証不要） Client API Gateway Backend /login Login Action ユーザマスタ Credentials verified Get OpenID Token クレデンシャルの取得（リクエストの署名に利用） Identity ID + Token Get Credentials Access Key + Secret Key + Session Token /login 2. 3. 1.

40. リソース •  POST •  Petモデルを受け取る •  DynamoDBに保存 •  新規PetIdを返却 •  GET •  DynamoDBに保存されているPetのリストを返却 /pets •  GET •  Pet idをパスから読み取る •  Lambda functionへパスパラメータをパス（Mapping Templateを利用） •  DynamoDBから該当IDのPet情報を取得 •  Petのモデルを返却 /pets/{petId}

41. 取得したクレデンシャルの利利⽤用

42. IAMロール例例 { "Version": "2012-‐‑‒10-‐‑‒17", "Statement": [ { "Eﬀect": "Allow", "Action": [ "dynamodb:*", "execute-‐‑‒api:*", "lambda:*" ], "Resource": [ "*" ] } ] } •  以下のサービスへのアクセスを許可 –  DynamoDB –  API Gateway –  Lambda •  各サービスの全リソースへのアクセスを許可

43. モデル •  リクエスト/レスポンスで扱われるデータのスキーマを定義したもの –  テンプレートとマッピングして使う –  JSONスキーマで定義 •  モデルの情報を元にSDKを⽣生成 •  API内で複数メソッドをまたがってモデルを再利利⽤用可

44. Petモデル { "properties":{ "petId":{ "type":"string", "description":"The generated unique identifier for the new pet" }, "petType":{ "type":"string", "description":"Free text pet type" }, "petName":{ "type":"string", "description":"Free text pet name" }, "petAge":{ "type":"integer", "format":"int32", "description":"Age of the new pet" } }, "definitions":{ } } •  モデルはリソースごとに定義する –  同⼀一リソースの全てのメソッドで利利⽤用する •  各メソッドのリクエストとレスポンスで異異なるモデルを利利⽤用することも可能 –  フォーマット変換など

45. モデル情報を元にしたSDK⽣生成 •  API定義から⾃自動で⽣生成 –  対象プラットフォームを選択するだけ •  名前を元に⽣生成 •  ネストされたアイテムは親モデルの名前を引き継ぐ

46. SDKの⽣生成

47. Conclusion •  まずはサーバレスでの実装を検討 –  ビジネスの差別化に繋がりにくいにも関わらず⼿手間ヒマのかかる箇所はサービスを利利⽤用してオフロード •  マネージドサービスだけでは難しい箇所はEC2を使って実装 •  限りあるエンジニアリングリソースはビジネスの差別化に集中

クラウドネイティブ化する未来

Keisuke Nishitani

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