ECS + Fargate + gRPCを使ったマイクロサービス構成

バックエンドサーバは機能毎にマイクロサービスとして分割し、サーバ間通信には gRPC を使ってモダンな感じにしたい。


最初のインフラ構想

まず Node.js アプリケーションをコンテナベースにして、Code Pipeline + CodeBuild + ECR + ECS + Fargate で継続的デプロイ&オートスケールする仕組みを作った。

aws-ecs-grpc1.png

でもバックエンドの gRPC でサーバ間通信を行う部分で Unavailable, transport is closing というエラーになってしまいうまくいかなかった。

この ALB を使って ECS タスクに対して負荷分散させる構成は gRPC を使わずに REST API でならうまくいった。


HTTP/2 の gRPC は ALB と相性が悪い

gRPC は HTTP/2 が必須となり、ALB も HTTP/2 に対応しているが、それはフロントエンドのみ。ALB によってバックエンドに転送する場合は強制的に HTTP/1.1 になってしまい、gRPC としての通信が失敗してしまう。

aws-ecs-grpc2.png

じゃあ ALB を諦めて CLB にするしかないか…と変更しようとしたが、ECS + Fargate を使う場合、ECS のネットワークモードが awsvpc 固定となり、ロードバランサーには ALB 以外を選ぶことができない。


つまり gRPC の負荷分散のために CLB を使うなら Fargate は諦めて ECS + EC2 で運用するということになり、インスタンス管理コストの低下という大きなメリットを享受できなくなってしまう。


それだったら gRPC は諦めて Swagger(OpenAPI) で REST API にするしかないかなぁという雰囲気になりつつあった。


ECS サービスディスカバリを使うことで解決

悩んでいたところ、ECS サービスディスカバリが使えるのではないかと教えてもらった。

ECS でクラスターとサービスを作ると、サービス名が Route53 で自動的に 複数値回答レコードとしてドメイン登録され、ECS タスクの数だけ IP アドレスが割り振られる。

AWS Networking.png

例えば ECS で game-server というサービス名にし、3 つのタスクを起動した場合は 3 つの内部 IP アドレスそれぞれに game-server.local というドメイン名が割り当てられ、同一 VPC 内であればアクセスできるようになる。

Route 53

Name
Type
Value

game-server.local.
A
10.0.0.1

game-server.local.
A
10.0.0.2

game-server.local.
A
10.0.0.3

複数値回答レコードはドメイン game-service.local にアクセスすると、最大 8 つの IP アドレスをランダムでクライアントに返す。上記の場合は 10.0.0.1, 10.0.0.2, 10.0.0.3 の 3 つのアドレスが返る。

試しに同じ VPC に AWS Cloud9 (起動直後から EC2 にログインした状態になるので確認するのに便利)を立ち上げ、ターミナルから dig コマンドを試してみると次のような結果となる。

$ dig +short game-service.local

10.0.0.1
10.0.0.2
10.0.0.3

なお、Route53 側で Hosted zones の local. にチェックをいれ、Associated VPC に対象の VPC が含まれていないと参照できないので注意。

あとはクライアント実装次第となるが、通常はラウンドロビンされた値が使われることになる。curlwget だと 1 番目の値しか使われなかったが HTTP Client ライブラリの axios はラウンドロビンされて使われていた。

これで ALB を使わなくとも負荷分散できる。


ECS サービスディスカバリとヘルスチェック

ECS のタスク定義で Docker コンテナの HEALTHCHECK を指定できる。


ヘルスチェックが失敗すると異常と判定され、ECS はタスクを終了してから新しいタスクを自動起動してくれる。


これが ECS サービスディスカバリとも連携してくれるので、タスクが終了すると同時に、タスクの内部 IP アドレスに割り当てられた game-server.local も削除され、活きてるタスクにしかルーティングされなくなる。とても便利。