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@yoshi-sa

【初心者・IaC入門】第3回 - 前編：CloudFormationはCREATE_COMPLETEまでたどり着くのは大変だが堅牢

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※本記事はAIが書いて、人間がファクトチェックしています。
IaC連載企画、第3回 - 前編です。
今日はIaCの試行錯誤で時間切れとなったため、第3回は複数回に分けたいと思います。

こんにちは！「絶対止めない」デプロイ戦略ハンズオン、第3回です。

前回（第2回）は、サーバーを1台ずつ入れ替える「ローリングアップデート」を体験しました。ダウンタイムなしで切り替わる様子は感動的でしたが、現場では 「切り替え時間が長い」 ことによる別の問題が発生することがあります。

今回は、AWS純正のIaCツールである「AWS CloudFormation (CFn)」とコンテナ技術（ECS）を使って、「一瞬で切り替え、バグがあれば1秒で戻す」 という究極のスピード感を持つデプロイ戦略に挑戦します！

1. 【プロローグ】 「バグだ！すぐ前のバージョンに戻せ！」

若手エンジニア（あなた）：
「先輩！ローリングアップデートで、新機能（緑アプリ）を無停止でデプロイ完了しました！完璧です！」

先輩エンジニア：
「お疲れ！……あれ？ 緑アプリの方、決済ボタンが押せなくなってないか！？ 致命的なバグだぞ！」

若手エンジニア：
「えっ！？ ほんとだ！ す、すぐ前の青アプリに戻します！！」
（カタカタ……ターン！）
「……えーっと、ローリングアップデートで1台ずつ戻していくので、完全に復旧するまであと10分くらいかかります……」

先輩エンジニア：
「10分も決済が止まったら大損害だぞ！！ なんで一瞬で戻せるようにしておかなかったんだー！！」

ローリングアップデートは「少しずつ」進むため、切り戻し（ロールバック）にも時間がかかるという弱点があります。
致命的なバグが出た場合、1分1秒でも早く前の正常な状態に戻す必要があります。そこで登場するのが今回の主役です。

2. 【図解インプット】 ブルーグリーンデプロイの仕組み

「ブルーグリーンデプロイ（Blue/Green Deployment）」は、現在動いている本番環境（Blue）とは完全に別の環境（Green）を丸ごと新規に作成します。

そして、ロードバランサー（ALB）の「向き先」を一瞬で切り替えることでリリースを行います。

image.png

【準備完了時（まだ本番は青）】
[ ALB (本番:80番ポート) ] ──────> [ ECSコンテナ (青 v1) ]
[ ALB (テスト:8080番ポート) ] ──> [ ECSコンテナ (緑 v2) ] ← 裏側でこっそり準備完了

【デプロイ（一瞬で切り替え！）】
[ ALB (本番:80番ポート) ] ──┬─× [ ECSコンテナ (青 v1) ] ← 待機させる（消さない）
                          └─> [ ECSコンテナ (緑 v2) ] ← 本番デビュー！
  • メリット1： 本番トラフィックを切り替える前に、テスト用のポート（8080など）で緑アプリの動作を本番と同じ環境で事前確認できます。
  • メリット2： もし緑アプリにバグがあっても、青アプリをまだ消さずに残しておくため、ALBの向き先を戻すだけで1秒でロールバックできます。

今回は、AWSのコンテナサービス「Amazon ECS (Fargate)」と、デプロイ自動化サービス「AWS CodeDeploy」を使います。

3. 【ハンズオン】 1秒で戻る安心感を体感せよ！（所要時間：約45分）前編

Step 1: CFnでベース環境（青アプリ）の構築

💡 【重要】今回のテンプレートの魔法について
実は、CloudFormation単体でECSのBlue/Greenデプロイを実装するコードは、AWS::CodeDeploy::BlueGreen という特殊なフックを使う必要があり、複雑（数百行の長いコード）になります。
今回はコードの難解さで挫折しないよう、特別な魔法を仕込んだ完成済みのテンプレートを用意しました。中身が難しくても、今は「こういう風に動くんだ！」という体験を優先して楽しんでくださいね！

作業フォルダに、以下のテンプレートをコピペして配置したと仮定します。

blue-green.yaml 
AWSTemplateFormatVersion: '2010-09-09'
Description: "Hands-on: ECS Blue/Green Deployment Complete Template (Base Environment)"

# ==========================================
# 1. Transform Declaration
# ==========================================
Transform:
  - 'AWS::CodeDeployBlueGreen'

# ==========================================
# 2. CodeDeploy Hook Configuration
# ==========================================
Hooks:
  CodeDeployBlueGreenHook:
    Type: 'AWS::CodeDeploy::BlueGreen'
    Properties:
      TrafficRoutingConfig:
        Type: AllAtOnce # Route 100% of traffic immediately
      AdditionalOptions:
        TerminationWaitTimeInMinutes: 5 # Wait time before terminating original tasks
      Applications:
        - Target:
            Type: 'AWS::ECS::Service'
            LogicalID: ECSService
          ECSAttributes:
            TaskDefinitions:
              - TaskDefinitionBlue
              - TaskDefinitionGreen
            TaskSets:
              - TaskSetBlue
              - TaskSetGreen
            TrafficRouting:
              ProdTrafficRoute:
                Type: 'AWS::ElasticLoadBalancingV2::Listener'
                LogicalID: ALBListenerProd
              TestTrafficRoute:
                Type: 'AWS::ElasticLoadBalancingV2::Listener'
                LogicalID: ALBListenerTest
              TargetGroups:
                - ALBTargetGroupBlue
                - ALBTargetGroupGreen

Resources:
  # ==========================================
  # 3. Network Infrastructure (VPC, Subnets, IGW)
  # ==========================================
  VPC:
    Type: 'AWS::EC2::VPC'
    Properties:
      CidrBlock: 10.0.0.0/16
      EnableDnsSupport: true
      EnableDnsHostnames: true
      Tags:
        - Key: Name
          Value: handson-bg-vpc

  InternetGateway:
    Type: 'AWS::EC2::InternetGateway'

  VPCGatewayAttachment:
    Type: 'AWS::EC2::VPCGatewayAttachment'
    Properties:
      VpcId: !Ref VPC
      InternetGatewayId: !Ref InternetGateway

  PublicRouteTable:
    Type: 'AWS::EC2::RouteTable'
    Properties:
      VpcId: !Ref VPC

  PublicRoute:
    Type: 'AWS::EC2::Route'
    DependsOn: VPCGatewayAttachment
    Properties:
      RouteTableId: !Ref PublicRouteTable
      DestinationCidrBlock: 0.0.0.0/0
      GatewayId: !Ref InternetGateway

  PublicSubnet1:
    Type: 'AWS::EC2::Subnet'
    Properties:
      VpcId: !Ref VPC
      CidrBlock: 10.0.1.0/24
      AvailabilityZone: !Select [0, !GetAZs '']
      MapPublicIpOnLaunch: true

  PublicSubnet2:
    Type: 'AWS::EC2::Subnet'
    Properties:
      VpcId: !Ref VPC
      CidrBlock: 10.0.2.0/24
      AvailabilityZone: !Select [1, !GetAZs '']
      MapPublicIpOnLaunch: true

  Subnet1RouteTableAssociation:
    Type: 'AWS::EC2::SubnetRouteTableAssociation'
    Properties:
      SubnetId: !Ref PublicSubnet1
      RouteTableId: !Ref PublicRouteTable

  Subnet2RouteTableAssociation:
    Type: 'AWS::EC2::SubnetRouteTableAssociation'
    Properties:
      SubnetId: !Ref PublicSubnet2
      RouteTableId: !Ref PublicRouteTable

  # ==========================================
  # 4. Security Groups
  # ==========================================
  ALBSecurityGroup:
    Type: 'AWS::EC2::SecurityGroup'
    Properties:
      GroupDescription: Allow HTTP for ALB
      VpcId: !Ref VPC
      SecurityGroupIngress:
        - IpProtocol: tcp
          FromPort: 80
          ToPort: 80
          CidrIp: 0.0.0.0/0
        - IpProtocol: tcp
          FromPort: 8080
          ToPort: 8080
          CidrIp: 0.0.0.0/0

  ECSSecurityGroup:
    Type: 'AWS::EC2::SecurityGroup'
    Properties:
      GroupDescription: Allow HTTP from ALB
      VpcId: !Ref VPC
      SecurityGroupIngress:
        - IpProtocol: tcp
          FromPort: 80
          ToPort: 80
          SourceSecurityGroupId: !Ref ALBSecurityGroup

  # ==========================================
  # 5. IAM Roles
  # ==========================================
  ECSExecutionRole:
    Type: 'AWS::IAM::Role'
    Properties:
      AssumeRolePolicyDocument:
        Version: '2012-10-17'
        Statement:
          - Effect: Allow
            Principal:
              Service: ecs-tasks.amazonaws.com
            Action: sts:AssumeRole
      ManagedPolicyArns:
        - arn:aws:iam::aws:policy/service-role/AmazonECSTaskExecutionRolePolicy

  # ==========================================
  # 6. Load Balancer (ALB) and Target Groups
  # ==========================================
  ALB:
    Type: 'AWS::ElasticLoadBalancingV2::LoadBalancer'
    Properties:
      Name: handson-bg-alb
      Scheme: internet-facing
      Subnets:
        - !Ref PublicSubnet1
        - !Ref PublicSubnet2
      SecurityGroups:
        - !Ref ALBSecurityGroup

  ALBTargetGroupBlue:
    Type: 'AWS::ElasticLoadBalancingV2::TargetGroup'
    Properties:
      Name: tg-blue
      Port: 80
      Protocol: HTTP
      TargetType: ip
      VpcId: !Ref VPC

  ALBTargetGroupGreen:
    Type: 'AWS::ElasticLoadBalancingV2::TargetGroup'
    Properties:
      Name: tg-green
      Port: 80
      Protocol: HTTP
      TargetType: ip
      VpcId: !Ref VPC

  ALBListenerProd:
    Type: 'AWS::ElasticLoadBalancingV2::Listener'
    Properties:
      LoadBalancerArn: !Ref ALB
      Port: 80
      Protocol: HTTP
      DefaultActions:
        - Type: forward
          TargetGroupArn: !Ref ALBTargetGroupBlue

  ALBListenerTest:
    Type: 'AWS::ElasticLoadBalancingV2::Listener'
    Properties:
      LoadBalancerArn: !Ref ALB
      Port: 8080
      Protocol: HTTP
      DefaultActions:
        - Type: forward
          TargetGroupArn: !Ref ALBTargetGroupGreen

  # ==========================================
  # 7. ECS Cluster & Task Definition (Blue/v1)
  # ==========================================
  ECSCluster:
    Type: 'AWS::ECS::Cluster'
    Properties:
      ClusterName: handson-bg-cluster

  TaskDefinitionBlue:
    Type: 'AWS::ECS::TaskDefinition'
    Properties:
      Family: handson-blue-green-task
      RequiresCompatibilities:
        - FARGATE
      NetworkMode: awsvpc
      Cpu: '256'
      Memory: '512'
      ExecutionRoleArn: !GetAtt ECSExecutionRole.Arn
      ContainerDefinitions:
        - Name: app-container
          Image: nginx:1.23-alpine # Initial Blue Application (v1)
          PortMappings:
            - ContainerPort: 80

  # ==========================================
  # 8. ECS Service
  # ==========================================
  ECSService:
    Type: 'AWS::ECS::Service'
    DependsOn: ALBListenerProd
    Properties:
      Cluster: !Ref ECSCluster
      ServiceName: handson-bg-service
      DesiredCount: 1
      LaunchType: FARGATE
      TaskDefinition: !Ref TaskDefinitionBlue
      DeploymentController:
        Type: CODE_DEPLOY
      LoadBalancers:
        - TargetGroupArn: !Ref ALBTargetGroupBlue
          ContainerName: app-container
          ContainerPort: 80
      NetworkConfiguration:
        AwsvpcConfiguration:
          AssignPublicIp: ENABLED
          SecurityGroups:
            - !Ref ECSSecurityGroup
          Subnets:
            - !Ref PublicSubnet1
            - !Ref PublicSubnet2
            -

ターミナルを開き、以下のコマンドでAWS上に環境を一気に構築します。

# CloudFormationスタックの作成（約5分かかります）
aws cloudformation create-stack \ 
  --stack-name handson-blue-green \
  --template-body file://blue-green.yaml \
  --capabilities CAPABILITY_IAM CAPABILITY_AUTO_EXPAND

実行結果は以下の通りです（ここにたどり着くまでに3時間もかかった。。。CREATE_COMPLETEが出たとき、感動しました）
image.png

image.png

image.png

image.png

構築完了後、AWSマネジメントコンソールで「EC2」→「ロードバランサー」を開き、作成されたALBのDNS名（URL）をブラウザで開きます。
Nginx の画面が表示されれば成功です！

image.png

今日はAIと壁打ちしながら試行錯誤しまくった結果、ここまででめちゃくちゃ時間使ってしまい、力尽きたのでここまでとさせてください。

【次回予告】

「ブルーグリーンデプロイ」完結編！（明日完了目標）としたいです

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