Azure の使用料金を Azure Blob に 保存してみました


## 概要
[このプログラム（Python で Azure の リソースグループ単位で日々の使用料金を取得し、ローカルファイルに保存してみました）](https://qiita.com/turupon/items/f9a36fc33d8d613d7d3f) を Azure Functions に登録して自動実行させ、Azure Blob にデータアップロード する仕組みに改変しました。Blob に保存されたデータは、Azure PaaSを使用したデータ分析の１つの元データになればと、、、、と考えてます。

### 実行環境
macOS Big Sur 11.1 
python 3.8.3
Azure CLI 2.28.0
Azure Functions Core Tools 3.0.3785 
Azure Function Runtime Version: 3.2.0.0

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## 事前の準備

### ストレージアカウントの登録

```
## 使用するテナントのAzure環境へのログイン
$ az login --tenant <tenant_id>

## 使用サブスクリプションを定義します
$ az account set --subscription '<Subscription名>'

## リソースグループの作成
$ az group create --resource-group <ResourceGroup名> --location japaneast

## ストレージアカウントの作成
$ az storage account create --name <StorageAccount名> --resource-group <ResourceGroup名> --location japaneast --sku Standard_LRS

## コンテナの作成
$ az storage container create --name usage-summary-data
```

### 実行するプログラム用の ServicePrincipal の作成

[この記事](https://jpazureid.github.io/blog/azure-active-directory/azuread-clientsecrets-202104/) にありますように、ServicePrincipal のクライアントシークレットの有効期限はデフォルトで１年、最大２年までの設定となります。そこで Azure CLI から以下のような手順で、有効期限 29年 での ServicePrincial を作成します（現時点では問題なく作成できました）。

```
## 最初は２年で作成します（ロール割当なしで）
$ az ad sp create-for-rbac --name sp_usagecostmanage --skip-assignment --years 2

## 作成された内容を取得できることを確認します（いきなり29年で作成した場合、取得できません、、、）
$ az ad sp list --display-name sp_usagecostmanage

## その後、29年で再作成します（ロール割当なしで）
$ az ad sp create-for-rbac --name sp_usagecostmanage --skip-assignment --years 29
{
  "appId": "xxxxxxxx-xxxx-5757-4774-xxxxxxxxxxxx",      --> 関数アプリの構成で AZURE_CLIENT_ID として登録
  "displayName": "sp_usagecostmanage",
  "name": "xxxxxxxx-xxxx-5757-4774-xxxxxxxxxxxx",
  "password": "hogehogehogehogehogehogehogehogege",     --> 関数アプリの構成で AZURE_CLIENT_SECRET として登録
  "tenant": "zzzzzzzz-cccc-4645-5757-zzzzzzzzzzzz"      --> 関数アプリの構成で AZURE_TENANT_ID として登録
}

## 必要なスコープに必要なロールを割り与えます
$ APP_ID=$(az ad sp list --display-name sp_usagecostmanage --query '[].{ID:appId}' --output tsv)

### データを保存のために、スコープ：containers　ロール：Contributor とします
$ az role assignment create \
    --assignee $APP_ID \
    --role "Storage Blob Data Contributor" \
    --scope /subscriptions/<Subscription-ID>/resourceGroups/<ResouceGroup名>/providers/Microsoft.Storage/storageAccounts/<StorageAccount名>/blobServices/default/containers/usage-summary-data

### 複数Subscriptionの利用料金取得のため、スコープ：Subscription　ロール：Reader とします
$ az role assignment create --assignee $APP_ID --scope /subscriptions/<xxx-SubscriptionID> --role Reader
$ az role assignment create --assignee $APP_ID --scope /subscriptions/<yyy-SubscriptionID> --role Reader
$ az role assignment create --assignee $APP_ID --scope /subscriptions/<zzz-SubscriptionID> --role Reader

```

### Functions（関数アプリ）の作成

```
## Functionアプリの作成
az functionapp create -g <ResourceGroup名> -n func-CostToBlob -s <StorageAccount名> --runtime python --runtime-version 3.7 --consumption-plan-location japaneast --os-type Linux --functions-version 2

## 作成した関数アプリの構成設定
### 関数アプリ実行のための ServicePrincipal 情報の定義
az functionapp config appsettings set -n func-CostToBlob -g <ResourceGroup名> \
    --settings "AZURE_TENANT_ID=zzzzzzzz-cccc-4645-5757-zzzzzzzzzzzz"
az functionapp config appsettings set -n func-CostToBlob -g <ResourceGroup名> \
    --settings "AZURE_CLIENT_ID=xxxxxxxx-xxxx-5757-4774-xxxxxxxxxxxx"
az functionapp config appsettings set -n func-CostToBlob -g <ResourceGroup名> \
    --settings "AZURE_CLIENT_SECRET=hogehogehogehogehogehogehogehogege"

### 定義情報の確認
az functionapp config appsettings list -n func-CostToBlob -g <ResourceGroup名> -o table
```

### Functionsのためのローカル環境の作成

```
## Functionのプロジェクトディレクトリの作成
(base)$ mkdir Functions
(base)$ cd Functions

## プロジェクト用のPython仮想環境の構築
(base)$ python -m venv .venv
(base)$ source .venv/bin/activate
(.venv) (base)$ python --version
Python 3.8.3

## Functionのプロジェクトの作成
(.venv) (base)$ func init CostToBlob --python
Found Python version 3.8.3 (python3).
Writing requirements.txt
Writing .funcignore
Writing getting_started.md
Writing .gitignore
Writing host.json
Writing local.settings.json
Writing /Users/ituru/MyDevelops/AzureCostManagement/Functions/CostToBlob/.vscode/extensions.json

## Functionの作成
(.venv) (base)$ cd CostToBlob
(.venv) (base)$ func new                           
Select a number for template:
1. Azure Blob Storage trigger
2. Azure Cosmos DB trigger
3. Durable Functions activity
4. Durable Functions entity
5. Durable Functions HTTP starter
6. Durable Functions orchestrator
7. Azure Event Grid trigger
8. Azure Event Hub trigger
9. HTTP trigger
10. Kafka output
11. Kafka trigger
12. Azure Queue Storage trigger
13. RabbitMQ trigger
14. Azure Service Bus Queue trigger
15. Azure Service Bus Topic trigger
16. Timer trigger
Choose option: 16
Timer trigger
Function name: [TimerTrigger] CostToBlobMontly
Writing /Users/ituru/MyDevelops/AzureCostManagement/Functions/CostToBlob/CostToBlobMontly/readme.md
Writing /Users/ituru/MyDevelops/AzureCostManagement/Functions/CostToBlob/CostToBlobMontly/__init__.py
Writing /Users/ituru/MyDevelops/AzureCostManagement/Functions/CostToBlob/CostToBlobMontly/function.json
The function "CostToBlobMontly" was created successfully from the "Timer trigger" template.

## ディレクトリ構成の確認
(.venv) (base)$ tree -a      
.
├── .funcignore
├── .gitignore
├── .vscode
│   └── extensions.json
├── CostToBlobMontly
│   ├── __init__.py
│   ├── function.json
│   └── readme.md
├── getting_started.md
├── host.json
├── local.settings.json
└── requirements.txt

2 directories, 10 files
```

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## 実行するPythonプログラムの組込み

### 実行プログラム

```python:./CostToBlobMontly/__init__.py
import logging
import time
import json
import azure.functions as func
from azure.identity import DefaultAzureCredential
from azure.mgmt.resource import SubscriptionClient
from azure.mgmt.costmanagement import CostManagementClient
from azure.storage.blob import BlobServiceClient
from datetime import datetime, timezone, timedelta
import pandas as pd

CONTAINER_NAME = 'usage-summary-data'


# 接続しているテナントのサブスクリプションを操作するオブジェクトを取得
def GetSubscriptionObject():
    subscription_client = SubscriptionClient(
        credential=DefaultAzureCredential()
    )
    return subscription_client


# CostManagement情報 を操作するオブジェクトを取得
def GetCostManagementObject():
    costmgmt_client = CostManagementClient(
        credential=DefaultAzureCredential()
    )
    return costmgmt_client


# Blobを操作するオブジェクトを取得
def GetBlobServiceObject():
    blob_service_client = BlobServiceClient(
        account_url="https://usagecostmanage.blob.core.windows.net",
        credential=DefaultAzureCredential()
    )
    return blob_service_client


# Containerを操作するオブジェクトを取得
def GetContainerObject(blob_service_client):    
    container_client = blob_service_client.get_container_client(CONTAINER_NAME)
    return container_client


# 指定した Subscription について CostManagement からコストを取得
def GetCostManagement(costmgmt_client, subs_id):

    # Query costmanagement（先月の情報を取得する）
    SCOPE = '/subscriptions/{}'.format(subs_id)
    costmanagement = costmgmt_client.query.usage(
        SCOPE,
        {
            "type": "Usage",
            "timeframe": "TheLastMonth",
            "dataset": {
                "granularity": "Daily",
                "aggregation": {
                    "totalCost": {
                        "name": "PreTaxCost",
                        "function": "Sum"
                    }
                },
                "grouping": [
                    {
                        "type": "Dimension",
                        "name": "ResourceGroup"
                    }
                ]
            }
        }
    )
    return costmanagement


# サブスクリプションIDを指定しリソースグループ毎に CostManagement情報を取得
def GetSubscriptionCsotManagement():
  
    # サブスクリプションを操作するオブジェクトの取得
    subscription_list = GetSubscriptionObject()    

    # CostManagementを操作するオブジェクトの取得
    costmgmt_client = GetCostManagementObject()

    # Blobを操作するオブジェクトを取得
    blob_service_client = GetBlobServiceObject()

    # Containerを操作するオブジェクトを取得
    container_client = GetContainerObject(blob_service_client)

    # 取得コストの キーと値
    row_key = ['UsageCost', 'Date', 'ResourceGroup', 'Currency']
    row_value = []

    # サブスクリプション毎に CostManagement からコストを取得
    for n, subs in enumerate(subscription_list.subscriptions.list()):

        # 指定のサブスクリプションの CostManagement からコストを取得
        logging.info("\n\n ##### サブスクリプション ： {} #####".format(subs.display_name))
        costmanagement = GetCostManagement(costmgmt_client, subs.subscription_id)

        # rowsカラムデータを取得し、サブスクリプションのコスト合計値の取得
        SubTotalCost = sum(cost[0] for cost in costmanagement.rows)
        
        # その合計値が「0」の場合、次のサブスクリプションへ
        if SubTotalCost == 0 :
            continue   

        # 取得したコスト情報を日付で昇順ソートし、辞書型に変換する
        row_value = sorted(costmanagement.rows, key=lambda x:x[1], reverse=False)
        row_dict = [dict(zip(row_key,item)) for item in row_value]

        # リソースグループでソートして、とりあえずファイルに保存しておく
        rows = sorted(row_dict, key=lambda x:x['ResourceGroup'], reverse=False)
        UsageDataToBlobContainer(rows, subs.display_name, blob_service_client)

        # break

    # コンテナ一覧の取得
    BlobList(container_client)

    # クローズ処理
    costmgmt_client.close()
    subscription_list.close()
    container_client.close()
    blob_service_client.close()


# サブスクリプション毎に CostManagement情報を取得
def UsageDataToBlobContainer(rows, subname, blob_service_client):
    
    # データを DataFrame化し、不必要項目(Currency)の削除と必要項目(Subscription)の追加
    dfl=pd.DataFrame(rows)
    dfl.drop("Currency", axis=1, inplace=True)
    dfl['Subscription'] = subname

    # json形式への変換
    rowl_key = ['UsageCost', 'Date', 'ResourceGroup', 'Subscription']
    rowl_dict = [dict(zip(rowl_key,item)) for item in dfl.values]

    # 保存するファイル名の生成
    now = datetime.now()
    # blob_name = './output/UsageCost_' + subname + '_' + now.strftime('%Y%m%d_%H%M%S') + '.json'
    blob_name = now.strftime('%Y%m%d_%H%M%S') + '_' + subname + '.json'

    try:        
        # Create a blob client using the blob_name as the name for the blob
        blob_client = blob_service_client.get_blob_client(container=CONTAINER_NAME, blob=blob_name)

        # Blob Upload
        blob_client.upload_blob(json.dumps(rowl_dict))

    except Exception as ex:
        logging.info('Exception:')
        logging.info(ex)


# Blob一覧の取得
def BlobList(container_client):
    logging.info("\n\n ＝＝＝ Blob 一覧の表示 ＝＝＝")
    try:        
        # List the blobs in the container
        logging.info("\nListing blobs...")
        blob_list = container_client.list_blobs()
        for blob in blob_list:
            logging.info("\t" + blob.name)

    except Exception as ex:
        logging.info('Exception:')
        logging.info(ex)


def main(mytimer: func.TimerRequest) -> None:
    # 日本時間の取得
    JST = timezone(timedelta(hours=+9), 'JST')
    today = datetime.now(JST)

    if mytimer.past_due:
        logging.info('■ ■ ■ The timer is past due! ■ ■ ■')

    logging.info('■ ■ ■ Python timer trigger function (func-CostToBlob) ran at %s ■ ■ ■', today)
   
    start = time.time()
    GetSubscriptionCsotManagement()
    generate_time = time.time() - start

    logging.info("処理時間:{0}".format(generate_time) + " [sec]")
```

### 実行に必要なPythonパッケージの定義

```requirements.txt
azure-functions
azure-identity
azure-mgmt-resource
azure-mgmt-costmanagement
azure-storage-blob
tabulate
requests
pandas
```

### 実行スケジュール（タイマートリガー）の設定

毎月7日 14:20:00（JST）（毎月7日 5:20:00（UTC））　に実行

```./CostToBlobMontly/function.json
{
  "scriptFile": "__init__.py",
  "bindings": [
    {
      "name": "mytimer",
      "type": "timerTrigger",
      "direction": "in",
      "schedule": "0 20 5 7 * *"
    }
  ]
}
```

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## Azure Functions をローカル環境でのテスト

### プログラムの実行
 
```
## Pythonパッケージのインストール
(.venv) (base)$ pip install -r requirements.txt

##  Azure Functions 構成情報のローカルに設定
(.venv) (base)$ func azure functionapp fetch-app-settings func-CostToBlob
App Settings:
Loading FUNCTIONS_WORKER_RUNTIME = *****
Loading FUNCTIONS_EXTENSION_VERSION = *****
Loading AzureWebJobsStorage = *****
Loading WEBSITE_CONTENTAZUREFILECONNECTIONSTRING = *****
Loading WEBSITE_CONTENTSHARE = *****
Loading APPINSIGHTS_INSTRUMENTATIONKEY = *****
Loading AZURE_TENANT_ID = *****
Loading AZURE_CLIENT_ID = *****
Loading AZURE_CLIENT_SECRET = *****

Connection Strings:

## ローカル環境での実行
(.venv) (base)$ source ../.venv/bin/activate
(.venv) (base)$ func start --verbose
Found Python version 3.8.3 (python3).

                  %%%%%%
                 %%%%%%
            @   %%%%%%    @
          @@   %%%%%%      @@
       @@@    %%%%%%%%%%%    @@@
     @@      %%%%%%%%%%        @@
       @@         %%%%       @@
         @@      %%%       @@
           @@    %%      @@
                %%
                %


Azure Functions Core Tools
Core Tools Version:       3.0.3785 Commit hash: db6fe71b2f05d09757179d5618a07bba4b28826f  (64-bit)
Function Runtime Version: 3.2.0.0
         :
        省略
         :
[2021-10-02T03:48:00.398Z] Host started (526ms)
[2021-10-02T03:48:00.398Z] Job host started
[2021-10-02T03:48:04.946Z] Host lock lease acquired by instance ID '000000000000000000000000DDDDDDDD'.
         :
        省略
         :
```

---

## Azureへのデプロイ

### デプロイの実行
 
```
## Pythonパッケージのインストール
(.venv) (base)$ func azure functionapp publish func-CostToBlob
Uploading 7.67 KB [###############################################################################]
Remote build in progress, please wait...
         :
        省略
         :
Uploading built content /home/site/artifacts/functionappartifact.squashfs for linux consumption function app...
Resetting all workers for func-costtoblob.azurewebsites.net
Deployment successful.
Remote build succeeded!
Syncing triggers...
Functions in func-CostToBlob:
    CostToBlobMontly - [timerTrigger]
```

あとは、時間が来たら、日単位でリソースグループ毎にサマリされた Azure利用料金がサブスクリプション毎ファイリングされ、Azure Blob の指定コンテナにアップロードされます。

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### まとめ
いろいろと手こずりましたが、無事 Azure Functions で自作のPythonプログラムを稼働させることができました。Azure Function は手間がかかって、、、、、AWSのサクッと感がほしいです。

### 参考記事
以下の記事を参考にさせていただきました。感謝申し上げます。
[MacにPython3をインストールし環境構築【決定版】](https://qiita.com/7110/items/1aa5968022373e99ae28)