AWS認定資格 WEB問題集＆徹底解説

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1. サービス概要

AWS Lambda は、サーバーやOSを管理せずにコードを実行できるサーバーレスコンピューティングサービスです。 関数コードをアップロードするだけで、イベントをトリガーに自動実行され、インフラのプロビジョニング・パッチ・スケーリングはAWSが担います。 実行した分だけ課金（アイドル時はコスト発生なし）で、ミリ秒単位のリクエストから大量の並列実行まで対応します。

主なユースケースは、API Gateway／ALBと組み合わせたWebバックエンド、S3アップロード後のデータ変換、Kinesis／DynamoDB Streamsのリアルタイム処理、EventBridgeによるスケジュール実行、CloudFrontのエッジ処理（Lambda@Edge）などです。

2. 主な特徴と機能

2.1 呼び出しモデル（3種類）

• 同期（Synchronous）: 呼び出し元がレスポンスを待つ。API Gateway、ALB、Cognito、SDK直接呼び出しなど。エラー時は呼び出し元がリトライを制御。
• 非同期（Asynchronous）: S3イベント、SNS、EventBridgeなどがキューに積み、Lambdaが処理。2回まで自動リトライし、失敗時はDLQ（Dead Letter Queue）またはLambda Destinationsへ転送。
• ストリームベースポーリング（Event Source Mapping）: SQS、Kinesis Data Streams、DynamoDB Streams、MSKなどをLambdaがポーリング。SQSはバッチ処理（最大10,000件）、Kinesisはシャード単位で並列処理。bisect-on-errorでエラーの切り分けが可能。

2.2 実行環境・コールドスタート

Lambda関数は軽量な実行環境（マイクロVM）で動作し、呼び出しのたびにInit（コールドスタート）が発生します（コード読み込み＋初期化）。 同じ実行環境が再利用されるウォームスタートはInit不要で低遅延。コールドスタート軽減策としてJavaにはLambda SnapStart（スナップショットから高速起動）があります。

2.3 同時実行数

• デフォルト上限（アカウント/リージョン）: 1,000（ソフトリミット。上限緩和申請可）。
• 予約済み同時実行数（Reserved Concurrency）: 関数ごとに上限を設定。他の関数が使いすぎてスロットリングされるのを防ぎ、かつ自分の上限も守れる。0にすると関数を無効化できる。
• プロビジョニング済み同時実行数（Provisioned Concurrency）: あらかじめ実行環境を起動しておきコールドスタートをゼロに。追加料金あり。Application Auto Scalingで自動調整可。

2.4 設定とリソース制限

• メモリ: 128MB〜10,240MB（1MB刻み）。CPUはメモリに比例して割り当て。
• タイムアウト: 最大15分（15分以上かかる処理はECS/Fargate/Batchへ）。
• /tmp ストレージ: 512MB〜10,240MB（一時ファイル用、実行環境存続中のみ保持）。永続化にはS3やEFSを使用。
• デプロイパッケージ: ZIPは圧縮50MB／展開250MB。コンテナイメージなら最大10GB（ECRに保存）。

2.5 Layers・バージョン・エイリアス

Lambda Layersで共通ライブラリや設定を複数関数で共有（最大5レイヤー）。 バージョンで関数の不変なスナップショットを管理し、エイリアス（prod/stagingなど）でトラフィックを重み付きルーティングしてカナリアデプロイが可能。

2.6 Lambda@Edge と CloudFront Functions

Lambda@EdgeはCloudFrontのエッジロケーションでLambdaを実行し、オリジン手前でリクエスト／レスポンスを加工できます（認証、URL書き換え、A/Bテスト等）。 より軽量な処理にはCloudFront Functions（超低レイテンシ、JavaScriptのみ）が適します。

3. アーキテクチャおよび技術要素

1. イベントソース（API GW・S3・SQS等）がLambdaを呼び出す（同期／非同期／ポーリング）。
2. Lambdaサービスが実行環境（マイクロVM）を割り当て、コードを初期化（Init＝コールドスタート）。
3. ハンドラー関数が実行され、必要なAWSリソース（DynamoDB・S3・RDS等）にIAM実行ロールの権限でアクセス。
4. 実行完了後、実行環境は一定時間待機し次のリクエストで再利用（ウォームスタート）。
5. 同時リクエスト増加時はLambdaが自動スケール（同時実行数上限まで）。超過分はスロットリング（429）。
6. ログはCloudWatch Logsへ自動送信。X-Rayでトレーシング可能。

LambdaはAWSが管理するVPC（デフォルト）で動作しますが、プライベートリソース（RDS・ElastiCache等）にアクセスするには顧客VPCへのアタッチが必要です（Hyperplaneを使いENIを共有）。

4. セキュリティと認証・認可

• 実行ロール（Execution Role）: Lambda関数に付与するIAMロール。AWSリソースへのアクセス権限はここで最小権限に絞る。
• リソースベースポリシー（関数ポリシー）: 誰がLambdaを呼び出せるかを制御。S3やAPI Gatewayにクロスアカウント呼び出し許可を付与する際に使用。
• 環境変数の暗号化: KMSキーで暗号化。機密情報はSSM Parameter StoreやSecrets Managerを参照するのがベストプラクティス。
• VPC統合: プライベートサブネット配置でRDS・ElastiCache等のプライベートリソースへアクセス。インターネット接続が必要な場合はNAT Gatewayを経由。
• コードの署名: AWS Signerでデプロイパッケージの署名検証を強制可能。

5. 料金形態

• リクエスト数: 月100万リクエストまで無料。超過分は$0.20/100万リクエスト。
• 実行時間（GB-秒）: 割り当てメモリ(GB) × 実行時間(秒) で算出。月400,000 GB-秒まで無料。超過分は$0.0000166667/GB-秒。ミリ秒単位での課金。
• プロビジョニング済み同時実行: 起動中の実行環境数と時間に応じた追加料金。コールドスタートレイテンシが許容できる場合はオフで十分。
• データ転送: アウトバウンド（インターネット向け）で課金。同一リージョン内のAWSサービス間は多くの場合無料。

6. よくあるアーキテクチャ・設計パターン

• サーバーレスAPI: API Gateway（REST/HTTP API）＋Lambda＋DynamoDBで、インフラ管理不要のRESTful APIを構築。
• イベント駆動ETL: S3アップロード→Lambda→データ変換→DynamoDB/RDS/Redshift。非同期で大量ファイルを並列処理。
• ストリーム処理: Kinesis Data Streams／DynamoDB StreamsをトリガーにLambdaがリアルタイム集計・通知。
• SQSによるデカップリング: SQS→Lambda（Event Source Mapping）でメッセージを非同期処理。エラー時はDLQへ。RDS Proxyでコネクション管理。
• Step Functions連携: 長時間・複雑なワークフローをStep Functionsでオーケストレーションし、各ステップをLambdaが処理。
• エッジ処理: Lambda@EdgeでCloudFrontのビューワーリクエスト時に認証・リダイレクト・A/Bテスト。

7. 設定・デプロイ手順（ハンズオン例）

1. Lambdaコンソールで「関数の作成」。ランタイム（Python/Node.js等）・実行ロール（最小権限）を設定。
2. 関数コードをインラインエディタ／ZIPアップロード／コンテナイメージで登録。
3. メモリ（128MB〜10GB）・タイムアウト（最大15分）・環境変数を設定。
4. トリガー（API Gateway・S3・SQS等）を追加し、イベントソースを関連付け。
5. テストイベントで動作確認。CloudWatch Logsでログを確認、X-Rayでトレース分析。
6. 必要に応じてプロビジョニング済み同時実行数を設定しコールドスタートを排除。

8. 試験で問われやすいポイント