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Webアプリを動かすまでのインフラ構築 / infra-build-for-web-app

Webアプリを動かすまでのインフラ構築 / infra-build-for-web-app

23卒エンジニア志望学生LT会 vol.2 July 17, 2021 @オンライン

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Tomoyuki KOYAMA

July 17, 2021
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  1. Webアプリを動かすまでの インフラ構築 Tomoyuki KOYAMA 23卒エンジニア志望学⽣LT会 vol.2 July 17, 2021 @オンライン

  2. ⾃⼰紹介 • 名前︓こやま ともゆき • 所属︓東京⼯科⼤ M1 • 初プログラミング︓中2のときにVBA •

    好きな技術︓コンテナ,CI/CD,監視 • 好きなお酒︓エールビール tomoyk tomoyk [Slack] #times-koyama_5000000000000000
  3. はじめに ◆本⽇のゴール デプロイしたWebアプリが動作するために必要な インフラ技術を理解する. ◆対象とする⽅ Webアプリの開発者 (デプロイしたWebアプリが動作する裏側を知りたい) Web App (Flask/Rails)

    インター ネット いい感じ な何か ユーザ
  4. アジェンダ Webアプリを動かすための 環境構築 リクエストがAppに 到達するまで

  5. Webアプリを動かすための 環境構築 ⼟台づくり

  6. Webアプリの動作に必要なもの ◆Webアプリの実⾏環境を構成する要素 Application 実⾏対象のソースコード(main.py) Binary/Library (Middleware) Python, OpenSSL, Nginx, MySQL

    OS Linux (Ubuntu, Alpine Linux) Hardware CPU, メモリ, ストレージ, ネットワーク OS Bin/Lib App Hardware ®Ubuntu is a registered trademark of Canonical Ltd. ⾼レイヤ 低レイヤ
  7. Webアプリの動作に必要なもの ◆クラウド上にある実⾏環境での管理対象 • 責任共有モデル︓クラウド利⽤者とクラウド提供者で責任を共有 • 管理対象が増えるほど,考えるべきことが増える. • アップデート,セキュリティ対応,品質保証 OS Bin/Lib

    App OS Bin/Lib App IaaS 例: AWS EC2 OS Bin/Lib App PaaS / FaaS 例: Heroku CaaS 例: Google Cloud Run OS Bin/Lib Container Hardware Hardware Hardware I: Infrastructure P: Platform F: Function C: Container クラウド 利⽤者 クラウド 提供者
  8. Webアプリの動作に必要なもの • IaaSを例にWebアプリの動作に関わるインフラ構築を紹介 • Flask製Webアプリ(⾔語: Python) を例に紹介 • パブリッククラウドを対象にするため,Hardwareは割愛 •

    ※ Hardwareの知識は,チューニングには必要不可⽋ OS Bin/Lib App Hardware ®Ubuntu is a registered trademark of Canonical Ltd.
  9. OSレイヤー ◆OSの選定とインストール • OSの例)Ubuntu, CentOS, Amazon Linux, Alpine Linux •

    クラウドの場合,⼀般的にOSテンプレートから選択 • AWSの場合,AMI(Amazon Machine Images)を選択 ◆OSの初期設定 ホスト名,ユーザ管理,ファイアウォール (監視,ロギング,バックアップ) Hardware OS ®Ubuntu is a registered trademark of Canonical Ltd.
  10. Bin/Libレイヤー ◆Binary/Libraryのインストール パッケージマネージャで導⼊する. ソースコードからビルドして導⼊する. OS Hardware Bin/Lib $ sudo apt

    install python3.9 The following additional packages will be installed: ca-certificates file libexpat1 libmagic-mgc libmagic1 libpython3.9-minimal libpython3.9-stdlib libreadline8 libsqlite3-0 libssl1.1 mime-support openssl python3.9-minimal readline-common tzdata xz-utils Suggested packages: python3.9-venv python3.9-doc binutils binfmt-support readline-doc The following NEW packages will be installed: ca-certificates file libexpat1 libmagic-mgc libmagic1 libpython3.9-minimal libpython3.9-stdlib libreadline8 libsqlite3-0 libssl1.1 mime-support openssl python3.9 python3.9-minimal readline-common tzdata xz-utils $ wget http://nginx.org/download/nginx- 1.21.1.tar.gz $ tar xvf nginx-1.21.1.tar.gz $ cd nginx-1.21.1 $ ./configure && make && make install
  11. Appレイヤー ◆Applicationライブラリ パッケージをインストール ◆Applicationのデプロイ ソースコードの配置(Ansible, Capistrano) ◆Applicationの起動(永続化) OS Bin/Lib App

    Hardware $ pip install –r requirements.txt $ rsync /path/to/src remote:/dest $ /path/to/python /opt/src/main.py
  12. リクエストがAppに 到達するまで リクエストが処理される順序

  13. 3層 2層 1層 PaaS / FaaS PaaS / FaaS Managed

    Database PaaS / FaaS リクエストがAppに到達するまで ◆アーキテクチャの例 Managed Load Balancer Load Balancer uWSGI + Flask MySQL エンド ユーザ Bin/Lib (Middleware) App Bin/Lib (Middleware) 仮想マシン Nginx uWSGI + Flask MySQL エンド ユーザ Bin/Lib (Middleware) App Bin/Lib (Middleware) Managed Service 単⼀の仮想マシン 3層アーキテクチャ
  14. 1層 1層 − Webサーバ • エンドユーザからのリクエストを受け取る. • OSSの例)Apache HTTP Server,

    Nginx, Caddy • Managed Serviceの例)AWS ALB, Azure Load Balancer • 主な役割︓HTTPSの終端,ロードバランサ,キャッシュ Webサーバ エンド ユーザ Bin/Lib (Middleware) HTTPS
  15. 2層 2層 − Appサーバ • Webサーバ(Nginx)からのリクエストに応じた処理を⾏う. • 「Webサーバ→Appサーバ」でのインターフェースは, WebサーバとAppサーバの組み合わせにより変化 •

    ⾔語やライブラリによりアーキテクチャは変わる. • ⾮同期処理が得意な⾔語/ライブラリか︖ → cf. C10K問題 Nginx uWSGI – Appサーバ Bin/Lib (Middleware) HTTP(S) Unix domain socket 通信⽅式 process process process thread thread WSGI(Python) Rack(Ruby) PSGI(Perl) Flask Flask
  16. Note: ゲートウェイ・インターフェース ◆英語版WikipediaのSCGI 出典 https://en.wikipedia.org/wiki/Simple_Common_Gateway_Interface 2021-07-17アクセス

  17. 3層 − データベース • Appサーバからのクエリ(SQL)を受け取る. • クエリに対応したレコードを返答する. • OSSの例)MySQL, MongoDB,

    PostgreSQL • 商⽤DBの例)Oracle Database, AWS DynamoDB, Google Cloud Spanner 3層 MySQL Bin/Lib (Middleware) uWSGI + Flask TCP Unix domain socket 通信⽅式
  18. 3層 2層 1層 まとめ Webアプリの構成要素 3層アーキテクチャ OS Bin/Lib App Hardware

    ⾼レイヤ 低レイヤ Nginx uWSGI + Flask MySQL エンド ユーザ Bin/Lib (Middleware) App Bin/Lib (Middleware) ®Ubuntu is a registered trademark of Canonical Ltd.