本文介紹如何使用 AWS CDK 和 Python 建立一個基礎 Web 應用架構，包含自動擴充套件群組、應用程式負載平衡器和 RDS 資料函式庫例項。透過 CDK 的 Infrastructure as Code 特性，我們可以更有效率地管理和佈署雲端資源。文章將逐步引導讀者定義 WebStack 類別，並在其中組態 EC2 自動擴充套件群組、應用程式負載平衡器，以及設定使用者資料以安裝 Web 伺服器。此外，文章也說明瞭如何建立 RDS 資料函式庫例項，並設定安全群組以確保資料函式庫的安全性。最後，文章也涵蓋了使用 CDK 生成 CloudFormation 範本，方便開發者管理和佈署雲端基礎設施。
使用 AWS CDK 和 Python 編寫第一個範本
簡介
AWS CDK（Cloud Development Kit）是一種開源框架，允許開發者使用程式語言定義雲端基礎架構。在本文中，我們將使用 Python 和 AWS CDK 建立一個簡單的 Web 應用程式，包括負載平衡器、自動擴充套件群組和 RDS 資料函式庫例項。
步驟1：定義 WebStack 類別
首先，我們需要定義一個名為 WebStack 的類別，該類別將包含我們的 Web 應用程式的資源。
# app/web_stack.py
from aws_cdk import Stack
from constructs import Construct
import aws_cdk.aws_ec2 as ec2
import aws_cdk.aws_autoscaling as autoscaling
import aws_cdk.aws_elasticloadbalancingv2 as elbv2
class WebStack(Stack):
def __init__(self, scope: Construct, construct_id: str, vpc: ec2.Vpc, **kwargs) -> None:
super().__init__(scope, construct_id, **kwargs)
self.vpc = vpc
# 建立自動擴充套件群組
asg = autoscaling.AutoScalingGroup(
self, 'WebAsg',
instance_type=ec2.InstanceType.of(ec2.InstanceClass.BURSTABLE2, ec2.InstanceSize.MICRO),
machine_image=ec2.AmazonLinuxImage(),
vpc=vpc,
vpc_subnets=ec2.SubnetSelection(subnet_group_name='Private'),
min_capacity=1, max_capacity=1
)
內容解密：
在上述程式碼中，我們定義了一個 WebStack 類別，並在其中建立了一個自動擴充套件群組（AutoScalingGroup）。我們指定了例項型別、機器映像、VPC 和子網路等屬性。min_capacity 和 max_capacity 屬性設定了自動擴充套件群組的最小和最大例項數量。
步驟2：新增應用程式負載平衡器
接下來，我們將新增一個應用程式負載平衡器（Application Load Balancer）到我們的 WebStack 中。
# app/web_stack.py
class WebStack(Stack):
# ...
alb = elbv2.ApplicationLoadBalancer(self, "WebLb", vpc=vpc, internet_facing=True,
vpc_subnets=ec2.SubnetSelection(subnet_group_name='Public'))
listener = alb.add_listener("WebListener", port=80)
listener.add_targets("Target", port=80, targets=[asg])
內容解密：
在上述程式碼中，我們建立了一個應用程式負載平衡器，並將其組態為面對網際網路。我們還新增了一個監聽器（Listener），並將其連線到自動擴充套件群組。
步驟3：佈署 WebStack
現在，我們可以佈署我們的 WebStack。
$ cdk deploy WebStack
步驟4：新增使用者資料
為了在我們的例項上安裝軟體，我們需要新增使用者資料（User Data）。
# app/web_stack.py
userdata = '''#!/bin/sh
yum install httpd -y
systemctl enable httpd
systemctl start httpd
echo "<html><head><title> Example Web Server</title></head>" > /var/www/html/index.html
echo "<body>" >> /var/www/html/index.html
echo "<div><center><h2>Welcome AWS $(hostname -f)</h2>" >> /var/www/html/index.html
echo "<hr/>" >> /var/www/html/index.html
curl http://169.254.169.254/latest/meta-data/instance-id >> /var/www/html/index.html
echo "</center></div></body></html>" >> /var/www/html/index.html'''
websrv = ec2.UserData.for_linux()
websrv.add_commands(userdata)
asg = autoscaling.AutoScalingGroup(
self, 'WebAsg',
# ...
user_data=websrv
)
內容解密：
在上述程式碼中，我們定義了一個使用者資料指令碼，該指令碼安裝了 httpd 服務並建立了一個簡單的網頁。
步驟5：新增安全群組
為了確保我們的 RDS 資料函式庫例項只能從 Web 伺服器存取，我們需要新增一個安全群組。
# app/web_stack.py
self.webserver_sg = ec2.SecurityGroup(self, "WebServerSg", vpc=vpc)
asg.add_security_group(self.webserver_sg)
內容解密：
在上述程式碼中，我們建立了一個安全群組，並將其新增到自動擴充套件群組中。
渲染儲存層
我們的儲存層將是一個 RDS 資料函式庫例項，建立於核心堆積疊的 VPC 中。
# app/rds_stack.py
from aws_cdk import Stack, RemovalPolicy
from constructs import Construct
import aws_cdk.aws_ec2 as ec2
import aws_cdk.aws_rds as rds
class RdsStack(Stack):
def __init__(self, scope: Construct, construct_id: str, vpc: ec2.Vpc, **kwargs) -> None:
super().__init__(scope, construct_id, **kwargs)
# 建立 RDS 資料函式庫例項
rds_instance = rds.DatabaseInstance(self, "RdsInstance",
engine=rds.DatabaseInstanceEngine.mysql(
version=rds.MysqlEngineVersion.VER_8_0_21
),
instance_identifier="my-rds-instance",
vpc=vpc,
removal_policy=RemovalPolicy.DESTROY
)
內容解密：
在上述程式碼中，我們定義了一個 RdsStack 類別，並在其中建立了一個 RDS 資料函式庫例項。我們指定了資料函式庫引擎、例項識別符號和 VPC 等屬性。
使用AWS CDK生成CloudFormation範本
AWS CDK（Cloud Development Kit）是一種開源軟體開發框架，允許開發者使用熟悉的程式語言定義雲端基礎設施。在本章中，我們將探討如何使用AWS CDK和Python生成CloudFormation範本。
建立RDS堆積疊
首先，我們需要建立一個RDS堆積疊來建立一個RDS例項。以下是相關程式碼： // app/rds_stack.py
import aws_cdk.aws_rds as rds
class RdsStack(Stack):
def __init__(self, scope: Construct, construct_id: str, vpc: ec2.Vpc, webserver_sg: ec2.SecurityGroup, **kwargs) -> None:
super().__init__(scope, id, **kwargs)
self.vpc = vpc
self.webserver_sg = webserver_sg
rds_instance = rds.DatabaseInstance(
self, "Rds",
credentials=rds.Credentials.from_generated_secret('admin'),
database_name='db',
engine=rds.DatabaseInstanceEngine.MYSQL,
vpc=vpc,
instance_type=ec2.InstanceType.of(ec2.InstanceClass.BURSTABLE2, ec2.InstanceSize.MICRO),
removal_policy=core.RemovalPolicy.DESTROY,
deletion_protection=False
)
rds_instance.connections.allow_from(webserver_sg, ec2.Port.tcp(3306))
內容解密：
上述程式碼定義了一個名為RdsStack的類別，繼承自Stack。在建構函式中，我們初始化了VPC和Web伺服器安全群組。然後，我們建立了一個RDS例項，並設定了相關屬性，如資料函式庫名稱、引擎、例項型別等。最後，我們允許Web伺服器安全群組存取RDS例項的3306埠。
新增堆積疊到應用程式
接下來，我們需要將RDS堆積疊新增到我們的應用程式中。以下是相關程式碼： // app.py
import aws_cdk as cdk
from app.core_stack import CoreStack
from app.web_stack import WebStack
from app.rds_stack import RdsStack
app = cdk.App()
core = CoreStack(app, "CoreStack")
web = WebStack(app, "WebStack", vpc=core.vpc)
rds = RdsStack(app, "RdsStack", vpc=core.vpc, webserver_sg=web.webserver_sg)
app.synth()
內容解密：
上述程式碼建立了一個CDK應用程式，並例項化了CoreStack、WebStack和RdsStack。我們將VPC和Web伺服器安全群組從CoreStack和WebStack傳遞給RdsStack。
佈署CDK應用程式
現在，我們可以使用cdk deploy命令佈署CDK應用程式。以下是相關命令：
$ cdk deploy core
$ cdk deploy web
$ cdk deploy rds
或者，我們可以使用--all引數一次性佈署所有堆積疊：
$ cdk deploy --all
內容解密：
cdk deploy命令會生成CloudFormation範本並建立變更集。然後，它會執行變更集並建立相關資源。如果存在安全相關資源，CDK會請求確認。
刪除CDK應用程式
如果需要刪除CDK應用程式，我們可以使用cdk destroy命令。以下是相關命令：
$ cdk destroy core
內容解密：
cdk destroy命令會刪除相關堆積疊。由於core堆積疊是其他堆積疊的依賴，因此刪除core堆積疊也會刪除其他堆積疊。
測試CDK應用程式
CDK支援對堆積疊類別和其屬性進行測試。以下是相關程式碼： // tests/unit/test_app_stack.py
import aws_cdk as core
import aws_cdk.assertions as assertions
from aws_cdk.assertions import Template, Match
from app.core_stack import CoreStack
def test_vpc_has_public_subnets():
app = core.App()
stack = CoreStack(app, 'core')
assert len(stack.vpc.public_subnets) > 0
def test_vpc_has_private_subnets():
app = core.App()
stack = CoreStack(app, 'core')
assert len(stack.vpc.private_subnets) > 0
def test_dev_role_is_readonly():
app = core.App()
stack = CoreStack(app, 'core')
template = Template.from_stack(stack)
template.has_resource_properties(
'AWS::IAM::Role', {
'ManagedPolicyArns': [
Match.object_like({
"Fn::Join": ["", ["arn:", {"Ref": "AWS::Partition"}, ":iam::aws:policy/ReadOnlyAccess"]]
})
]
}
)
內容解密：
上述程式碼定義了三個測試函式，分別測試VPC是否有公有子網、是否有私有子網，以及開發者角色是否具有唯讀許可權。我們使用CDK的斷言函式庫來渲染CloudFormation範本並檢查相關資源的屬性。
