はじめに

これはシリーズ記事の中の1つです。

前回まで

前回はACMを利用してSSL証明書を作成し、
ALBにHTTPSリスナーを追加してLaravelサンプルアプリにHTTPSアクセスできるように設定しました。

今回構築する環境

webサーバの周りにあるこれが今回の追加箇所です。

現在はこのLaravelサンプルアプリに大量のアクセスが発生し
サーバ負荷が高くなった場合、
レスポンスが極端に遅くなったり
最悪の場合はサーバが停止してしまったりします。

この課題を解決するために、
オートスケーリングという機能を利用して
webサーバに一定の負荷がかかったら自動でサーバ台数が増えるような仕組みを構築します。

また、すでに今使っているwebサーバ2台は
もう利用しないので停止しておきます。

いま https://laravel-sample.net/ にアクセスするとタイムアウトする状態です。

オートスケーリング設定

オートスケーリングの仕組みを構築するには、
1. 起動設定の作成
2. Auto Scalingグループの作成
の作業が必要です。

起動設定の作成

起動設定とは、簡単に言うと
どのようなEC2インスタンスを作成するか？
の設定です。

オートスケーリングの仕組みができると
サーバ負荷に応じてEC2インスタンスが自動で作られたり削除されたりしますが、
その自動で作成されるEC2インスタンスが
どのAMIを使うか？
インスタンスタイプは何にするか？
ボリュームサイズはどうするか？
などを設定します。

いつも手動でEC2インスタンスを作成するときに設定しているものですね。

マネジメントコンソールの[EC2]のページの
サイドメニューの[起動設定]をクリックし、
上部にある[起動設定の作成]ボタンをクリック。

AMI の選択

[マイAMI]から以前作成した[laravel-sample-ami-web-2]を選択します。

インスタンスタイプの選択

いつも通りt2.microです。

詳細設定

起動設定の名前は[laravel-sample-launch-config]にして、
あとはデフォルトのままで進みます。

ストレージの追加

デフォルト設定のまま進めます。

セキュリティグループの設定

[laravel-sample-sg-web]を選択します。

確認

設定内容を確認し、
[起動設定の作成]をクリックして
最後のキーペア選択で[laravel-sample-key-pair]を選択して
作成します。

これで起動設定の作成は完了です。

Auto Scalingグループの作成

Auto Scalingグループの設定は、簡単に言うと
サーバ台数の最大最小と、
サーバを配置するネットワーク
の設定をするものです。

オートスケーリングの仕組みができると
サーバ負荷に応じてサーバが自動で増えたり減ったりしますが、
負荷が高くなれば無限に台数が増えるわけではなく、
また負荷が低ければ1台まで減ってしまうわけではありません。

自分で最大の台数と最小の台数を決定する必要があります。

マネジメントコンソールの[EC2]のページの
サイドメニューの[Auto Scalingグループ]をクリックし、
上部にある[Auto Scalingグループの作成]ボタンをクリック。

表示された起動設定選択画面で、
先ほど作成した[laravel-sample-launch-config]を選択します。

Auto Scaling グループの詳細設定

下記のように設定します。

項目	設定値	説明
グループ名	laravel-sample-auto-scaling-group	このAuto Scaling グループの名前。自分が管理するための任意の名前を付ける。
起動設定	{先ほど作成した[laravel-sample-launch-config]の起動設定}	このAuto Scaling グループで作成されるインスタンスの元になる起動設定。
グループサイズ	2	このAuto Scaling グループの初期のインスタンス台数。
ネットワーク	{[laravel-sample-vpc]のVPCを選択}	インスタンスが配置されるVPC。
サブネット	{[laravel-sample-subnet-private-a]と[laravel-sample-subnet-private-b]を選択}	インスタンスが配置されるサブネット。

スケーリングポリシーの設定

ここで
[このグループを初期のサイズに維持する]を選択した場合は
サーバ負荷に応じてサーバ台数を増やしたり減らしたりはせず、
先ほど設定したグループサイズである2台構成を常にキープしようとします。

つまり、サーバに障害が発生したりして1台が使えない状態になったら
2台構成をキープするために自動でサーバが追加されるということです。

[スケーリングポリシーを使用して、このグループのキャパシティを調整する]を選択したら、
今回やろうとしている
サーバ負荷に応じたサーバ増減の仕組みを作ることができます。

スケーリングポリシーには現在
・Target tracking scaling
・Step scaling
・Simple scaling
の3種類がありますが、
一番設定が簡単でわかりやすいTarget tracking scalingを設定します。
3つのスケーリングポリシーの違いについては下記を確認するといいです。
https://docs.aws.amazon.com/ja_jp/autoscaling/ec2/userguide/as-scale-based-on-demand.html

今回は下記のように設定してみます。

[スケーリング範囲 2 および 3 インスタンス]
の項目については、
先ほど述べたサーバの最大台数、最小台数です。

今回は最小で2台、最大で3台に設定します。

[スケールグループサイズ]は下記のように設定します。

項目	設定値	説明
名前	laravel-sample-scaling-group-size	このスケールグループサイズの名前。自分が管理するための任意の名前を付ける。
メトリクスタイプ	CPUの平均使用率	オートスケールのトリガーになるメトリクスの種類。
ターゲット値	70	CPU使用率が何%になったらスケールイン・アウトさせたいか。
インスタンスは（スケーリング後にウォームアップする秒数）	300	デフォルトの300秒に設定する。
スケールインの無効化	チェック無し	スケールインを無効にするかどうかの設定。

この設定内容を要約すると、
オートスケーリングのインスタンスたちのCPU平均使用率が70%以下になるように、
自動でサーバを増減する。
という設定になります。

通知の設定

オートスケーリング機能によってサーバが増えた時やサーバが減ったときに、
通知を行うかどうかの設定です。

今回は不要なのでこのまま次に進みます。

タグを設定

Nameタグに[laravel-sample-auto-scaling-group]を設定します。

確認

これまでの入力内容を確認し、
問題なければ[Auto Scalingグループの作成]をクリックします。

これでAuto ScalingグループのEC2サーバが作られます。
EC2の一覧ページを確認すると、
インスタンスが2台追加されていると思います。

ALBのターゲットグループに追加

先ほどオートスケーリング設定のされたEC2サーバが2台できましたが、
この2台はALBに紐づいていないため、
ただ孤立したwebサーバが存在しているだけです。

https://laravel-sample.net/ にアクセスしても
Laravelサンプルアプリは表示されません。

オートスケーリング機能によって作成されるEC2サーバが
ALBに自動で紐づくように設定します。

Auto Scalingグループの一覧ページで
先ほど作成した[laravel-sample-auto-scaling-group]をチェックし、
ページ上部の[操作]→[編集]をクリック。

[ターゲットグループ]の項目で、
以前作成した[laravel-sample-target-group]を選択し、
[保存]ボタンをクリックします。

これで、オートスケーリングによって作成されたインスタンスが
自動でALBに紐づくようになりました。

https://laravel-sample.net/ にアクセスして
正常にLaravelサンプルアプリが表示されれば正しく設定できています。
※設定が反映されるのに少し時間がかかります

スケーリングテスト

オートスケーリングの設定がすべて完了し、
ALB経由でアプリに接続できる状態になったので、
実際にサーバに負荷をかけてスケールアウトするかどうか、
負荷を減らしてスケールインするかのテストを行ってみます。

スケールアウトのテスト

まずは踏み台サーバにSSH接続し、
そこからオートスケーリングで作成されたwebサーバにSSH接続します。

そこでこのコマンドを実行します。

yes > /dev/null

これは、ただひたすら yyyyyyyyyyyyyyy と出力するコマンドで、
サーバに負荷をかけるテストの際によく使われるコマンドです。
（停止する場合はCtl + Cをしてください）

yesコマンドを実行したままで、
topコマンドを実行すればサーバのCPU使用率が確認できます。

赤枠がCPU使用率で、
99.3%になっているので十分に負荷がかかっています。
※グループ内のインスタンスのCPU 平均使用率 がトリガーになるため、
稼働中の各サーバで負荷をかけてCPU使用率を上げてください。

しばらくこの状態にして、
EC2インスタンス一覧ページを見ながら
インスタンスが追加されるかどうか確認してみます。

しばらく待つと、
EC2インスタンス一覧ページに新しいインスタンスが1台追加され
3台構成になりました。
正しくスケールアウトしています。
※スケールアウトするのに最低でも5分以上は負荷をかけ続ける必要があります。

スケールインのテスト

次に、yesコマンドを停止してサーバ負荷を減らし、
自動でサーバが減って2台構成に戻るか確認します。

Ctl + Cでyesコマンドを停止し、
またEC2インスタンス一覧ページを確認します。

しばらく待つと、
1台のインスタンスのステータスが[terminated]に変わりました。
正しくスケールインできています。

これで、オートスケーリングの設定はすべて完了です。

最後に

もし機会があれば、
CloudFront経由でアクセスできるようにしたり、
S3と連携してみたり、
これまでのサーバ構成をCloudFormationを使って構築してみたり
さらに続きを実践してみたいと思います。

AWSでウェブアプリケーション環境構築：⑧サーバ負荷に応じてwebサーバがオートスケーリングする仕組みを構築