【ITニュース解説】DevOps Lab: CI/CD Deployment to AWS ECS

このニュース記事は、DevOps（デブオプス）という考え方に基づき、私たちが作ったウェブサイトを、安全かつ効率的にインターネット上に公開するまでの一連の流れを、具体的な技術を使って解説している。DevOpsとは、開発（Development）と運用（Operations）を組み合わせた言葉で、ソフトウェアの開発からリリース、運用までをスムーズに連携させ、より早く、より高品質なサービスを提供するための手法を指す。このプロセスには、「継続的インテグレーション（CI）」と「継続的デプロイメント（CD）」という二つの重要な柱がある。

まず、私たちが作りたいのは、ある製品を紹介する「プロフェッショナルなウェブサイト」だ。このウェブサイトは、製品名を表示し、複数のセクションを持ち、スマートフォンなど様々なデバイスで見やすい「レスポンシブデザイン」に対応している必要がある。このウェブサイトのプログラム（アプリケーションコード）は、開発担当者であるジュールが作成し、最終的には「GitHubリポジトリ」という場所に保管される。GitHubリポジトリは、コードの変更履歴を管理し、複数人での共同開発を容易にするためのオンライン上の保管庫だ。

ウェブサイトのコードが用意できたら、次にそのウェブサイトを動かすための「土台」となるインフラストラクチャ、つまりコンピュータやネットワーク環境を準備する。ここではAmazon Web Services（AWS）というクラウドサービスを使って、本番環境で使うような本格的な環境を構築する。具体的には、AWS上に「VPC（Virtual Private Cloud）」という、私たち専用の仮想的なネットワーク空間を作る。このVPCの中には、インターネットから直接アクセスできる「パブリックサブネット」と、直接アクセスできない「プライベートサブネット」という二種類のネットワーク領域を用意する。これは、ウェブサイトにアクセスするユーザーからのリクエストを受け付ける部分はパブリックに公開しつつ、実際のウェブサイトのプログラムが動くサーバーはインターネットから直接見えないようにして、セキュリティを高めるためだ。

このVPCには、インターネットとの出入口となる「インターネットゲートウェイ」を設置し、ユーザーからのアクセスを捌く「アプリケーションロードバランサー（ALB）」をパブリックサブネットに配置する。ALBは、たくさんのアクセスが来たときに、それらを複数のサーバーに効率よく振り分け、ウェブサイトが安定して動作し続けるようにする役割を担う。そして、ウェブサイトのプログラム自体は、「ECS（Elastic Container Service）」というサービスを使って動かす。ECSは、「コンテナ」と呼ばれる小さな箱の中にアプリケーションを閉じ込めて動かすためのサービスだ。コンテナを使うことで、開発環境と本番環境で全く同じようにアプリケーションを動かすことができ、環境の違いによるトラブルを防ぐことができる。このECSのコンテナは、セキュリティのためプライベートサブネットで動かす。プライベートサブネットで動くサーバーがインターネットにアクセスする必要がある場合は、「NATゲートウェイ」などを利用して外部接続を可能にする。また、ネットワークの安全性を保つために「セキュリティグループ」という仮想のファイアウォールを設定し、どの通信を許可し、どの通信をブロックするかを細かく制御する。私たちが作ったウェブサイトのプログラムをコンテナイメージとして保存する場所は、「ECR（Elastic Container Registry）」というサービスを利用する。

次に、いよいよ「継続的インテグレーション（CI）」のフェーズに入る。CIの主な目的は、「このアプリケーションは安全で、デプロイ（公開）の準備ができているか？」という問いに答えることだ。開発者がGitHubにコードをプッシュする（変更を保存する）と、自動的に「GitHub Actions」というツールが起動し、以下の手順を実行する。まず、GitHubから最新のコードを取得し、ウェブサイトを動かすために必要な追加のプログラム（依存関係）をインストールする。次に、コードに間違いがないかを確認するための「アプリケーションテスト」を実行し、バグの早期発見に努める。さらに、「SonarQube」というツールを使って、コードの品質や潜在的な問題を分析する。これにより、将来的なメンテナンス性を向上させ、コードの「におい」を嗅ぎ分ける。これらの品質チェックをクリアしたら、作成したウェブサイトのプログラムを「Dockerイメージ」という形式に変換する。これは、コンテナとして動かすためのパッケージのようなものだ。このDockerイメージに対して、「Trivy」というツールを使ってセキュリティの脆弱性がないかをスキャンする。安全性が確認されたDockerイメージには、例えば「product-name:a83fd91」のようにバージョン番号を付けて、Amazon ECRに保存する。このCIの段階では、まだウェブサイトは公開されておらず、ECRに安全なイメージが保存されるまでがCIの責任範囲だ。

CIで作成された安全なコンテナイメージがECRに保存されたら、今度は「継続的デプロイメント（CD）」のフェーズが始まる。CDの目的は、「承認されたアプリケーションを、どうすれば安全に本番環境にリリースできるか？」という問いに答えることだ。ここでは「Jenkins」というツールを使ってCDパイプラインを自動化する。JenkinsはECRに保存された特定のバージョンのイメージを使い、ECS上で動かすための設定である「ECSタスク定義」を新しいイメージに更新する。その後、「ECSサービス」を更新することで、新しいバージョンのアプリケーションが起動し始める。ここで重要なのが「ローリングデプロイメント」という方法だ。これは、古いバージョンのアプリケーションが完全に停止する前に、新しいバージョンのアプリケーションを少しずつ起動させていく方法で、ウェブサイトのサービスが中断する「ダウンタイム」を最小限に抑えることができる。新しいバージョンのアプリケーションが正常に動作しているか（ヘルスチェック）、アプリケーションロードバランサーが常に監視し、問題がなければ古いバージョンのアプリケーションは順次停止されていく。この一連の作業は全て自動的に行われるため、人間の手作業によるミスを防ぎ、迅速かつ安全にアプリケーションをリリースできる。

最終的に、ユーザーがウェブサイトにアクセスする流れを確認する。顧客は「https://yourdomain.com」のようなウェブサイトのアドレス（ドメイン）を入力すると、まず「DNS」というシステムがそのドメインをIPアドレスに変換する。そのIPアドレスは、私たちが設定したアプリケーションロードバランサー（ALB）を指している。ALBはパブリックサブネットに配置されており、受信したリクエストを「ターゲットグループ」と呼ばれるECSのコンテナ群に転送する。ECSのコンテナはプライベートサブネットで動作しているため、直接外部からのアクセスは受け付けないが、ALBを経由して安全にリクエストを処理できる。さらに、ウェブサイトの通信を安全にするために「HTTPS」を設定する。これには「SSL/TLS証明書」という電子証明書が必要で、ALBでこの証明書を設定することで、顧客のブラウザとウェブサイト間の通信が暗号化され、安全に情報がやり取りできるようになる。これにより、ユーザーは安心してウェブサイトを閲覧し、製品名が表示されていることを確認できる。

この一連のプロセスを通じて、開発者がコードをGitHubにプッシュしてから、そのコードがインターネット上で安全に動くウェブサイトとして公開されるまでが自動化されている。CIはコードからテスト済みの安全なコンテナイメージをECRに生成するまでを担い、CDはそのECRイメージを使ってアプリケーションをECSにデプロイし、ALBとHTTPSを通じて顧客に提供するまでを担う。このDevOpsの流れを理解し、実践することで、私たちはより効率的で信頼性の高いシステムを構築できる。