AWSサーバーレスサービス：知っておくべきすべてのこと

近年、サーバーレス・コンピューティングは、クラウド・コンピューティングの世界におけるゲームチェンジャーとして台頭しており、開発者はサーバー管理のオーバーヘッドなしにアプリケーションを構築し、デプロイすることができる。クラウド・コンピューティングのパイオニアであるAmazon Web Services（AWS）は、開発者がインフラ管理を気にすることなくコードを書き、顧客に価値を提供することに集中できるよう、包括的なサーバーレス・サービス群を提供している。このブログでは、以下について知っておく必要があるすべてを探ります。 AWSのサーバーレスサービス、 どのようなもので、どのように機能し、どのような利点があるのか。

AWSサーバーレス・サービスを理解する

AWSのサーバーレスサービスを利用することで、開発者はサーバーのプロビジョニングや管理を行うことなく、アプリケーションを構築・実行することができる。インフラを管理する代わりに、開発者はコードを書くことと、イベントやトリガーに反応して実行される関数を定義することに集中できる。AWSは基盤となるインフラを管理し、需要に応じてリソースを自動的に増減させ、消費したリソース分だけをユーザーに請求する。

サーバーレスアーキテクチャとは何か？

サーバーレス・アーキテクチャは、サーバーレス・コンピューティングまたはFaaS（Function-as-a-Service）とも呼ばれ、クラウド・プロバイダーがアプリケーションの実行に必要なインフラを管理するクラウド・コンピューティング・モデルである。サーバーレスアーキテクチャでは、開発者は個々の機能やタスクのコードを書くことだけに集中し、クラウドプロバイダーはそれらの機能の実行に必要なリソースを動的に割り当てて管理する。

サーバーレスアーキテクチャーの主な特徴は以下の通り：

サーバー管理なし：

開発者はサーバーのプロビジョニング、管理、スケーリングを行う必要がない。クラウド・プロバイダーは、プロビジョニング、スケーリング、パッチ適用、監視など、サーバー管理のあらゆる側面を処理する。

イベントドリブン： 

関数は、HTTPリクエスト、データベースの変更、ファイルのアップロード、スケジュールされたタスクなどのイベントによってトリガーされます。関数はこれらのイベントに応答して実行されるため、イベント駆動型のアーキテクチャと非同期処理が可能になります。

ペイ・パー・ユーズの価格設定： 

課金は、関数の呼び出し回数、実行時間、メモリ使用量など、リソースの実際の消費量に基づいて行われます。開発者は、関数の実行中に使用されたリソースに対してのみ課金され、アイドル時間には課金されません。

スケーラビリティ：

 サーバーレスアーキテクチャは拡張性が高く、クラウドプロバイダーがワークロードや需要の変化に対応するために自動的にリソースを割り当てる。手動による介入なしに、トラフィックや作業負荷の急増に対応するために機能を水平方向に拡張することができる。

ステートレス： 

ファンクションはステートレスであり、持続的な接続を維持したり、呼び出しの間に状態を保存したりしない。必要な状態は、データベースやオブジェクト・ストレージ・サービスなど、外部に保存する必要がある。

マイクロサービス： 

サーバーレスアーキテクチャは、アプリケーションをファンクションやマイクロサービスとして知られる、より小さく管理しやすいコード単位に分解することを促進する。各ファンクションは特定のタスクや機能を実行し、モジュール化され、分離されたアーキテクチャを可能にする。

AWSサーバーレス・サービスの仕組み

AWSのサーバーレス・サービスは、イベント・ドリブン・コンピューティングとファンクション・アズ・ア・サービス（FaaS）の原則に基づいて動作する。開発者は、HTTPリクエストの処理、データベースの変更への応答、ファイルのアップロード処理など、特定のタスクの実行やイベントの処理を行う関数を定義する。これらの関数はサーバーレス・コンピュート・サービスであるAWS Lambdaにデプロイされ、入ってくるリクエストやイベントを処理するためにリソースを自動的にスケールする。

AWS Lambdaに加え、AWSはAPI管理（Amazon API Gateway）、メッセージングとイベントルーティング（Amazon EventBridge）、データ処理（AWS Glue）、認証と認可（Amazon Cognito）など、さまざまなユースケースに対応したサーバーレスサービスを提供している。これらのサービスをシームレスに統合することで、スケーラブルで弾力性があり、コスト効率の高いサーバーレスアーキテクチャを構築できる。

AWSサーバーレス・サービスの主な利点

• スケーラビリティ：AWSのサーバーレスサービスは、需要に応じてリソースを自動的に増減するため、アプリケーションが手動で介入することなくトラフィックや作業負荷の急増に対応できる。
• 費用対効果：サーバーレス・コンピューティングでは、開発者はアプリケーションで消費されたリソースに対してのみ料金を支払うため、インフラへの先行投資が不要になり、運用コストを削減できます。
• 開発者の生産性：インフラ管理を抽象化することで、AWSのサーバーレスサービスは、開発者がコードを書いて顧客に価値を提供することに集中できるようにし、生産性の向上と市場投入までの時間の短縮をもたらします。
• 柔軟性と俊敏性：サーバーレスアーキテクチャは本質的に柔軟で俊敏であるため、開発者は迅速に反復し、新機能を試し、変化するビジネス要件に迅速に対応することができる。
• 運用の効率化：AWSがインフラを管理し、プロビジョニング、スケーリング、モニタリングなどのタスクを処理することで、開発者はサーバーの管理よりもアプリケーションの構築と改善に集中できる。

人気のAWSサーバーレスサービスとは？

• AWS Lambda：サーバーをプロビジョニングしたり管理したりすることなく、イベントやトリガーに応じてコードを実行するサーバーレスのコンピュートサービス。
• Amazon API Gateway：あらゆる規模のAPIを作成、公開、管理するためのフルマネージドサービス。
• Amazon DynamoDB: サーバーレスアプリケーションに高速でスケーラブルなストレージを提供するフルマネージドNoSQLデータベースサービス。
• Amazon S3：データ、ファイル、メディアに安全で耐久性のあるストレージを提供するスケーラブルなオブジェクトストレージサービス。
• Amazon Cognito：サーバーレスアプリケーションにおける認証、認可、ユーザー管理のためのフルマネージドサービス。

サーバーレスに最適なアーキテクチャとは？

サーバーレスに「最適な」アーキテクチャを決定することは、アプリケーションの具体的な要件、パフォーマンスに関する考慮事項、スケーラビリティのニーズ、開発チームが利用可能なリソースなど、さまざまな要因によって異なります。しかし、いくつかの一般的なアーキテクチャ・パターンとベスト・プラクティスは、意思決定プロセスの指針となる：

マイクロサービス・アーキテクチャ：

 アプリケーションをより小さく独立したサービスや機能に分割し、それぞれが特定のタスクや機能を担当します。このアプローチにより、個々のコンポーネントの開発、テスト、デプロイ、スケーラビリティが容易になります。また、チームが異なるサービスに同時に取り組むことができ、柔軟性と俊敏性を促進します。

イベント駆動型アーキテクチャ：

 HTTPリクエスト、データベースの変更、ファイルのアップロード、スケジュールされたタスクなどのイベントによって機能がトリガーされるイベント駆動モデルを採用します。このアプローチは、サービス間の疎結合と非同期通信を促進し、より優れたスケーラビリティ、応答性、耐障害性を実現します。

マネージド・サービスを利用する：

 データベース、ストレージ、認証、メッセージングなどの一般的な機能については、クラウドプロバイダーが提供するマネージドサービスを活用しましょう。マネージド・サービスはインフラ管理タスクを抽象化し、ビルトインのスケーラビリティ、信頼性、セキュリティを提供する。

ステートとロジックを切り離す： 

関数をステートレスにして、ステート管理をビジネス・ロジックから切り離す。ステートフルなデータは、データベース、オブジェクトストレージ、キャッシュサービスなどの外部データストアに格納します。このように関係性を分離することで、アーキテクチャは障害に強くなり、水平方向のスケーラビリティが容易になります。

コールドスタート性能の最適化： 

コールドスタートのレイテンシを最小化する。コールドスタートのレイテンシとは、関数が初めて呼び出されたときや、一定期間アイドル状態であった後に発生する遅延のことである。関数を事前にウォームアップする、コードを最適化する、依存関係を減らす、プロビジョニングされた同時実行を使用するなどのテクニックは、コールドスタートのパフォーマンスを改善し、ユーザー・エクスペリエンスを向上させるのに役立ちます。

レジリエンス・パターンを導入する： 

リトライ・メカニズム、サーキット・ブレーカー、タイムアウト、グレースフル・デグラデーションなどを組み込むことで、回復力を念頭に置いたアーキテクチャを設計します。障害を優雅に処理し、フォールト・トレランス戦略を実装することで、障害が発生したりパフォーマンスが低下したりしても、アプリケーションの可用性と応答性を維持できるようにします。

モニターとデバッグ： 

堅牢なモニタリング、ロギング、デバッグのメカニズムを実装して、サーバーレスアプリケーションのパフォーマンス、健全性、動作に関する洞察を得る。クラウドプロバイダーやサードパーティのサービスが提供する監視ツールを使用して、メトリクスを追跡し、異常を検出し、問題をプロアクティブにトラブルシューティングする。

安全： 

暗号化、アクセス制御、認証メカニズムを実装し、機密データとリソースを保護することで、アーキテクチャ全体のセキュリティを優先します。セキュリティのベストプラクティスに従い、クラウドプロバイダーが提供する組み込みのセキュリティ機能を活用して、脅威や脆弱性からサーバーレスアプリケーションを保護する。

マイクロサービスとサーバーレスアーキテクチャーの違いは？

マイクロサービス・アーキテクチャとサーバーレス・アーキテクチャは、どちらもアプリケーションを設計・構築するための最新のアプローチだが、その基本原理、デプロイ・モデル、スケーラビリティ・メカニズムが異なる。ここでは、マイクロサービスとサーバーレスアーキテクチャの主な違いを説明する：

配備モデル：

• マイクロサービス：マイクロサービス・アーキテクチャでは、アプリケーションはサーバーやコンテナ上で実行される小さな独立したサービスに分割される。各サービスは特定のビジネス機能を担当し、独立してデプロイおよび拡張できる。マイクロサービスは通常、組織が管理する長寿命のサーバーまたはコンテナ上で実行される。
• サーバーレス：サーバーレスアーキテクチャでは、アプリケーションはイベントやトリガーに反応して実行される関数や小さなコード単位を使って構築される。開発者は個々の関数のコードを書き、サーバーレス・プラットフォーム（AWS Lambdaなど）にアップロードし、プラットフォームは関数の実行に必要なインフラを自動的に管理する。サーバーレスアプリケーションは、サーバーのプロビジョニングや管理を必要としない。
  
  

資源管理：

• マイクロサービス：マイクロサービスアーキテクチャでは、開発者はサーバーやコンテナのプロビジョニング、ネットワーキングの設定、ロードバランシングの管理、可用性とスケーラビリティの確保など、サービスの実行に必要なインフラの管理を担当する。組織は、コンテナのオーケストレーションにKubernetes、Docker Swarm、AWS ECSのようなツールを使用することができる。
• サーバーレス：サーバーレスアーキテクチャでは、クラウドプロバイダー（AWS、Azure、Google Cloudなど）が関数の実行に必要なインフラを管理する。開発者は個々の機能のコードを書くことだけに集中し、プラットフォームはリソースのプロビジョニング、スケーリング、モニタリング、メンテナンスを自動的に処理する。サーバーレス・プラットフォームは、インフラ管理の複雑さを抽象化する。
  
  

スケーラビリティ：

• マイクロサービス：マイクロサービス・アーキテクチャは、負荷や需要の増加に対応するためにサービスのインスタンスを追加することで、水平方向に拡張することができる。組織は、自動スケーリングメカニズムを使用して、CPU使用率、メモリ使用率、またはリクエストスループットなどのメトリクスに基づいて、サービスインスタンスの数を動的に調整することができます。
• サーバーレス：サーバーレスアーキテクチャは本質的にスケーラブルで、クラウドプロバイダーが需要に応じてリソースを自動的に増減する。関数はトラフィックやワークロードの急増に手動で介入することなく対応でき、開発者は関数の実行中に消費されたリソースに対してのみ料金を支払う。
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コストモデル：

• マイクロサービス：組織は通常、リクエストをアクティブに処理しているかどうかにかかわらず、サーバーやコンテナのプロビジョニングと管理にコストがかかる。コストには、サーバーのプロビジョニング、インスタンス時間、データ転送、ストレージ、インフラメンテナンスなどが含まれる。
• サーバーレス：サーバーレスアーキテクチャーは、機能実行時に消費されたリソースに対してのみ料金を支払う従量課金モデルを採用している。サーバーのプロビジョニングや管理にかかる初期費用は不要で、課金は関数の呼び出し回数、実行時間、メモリー使用量などの要素に基づいて行われる。

結論

AWSのサーバーレス・サービスは、サーバー管理の複雑さやオーバーヘッドなしにアプリケーションを構築、デプロイするための強力なプラットフォームを開発者に提供します。サーバーレスコンピューティングを活用することで、開発者はコードを書くこと、顧客に価値を提供すること、迅速にイノベーションを起こすことに集中できます。AWSは、コンピュート、ストレージ、データベース、メッセージングなどの包括的なサービス群により、スケーラブルで弾力性があり、コスト効率の高いサーバーレスアーキテクチャを構築するために開発者が必要とするすべてを提供します。構築対象が ウェブアプリケーションモバイルバックエンド、 IoTソリューションAWSサーバーレスサービスは、これまで以上に効率的かつ効果的に目標を達成することができます。私たちの AWSマネージドサービス 接続する カーマテック.

よくある質問

AWSのサーバーレスサービスとは何か、従来のクラウドコンピューティングサービスとどう違うのか？

AWS Lambda、Amazon API Gateway、Amazon DynamoDBなどのAWSサーバーレスサービスは、開発者がサーバーを管理することなくアプリケーションを構築、デプロイすることを可能にする。開発者が仮想マシンやコンテナをプロビジョニングして管理する従来のクラウド・コンピューティング・サービスとは異なり、サーバーレス・サービスはインフラ管理を抽象化するため、開発者は個々の機能やタスクのコードを書くことだけに集中できる。

AWS Lambdaの仕組みと、開発者にとっての主なメリットとは？

AWS Lambdaは、サーバーをプロビジョニングしたり管理したりすることなく、イベントやトリガーに応じてコードを実行するサーバーレス・コンピュート・サービスだ。開発者はコードをLambdaにアップロードし、イベントソースやトリガーを定義すると、AWSがスケーリング、監視、実際の実行時間や使用リソースに基づく課金など、残りの処理を行う。Lambdaの主な利点には、自動スケーリング、使用量に応じた価格設定、運用オーバーヘッドの削減、幅広いプログラミング言語と統合のサポートなどがある。

AWSサーバーレス・サービスの一般的なユースケースは？

AWSのサーバーレスサービスは、ウェブアプリケーション、モバイルバックエンド、IoTソリューション、データ処理パイプライン、リアルタイム分析、イベント駆動型アーキテクチャなど、さまざまなユースケースに適している。例えば、開発者はAWS Lambdaを使用してHTTPリクエストの処理、データベースイベントの処理、ストリーミングデータの処理、バッチジョブの実行を行うことができ、Amazon API Gatewayはアプリケーション用のAPIの作成、公開、管理に使用できる。

AWSはサーバーレスアプリケーションのスケーラビリティと可用性をどのように管理しているのか？

AWSのサーバーレスサービスは、需要に基づいてリソースを自動的にスケールアップまたはスケールダウンするように設計されており、アプリケーションが手動で介入することなくワークロードやトラフィックの変化に対応できるようにします。AWS Lambda、Amazon API Gateway、Amazon DynamoDBなどのサービスは、トラフィックの急増に対応してリソースを自動的にスケールし、高い可用性と信頼性を確保する。さらに、AWSは、開発者がサーバーレスアプリケーションのパフォーマンスと健全性を監視するのに役立つ、ビルトインのモニタリングとロギングツールを提供している。

AWS上でサーバーレスアーキテクチャを設計し、最適化するためのベストプラクティスとは？

AWS上でサーバーレスアーキテクチャを設計し最適化するためのベストプラクティスには、マイクロサービスアーキテクチャの採用、イベント駆動型デザインパターンの採用、共通機能のマネージドサービスの活用、ステートとロジックの切り離し、コールドスタートのパフォーマンスの最適化、レジリエンスパターンの実装、アプリケーションのモニタリングとデバッグ、アーキテクチャ全体のセキュリティの優先順位付けなどがある。これらのベストプラクティスは、開発者がスケーラブルで回復力があり、コスト効率の高いサーバーレスを構築するのに役立ちます。 AWS上のアプリケーション.