what is serverless?

© 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates.
Serverlessを30分で理解する！
〜夏の涼を求めて秋田へ 2023 〜
Kensuke Shimokawa
J A W S - U G 東北
AWS Serverless Specialist

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MODERNIZATION JOURNEY
© 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark.
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About me…
Kensuke Shimokawa
Amazon Web Services Japan
Snr. Serverless Specialist
https://speakerdeck.com/_kensh
https://qiita.com/_kensh

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"サーバーレス"とは

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"サーバーレス"とは...
サーバーがない？
サーバーの存在を意識しない
サーバーがない

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サーバーの存在を意識しない
• サーバーの起動、シャットダウン、ハードウエアのモニタリング
• セキュリティパッチの適用
• キャパシティ管理、オートスケーリングの設計・設定
例えば...以下の項目についてはお客様側での実施は不要
リクエストやイベントが来ると AWS 側で自動的に起動し、不要になると終了される
メンテナンス、セキュリティパッチの適用は AWS 側で実施される
リクエストやイベント数に応じて自動的にスケールする

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アーキテクチャによる "意識" するスコープの違い
オンプレミス仮想サーバー
マネージド
+コンテナ
マネージド
+ サーバーレス
管理工数 (自動化=工数少)
アプリケーションデータ・暗号化
アプリケーションコード(PGM)
サーバーサイド間通信の暗号化
冗長化
プラットフォーム/アプリ実行基盤
OS保守 , パッチ適用
ネットワーク構成
コンピューティングリソース
(物理NW, ストレージ)
自動化に伴う制限・制約
既存移行向き追加/刷新向き
お
客
様
お
客
様
サ
"
ビ
ス
提
供
者
お
客
様
サ
"
ビ
ス
提
供
者
お
客
様
コ
ン
テ
ナ

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OS
従来構成との比較例
APP サーバー DB サーバー
LB
OS
OS
OS
OS
OS
OS
OS
Web サーバー
HTTPS REST
API Gateway
処理ロジック
Lambda
データ管理
DynamoDB
サーバー
サーバーレス
各機能をサーバーリソース上に実装
各機能をサービスとして組み合わせて構築
サーバー/OS の準備・構成
設定・開発作業
+ 規模の見積もり
+ 可用性設計
ロードバランシング設定
+ データ保全の検討
設定・開発作業
ü リクエストに量に応じて
自動スケール
ü 設計済みのリトライ
ü 複数 AZ 構成
ü データ信頼性

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QCD 観点で振り返る
サーバーレスの特徴

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QCD 観点で見るサーバーレスの特徴
• リクエスト数に応じたオートスケーリング
• マルチ AZ による障害耐性
• セキュリティパッチの自動適用
可用性の高いインフラによる
一定品質の担保
Quality (品質)の観点
リクエスト増
自動的に
スケール
AZ - a AZ - b AZ - c
マルチ AZ による障害耐性

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• 高可用性なインフラが労力をかけずに利用可
• 実行時間や確保する性能に応じた従量課金
• アイドル時のリソース確保が不要
初期投資を抑えたリスク低減
コストの最適化
Cost (コスト) の観点
: 負荷 : 課金 (確保したリソース) : 負荷 : 課金対象 (実際に利用したリソース)
サーバ確保型のコストモデルサーバーレスのコストモデル

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• プロビジョニング不要な実行環境
• アプリケーション開発に集中
• 非機能要件にかける労力を最小化
作業量、時間を短縮し
リリース、ビジネスを加速
Delivery (納期、スピード) の観点
計画・概要設計詳細設計開発
計画設計開発
サーバ管理
パッチ適用
ソフトウェア
保守
サーバー
増強
ランタイム
Ver up
ランタイム
Ver up
▼ Production ▲ Production
市場投入時間を短縮
n サイジング
n 可⽤性設計
n 将来予測/計画
n 負荷予測
n コード開発
n テスト
n サーバー設定
n 環境整備
n コード開発
n 機能テスト
n 可⽤性テスト

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どのようなワークロードがサーバーレスに向いているか
• 将来の規模予測が難しい
• 運用に多くの工数をかけられない、リソースがない
• スモールスタートで早く動くプロダクトを開発したい
• 初期投資を抑えたい
• イベントをきっかけに処理を行うシステム

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AWS の代表的な
サーバーレスサービス

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AWS Lambda
「関数」を様々なイベントをトリガーに実行
イベントソースサービスなど
Amazon API Gateway
Amazon SQS
Amazon S3
Amazon Kinesis Data Streams
Amazon DynamoDB
Amazon S3
外部の API や
AWS のその他サービス
AWS Lambda
• インフラを意識せずアプリケーション開発に
集中可能なコンピューティングサービス
• お客様が開発したプログラムの関数をマネー
ジドな環境で実行
• ネイティブにサポートする標準的な言語の他
にカスタムランタイムも利用可能
• イベントやリクエスト量に応じて自動的にス
ケーリング
• 複数 AZ に展開され、耐障害性および回復性
を備える
• メンテナンスのため時間帯や定期的なダウン
タイムはない
• 1ミリ秒単位の課金で実行した分だけのお支
払い
Node.js
Python
Java
Ruby
Go
C#
PowerShell
... more

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https://xxxxx.execute-api.
<>.
amazonaws.com/Prod/
構成・設定
- URL
- 認証
- キャッシュ
- 関数紐付け
※ デフォルトURL
カスタムURL設定可能
// DynamoDB へのアクセス
const dynamodb = require('aws-sdk/clients/dynamodb');
const docClient = new dynamodb.DocumentClient();
// テーブル名を環境変数から取得
const tableName = process.env.SAMPLE_TABLE;
exports.getAllItemsHandler = async (event) => {
const { httpMethod, path } = event;
if (httpMethod !== 'GET') {
throw new Error( 'getAllItems: GETである必要があります’ );
}
// ログへの出力
console.log('received:', JSON.stringify(event));
// 全件取得
const params = { TableName: tableName };
const { Items } = await docClient.scan(params).promise();
// 出力の準備
const response = {
statusCode: 200,
body: JSON.stringify(Items),
}
return response;
}; ※ Node.js の場合
getAllItemsFunction
- テーブル
- データ
- テーブル
- データ
or
RDS
DynamoDB
設定の実際

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Amazon API Gateway
規模に応じた A P I の作成、維持、保護を行う
クライアント
バックエンドサービスなど
AWS Lambda
AWS のサービスを
API として公開
オンプレミスやインターネット上の
HTTP API
Amazon API Gateway
• インターフェースの抽象化とアクセス基盤を統
合し、API エンドポイントを提供
• RESTful API および WebSocket API をサポート
• マネージドサービスとしての高い可用性と
スケーラビリティ
• アクセス制御、mTLS などの認証機能、スロッ
トリング、キャッシュ機能、WAF 連携などを
提供 (プロトコルごとに違いあり）
• API キーごとにクォータやレート制限、アクセ
ス回数の取得などが可能
• API のコール数、転送データ量に対しての課金
API リクエスト

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Amazon DynamoDB
容量制限のない、完全マネージド型 N o S Q L サービス
複数 AZ にデータを保存
マルチリージョンの
データレプリケーション
変更イベントのストリーミング
データを提供可能
Amazon DynamoDB
• 1桁ミリ秒単位の安定したパフォーマンスでアク
セスが可能な NoSQL サービス
• 保存時の暗号化、秒単位の自動バックアップ、リ
ストアによりデータを保護
• データは 3つの AZ に保存され保護される
• グローバルテーブルによるリージョン間のデータ
レプリケーションをサポート
• 変更イベントをストリームデータとしてリアルタ
イムに提供可能
• データのインポート / エクスポートをサポート
• 料金はデータを格納しているストレージ容量と、
データの読み書きの使用量に応じて課金
API
(HTTP リクエスト)
AWS SDK
AWS CLI
(マネジメントコンソール)

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サーバーレスな
Webアプリケーション

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© 2023, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved.
https://aws.amazon.com/jp/serverless/patterns/serverless-pattern/
サーバーレスパターン

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よくある実装
クライアント
マイクロサービス
DB
DB
DB
REST
REST
REST
REST
クライアントは、RESTでマイクロサービス
と直接会話すると
クライアントが知るべきマイクロサービスが
どんどん増えて⾏く

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課題
• マイクロサービスに分割するのは成功したが、サービスが増えて⾏くにつれて、クライアントが
サービスエンドポイントに直接アクセスするのがつらい
• 連携先のプロトコルが千差万別
• クライアント側がバックエンドの能⼒を個々に把握する必要がある
• 可⽤性、回復性、スループットなど
• サービス側のREST契約が破棄されると直接クライアント影響が出る
• 既存資産（モノリス）があり、全てをマイクロサービスに置き換えることはできない
• モノリスとマイクロサービスを共存させたい

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API ゲートウェイパターンを導⼊
クライアント
DB
DB
DB
REST
REST
REST
REST
>
API ゲートウェイ
パターン
ゲートウェイ層によって、さまざまなバックエンド
サービスの呼び出しを統⼀された APIで統合
Amazon
API Gateway

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API ゲートウェイパターンを導⼊
クライアント
DB
DB
DB
>
パターン
連携先のプロトコルが多種に渡っても、
クライアントからはRESTでアクセス可能とする
Amazon
API Gateway
Amazon SQS AWS Lambda
AWS Lambda
ALB AWS Fargate
REST

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モノリスを分割
クライアント
DB
DB
>
パターン
既存のモノリスの前段に API Gateway を配置して、クライアントと
モノリスやマイクロサービスとの繋がりを疎結合にすることができる
Amazon
API Gateway
AWS Lambda
モノリス

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クライアント
DB
DB
>
処理が複雑になってきても、Lambda関数実⾏を直列にするのは
バッドプラクティス
Amazon
API Gateway
AWS Lambda
モノリス

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クライアント
DB
DB
>
⼀⽅で、Lambda関数⾃体をモノリシックにデザインするのも、、、
Amazon
API Gateway
AWS Lambda
モノリス

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クライアント
DB
DB
>
サーバーレスなワークフローを利⽤するのは︖
Amazon
API Gateway
モノリス
AWS Step Functions

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サーバーレスワークフロー
Step Functions Workflow Studio によ
るワークフローの構築
※ Express Workflow では、実⾏開始レートは毎秒
100,000 以上をサポート
AWS Step Functions

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改善の方向性
• マイクロサービスに分割するのは成功したが、サービスが増えて⾏くにつれて、クライアントが
サービスエンドポイントに直接アクセスするのがつらい
• 連携先のプロトコルが千差万別
• API Gateway は多種多様なサービスと統合
• クライアント側がバックエンドの能⼒を個々に把握する必要がある
• 可⽤性、回復性、スループットなど
• 連携先の能⼒に応じて、API Gateway のスループットを調整できる
• サービス側のREST契約が破棄されると直接クライアント影響が出る
• API Gateway 層で（ある程度）影響を吸収できる(e.g. template利⽤)
• 既存資産（モノリス）があり、全てをマイクロサービスに置き換えることはできない
• モノリスとマイクロサービスを共存させたい
• API Gateway でバックエンドを抽象化する
• クライアントからはモノリスを意識させない

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静的コンテンツ管理

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よくある実装
クライアント
DB
DB
DB
>
Compute 層にロジックだけでなく、静的ファイルの⽣成も依頼
Amazon
API Gateway
AWS Lambda
ALB AWS Fargate
css, js, html, image
静的コンテンツ

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課題
• 静的コンテンツアクセスが API Gateway エンドポイントに集中し、トラ
フィックの⼤部分を閉めるようになった。
• マイクロサービスはロジックに専念し、API Gateway エンドポイント
の負荷を下げたい
• ラウンドトリップのレイテンシーも改善したい

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オブジェクトストレージと CDN を導⼊
クライアント
DB
DB
DB
>
CDNとして Amazon CloudFront を利⽤
エッジロケーションを介した世界規模のネットワークを通じてコンテンツを配信
Amazon
API Gateway
AWS Lambda
ALB AWS Fargate
css, js, html, image
静的コンテンツ
Amazon CloudFront Amazon S3

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改善の⽅向性
• 静的コンテンツアクセスが API Gateway エンドポイントに集中し、トラ
フィックの⼤部分を閉めるようになった。
• マイクロサービスはロジックに専念し、API Gatewayエンドポイント
の負荷を下げたい
• 静的コンテンツトラフィックを Cloud Front や S3 へオフロード
• ラウンドトリップのレイテンシーも改善したい
• 静的コンテンツGETのトラフィックに対しAmazon CloudFront
キャッシュ利⽤
• CloudFront と AWSオリジンサービス間の通信費は無料
• S3へのアクセスを CloudFront 経由のみに絞れる
https://docs.aws.amazon.com/ja_jp/AmazonCloudFront/latest/DeveloperGuide/private-content-restricting-access-to-s3.html

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ファイル変換処理

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よくある実装
Bucket
AWS
Lambda
Amazon
API Gateway
クライアント
リクエスト毎に
ファイル変換
raw data
resize: 300x300
png → jpg
*.zip
GET

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課題
• リクエストごとに処理した結果を返すと処理時間や処理回数が増える
• 多数の変換バリエーションがあり、今後増える可能性もある

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改善の⽅向性
Bucket
AWS Lambda
クライアント
PUT
クライアント
Bucket
Amazon SNS
resize: 300x300
png → jpg
*.zip
Object Key
GET
PUT
GET

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改善の⽅向性
• ファイルが⽣成されたタイミングで処理する
• 多数のバリエーションはファン・アウトで処理する

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まとめ

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まとめ：[再掲] QCD 観点で振り返るサーバーレスの特徴
• リクエスト数に応じたオートスケーリング
• マルチ AZ による障害耐性
• セキュリティパッチの自動適用
可用性の高いインフラによる
一定品質の担保
• 高可用性なインフラが労力をかけずに利用可
• 実行時間や確保する性能に応じた従量課金
• アイドル時のリソース確保が不要
初期投資を抑えたリスク低減
コストの最適化
• プロビジョニング不要な実行環境
• アプリケーション開発に集中
• 非機能要件にかける労力を最小化
Quality
(品質)
Cost
(コスト)
Delivery
(納期・スピード)
作業量、時間を短縮し
リリース、ビジネスを加速

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Thank you!
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