Azure PaaS ハンズオンガイド

Functions + Azure SQL REST API / APIM / Front Door までの設計イメージ

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📁 このリポジトリについて

このリポジトリは、Azure Functions と Azure SQL Database を使った REST API のハンズオン教材です。最小限のコードで「Functions → SQL → JSON レスポンス」の流れを体験できます。

customer/: Azure Functions の HTTP トリガー（GET のみサポート）

sql/: Azure SQL Database セットアップスクリプト

main.bicep: Infrastructure as Code (IaC) テンプレート

azure-deploy.sh: Azure へのデプロイスクリプト

0. このハンズオンの目的

このハンズオンは、今後お客様が Azure 上でアプリケーションを設計・実装していくための「最初の一歩」を明確にすることを目的としています。

Azure Functions と Azure SQL Database を使って最小限の REST API を実装・動作させる
- まずは Functions → Azure SQL を自分の手で動かすことで、Azure PaaS の基本的な開発・接続モデルを理解する
GitHub Copilot などのコーディングエージェントを使い、インフラ構築 (IaC) の下書きを自動生成する体験をする
- Azure リソースを手作業でポータルから作るのではなく、スクリプト/Terraform/Bicep など「宣言的につくる」流れに慣れる
将来的な本番構成（Front Door → APIM → Functions → Azure SQL）の考え方をイメージし、冗長化や閉域構成の論点を把握する
- 冗長化をどこまでやるか
- 閉域化 (Private Link / VNet 統合など) をどこまでやるか
- コストと可用性のトレードオフをどこで判断するかこれらは Azure の SKU/ネットワーク設計に強く依存するため、最初に前提を共有しておくことが重要です。(Microsoft Learn)

前提 Azure の PaaS には「どこまでマネージドか」「どこからネットワークを閉じられるか」「SKUで機能が変わるか」といった設計上の考え方の違いがあります。これを早期に理解していただくことで、設計・開発・検証のスピードを上げる狙いがあります。(Microsoft Learn)

1. ゴールイメージ（到達点）

ゴールA（必須）

各参加者が 自分の Azure サブスクリプション上に Azure SQL Database を作成し、サンプルのテーブル/データを投入する
ローカルの Azure Functions (Node.js) から、その Azure SQL Database に接続し、REST API (GET /customer/{id}) でレコードを取得できること

ここまでで「Functions から SQL を叩けた」「JSON が返ってきた」という成功体験を得るのが最優先ゴールです。

Azure SQL Database は作成直後は外部からの接続が拒否されており、アクセスを許可したいクライアント IP をファイアウォールルールとして登録する必要があります。これは Azure ポータルや CLI から設定でき、"このクライアント IP を許可" といった操作で自分の開発端末のグローバル IP を許可できます。(Microsoft Learn)

ゴールB（できれば到達）

Functions アプリと Azure SQL Database を Azure 上にデプロイし、クラウド側のエンドポイントでも同じ API が動作すること
GitHub Copilot の支援を受けながら、Bicep/Terraform/az cli などでリソースを宣言的に定義する雛形 (IaC) を用意すること
- Resource Group、Function App、SQL Server/DB、アプリ設定など

ゴールC（アーキテクチャの理解）

将来的な本番候補アーキテクチャ Front Door → API Management (APIM) → Functions → Azure SQL
可用性・冗長化（リージョン冗長 / ゾーン冗長）、閉域化（Private Link / VNet 統合）、WAF/レート制御/監査ログなどの論点を言語化できる状態になること。 Azure Front Door はグローバルなエントリポイント兼グローバル負荷分散・WAF/ルーティング機能を提供し、API Management は認証・レート制御・変換・開発者ポータルなど API 全体の管理を行うコンポーネントとして設計されています。(Microsoft Learn)

2. アーキテクチャのロードマップ

フェーズ1（本ハンズオンで実際に動かす最小構成）

[Developer PC / curl] 
      ↓ HTTP
[Azure Functions (HTTP Trigger, Node.js)]
      ↓ SQL Query
[Azure SQL Database (各自が作成)]

Functions はローカル実行（Azure Functions Core Tools で起動）
DB は各自の Azure SQL Database（クラウド上）
これにより「アプリ本体はローカルでも、データはクラウドにある」状態で疎通を確認しますこのとき Functions の local.settings.json の接続情報に、自分の Azure SQL Database のサーバー名 (例: <name>.database.windows.net)・DB名・ユーザー名・パスワードを入れます。(Microsoft Learn)

ローカル実行時、Functions はストレージとしてローカルの Azurite エミュレータを使えます。"AzureWebJobsStorage": "UseDevelopmentStorage=true" と設定すると、実際のクラウド Storage アカウントなしでローカルテストできます。(Microsoft Learn)

フェーズ2（将来の本番構成イメージ）

[Internet Client / Browser / Mobile App]
           ↓
[Azure Front Door (WAF / Global routing)]
           ↓
[Azure API Management (認証, レート制御, 変換, ログ)]
           ↓
[Azure Functions (アプリ本体)]
           ↓
[Azure SQL Database (業務データ)]

Azure Front Door グローバルなエントリポイントとして、WAF（Web Application Firewall）、TLS終端、パスベースルーティング、ヘルスプローブによるフェイルオーバー、グローバル負荷分散、CDN 的な配信最適化を提供します。(Microsoft Learn)
Azure API Management (APIM) API Gateway / 管理プレーン / Developer Portal で構成されます。API の発行管理、サブスクリプションキーや OAuth2 等の認証、レートリミットやクォータによるスロットリング、リクエスト/レスポンス変換、監視・ログなどを一元的に定義できます。これによりバックエンド Functions のコードをシンプルに保ちつつ、外部公開ポリシーを集中管理できます。(Microsoft Learn)
Azure Functions サーバーレスの実行基盤としてイベント駆動でスケールします。消費プラン（従量課金・スケールアウト）から Premium プラン（コールドスタート抑制・VNet統合など拡張機能）など、ホスティングプランにより機能/ネットワーク統合レベルを選べます。(Microsoft Learn)
Azure SQL Database マネージドな PaaS SQL Server。バックアップ・パッチ適用・高可用性がサービス側で提供され、アプリ側は通常の接続文字列でクエリできます。アクセスはデフォルト拒否で、明示的に許可した IP / Private Link 等のみ接続可能とする設計が基本です。(Microsoft Learn)

3. ハンズオンの進め方（ステップ別）

Step 0. 事前準備（各参加者が実施すること）

このステップでは、各参加者自身が Azure 上に最小限のインフラ（Resource Group、Azure SQL Database）を作り、サンプルデータを投入します。講師側で共通の DB を配布する方式ではなく、各自の環境を自分で用意してもらいます。

Azure リソースグループを作成
- 例: rg-hands-on（リージョンは japaneast など任意）
- az group create -n rg-hands-on -l japaneast のような形で作成可能（後述の付録Aに例あり）
Azure SQL Database（シングルDB）を作成
- Azure ポータルから「Azure SQL」→「SQL データベース」を作成
- 最小コスト帯（Basic / サーバーレスなど）でかまいません
- いわゆる「論理サーバー」も同時に作成します（<yourserver>.database.windows.net の形になる FQDN は後で Functions から接続するので必ず控えておく）
- 作成後、サーバーレベルのファイアウォール設定で「自分のクライアント IP を許可」してください
  - これは Azure SQL Database がデフォルトで全ての外部接続を拒否しており、明示的に許可した IP のみ接続を通すためです
  - ポータルの「Networking / Firewall rules」画面から、"Add client IP" で現在の開発端末のグローバルIPを許可できます
  - 必要に応じて、このルールは後で削除／絞り込みしてください（本番ではより厳しく管理します） Azure SQL Database では、サーバーレベル/データベースレベルのファイアウォールルールを介して特定IPやIPレンジだけを許可する形でアクセス制御します。(Microsoft Learn)

サンプルスキーマを作成してデータを投入 以下は最小動作確認用のサンプル（本番用ではありません）。 Azure ポータルの DB 画面 > "Query editor (preview)" から直接クエリを実行できます。Azure Data Studio や SSMS から接続してクエリしても構いません。これらのツールは Azure SQL Database に接続し、T-SQL を発行してテーブル作成やデータ挿入ができます。(Microsoft Learn)

例として、Customers テーブルと、ID 指定で 1 件返すストアドプロシージャを作ります。

CREATE TABLE dbo.Customers (
    CustomerID     INT PRIMARY KEY,
    CustomerName   NVARCHAR(200),
    PhoneNumber    NVARCHAR(50),
    WebsiteURL     NVARCHAR(200),
    AddressLine1   NVARCHAR(200),
    AddressLine2   NVARCHAR(200),
    PostalCode     NVARCHAR(20)
);

INSERT INTO dbo.Customers
    (CustomerID, CustomerName, PhoneNumber, WebsiteURL,
     AddressLine1, AddressLine2, PostalCode)
VALUES
    (123,
     N'Tailspin Toys (Roe Park, NY)',
     N'(212) 555-0100',
     N'http://www.tailspintoys.com/RoePark',
     N'Shop 219',
     N'528 Persson Road',
     N'90775');

GO

CREATE OR ALTER PROCEDURE dbo.GetCustomerById
    @CustomerID INT
AS
BEGIN
    SET NOCOUNT ON;
    SELECT
        c.CustomerID,
        c.CustomerName,
        c.PhoneNumber,
        c.WebsiteURL,
        c.AddressLine1,
        c.AddressLine2,
        c.PostalCode
    FROM dbo.Customers AS c
    WHERE c.CustomerID = @CustomerID
    FOR JSON PATH;
END
GO

後続の Functions コードは、このストアドプロシージャやテーブルを叩いて JSON を返すイメージになります。このリポジトリの sql/ ディレクトリにスクリプトが用意されているので、そちらも参照してください。

接続情報を控える
- サーバー名（例: yourserver.database.windows.net）
- データベース名（例: hands_on_db）
- ログインユーザー / パスワード Functions のローカル実行時および後続のデプロイで使用します。(Microsoft Learn)
ローカル開発環境の準備
- Node.js (LTS推奨、v18 以上)
- Azure Functions Core Tools
- Visual Studio Code
  - Azure Functions Extension
  - GitHub Copilot Extension（推奨）
- Azurite（VS Code 拡張 or npmから起動） Azure Functions のローカル実行時は、"AzureWebJobsStorage": "UseDevelopmentStorage=true" を設定すると Azurite がローカルのストレージエミュレーションとして扱われます。これは、キュー／ブロブ／テーブルなど Functions のトリガー・バインディングが依存する Storage をクラウドに作らずにテストできるようにするものです。(Microsoft Learn)

Step 1. リポジトリの理解

このリポジトリの構成を確認します。

customer/
- Azure Functions の HTTP トリガー Function
- GET /customer/{id} のようなルートで呼び出され、SQL を実行して JSON を返す
- index.js に Functions のコードロジック
- function.json に HTTP トリガーの設定
sql/
- サンプルDBに必要な T-SQL（ストアドプロシージャなど）
- HandsOnSetup.sql: このハンズオン用の最小スキーマとサンプルデータ
local.settings.json.template
- ローカル実行時の設定テンプレート
- DB接続情報や AzureWebJobsStorage の値をここで指定
azure-deploy.sh
- Azure CLI を使ってリソースグループ作成～Function Appデプロイまで行うスクリプト
host.json / package.json
- Node.js の依存関係と Function のエントリポイント

Azure Functions 側では、HTTP リクエストを受け取り、パラメータ（idなど）を読み取り、Azure SQL にクエリを投げて結果を JSON として返します。これは「サーバーレスな関数（Functions）が REST API のエンドポイントとして動く」パターンで、AWS Lambda + API Gateway でよくある構成と類似します。(Microsoft Learn)

Step 2. ローカル実行（Functions → 各自の Azure SQL）

リポジトリをクローン

git clone https://github.com/ishidahra01/azure-sql-db-node-rest-api-handson.git
cd azure-sql-db-node-rest-api-handson

依存パッケージのインストール
```
npm install
```
local.settings.json の作成 リポジトリにある local.settings.json.template をコピーして local.settings.json を作成し、以下のように編集します。
```
{
  "IsEncrypted": false,
  "Values": {
    "FUNCTIONS_WORKER_RUNTIME": "node",
    "AzureWebJobsStorage": "UseDevelopmentStorage=true",
    "db_server": "<yourserver>.database.windows.net",
    "db_database": "hands_on_db",
    "db_user": "your_admin_user",
    "db_password": "your_password"
  }
}
```
- <yourserver>: Step 0 で作成した Azure SQL Server の名前
- hands_on_db: 作成したデータベース名
- your_admin_user / your_password: データベースのログイン情報
Azurite の起動（ローカルストレージエミュレータ）

VS Code で Azurite を拡張機能からインストールしている場合、コマンドパレットから "Azurite: Start" を実行します。または、別ターミナルで以下を実行：
```
npm install -g azurite
azurite --silent --location /tmp/azurite --debug /tmp/azurite/debug.log
```
Azure Functions をローカルで起動
```
func start
```
または Visual Studio Code の Azure Functions Extension から F5 でデバッグ実行します。

起動後、以下のようなログが表示されます：
```
Now listening on: http://0.0.0.0:7071
Application started. Press Ctrl+C to shut down.

Http Functions:

        customer: [GET,PUT,PATCH,DELETE] http://localhost:7071/api/customer/{id:int?}
```

API をテストする

別のターミナルまたはブラウザから以下を実行：

curl http://localhost:7071/api/customer/123

期待される結果（JSON）:

[
    {
        "CustomerID": 123,
        "CustomerName": "Tailspin Toys (Roe Park, NY)",
        "PhoneNumber": "(212) 555-0100",
        "WebsiteURL": "http://www.tailspintoys.com/RoePark",
        "AddressLine1": "Shop 219",
        "AddressLine2": "528 Persson Road",
        "PostalCode": "90775"
    }
]

成功！ これで「ローカルの Functions から Azure SQL にアクセスして JSON を返す」ことができました。

Step 3. Azure へのデプロイ（オプション）

ローカルで動作確認できたら、次は Azure 上にデプロイしてクラウド環境で動作させます。

Azure CLI でログイン
```
az login
```
デプロイスクリプトの実行

このリポジトリには azure-deploy.sh というデプロイスクリプトが用意されています。スクリプトを開いて、以下の変数を自分の環境に合わせて編集します：
```
resourceGroup="rg-hands-on"
appName="func-hands-on-app"
storageName="sthandsonstorage"
location="japaneast"
```
編集後、スクリプトを実行：
```
bash azure-deploy.sh
```
スクリプトは以下を自動で実行します：
- Resource Group の作成
- Storage Account の作成
- Application Insights の作成
- Function App の作成
- Functions コードのデプロイ
- アプリケーション設定（DB接続情報）の設定
デプロイされた API をテスト

デプロイが完了すると、Function App の URL が表示されます。例：
```
https://func-hands-on-app.azurewebsites.net
```
この URL に対して API をテスト：
```
curl https://func-hands-on-app.azurewebsites.net/api/customer/123
```
ローカルと同じ JSON レスポンスが返ってくれば成功です。

Step 4. IaC（Infrastructure as Code）の体験

GitHub Copilot を使った IaC 雛形の生成

手動でポータルやスクリプトでリソースを作るのではなく、Infrastructure as Code (IaC) のアプローチで宣言的にインフラを定義します。

例: Bicep を使った定義

Bicep ファイルを作成

VS Code で新しいファイル main.bicep を作成し、GitHub Copilot に以下のようなプロンプトを与えます：

// Azure Functions と Azure SQL Database をデプロイする Bicep テンプレートを作成してください
// - Resource Group: rg-hands-on
// - Location: japaneast
// - Storage Account for Functions
// - Function App (Node.js)
// - Azure SQL Server と Database
// - Application Insights

Copilot が Bicep コードを生成してくれます。

Bicep のデプロイ
```
az deployment sub create --location japaneast --template-file main.bicep
```
これにより、スクリプトでやっていたことが「コードで定義された状態」として管理できるようになります。 GitHub リポジトリで管理すれば、変更履歴も残り、再現性の高いインフラ構築が可能です。

Terraform を使った例も同様です。 Copilot に Terraform のコードを生成させ、terraform apply でデプロイできます。

4. 将来の本番構成への拡張（理論編）

4.1 Azure Front Door の追加

グローバルなエントリポイントとして Azure Front Door を配置します。

メリット
- グローバル負荷分散
- WAF による攻撃防御
- TLS 終端とカスタムドメイン対応
- ヘルスチェックとフェイルオーバー
設定のポイント
- オリジンとして API Management または Functions を指定
- ルーティングルールでパスベースの振り分け
- WAF ポリシーで SQL インジェクションや XSS などを防御

4.2 Azure API Management (APIM) の追加

Functions の前段に APIM を配置し、API の管理・ポリシー適用を行います。

メリット
- API のバージョン管理
- サブスクリプションキーや OAuth2 による認証
- レートリミット・クォータによるスロットリング
- リクエスト/レスポンスの変換・キャッシュ
- 開発者ポータルで API ドキュメント公開
設定のポイント
- バックエンドとして Functions を指定
- インバウンド/アウトバウンドポリシーで認証・変換ロジックを定義
- Front Door からの通信のみ許可する制限を設定

4.3 閉域化（Private Link / VNet 統合）

本番環境では、パブリックインターネットからのアクセスを制限し、閉域ネットワーク内で通信させることが重要です。

Azure SQL Database
- Private Endpoint を使用してプライベート IP でアクセス
- パブリックエンドポイントを無効化
Azure Functions
- Premium プラン以上で VNet 統合が可能
- プライベートサブネット内に配置
APIM
- Internal モードで VNet 内に配置
- Private Endpoint 経由でアクセス

構成イメージ

[Internet] → [Front Door (Public)] → [APIM (Internal VNet)] → [Functions (VNet統合)] → [SQL (Private Endpoint)]

4.4 冗長化・可用性

リージョン冗長
- 複数リージョンに Functions と SQL をデプロイ
- Front Door でアクティブ/アクティブまたはアクティブ/パッシブ構成
ゾーン冗長
- Premium プランや Business Critical SKU でゾーン冗長サポート
- Azure SQL Database は Business Critical でゾーン冗長可能
自動フェイルオーバー
- SQL Database のフェイルオーバーグループ
- Front Door のヘルスプローブで異常検知時に別リージョンへ切り替え

4.5 監視・ログ

Application Insights
- Functions のパフォーマンス監視
- エラーログ・トレースの収集
Azure Monitor
- SQL Database のクエリパフォーマンス監視
- リソース使用率・アラート設定
Log Analytics
- 集約ログ分析
- APIM の API 呼び出しログ

5. トラブルシューティング

ローカル実行時によくあるエラー

1. Azure SQL への接続エラー

Error connecting to Azure SQL query

原因: ファイアウォールルールで開発端末のIPが許可されていない
対処: Azure ポータルで SQL Server のファイアウォール設定を確認し、クライアントIPを追加

2. Azurite が起動していない

AzureWebJobsStorage connection string is invalid

原因: Azurite が起動していない、または接続文字列が間違っている
対処: Azurite を起動するか、local.settings.json の AzureWebJobsStorage を確認

3. ストアドプロシージャが見つからない

Could not find stored procedure 'dbo.GetCustomerById'

原因: SQL スクリプトが実行されていない
対処: sql/HandsOnSetup.sql を Azure SQL Database で実行

Azure デプロイ時によくあるエラー

1. Function App が起動しない

原因: アプリケーション設定が正しくない、または依存パッケージがインストールされていない
対処: Azure ポータルで Function App の「構成」から環境変数を確認

2. SQL への接続タイムアウト

原因: Function App の送信 IP が SQL Server のファイアウォールで許可されていない
対処: Function App の送信 IP を確認し、SQL Server のファイアウォールルールに追加

6. まとめと次のステップ

このハンズオンを通じて、以下を達成しました：

Azure SQL Database の作成とサンプルデータ投入
Azure Functions (Node.js) でのシンプルな REST API 実装
ローカル開発環境からクラウド DB への接続
Azure へのデプロイ
IaC (Bicep/Terraform) の体験
本番構成へのロードマップの理解

次のステップ

実際のアプリケーション開発: より複雑なビジネスロジックを Functions に実装
APIM の導入: API のポリシー管理・認証を追加
Front Door の導入: グローバル負荷分散と WAF を設定
閉域化: VNet 統合と Private Endpoint の設定
CI/CD パイプライン: GitHub Actions や Azure DevOps での自動デプロイ
監視とアラート: Application Insights と Azure Monitor の活用

付録A: Azure CLI クイックリファレンス

Resource Group の作成

az group create --name rg-hands-on --location japaneast

SQL Server と Database の作成

# SQL Server の作成
az sql server create \
  --name <yourserver> \
  --resource-group rg-hands-on \
  --location japaneast \
  --admin-user <admin_user> \
  --admin-password <admin_password>

# Database の作成
az sql db create \
  --resource-group rg-hands-on \
  --server <yourserver> \
  --name hands_on_db \
  --service-objective Basic

# ファイアウォールルール追加（自分のIP）
az sql server firewall-rule create \
  --resource-group rg-hands-on \
  --server <yourserver> \
  --name AllowMyIP \
  --start-ip-address <your_ip> \
  --end-ip-address <your_ip>

Storage Account の作成

az storage account create \
  --name sthandsonstorage \
  --resource-group rg-hands-on \
  --location japaneast \
  --sku Standard_LRS

Function App の作成

az functionapp create \
  --resource-group rg-hands-on \
  --consumption-plan-location japaneast \
  --runtime node \
  --runtime-version 18 \
  --functions-version 4 \
  --name func-hands-on-app \
  --storage-account sthandsonstorage

アプリケーション設定の追加

az functionapp config appsettings set \
  --name func-hands-on-app \
  --resource-group rg-hands-on \
  --settings \
    db_server="<yourserver>.database.windows.net" \
    db_database="hands_on_db" \
    db_user="<admin_user>" \
    db_password="<admin_password>"

付録B: 参考リンク

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