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EC2はもう古い!?ECSでコンテナ運用|研修コースに参加してみた

calendar_month2023-11-30 公開

今回参加したコースは EC2はもう古い!?ECSでコンテナ運用 です。

いま、サーバーでアプリケーションを実行する技術として、コンテナがよく使われるようになりました。

従来のように、EC2などの上にサーバーを構築するのに比べて、必要なファイル全部をまとめてコンテナにパッケージできます。そのため、必要なソフトをひとつひとつインストールする必要がなく、インストール漏れやバージョン違いの問題を解決できると言われています。

ただし、コンテナでアプリケーションを動かすのにKubernetesを使うことがありますが、自分でKubernetesを構築して運用するのは大変です。

そこでこのコースでは、AWSのコンテナオーケストレーションサービス Amazon ECS と、ECSを簡単に使えるようにする AWS Fargate を使って、マネージドサービスでコンテナを動かす方法を学びます。

ハンズオン形式で、実際にAWSのコンソールを操作し、ほかのAWSサービスと組み合わせて、コンテナによりサーバーアプリケーションを実行する方法を体験します。

では、どのような内容だったのか、レポートします。

コース情報

想定している受講者
  • ブラウザのAWS操作がある程度わかる方
受講目標
  • コンテナの基本がわかり、実行できるようになる

講師紹介

このコースで登壇されたのは 大澤文孝 さんです。

講師紹介


大澤 文孝
テクニカルライター/プログラマー、情報処理資格としてセキュリティスペシャリスト、ネットワークスペシャリストを取得。
Web システムの設計・開発とともに、長年の執筆活動のなかで、電子工作、 Web システム、プログラミング、データベースシステム、パブリッククラウドに関する書籍を多数執筆している。

    主な著書

  • 「 AWS ネットワーク入門 第 2 版」(インプレス 刊)
  • 「 AWS Lambda 実践ガイド 第 2 版」(日経 BP 社 刊)
  • 「 Amazon Web Services 基礎からのネットワーク&サーバー構築 改訂 3 版」(共著 日経 BP 社 刊)
  • 「ハンズオンで分かりやすく学べる Google Cloud 実践活用術 AI・機械学習編 Google 監修」(日経 BP 社 刊)
  • 「ゼロからわかる Amazon Web Services 超入門 はじめてのクラウド」(技術評論社 刊) など

コンテナってなに?

まずはコンテナって何でしょうか。

  • サーバーの中で プロセスを隔離して実行 できる仕組み
  • コンテナランタイム 上で動く
  • Linux環境 で動く

隔離するというところが、輸送のコンテナと共通しているのですね。

  • 外部から直接アクセスできない
  • 必要に応じて最低限の穴を開ける
    • ファイルシステムをマウント
    • 通信でポートのマッピング設定

また、コンテナはポータビリティも輸送のコンテナと共通していそうです。

  • コンテナを開発して イメージ
  • イメージを展開してコンテナを起動

これによって、実行環境へのコピー漏れやバージョン違いとかの心配がなくなるのがメリットとのことでした。このへんが、講座タイトルの「EC2はもう古い」の意味のひとつだそうです。

コンテナのポイントをまとめます。

  • データは基本的にコンテナの外に出すのが基本
    • 2つの方法
      • バインドマウント
      • ボリュームマウント
    • コンテナを削除すると保存しておいたデータは消える
    • 残しておきたいデータは外に置く
    • 外に出しておくとコンテナの削除や差し替えが用意
  • コンテナイメージ
    • 開発者が作るってホストに直接コピーすることもできるが、多くの場合はそうしない
    • コンテナレジストリに登録する
      • それにより
        • 複数台への展開が容易
        • 問題があったとき、過去バージョンへの切り替えも容易
      • 自分たち専用もあるが、パブリックなレジストリもある
        • 代表:Docker Hub
        • そのほか、AWSではECR(Elastic Container Registry)
          • プライベートなネットワークにあるとDocker Hubにアクセスできなかったりするので、そんなときはECR
    • コンテナイメージを実行するときに環境ごとに違う設定をしたい
      • 多くの場合、環境変数で設定するのが慣例
      • 設定ファイルで設定する場合もある
    • イメージにはバージョン番号などが タグ として付いている
    • コンテナイメージは改良して動かすこともできる
      • 追加して実行したいコマンド、コピーして入れ込みたいファイルなど

コンテナを使わない場合と比べて、構成もワークフローも大きく変わりそうです。

実行エンジンとオーケストレーションツール

実行サーバーのハードウェアからコンテナエンジンまで保守運用するのは、意外と面倒なので、誰かにまかせられるならまかせたいところです。

このコースではAWSの AWS Fargate を使います。

  • コンテナエンジンがインストールされた環境
  • 従量課金制
    • 無料枠はないので注意
  • メンテナンスフリーで使える

Fargateは単体では使えず、オーケストレーションサービスと組み合わせる必要があります。

  • Amazon ECS
    • AWS独自のサービス。シンプルで習得コストが低い
    • ECS自体は無料。Fargateの料金はかかる
  • Amazon EKS
    • Kubernetesにもとづくコンテナオーケストレーションサービス
    • 高機能だが複雑
  • EKS自体の運用費用がかかる

このコースではECSを使います。ECSやFargateの作業の流れは次のようになります。

  • ECSでタスク定義を書いて、クラスターに登録
  • タスク定義からFargateインスタンスでコンテナが実行される
  • タスク定義でサービスを削除するとインスタンスも消える
  • VPCやサブネットはあらかじめ作っておく必要がある

タスク定義……なにやら謎めいていますが、やってみることにしましょう。

ハンズオン① Apache

ここからハンズオンに入ります。最初のお題では、Apache WebサーバーのコンテナをECSで起動します。

構成は次のとおりです。

  • VPCとサブネットを作る
    • インターネットからアクセスできるようインターネットゲートウェイも用意
  • ECSでクラスターを作成
  • 実行環境や利用コンテナをタスク定義で定義
  • それをサービスに登録

VPCとインターネットゲートウェイの構築は、AWSを使っている人ならいつものとおりです。ここではVPCの名前は「ecstest」などとしておきます。

このパブリックサブネットでApacheのコンテナを動かします。

  • クラスターの作成
    • ECSのメニューから「クラスターの作成」を実行するだけ
      • クラスター名:ここでは仮に「ExampleCluster」
      • インフラストラクチャ:AWS Fargate
    • ちなみに裏でCloudFormationが動いてクラスターを作成する
  • タスク定義
    • 実体は以下のことを定義したJSONファイル
      • どんな構成のコンピュータで
      • どのようなIAMロールで
      • どのイメージのコンテナをどう動かすか(コンテナの数だけタスクを定義)
      • どんなストレージを使うか(オプション)
    • ECSの「タスク定義」で「新しいタスク定義の作成」
      • タスク名:ここでは仮に「apache-task」
      • 起動タイプ:AWS Fargate
      • コンテナの詳細:
        • 名前:ここではapache
        • イメージURI:httpd:2.4(Docker Hub上)
      • ポートマッピング:80番ポート
  • サービスとしてデプロイ
    • タスク側から操作する方法とクラスタ側から操作する方法がある
      • どちらでもいいが、ここではクラスター側から
    • 「サービス作成」を実行
    • コンピューティング設定:起動タイプ
    • 起動タイプ:Fargate
    • デプロイ設定:サービス
    • タスク定義:さきほど定義した「apache-task」
    • サービス名:ここでは仮に「apache-service」とする
    • サービスタイプ:レプリカ
    • ネットワーキング:
      • VPC:ecstest-vpc
    • セキュリティグループ:
      • ポート80をあける
      • セキュリティグループ:ここでは仮に「httpd-sg」とする
      • HTTPの ソース:Anywhere
      • パブリックIP:オン

これでデプロイが実行されます。まずは、クラスターの作成、タスク定義、デプロイ、という流れを覚えておかなくちゃ。

デプロイされたサービスの起動をクラスタ画面から確認します。

  • サービスが「アクティブ」になっていることを確認
  • 「タスク」のところで実行されているタスクが表示される
  • タスクをクリックすると詳細が見える
  • 「パブリックIP」の表示を見る

このIPアドレスにWebブラウザーでアクセスすると、Apacheのデフォルトメッセージが表示されます。動いてました!

終了の方法はいくつかあります。

  • コンテナを0にする
    • サービスの設定から
    • 増やせば復活する
      • 復活したタスクは先程とは別の新しいコンテナなので注意
  • サービスを削除する
    • サービス一覧から「サービスを削除」

コンテナの数を0にすると止まる、というのがコンテナオーケストレーションっぽいですね。

ハンズオン② Apache+マウント

次のお題は、前のお題の発展形で、Apacheから自分のコンテンツを表示するものです。

まず、そのコンテンツをどこに置くか考えます。

  • 最初に学んだように、データは基本的にコンテナの外に出すのが基本
  • いくつか方法はありますが、ここではAmazon EFS(Elastic File System)をマウントする
    • 作業用EC2インスタンスからもマウントして書き込む
  • この構成の注意点
    • セキュリティグループでTCPポート2049へのアクセスを許可する必要
    • 今回は簡単な方法で解決する
      • defaultセキュリティグループが設定されたものどうしは全通信ができる
      • defaultは誰でもアクセスするため、セキュリティには配慮していない。あくまで実習用
      • 本当は新しいセキュリティを作って設定する

AWSをうまく使うには、目的を果たすためにどんなサービスが使えて、そのために何に注意するかの知識が必要ですね。

EFSファイルシステムを作る

では、EFSファイルシステムを作ります。

  • 「Elastic File System」から「ファイルの作成」
  • 設定するのは2項目のみ
    • 名前:ここでは「webcontents」とする
    • VPC:ecstest-vpc

簡単ですね。

作業用EC2インスタンスを作ってコンテンツを置く

これをマウントする作業用EC2インスタンスを作ります。普通にEC2インスタンスを作ります。

  • 名前:ここでは「operate-ec2」とする
  • マシンイメージ:Amazon Linux 2023 AMIの
  • ネットワーク:EFSを置いたVPCで、sshで接続するのでパブリックなサブネット

このEC2インスタンスにdefaultセキュリティグループを適用しておきます。

続いてコンテンツを作成します。

EC2インスタンスにログインして、まずはEFSユーティリティをインストールします。

$ sudo yum install -y amazon-efs-utils

EFSファイルシステムをマウントします。EFSの「アタッチ」ボタンから表示される説明文でマウント方法がわかります。マウントポイントは/efsとします。

$ sudo mkdir /efs
$ sudo mount -t efs -o tls <名前>:/ efs

マウントした/efsにファイルを置いていきます。たとえばテキストエディタで次のような内容を/efs/index.htmlに書き込みます。


<html>
<body>
        Hello My Contents.
</body>
</html>

だいたい普通のLinuxサーバーと同じですね。

ECSでマウント

このEFSをECS側からもマウントします。

  • 既存タスクを変更する
  • マウントする設定を追加
    • 「ストレージ」の「ボリューム」
    • ボリューム名:ここでは「webcontents-volume」
    • コンテナマウントポイント:
      • コンテナ:apache
      • ソースボリューム:webcontents-volume
      • コンテナパス/usr/local/apache2/htdocs

これをデプロイすればいいのですが、このままではサービスにdefaultセキュリティグループが設定されておらず、後からは設定できないという問題があります。

そこでサービスを作り直します。前と同じ手順で、サービス名をここでは「apache-searvice2」として、セキュリティグループでdefaultとhttpd-sgの2つを追加します。

これでデプロイしたら、パブリックIPを確認してWebブラウザーでアクセスすると、「Heloo My Containers」と表示されます。

コンテンツを変更してみましょう。作業用インスタンスで/efs/index.htmlを編集してWebブラウザーでリロードすると、変更が反映されます。EC2とECSで同じEFS上のコンテンツを参照していることが確認できました。

ハンズオン③ 冗長構成

次のお題として、Apacheの前段にAWSのALB(Application Load Balancer)を付けて冗長構成で動かします。

注意点として、プライベートIPの問題があります。

  • ALB配下のサーバーはパブリックIPは必要ない
  • しかしIPアドレスを割り当てないとインターネットに接続できずDocker Hubからイメージの取得ができない
  • ここでは、Fargateインスタンスに直接パブリックIPを割り当てる

ではやってみます。

  • サービスを新規作成
    • 基本的な設定は同じ
    • name:ここでは「apache-service03」とする
    • ネットワークでVPCのパブリックのものを選ぶ
    • セキュリティグループはdefaultとhttpd-sg
    • パブリックIPはオン
    • 「ロードバランシング-オプション」でロードバランサーを設定
    • 新しいロードバランサーを作る
    • ロードバランサー名:ここでは「web-alb」とする
    • ロードバランス用のコンテナ:apache 80:80
    • 新しいターゲットグループを作成

これでFargateインスタンス1つの前にALBが置かれた構成が作られます。少し時間がかかりました。

できあがってサービスを見ると「ロードバランサーを表示」ボタンができていて、クリックするとロードバランサーの状態を表示できます。その中にある「DNS名」を使って、Webブラウザーからアクセスすると、Apacheのコンテンツが表示されます。

後始末

FargateやALBは有料サービスなので、実行しっぱなしではもったいないですね。最後に後始末をしましょう。

  • ECSサービスの削除
    • サービスを選んで「サービスを削除」
  • EFSの削除
    • 選んで「削除」
  • EC2の削除
    • インスタンスを選んで「インスタンスを終了」
  • VPCも削除

まとめ

以上、FargateとECSでコンテナを実行するところを体験しました。

Fargateを使うと、タスク定義でコンテナのイメージを指定すれば動いて楽でした。コンテナエンジンやサーバーの管理もいりません。そのかわり、AWSのサービスとその組み合わせ方について慣れる必要があると感じました。

SEカレッジでは、コンテナ関連やAWS関連のコースがいろいろあります。コンテナやAWSについて、スキルを高めていきましょう。

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