CloudFormationによる【VPC】の構築

hebiishi

3年前

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皆様こんにちは。
今回はCloudFormatonを利用して高可用性アーキテクトの構築をしていきます。
この記事ではVPCの作成を行います。

1.高可用性アーキテクト構築目次

目次はこちら

2.VPCについて

Amazon Virtual Private Cloud (Amazon VPC) を使用すると、定義した仮想ネットワーク内で AWS リソースを起動できます。仮想ネットワークは、お客様自身のデータセンターで運用されていた従来のネットワークによく似ていますが、 AWS のスケーラブルなインフラストラクチャを使用できるというメリットがあります。
参照：公式ドキュメント：VPC

AWS上のハードウェアやネットワークの基盤はユーザー全体に「共有」されているため、VPCを使うことにより論理的に分割された特定のユーザーだけのプライベートネットワーク空間を作成することにより独自のセキュアなネットワークを構築できます。
リソースの配置、持続性、セキュリティなど、仮想ネットワーク環境をフル制御できます。
類似サービスとしてGCPの「Virtual Private Cloud」、Azureの「Azure Virtual Network」等が挙げられます。

今回はVPCの中に２つのAZの配置をし片方のAZに障害が起きた際に、もう１つのAZに通信することにより、高可用性のある設計を実現させます。

VPCができるまで

”EC2-Classic”はEC2のオリジナルリソースであり、インスタンスは単一のフラットネットワークで稼働してました。IPアドレスの指定や設定、VPCのように複数のIPアドレスをインスタンスに割り当てはできません。１つ１つ選択し設定する必要があります。
また、ElasticIPアドレスを停止しますと、インスタンスの関連付けが解除されてしまいます。それに対し、VPCは停止しても関連付けはされず維持できます。
EC2-Classicは、インスタンスはインターネットにアクセスできます。VPCの場合、パブリックIPアドレスを受け取り、インターネットゲートウェイはVPCにアタッチでき、サブネットにインターネットゲートウェイへのルートがあります。デフォルトでインスタンスもインターネットにもアクセスできます。
VPCはEC2-Classicに比べ、各種設定項目が省けており、インターネットと接続する際にパブリックサブネット、プライベートサブネットに区別することによりセキュアにインターネット接続が容易になり汎用性が増しました。

＊2022年8月15日にEC2-Classicの提供終了します。

3.構築したいVPC構成図

4.全体構築ソースコード

AWSTemplateFormatVersion: "2010-09-09"
Resources:
    EC2VPC:
        Type: "AWS::EC2::VPC"
        Properties:
            CidrBlock: "10.0.0.0/16"
            EnableDnsSupport: true
            EnableDnsHostnames: true
            InstanceTenancy: "default"
            Tags: 
              - 
                Key: "Name"
                Value: "hebiishi_vpc"

    EC2InternetGateway:
        Type: "AWS::EC2::InternetGateway"
        Properties:
            Tags: 
              - 
                Key: "Name"
                Value: "hebiishi_IGW"

    AttachGateway:
        Type: "AWS::EC2::VPCGatewayAttachment"
        Properties:
            InternetGatewayId: !Ref EC2InternetGateway
            VpcId: !Ref  EC2VPC

    EC2Subnet:
        Type: "AWS::EC2::Subnet"
        Properties:
            AvailabilityZone: !GetAtt EC2Subnet3.AvailabilityZone
            CidrBlock: "10.0.1.0/24"
            VpcId: !Ref EC2VPC
            MapPublicIpOnLaunch: true
            Tags: 
              - 
                Key: "Name"
                Value: "hebiishi_pubsubnet_1"

    EC2Subnet2:
        Type: "AWS::EC2::Subnet"
        Properties:
            AvailabilityZone: !GetAtt EC2Subnet4.AvailabilityZone
            CidrBlock: "10.0.2.0/24"
            VpcId: !Ref EC2VPC
            MapPublicIpOnLaunch: true
            Tags: 
              - 
                Key: "Name"
                Value: "hebiishi_pubsubnet_2"

    EC2Subnet3:
        Type: "AWS::EC2::Subnet"
        Properties:
            AvailabilityZone: !Sub "${AWS::Region}a"
            CidrBlock: "10.0.3.0/24"
            VpcId: !Ref EC2VPC
            MapPublicIpOnLaunch: false
            Tags: 
              - 
                Key: "Name"
                Value: "hebiishi_prisubnet_1"

    EC2Subnet4:
        Type: "AWS::EC2::Subnet"
        Properties:
            AvailabilityZone: !Sub "${AWS::Region}c"
            CidrBlock: "10.0.4.0/24"
            VpcId: !Ref EC2VPC
            MapPublicIpOnLaunch: false
            Tags: 
              - 
                Key: "Name"
                Value: "hebiishi_prisubnet_2"

    EC2RouteTable:
        Type: "AWS::EC2::RouteTable"
        Properties:
            VpcId: !Ref EC2VPC
            Tags: 
              - 
                Key: "Name"
                Value: "hebiishi_RT_pub"

    EC2RoutePublic:
        Type: AWS::EC2::Route
        Properties:
            RouteTableId: !Ref EC2RouteTable
            DestinationCidrBlock: 0.0.0.0/0
            GatewayId: !Ref EC2InternetGateway                

    EC2RouteTable2:
        Type: "AWS::EC2::RouteTable"
        Properties:
            VpcId: !Ref EC2VPC
            Tags: 
              - 
                Key: "Name"
                Value: "hebiishi_RT_pri"

    EC2SubnetRouteTableAssociation:
        Type: "AWS::EC2::SubnetRouteTableAssociation"
        Properties:
            RouteTableId: !Ref EC2RouteTable
            SubnetId: !Ref EC2Subnet

    EC2SubnetRouteTableAssociation2:
        Type: "AWS::EC2::SubnetRouteTableAssociation"
        Properties:
            RouteTableId: !Ref EC2RouteTable
            SubnetId: !Ref EC2Subnet2

    EC2SubnetRouteTableAssociation3:
        Type: "AWS::EC2::SubnetRouteTableAssociation"
        Properties:
            RouteTableId: !Ref EC2RouteTable2
            SubnetId: !Ref EC2Subnet3

    EC2SubnetRouteTableAssociation4:
        Type: "AWS::EC2::SubnetRouteTableAssociation"
        Properties:
            RouteTableId: !Ref EC2RouteTable2
            SubnetId: !Ref EC2Subnet4

Outputs:
    VpcOutput:
        Value: !Ref EC2VPC
        Export:
            Name: hebiishi-vpc-id
    SubnetOutput1:
        Value: !Ref EC2Subnet
        Export:
            Name: hebiishi-pubsubnet-1-id  
    SubnetOutput2:
        Value: !Ref EC2Subnet2
        Export:
            Name: hebiishi-pubsubnet-2-id  
    SubnetOutput3:
        Value: !Ref EC2Subnet3
        Export:
            Name: hebiishi-prisubnet-1-id 
    SubnetOutput4:
        Value: !Ref EC2Subnet4
        Export:
            Name: hebiishi-prisubnet-2-id

5.VPC構築手順

5-1.VPCの作成

AWSTemplateFormatVersion:　上記の日付が最新のテンプレート形式のバージョンになります。＊現在の唯一の有効な値になります。
CloudFormationでスタックを作成するために、まずテンプレートを作成する必要があるため、構成図をもとにVPCを作成します。今回は、Yamlで記述していきます。
下記の図はVPCの記述内容になります

使用するオプション	設定値	説明
CidrBlock	10.0.0.0/16	設定したいCIDRを入力
EnableDnsHostnames	true	DNS ホスト名を有効化
EnableDnsSupport	true	DNS 解決を有効化
InstanceTenancy	default	テナンシ―の設定

AWSTemplateFormatVersion: "2010-09-09"
Resources:
    EC2VPC:
        Type: "AWS::EC2::VPC"
        Properties:
            CidrBlock: "10.0.0.0/16"
            EnableDnsSupport: true
            EnableDnsHostnames: true
            InstanceTenancy: "default"
            Tags: 
              - 
                Key: "Name"
                Value: "hebiishi_vpc"

5-2.サブネット設定項目

VPC内に構成するIPアドレスで区分した範囲をセグメントと言います。
複数のサブネットを１つのVPCに配置できます。
ユーザーは、サブネットを作成する際、どのAZに作成するか指定します。

5-3.パブリックサブネットの作成

パブリックサブネットは、EC2インスタンスを設置してEC2とALBのセキュリティグループの設定をします。
EC2は、指定IPアドレスからの通信と外部との通信を許可する設定をします。
ソウルリージョンのAZ2aとAZ2cにそれぞれパブリックサブネットとプライベートサブネットを1つずつ作成していきます。

使用するオプション	設定値	説明
VpcId	!Ref EC2VPC	参照元のVpc
CidrBlock	10.0.1.0/24 10.0.2.0/24	設定したいCIDRを入力
AvailabilityZone	!GetAtt EC2Subnet3.AvailabilityZone !GetAtt EC2Subnet4.AvailabilityZone	アベイラビリティゾーンの指定
MapPublicIpOnLaunch	true	パブリック IPv4 アドレスの自動割り当ての設定
Tags	hebiishi_pubsubnet_1 hebiishi_pubsubnet_2	Nameの表記を設定

EC2Subnet:
        Type: "AWS::EC2::Subnet"
        Properties:
            AvailabilityZone: !GetAtt EC2Subnet3.AvailabilityZone
            CidrBlock: "10.0.1.0/24"
            VpcId: !Ref EC2VPC
            MapPublicIpOnLaunch: true
            Tags: 
              - 
                Key: "Name"
                Value: "hebiishi_pubsubnet_1"

    EC2Subnet2:
        Type: "AWS::EC2::Subnet"
        Properties:
            AvailabilityZone: !GetAtt EC2Subnet4.AvailabilityZone
            CidrBlock: "10.0.2.0/24"
            VpcId: !Ref EC2VPC
            MapPublicIpOnLaunch: true
            Tags: 
              - 
                Key: "Name"
                Value: "hebiishi_pubsubnet_2"

5-4.プライベートサブネットの作成

プライベートサブネットには、インターネットと接続する必要がないサーバーを配置します。
また、RDSを設置予定でVPC内のEC2インスタンスとの通信のみで外部との通信をする必要がないためプライベートサブネットに配置します。
インターネットと接続可/不可で分け、よりネットワークのセキュリティを向上させます。

使用するオプション	設定値	説明
VpcId	!Ref EC2VPC	参照元のVpc
CidrBlock	10.0.3.0/24 10.0.4.0/24	設定したいCIDRを入力
AvailabilityZone	ap-southeast-2a ap-southeast-2c	アベイラビリティゾーンの指定
Tags	hebiishi_prisubnet_1 hebiishi_prisubnet_2	Nameの表記を設定

EC2Subnet3:
        Type: "AWS::EC2::Subnet"
        Properties:
            AvailabilityZone: !Sub "${AWS::Region}a"
            CidrBlock: "10.0.3.0/24"
            VpcId: !Ref EC2VPC
            MapPublicIpOnLaunch: false
            Tags: 
              - 
                Key: "Name"
                Value: "hebiishi_prisubnet_1"

    EC2Subnet4:
        Type: "AWS::EC2::Subnet"
        Properties:
            AvailabilityZone: !Sub "${AWS::Region}c"
            CidrBlock: "10.0.4.0/24"
            VpcId: !Ref EC2VPC
            MapPublicIpOnLaunch: false
            Tags: 
              - 
                Key: "Name"
                Value: "hebiishi_prisubnet_2"

5-5.インターネットゲートウェイの作成

インターネットゲートウェイとは、インターネットゲートウェイとVPCとの間の通信を可能にするVPCの構成要素です。
外部から接続をする際に、インターネットゲートウェイを通ってVPC内のパブリックサブネットに接続をします。

使用するオプション	設定値	説明
Type	AWS::EC2::InternetGateway	InternetGatewayの設定
Tags	hebiishi_IGW	InternetGatewayNameのネームタグ

EC2InternetGateway:
        Type: "AWS::EC2::InternetGateway"
        Properties:
            Tags: 
              - 
                Key: "Name"
                Value: "hebiishi_IGW"

5-6.VPCにアタッチ

インターネットゲートウェイを作成して VPC にアタッチします。
インターネットバウンドトラフィックをインターネットゲートウェイに転送するルートを、サブネットのルートテーブルに追加します。

使用するオプション	設定値	説明
Type	AWS::EC2::VPCGatewayAttachment	インターネットゲートウェイを VPCに接続する設定
Properties	!Ref hebiishiIGW !Ref hebiishiVPC	参照元 InternetGateway VpcId

 AttachGateway:
        Type: "AWS::EC2::VPCGatewayAttachment"
        Properties:
            InternetGatewayId: !Ref EC2InternetGateway
            VpcId: !Ref EC2VPC

5-7.ルートテーブルの作成

ルートテーブルは、パブリックサブネット、プライベートサブネットの２つのルートテーブルを作成し、作成したそれぞれのサブネットに関連付けをします。
サブネット内のEC2インスタンスに対する静的ルーティングを定義するものでサブネット単位で行います。
ルートテーブル内の(0.0.0.0/0)へのルーティングにインターネットゲートウェイを指定したサブネットがパブリックサブネット、インターネットゲートウェイを指定しないサブネットがプライベートサブネットと定義されます。

使用するオプション	設定値	説明
Type	AWS::EC2::Route	Routeの指定
Properties	RouteTableId	参照するRouteTableIdの設定
DestinationCidrBlock	0.0.0.0/0	ルーティング先CIDERの指定

使用するオプション	設定値	説明
Type	AWS::EC2::RouteTable	RouteTableの指定
VpcId	!Ref EC2VPC	参照するVPCIdの設定
Tags	hebiishi_RT_pub hebiishi_RT_pri	ルートテーブルにネームタグを追加

    EC2RouteTable:
        Type: "AWS::EC2::RouteTable"
        Properties:
            VpcId: !Ref EC2VPC
            Tags: 
              - 
                Key: "Name"
                Value: "hebiishi_RT_pub"

    EC2RoutePublic:
        Type: AWS::EC2::Route
        Properties:
            RouteTableId: !Ref EC2RouteTable
            DestinationCidrBlock: 0.0.0.0/0
            GatewayId: !Ref EC2InternetGateway                

    EC2RouteTable2:
        Type: "AWS::EC2::RouteTable"
        Properties:
            VpcId: !Ref EC2VPC
            Tags: 
              - 
                Key: "Name"
                Value: "hebiishi_RT_pri"

パブリックサブネット、プライベートサブネットの関連付け作成

EC2SubnetRouteTableAssociation:
        Type: "AWS::EC2::SubnetRouteTableAssociation"
        Properties:
            RouteTableId: !Ref EC2RouteTable
            SubnetId: !Ref EC2Subnet

    EC2SubnetRouteTableAssociation2:
        Type: "AWS::EC2::SubnetRouteTableAssociation"
        Properties:
            RouteTableId: !Ref EC2RouteTable
            SubnetId: !Ref EC2Subnet2

    EC2SubnetRouteTableAssociation3:
        Type: "AWS::EC2::SubnetRouteTableAssociation"
        Properties:
            RouteTableId: !Ref EC2RouteTable2
            SubnetId: !Ref EC2Subnet3

    EC2SubnetRouteTableAssociation4:
        Type: "AWS::EC2::SubnetRouteTableAssociation"
        Properties:
            RouteTableId: !Ref EC2RouteTable2
            SubnetId: !Ref EC2Subnet4

Outputセクションで他のリソースへ参照します。
スタックから別のスタックへリソースをエクスポートする際に、クロススタックを参照し作成する必要があります。この設定をしなければ他のスタックを参照できません。

Outputs:
    VpcOutput:
        Value: !Ref EC2VPC
        Export:
            Name: hebiishi-vpc-id
    SubnetOutput1:
        Value: !Ref EC2Subnet
        Export:
            Name: hebiishi-pubsubnet-1-id  
    SubnetOutput2:
        Value: !Ref EC2Subnet2
        Export:
            Name: hebiishi-pubsubnet-2-id  
    SubnetOutput3:
        Value: !Ref EC2Subnet3
        Export:
            Name: hebiishi-prisubnet-1-id 
    SubnetOutput4:
        Value: !Ref EC2Subnet4
        Export:
            Name: hebiishi-prisubnet-2-id

Outputセクションの追加手順

6.感想

全ての工程作業が初めてでエラー続きですが、AWSリソースの特徴
操作方法等などをＡＷＳドキュメントを参照しながら、根気強く一歩一歩成長していきたいと思います。

7.参照

CloudFormaton: VPC作成参照ドキュメント
 CloudFormation: VPC作成テンプレート

以上で、CloudFormationによるVPC関連の構築は完了しました。