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Real World Cloud Architectures ～CDPの概念と実装～
- 1. Real World Cloud Architectures ～CDPの概念と実装～ Speaker: JAZUG 酒井達明 JAZUG 森島政人 GoAzure 2015 Session 1-3
- 2. 自己紹介 酒井 達明 （さかい たつあき） 株式会社ランドコンピュータ JAZUGアドバイザ（通称：組長） Microsoft MVP - Microsoft Azure Microsoft Regional Director(~Jun. 2015) twitter：@tatsuakisakai Blog：http://tatsuakisakai.net/ 趣味はマウンテンバイク&ロードバイク
- 3. 自己紹介 森島 政人 （もりしま まさひと） 株式会社 pnop JAZUG コアメンバ Microsoft MVP – Microsoft Azure twitter：@statemachine Blog：http://statemachine.hatenablog.com/ 趣味は自動二輪
- 4. すべてはここから始まった… Credit:ESO/IDA/Danish 1.5 m/R. Gendler and C. Thöne
- 5. クラウドデザインパターン • MS patterns & practies の一部 • JAZUGとして監訳に参加 • クラウドアプリケーション設計の手引き • 8つの問題領域 • 24のパターン、10のダイダンス それぞれ密接に関連している 日経BP社 2014年6月出版
- 9. オンプレミス＆クラウドの前提の違い オンプレミス クラウド • 少数の高信頼ハードウェアで構成 • ハイエンドサーバー • 基本的にLANで構成 • 障害が発生しないことが前提 • 障害発生は異常事態と認識 • アプリケーション障害時に停止 • 大量の安価なハードウェアで構成 • ローエンドサーバー • インターネットの利用が前提 • 障害の発生は通常のイベント • 障害発生時にはサーバーを分離 • 障害を考慮したアプリケーション 設計が必要
- 12. ライフサイクルモデルの確立 • ターゲットによって異なるライフサイクル 鉄道 １ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 金融 運輸 １ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 １ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 スポーツ 小売 J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D １ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 航空 AM PM AM PM AM PM AM PM
- 13. 可用性 • 冗長性 𝐴𝑣𝑎𝑖𝑙𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑡𝑦 = 𝑈𝑝𝑡𝑖𝑚𝑒 𝑈𝑝𝑡𝑖𝑚𝑒 + 𝐷𝑜𝑤𝑛𝑡𝑖𝑚𝑒 𝐴 = 1 − (1 − 0.1)3 = 99.9% A (90%) B (90%) C (90%) A (99.9%) B (99.9%) C (99.9%) 𝐴 = 𝐴𝑖= 99.7% • システムの組合せ
- 14. Windows Azure ストレージ 3重化されたストレージ • CAP定理における可用性 と分断耐性を保障 • 常に２ノード以上が生存 し、障害ノードを分離し、 新たなノードで状態回復 を図る
- 16. サービスの依存関係と回復性の確保 共通的な確認事項 • API呼出回数および頻度、API呼出サーバ数に対する 制約の有無 • 可用性の目標達成状況に関する公開情報の種別 • サービス正常性状態の通知方法 • SLAの有無 • 他のサードパーティーによる同等のサービス提供の 有無
- 17. サービスの依存関係と回復性の確保 サードパーティー提供のサービス利用時の確認事項 • コモディティサービスであるか否か • インターフェイスに対する他サービス プロバイダー との相互運用性の確保状況 • 有償の場合に提供されるSLAのレベル 自社内の企業全体のクラウド サービス利用時の確認事項 • サービス提供組織に対し通常と異なる SLAを交渉す ることは可能か?
- 20. 障害点と障害モード＆影響の解析 障害点 障害モード 影響 ストレージの接続 ネットワーク遮断 Webサイトで利用するデータの参 照&更新不可 ネットワーク遅延 Webサイト表示の遅延および表示 内容の不正 メッセージキューの 接続 ネットワーク遮断 外部サービスとの連携不可 ネットワーク遅延 外部サービスとの連携に遅延発生 Webサイトへのレスポンス低下 ポイズンメッセージ 外部サービス処理の不正終了 再試行の繰り返しによる閉塞発生
- 22. 高可用性を実現するためのアプリ戦略 非同期通信と持続的キュー 障害検出と再試行ロジック 参照データ パターン トランザクション データパ ターン スケーラビリティのパターン
- 23. 非同期と持続的キュー • 可用性を高めるには疎結合されたサービスの間で 非同期通信が有効 • 非同期通信を実現するためにキューが利用できる • 非同期メッセージ（Asynchronous Messaging） 入門 • キューベースの負荷平準化 パターン Queue-based Load Leveling Pattern
- 24. 非同期メッセージングのシナリオ • ワークロード分離 • 時間的な分離 • 負荷分散 • 負荷平準化 • クロスプラットフォームの統合 • 非同期ワークフロー • 信頼性の高いメッセージング • 回復性のあるメッセージ処理 • …
- 25. キューによる時間的な分離 • 通常はサービス提供時間帯が異なる場合に適用 • 依存サービス停止時のリカバリ手段としても有効 • 高信頼メッセージングサービスを適用することで さらに耐障害性が向上 7:00～23:30受付 毎日24時間 申込可能
- 26. キューベースの負荷平準化 パターン • Queue-based Load Leveling Pattern • 変動するリクエストの負荷を、キューを介することで 平準化 • 突然の負荷増大によるサービス停止を回避 リクエストは さまざまな頻度 で送られる メッセージはより 一貫した頻度で 処理される
- 27. 障害検出と再試行ロジック ・リトライしてますか？ ・クラウドの特性は… クラウド • 大量の安価なハードウェアで構成 • ローエンドサーバー • インターネットの利用が前提 • 障害の発生は通常のイベント • 障害発生時にはサーバーを分離 • 障害を考慮したアプリケーション 設計が必要・クラウドアプリの特性は… リトライ(Retry) パターン
- 28. リトライの考慮点 500 Internal Server Error 500 Internal Server Error 200 OK • リトライするのかしないのか？ • リトライの間隔 • リトライの回数 例えば、403 Not Found なら？ リトライすべきでない復帰コード、 例外もある。
- 29. リトライパターンの実装例 • Azure Storage Client Library での例 –NoRetry クラス –LinearRetry クラス –ExponentialRetry クラス GitHubに、SDKソースが公開されています。
- 30. スケーラビリティのパターン 自動スケール (Autoscaling) ガイダンス ストットリング (Throttling) パターン 競合コンシューマー（Compenting Consumer) パターン 関連するパターン
- 31. スケーラビリティのパターン • スケールアップとスケールアウト 0 1 2 3 4 5 6 7 8 インスタンス数 スループット インスタンス能力 必要な能力 スケール アップ スケール アウト
- 32. キャパシティプランニングとスケール単位 時間 能力 負荷 サーバーが x 人の顧客を処理する際、 i ノードが必要となり、 j のジョブキューと, k のストレージアカウントが必要… 足りなくなる 前に増やす
- 35. 依存サービスのダウン サーキットブレーカー(Circuit Breaker) パターン • 依存先のサービス障害を検知し遮断器の役割を果たす • 繰り返しの試行を防ぎ、連鎖的な障害を発生を防ぐ • リトライパターンとの組み合わせが有効
- 36. サーキットブレーカー パターン • 3つの状態で管理 • 利用可能：Closed • 利用不可：Open • 回復中：Half Open 成功カウントが 閾値を超え 失敗カウントが 閾値を超え タイムアウト タイマーが満了 実行に失敗 成功 or 失敗が閾値を超えない 成功が閾値を超えない
- 37. データセンターのダウン • 複数データセンターへの配置 (Multiple Datacenter Deployment）ガイダンス • データレプリケーションと同期 (Data Replication and Sync) ガイダンス • Traffic Manager の活用 • ストレージでは「読み取りアクセスGeo冗長」の適用 • SQL Database で提供されるGeo冗長の適用
- 39. 地理的冗長化で 最大６重化 > 500 マイル Windows Azure ストレージ 地理的冗長化による耐障害性向上
- 40. まとめ • CDPには、クラウド活用の エッセンスがつまっている • オンプレとクラウドの違いを 知れば、百戦殆うからず • Azure / CDP の活用を！
- 41. 参考資料＆URL • Microsoft patterns & practies http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ff921345.aspx • Cloud Design Patterns http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dn568099.aspx • フェールセーフ: 回復力のあるクラウド アーキテクチャに関するガイダンス http://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/azure/jj853352.aspx • Azure アプリケーションの災害復旧と高可用性 http://msdn.microsoft.com/ja-JP/library/azure/dn251004.aspx • 「クラウドデザインパターン ～Azureを例としたアプリケーション設計の手引き」 日経BP社刊（ISBN:978-4-8222-9833-3) • Cloud Design Patterns – Sample Code http://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=41673
- 42. ご静聴ありがとうございました