【AWS Cloud Watch】CloudWatchアラームによるCPU使用率監視とAutoScalingとの連携

##目標
CloudWatchアラームにEC2の標準メトリクス（CPUUtilzation）を監視させ、それが一定値を超えた場合にアラームを起動することで、AutoScaling内のインスタンス数を増加させるシステムを構築する。

##前提
・AutoScalingの基本的な概念や作成手順がある程度わかること。
（本記事ではAutoScalingの作成手順は要所のみとさせて頂いております）

##CloudWatchとは
各AWSサービス（EC2、ELB、RDS、S3、EBS）のリソース情報（例としてはCPU使用率、ディスクIO、ネットワークIO等など。これをCloudWatchではメトリクスと呼びます。）収集を行い、
それをCloudWatchダッシュボード等で可視化させるサービスです。
CloudWatchアラームを利用することで、メトリクス情報を監視し、監視条件として指定したしきい値を超過した場合、
アラームを発砲しSNSによるメッセージ送信、AutoScalingアクション実行等の処理連携をすることが可能となります。

##構成図

##作業の流れ

項番	タイトル
1	AutoScaling設定
2	CloudWatchアラームの設定
3	システム動作確認

##手順
###1.AutoScaling設定
要所のみの手順記載とさせて頂きます。

①起動設定の作成
どのような構成（利用するAMIやインスタンスタイプ等）のEC2インスタンスをAutoScalingで利用するかという設定を行うのが起動設定です（※）。
基本的に設定内容は自由ですが、安価かつCPU使用率を意図的に上げやすくするため低スペックのt2.microを利用しています。

※起動設定作成時の流れに関しては以下を参考
AWS Auto ScalingとELBの組み合わせ（オートヒーリング構築）(1. 起動設定（Launch Configuration）作成)

②AutoScalingグループの作成
どこ（どのVPCやAZに）にどんな規模（EC2インスタンスの台数等）のAutoScalingを構築するかという設定がAutoScalingグループとなります。
AutoScalingグループに紐づかせる起動設定は前手順①で作成した設定

本記事ではロードバランシングなしのAutoScalingとします。

AutoScalingグループ内に起動するEC2インスタンスの数は1-2台とし、通常時は1台稼働としました。

スケーリングポリシー（どのようなタイミングでグループ内のEC2インスタンス数を増加or減少させるか）はグループ作成後設定を行います。グループ作成前段階ではなしとします。

一通り作成を終えたら設定確認画面となりますので、問題なければAuto Scalingグループを作成

作成されたAutoScalingグループを選択し詳細画面遷移後、起動設定及びAutoScalingグループの設定が正しければ、
インスタンス管理画面で以下のようにEC2インスタンスが1台自動作成される想定です（※）。

※もし作成されない場合、以下画面内のアクティビティからAutoScalingのログを確認可能です（筆者は起動設定で適当に選んだAMIが対象のAZでサポートされてなく起動不可となってしまった事例あります。。）。

次に設定を保留したスケーリングポリシーの設定を行います。
作成されたAutoScalingグループを選択し詳細画面を表示後、自動スケーリング⇒ポリシーを追加をクリック

ポリシータイプをシンプルなスケーリングとし、スケーリング時のアクションは1キャパシティユニットを追加とします。

###2.CloudWatchアラームの設定
①CloundWatchアラーム作成開始
CloudWatchコンソールの左リスト内からアラームをクリック

更にアラームの作成をクリック

②CloundWatchアラームの詳細設定
メトリクスと条件の指定
メトリクスの選択をクリック

EC2用のメトリクスを監視します。
すべてのメトリクス内にあるEC2をクリック

本記事ではAutoScalingグループ内に存在する全インスタンスのメトリクスを監視したいため、
Auto Scalingグループ別をクリック

作成したAutoScalingグループのメトリクスCPUUtilization（CPU使用率）をチェックし、CloudWatchアラームの監視対象として設定します。
チェックしたらメトリクスの選択をクリック

次にCloudWatchアラームを起動する際のトリガー条件を設定していきます。
今回は1分間の平均値をトリガーの基準とします。

CPU使用率が80%よりも大きい場合というトリガー条件とします。

アクションの設定
CloudWatchアラームが起動した際にSNSによるメッセージ通知も可能ですが、今回は設定なしとします。
削除をクリック

CloudWatchアラーム起動時のAutoScalingアクションを設定します。
Auto Scalingアクションの追加をクリック

CloudWatchがアラーム状態のとき、前手順で作成したAutoScalingグループの1インスタンス追加アクションを実行するという設定をします。

名前と説明を追加
任意のCloudWatchアラーム名を入力します。

プレビューと作成
内容に問題なければアラームの作成をクリック

③アラームの簡単な動作確認
作成したCLoudWatchアラームの挙動を軽く確認します。
作成したCloudWatchアラーム詳細画面の履歴から対象アラームの動作履歴が確認可能です。
データ不足（アラームの状態を確定するためのデータが不十分であることを示す）とOK（アラームの監視条件として指定したしきい値をクリア（※）していることを示す）を行き来していれば問題ございません。

※今回で言えばAutoScalingグループ内の全EC2インスタンスのCPU使用率が80%以下

###3.システム動作確認
①CPU使用率上昇用スクリプト実行
作成したAutoScalingグループ内に存在するEC2インスタンスにOSログイン後、以下のスクリプトを作成します。

loop.sh

#!/bin/bash

while true
do
  # 存在しないコマンドを繰り返し実行
  invalidcommand
done

スクリプト実行（実行後Command not foundが繰り返し出力されます。停止するにはctrl+Cを実行します）

source loop.sh

別ターミナルを開きvmstat 5を確認すると、ユーザプロセス(us)とカーネル(sy)のCPU使用率を合わせた値が100%となっていることが分かります。

[ec2-user@ip-172-31-33-157 ~]$ vmstat 5
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 1  0      0 492464   2088 432648    0    0    36    42  227  567  2  3 95  0  0
 1  0      0 493180   2088 432648    0    0     0     4 5631 13709 34 66  0  0  0
 1  0      0 491980   2088 432648    0    0     0    25 5572 13708 36 64  0  0  0
 1  0      0 493056   2088 432648    0    0     0     0 5234 13960 36 64  0  0  0
 1  0      0 492808   2088 432648    0    0     0     0 5709 13962 37 63  0  0  0
 2  0      0 492808   2088 432648    0    0     0     0 5726 13955 35 65  0  0  0

②CloudWatchアラームの確認
CloudWatchアラームを確認すると状態がアラーム（アラームの監視条件として指定したしきい値を超過していること）となり、履歴からそれに伴いAutoScalingアクションが実行されたことが分かります。

③AutoScalingグループ確認
一応AutoScalingグループも確認すると、AutoScalingアクションの実行によってグループ内のインスタンス数が1台から2台になっていることが確認できれば、システムの動作はOKです。