Going Serverless, Building Applications with No Servers

Going Serverless, Build Applications with No Servers

Keisuke Nishitani (@Keisuke69)Amazon Web Services Japan K.K.

Jul 17th, 2016

ProfileKeisuke NishitaniSolutions Architect, Amazon Web Service Japan K.K

@Keisuke69 Keisuke69

✤ ソリューションアーキテクト✤ クラウドを使ったアプリ開発とかモバイル開発の話しをよくします

✤ モバイルニンジャ1号機✤ RESTおじさん✤ Lambda Wizards

✤ 餃⼦の王将エヴァンジェリスト（⾃称）✤ ⾳楽が好きです、フジロッカーです、今年も⾏きます

✤ でもサマソニも毎年⾏きます✤ ⼩説⼤好き、マンガ⼤好き、空想好き✤ ブログ: http://keisuke69.hatenablog.jp/

Keisuke69 Keisuke69Keisuke69x

What is the Server?

The box in which applications run

What is responsible for the business logic?

Application

Undifferentiated Heavy Lifting

Undifferentiated Heavy Lifting付加価値を⽣まない重労働

付加価値を⽣まない重労働の例✤ サーバ構築

✤ OSのセットアップとネットワークなどの設定✤ ランタイムやミドルウェアのセットアップ

✤ インフラの運⽤管理✤ キャパシティ✤ スケーラビリティ✤ 耐障害性✤ モニタリングやロギング✤ セキュリティパッチの適⽤

✤ スロットリング

✤ ビジネスの差別化には直接繋がらない機能の実装✤ 認証

✤ Opsとの軋轢✤ 低いデプロイ頻度

Serverless freesapplication developersfrom these concern.

What is Serverless Computing?

AWSのComputeサービス

Amazon EC2 Amazon ECS AWS Lambda

スケールの単位インスタンスアプリケーションファンクション

抽象化ハードウェア OS ランタイム

使いドコロ





使いドコロ • OS、ネットワーク、ストレージのレベルで構成を制御したい

• 好みのOSを利⽤したい

• OS以上の全てを⾃分でコントロールしたい

• サーバを⾃分で構成して実⾏したい

• アプリケーションの構成を制御したい

• スケールを⾃分でコントロールしたい

• 必要なときだけコードの実⾏を⾏いたい

• インフラの構成・管理を⾏いたくない





使いドコロ • OS、ネットワーク、ストレージのレベルで構成を制御したい

• 好みのOSを利⽤したい

• OS以上の全てを⾃分でコントロールしたい

• サーバを⾃分で構成して実⾏したい

• アプリケーションの構成を制御したい

• スケールを⾃分でコントロールしたい

• 必要なときだけコードの実⾏を⾏いたい

• インフラの構成・管理を⾏いたくない

Serverless

AWS Lambda

サーバを意識せずコードを実⾏

AWS Lambda

あらゆるスケールで⾼性能費⽤対効果が⾼く効率的

インフラ管理不要

使った分だけの⽀払いリクエスト量に応じて⾃動的に

キャパシティ調整100ms単位のコンピュート課⾦

⾃⾝のコードを持ち込み

標準的な⾔語でコードを実⾏スレッド、プロセス、ファイルやシェルスクリプトも利⽤可能

インフラではなくビジネスロジックに集中可能

コードをアップロードするだけで、Lambdaが全てをハンドリング

AWS Lambda✤ インフラを⼀切気にすることなくアプリケーションコードを実⾏でき

るコンピュートサービス

✤ 実⾏基盤は全てAWSが管理

✤ 他のAWSサービスと連携したイベントドリブンなアプリケーションを簡単に実装可能

✤ コード実⾏時間に対しての課⾦でありコスト効率が⾮常に⾼い

AWS LambdaBYOC（Bring Your Own Code）✤Node.js、Java、Python✤カスタムライブラリも利⽤可能

（ネイティブライブラリを含む）

柔軟な認可✤VPCを含め、リソースへの

アクセスをセキュアに付与✤ファンクションを誰が呼び

出せるのかを細かく制御

シンプルなリソースモデル✤128MB〜1.5GBのメモリ選択✤それに⽐例したCPUとネット

ワークの割り当て✤実際の利⽤状況をレポート

柔軟な使⽤法✤イベントの呼び出しまたは送

信✤他のAWSサービスとの統合✤サーバーレスエコシステム全

体の構築

AWS Lambdaプログラミングモデル✤ビルトインされたAWS SDK

(Python and Node.js)✤Lambdaは「Webサーバ」✤プロセス、スレッド、/tmp、

ソケットを利⽤可能

ファンクションの作成✤コンソール上のエディタを

使った直接編集✤ZIP形式でパッケージし、

Lambda/S3へアップロード✤Eclipse,Visual Studio向けプ

ラグイン✤コマンドラインツール

モニタリングとロギング✤リクエスト、エラー、レ

イテンシ、スロットルに関する組み込みのメトリクス

✤Amazon CloudWatch Logsへのログ出⼒

ステートレス✤Amazon DynamoDB、S3、

ElastiCacheを使ってデータを永続化

✤インフラストラクチャは気にしない(ログインできない）

連携可能なAWSサービス✤ 現時点では以下のAWSサービスをサポート

✤ Amazon S3✤ Amazon Kinesis Streams✤ Amazon DynamoDB✤ Amazon Simple Notification Service✤ Amazon Echo (Alexa)✤ Amazon CloudWatch Logs✤ AWS CloudFormation✤ Amazon Cognito✤ AWS IoT✤ Amazon CloudWatch Events✤ Scheduled Event✤ Amazon API Gateway✤ Amazon Simple Email Service✤ AWS Config✤ Custom Event

サーバレスのメリット✤ サーバレスはバックエンドのアウトソース

✤ サーバサイドやインフラがわからないフロントエンジニアだけでシステムを実現することも可能

✤ ⾃分の書いたコードをすぐ試せる、そのままプロダクションに持っていける✤ インフラの⼈にお願いすることが不要になる

✤ 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とサーバが減るため開発運⽤コストを最⼩化✤ AWSによってマネージされ、スケーラビリティやキャパシティ、セキュリティの⼼配

が不要✤ ⾮常にコスト効率化が⾼く、多くの場合コスト減が⾒込める✤ トライ&エラーが容易

✤ 開発者がビジネスにフォーカスできる

解決される課題✤ サーバ構築






解決される課題✤ サーバ構築






不要（各サービスが適切にハンドリング）

不要（サービス/機能として提供）

不要（サービスとして予め⽤意）

やりたいことだけに集中できる

ビジネスロジックだけに集中できる

「何をするか」を書くだけでいい

All you need is code.

Serverless is a paradigm shift

Serverless is a paradigm shiftインフラだけでなくアプリ開発やオペレーションを含めたパラダイムシフト

誰にとって嬉しいのか？

誰にとって嬉しいのか？✤ フロントエンドエンジニア

✤サーバサイドがわからないフロントエンドエンジニアだけでもサービスを実現✤シングルページアプリケーションやモバイルのバックエンドAPIとして

✤ サーバサイドエンジニア✤サーバサイドの⼀部をアウトソース✤よりコアな機能・ロジックそのものに集中

✤ インフラエンジニア✤イベントドリブンな運⽤を簡単に✤サービスとサービスを繋ぐGlue(糊)として活⽤

サーバレスのパターン✤ Web & モバイルアプリケーション

✤フロントエンドエンジニア向け✤サーバサイドエンジニア向け✤いわゆるフロントエンド（SPA、モバイル）とバックエンドAPI

✤ 基盤系アプリケーション✤サーバサイドエンジニア向け✤インフラエンジニア向け✤イベントドリブンな画像変換、データ集計基盤など

Serverless Web & Mobile Application

従来の⼀般的なアーキテクチャ✤ブラウザアプリはサーバサイドでのHTML⽣成、モバイルはネイティブ＋APIコール

✤Web/APIなどの各サーバはEC2で構築

✤ELBを配置し、オートスケーリング可能なスケーラブル構成に

✤Webサーバは冗⻑化

✤DBはRDSによるMulti AZ構成、もしくはEC2上で構築

✤EC2等のインフラは各最低1台は常時稼働

Web（EC2）

DB（RDS）

LB（ELB）

Serverless APIs

Lambda

API Gateway

その他AWSサービス

S3

CloudFront

DynamoDB

Cognito

Serverless APIs

Lambda

API Gateway


S3

CloudFront

1. ブラウザアプリはJavaScriptによるSPA

DynamoDB

Cognito

1

Serverless APIs

Lambda

API Gateway


S3

CloudFront


2. JavaScriptおよび静的コンテンツはS3から配信

DynamoDB

Cognito

2

1

Serverless APIs

Lambda

API Gateway


S3

CloudFront



3. CloudFrontによるコンテンツキャッシュ

DynamoDB

Cognito

2

3

1

Serverless APIs

Lambda

API Gateway


S3

CloudFront4. 認証・認可を提供するAmazon Cognito




DynamoDB

Cognito

2

34

1

Serverless APIs

Lambda

API Gateway


S3





5. HTTPSによるAPIを提供するAmazon API Gateway

DynamoDB

Cognito

2

34

5

1

Serverless APIs

Lambda

API Gateway


S3






6. 動的コンテンツを提供するAWS Lambda

DynamoDB

Cognito

2

34

5

6

1

Serverless APIs

Lambda

API Gateway


S3







DynamoDB

7. NoSQLデータストアを提供するAmazon DynamoDB

Cognito

2

34

5

6

7

1

Serverless APIs

Lambda

API Gateway


S3

CloudFront

8. 既存システムへのアクセスも当然可能

4. 認証・認可を提供するAmazon Cognito






DynamoDB

7. NoSQLデータストアを提供するAmazon DynamoDB

Cognito

2

34

5

6

78

1

Amazon API Gateway

統⼀化されたAPIの作成と管理

APIの定義とホスティング

クラウド上のリソースへのアクセス認証におけるAWS IAMの活⽤

AWSのAuthを活⽤

バックエンド保護のためのDDoS対策やリクエス

トのスロットリング

ネットワークトラフィックの管理

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が利⽤可能

Amazon API Gateway

レスポンスをキャッシュ可能

CloudFrontを利⽤したレイテンシの軽減とDDoS対策

iOS、AndroidとJavaScript向けSDKの⾃動⽣成

Swaggerのサポート

Request / Responseにおけるデータ変換

Microservices

✤ AWS Lambda + Amazon API GatewayはMicroservicesを構成する最も簡単な⽅法

✤ イベントハンドラ✤イベントタイプごとに1つの関数

✤ サーバーレスバックエンド✤API/パスごとに1つの関数

✤ データ処理✤データ型ごとに1つの関数

Serverless Microservicesの作成⽅法✤ AWS CloudFormation

✤AWS Lambda関数✤イベントハンドラ（Amazon S3、Amazon DynamoDB）✤API（Amazon API Gateway）

✤ オープンソースフレームワーク（Serverless.com）

✤ Flourish✤サーバーレスのアプリケーションモデル✤AWSが⽀援するGitHubのオープンソースプロジェクト✤今後登場予定

Serverless Mobile Backend✤各クライアント向けSDKから直接操作

✤AWSアクセスに必要なCredentialはCognitoを利⽤してセキュアに取得

モバイルからダイレクトにAWSサービスを利⽤するアーキテクチャ

Android/iOSSDK

JavaScriptSDK

DynamoDB SNS S3 LambdaCognito

Credentialの取得直接操作

Real-time File Processing✤ イメージのサムネイル⽣成やビデオの変換✤ ドキュメントのメタデータをインデックス化✤ ログの処理✤ メディアコンテンツのバリデーション

元画像サムネイル画像

1

2

31.ファイルストレージを

提供するAmazon S32.処理ロジックを提供す

るAWS Lambda

Real-time Stream Processing✤ クライアントのアクティビティトラッキング✤ クリックストリーム分析✤ メトリクス⽣成✤ データクレンジング✤ ログフィルタリング✤ インデクシング✤ デバイスデータのテレメトリと測定

1.ストリームデータの保存を提供するAmazon Kinesis

2.データ処理アプリケーションとしてのAWS Lambda

Extract, Transform and Load✤ データバリデーション✤ バックアップ✤ 分析

1.NoSQLデータストアを提供するAmazon DynamoDB

2.変換およびロード処理を実⾏するAmazon Lambda

3.DWHを提供するAmazon Redshift

新しいアプリケーションエコシステム:Alexaアプリ + Slack = Serveless bot!

Alexa、"今からデモを送る"をSlackで送信し

て

スケジュールされたポーリングによりメッセージを取得

Kevinから、"成功を祈る!"

（Slack APIを使って）メッセージをアップロード

チーム（チャネルユーザー）

Slack

Real-Time Message Handling

New message published

Amazon SNS AWS Lambda

Amazon SNS

Amazon Kinesis

Audit CloudTrail Activity

AWS Lambda

Amazon S3Amazon CloudTrail

Amazon SNS

AWS IAM

Automated Infrastructure Management

AWS Lambda

Amazon SNS

Amazon CloudWatch Alarm

ec2runInstance

ecsstartTask

beanstalkupdateApp

kinesissplitShard

Any API call

https://aws.amazon.com/blogs/compute/scaling-amazon-ecs-services-automatically-using-amazon-cloudwatch-and-aws-lambda/

Forward AWS Events to External Endpoints

http://danilop.net/aws/2015/07/26/sns2ifttt/ |https://github.com/danilop/SNS2IFTTT

AWS Lambda

Amazon SNS

IFTTT via the Maker channel

Amazon CloudWatch Events

Auto Scaling

Deploy Lambda Functions

https://aws.amazon.com/blogs/compute/dynamic-github-actions-with-aws-lambda/

AWS Lambda

Amazon SNS

GitHub Repo

lambda createFn ()

The Serverless Compute manifesto✤ ファンクションがデプロイメントとスケーリングの単位✤ プログラミングモデルにおいて、マシン、VM、コンテナは不可視✤ 永続的なストレージはあらゆる場所に✤ リクエストごとのスケーリング。少なめ、もしくは余分にキャパシ

ティをプロビジョニングすることは不可能✤ アイドル時間は課⾦されない（コールドサーバ/コンテナはなく、コ

ストは不要）✤ 関数はどこでも実⾏できることによる暗黙的な耐障害性✤ BYOC（Bring Your Own Code）✤ メトリックとロギングは普遍的な権利

サーバレスの考慮点✤ 単純にサーバの代わりとは考えない

✤ 従来の箱としてのサーバとは別物。同じように扱うことは難しい

✤ コストへの過剰な期待はやめる✤ コストの効率がいいのは事実だが、絶対的にコストが安いというものではない✤ コストだけに着⽬すると思ったような効果は得られず、失敗する

✤ 各サービスの特性を理解し、活かす✤ まずはやってみる、やらなければ経験値はたまらない

✤ デプロイ/テストは今まで通り普通に粛々と✤ ファンクションに渡すイベントはモックで⽤意し、ローカルで単体テスト可能✤ デプロイはAPIで実⾏できるのでむしろ今までより簡単に

サーバレスの考慮点✤ 全てをサーバレスにする必要はない

✤ サーバレスにすることが⽬的ではない✤ Dockerによるコンテナと使い分けたほうがいい

✤ Design for failureの考え⽅の重要性が増す✤ サービスを組み合わせて使うため、1コンポーネントのダウンがサービス全体の停⽌を

伴わないようにシステム全体を設計する✤ Fail Fast、Circuit Breaker、Graceful Degradationなど

✤ アプリ開発者は運⽤まで意識を広げること✤ 「⾃分でできる」は「⾃分で責任を持つ」の裏返し✤ インフラ運⽤は考えなくてよくなったとしてもサービスの運⽤は以前として存在する

Join the serverless revolution!

Appendix

参考資料✤ Amazon API Gateway ドキュメント（⽇本語あります）

http://docs.aws.amazon.com/ja_jp/apigateway/latest/developerguide/welcome.html

✤ AWS Lambdaドキュメント（⽇本語あります）http://docs.aws.amazon.com/ja_jp/lambda/latest/dg/welcome.html

✤ API Gateway Secure Pet Storehttps://github.com/awslabs/api-gateway-secure-pet-store

AWS Lambda, API Gateway, and AWS IoT regions

Availableregions

Reference architecture: IoT back end using AWS Lambda and Amazon Kinesishttps://s3.amazonaws.com/awslambda-reference-architectures/iot-backend/lambda-refarch-iotbackend.pdfhttps://github.com/awslabs/lambda-refarch-iotbackend

Reference architecture: Mobile back end using AWS Lambda and Amazon API Gatewayhttps://s3.amazonaws.com/awslambda-reference-architectures/mobile-backend/lambda-refarch-mobilebackend.pdfhttps://github.com/awslabs/lambda-refarch-mobilebackend

Reference architecture: Web applications with AWS Lambdahttps://s3.amazonaws.com/awslambda-reference-architectures/web-app/lambda-refarch-webapp.pdfhttps://github.com/awslabs/lambda-refarch-webapp

Reference architecture: Real-time file processing using AWS Lambdahttps://s3.amazonaws.com/awslambda-reference-architectures/file-processing/lambda-refarch-fileprocessing.pdfhttps://github.com/awslabs/lambda-refarch-fileprocessing

Reference architecture: Real-time stream processing using AWS Lambda and Amazon Kinesishttps://s3.amazonaws.com/awslambda-reference-architectures/stream-processing/lambda-refarch-streamprocessing.pdfhttps://github.com/awslabs/lambda-refarch-streamprocessing

Technology

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