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A Lap alound Cloud Computing @OOW Tokyo 2009

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Shinichiro Isago
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Oracle出身 Windows Azure エバンジェリストが３０分で語る「丸山先生の話を聞く前に おさえておきたい クラウドの基礎」 Oracle Open World 2009会場内で行う セッションの資料です

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2009年4月24日 12:20-12:50 @OTNラウンジ “ Oracle出身 Windows Azure ” エバンジェリストが３０分で語る 丸山先生の話を聞く前に おさえておきたい クラウドの基礎 Shinichiro Isago, Architect Evangelist, Microsoft
この场をお借りして30分でお话する内容 SaaS / PaaS / HaaS ? 1 2 クラウドOSの内部構造 3 Key Value ストア 対 RDBMS 4 設計原則のパラダイムシフト 最後にちょっとだけAzureの話 5
1 言葉の定義：「クラウド?コンピューティング」 …といってもベンダー都合でいろいろありますが、 ここでは PaaS の話に絞ります SaaS 完成品の ソフトウェアを提供 PaaS 開発?実行環境となる プラットフォームを提供 HaaS ハードウェアを提供 （CPU貸し、ディスク貸し）
2 クラウドOSの基本構造：分散?仮想化技術が 随所にちりばめられています 例）Windows Azure の場合 Queueを介した通信で ボトルネックをつくらない ロ ー Web Role ド バ Key Value形式のスト Q 外部からのアクセス ラ レージ領域。パーティ を担うアプリケー ン ションキーで分割する u Table ションサーバーVM サ ことで高い拡張性を実現 ー e u Worker Role e バイナリファイルを格納 Map Reduce的な する領域。分割したブ 処理用の大量一括 ロック単位で管理するた BLOB バッチ用VM めほぼ無限に拡張可能 ハードウェアは「ファブリックコントローラー」で 仮想化し、冗長性を持たせている
2 Elastic：簡単な設定で伸縮自在にリソースを 確保できます 例）Windows Azureの環境設定ファイルで <Instances count=“4”/> とした場合の開発?デバッグ環境
2 Map Reduce：大規模分散処理に適した仕組み。 状態の概念をもたない関数型言語と組み合わせが 適しています ユーザー プログラム Map フェーズ Reduce フェーズ Map Task1 Reduce Task1 Map Task2 output input .... Map Task3 ..... Reduce Task N Map Task N 出所：Google OSDI2004
2 冗長故の可用性：壊れて当然。障害を前提とした フェイルオーバーの機構をOSが持っています 例）Windows Azureにおける 構造化オーバーレイ データ冗長化のイメージ データの読み出しはプライマリのみ 数万台のサーバーとなると、 ? ? それぞれのサーバーは全ノード セカンダリノードに非同期で ? の管理領域を把握しにくい 書き込みを行う ノードの離脱、追加を行った際に、 ? プライマリ障害時に昇格する ? 管理領域の変更の影響をおさえる仕 セカンダリは多数決で決定 組みが必要 Ack Read Value Write 200 180 210 174 218 151 225 Ack r7 250 P Ack 135 Ack Ack r6 r-6 2 120 S 17 Write S r5 r-5 103 Write 98 30 90 r4 r-4 40 83 46 S 76 S 50 64 Write Write
Key Valueストア：分割キーによる分散が前提。 3 スキーマを必要とせず、クラウド上のストレージ として広まりつつあります CAP定理（Consistency、 クラウドで広まりつつある Key Valueストアの代表的な特長 Availability、Partition が同時に並び立たない）に キーと値の組を格納 おいて、クラウドでは拡張 キーを与えて値を得る 性と可用性を優先させる キーで分散 分割キーを指定しないと遅い 値の方は何を入れてもよい スキーマを必要としない データは正規化しない JOINは行わない メモリでの操作が主体 キャッシュなどにも使われる 整合性重視の利用には不向き イベンチュアルコンシステンシー という割り切りのもと…
Key ValueストアとRDBMSは、しばらくの間 3 クラウド側で共存することになりそうです マイクロソフトの製品ポートフォリオに見る移行シナリオの例 一足飛びにクラウド風に クラウド上の 移行するのは大変 2 Key Valueストア スケーラビリティが重視される 部分からKey Valueに変更 SQL Server互換の インタフェース オンプレミスの クラウド上の TSQLにも対応し、 RDBMS RDBMS 1 整合性も重視 資産?スキルを活かしつつ 初期は拡張性に クラウド移行で管理を自動化 若干の制約
参考）Windows Azureのテーブルにおける 3 データ格納のイメージ 従来のリレーショナル Windows Azure テーブル テーブル Partitioning Row Key CId Conf Key Title 1 PDC Conf Track Session Conf Track Session 2 Tech Ready Id Id Id Title Subject Subject 1 Null Null PDC Null Null Row 1 1 Null Null Cloud Null TId CId Track Title Compute group 1 1 1 Null Null Live 1 1 Cloud Compute Meeting 2 Null Null Tech Null Null 1 2 SQL Server 2008 Ready 2 1 Null Null SQL Null Row Server group 2008 SId CId TId Session Subject 2 2 1 Null Null SQL Server FILESTREAM 1 1 1 Live Meeting 1 2 1 SQL Server FILESTREAM Primary Key
4 設計原則：クラウドの特長を活かしたスケール アウト重視の開発手法が必要とされています N階層モデルにおける スケールアウト重視の開発手法 データベースのボトルネック 機能分割 ? SOAに基づくサービス単位化 Web ビジネス サーバ ロジック データ設計 ? 保守用データ定義、論理データ配置 データ分割 データ ? パーティションスキームに従う水平分割 ベース 分散トランザクション回避 ロードバランサ ? 分割したデータ間の一貫性の確保 非同期による機能分割 ? 分割したデータ間の一貫性の確保 キャッシュの設計 ? おもに読み取りデータ向け 一貫性モデルの提供 ? イベンチュアルコンシステンシーなど その他 ? RESTリソース、ドメインモデルとの対応付け ※詳細はアーキテクトの審美眼（萩原正義 著）参照
5 マイクロソフトは、ソフトウェア＋サービスの 考え方に基づき、お客様目線で現実的な クラウドの利用法をご提案しています 既存のスキルやIT資産を活用し クラウドへの拡張?連携が可能
5 使い慣れたツールやスキルをクラウドでも そのまま活かせる開発エクスペリエンスを ご提供しています
5 .NETだけでなくPHPなどインターオペラビリティ を重視したプラットフォームを目指しています Azure上で動いているPHPアプリの例 http://tweval.cloudapp.net/mix09-smarx http://tweval.cloudapp.net/index.php ↑ phpinfo() の内容が表示される
5 関連情報：ご興味お持ちいただいた方は、 下記リソースをあわせてご活用ください ? Azure Services Platform デベロッパーセンター http://msdn.microsoft.com/ja-jp/azure/ ? TechDays 資料ダウンロード、ストリーミング http://www.microsoft.com/japan/powerpro/techdays/ ? .NET未来展望台 http://www.atmarkit.co.jp/fdotnet/dnfuture/ ? エバンジェリストコラム＠Tech Fielders http://www.microsoft.com/japan/powerpro/TF/column/fs_01_1.mspx ? EnterpriseZine ０からわかるWindows Azure入門講座 http://enterprisezine.jp/article/detail/1306/ ? Fumio Sekita’s Blog http://blogs.msdn.com/fumios/ ? Azureの鼓動 http://blogs.itmedia.co.jp/isago/
“ Oracle出身 Windows Azure ” エバンジェリストが３０分で語る 丸山先生の話を聞く前に おさえておきたい クラウドの基礎 Shinichiro Isago, Architect Evangelist, Microsoft

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A Lap alound Cloud Computing @OOW Tokyo 2009

  • 1. 2009年4月24日 12:20-12:50 @OTNラウンジ “ Oracle出身 Windows Azure ” エバンジェリストが３０分で語る 丸山先生の話を聞く前に おさえておきたい クラウドの基礎 Shinichiro Isago, Architect Evangelist, Microsoft
  • 2. この场をお借りして30分でお话する内容 SaaS / PaaS / HaaS ? 1 2 クラウドOSの内部構造 3 Key Value ストア 対 RDBMS 4 設計原則のパラダイムシフト 最後にちょっとだけAzureの話 5
  • 3. 1 言葉の定義：「クラウド?コンピューティング」 …といってもベンダー都合でいろいろありますが、 ここでは PaaS の話に絞ります SaaS 完成品の ソフトウェアを提供 PaaS 開発?実行環境となる プラットフォームを提供 HaaS ハードウェアを提供 （CPU貸し、ディスク貸し）
  • 4. 2 クラウドOSの基本構造：分散?仮想化技術が 随所にちりばめられています 例）Windows Azure の場合 Queueを介した通信で ボトルネックをつくらない ロ ー Web Role ド バ Key Value形式のスト Q 外部からのアクセス ラ レージ領域。パーティ を担うアプリケー ン ションキーで分割する u Table ションサーバーVM サ ことで高い拡張性を実現 ー e u Worker Role e バイナリファイルを格納 Map Reduce的な する領域。分割したブ 処理用の大量一括 ロック単位で管理するた BLOB バッチ用VM めほぼ無限に拡張可能 ハードウェアは「ファブリックコントローラー」で 仮想化し、冗長性を持たせている
  • 5. 2 Elastic：簡単な設定で伸縮自在にリソースを 確保できます 例）Windows Azureの環境設定ファイルで <Instances count=“4”/> とした場合の開発?デバッグ環境
  • 6. 2 Map Reduce：大規模分散処理に適した仕組み。 状態の概念をもたない関数型言語と組み合わせが 適しています ユーザー プログラム Map フェーズ Reduce フェーズ Map Task1 Reduce Task1 Map Task2 output input .... Map Task3 ..... Reduce Task N Map Task N 出所：Google OSDI2004
  • 7. 2 冗長故の可用性：壊れて当然。障害を前提とした フェイルオーバーの機構をOSが持っています 例）Windows Azureにおける 構造化オーバーレイ データ冗長化のイメージ データの読み出しはプライマリのみ 数万台のサーバーとなると、 ? ? それぞれのサーバーは全ノード セカンダリノードに非同期で ? の管理領域を把握しにくい 書き込みを行う ノードの離脱、追加を行った際に、 ? プライマリ障害時に昇格する ? 管理領域の変更の影響をおさえる仕 セカンダリは多数決で決定 組みが必要 Ack Read Value Write 200 180 210 174 218 151 225 Ack r7 250 P Ack 135 Ack Ack r6 r-6 2 120 S 17 Write S r5 r-5 103 Write 98 30 90 r4 r-4 40 83 46 S 76 S 50 64 Write Write
  • 8. Key Valueストア：分割キーによる分散が前提。 3 スキーマを必要とせず、クラウド上のストレージ として広まりつつあります CAP定理（Consistency、 クラウドで広まりつつある Key Valueストアの代表的な特長 Availability、Partition が同時に並び立たない）に キーと値の組を格納 おいて、クラウドでは拡張 キーを与えて値を得る 性と可用性を優先させる キーで分散 分割キーを指定しないと遅い 値の方は何を入れてもよい スキーマを必要としない データは正規化しない JOINは行わない メモリでの操作が主体 キャッシュなどにも使われる 整合性重視の利用には不向き イベンチュアルコンシステンシー という割り切りのもと…
  • 9. Key ValueストアとRDBMSは、しばらくの間 3 クラウド側で共存することになりそうです マイクロソフトの製品ポートフォリオに見る移行シナリオの例 一足飛びにクラウド風に クラウド上の 移行するのは大変 2 Key Valueストア スケーラビリティが重視される 部分からKey Valueに変更 SQL Server互換の インタフェース オンプレミスの クラウド上の TSQLにも対応し、 RDBMS RDBMS 1 整合性も重視 資産?スキルを活かしつつ 初期は拡張性に クラウド移行で管理を自動化 若干の制約
  • 10. 参考）Windows Azureのテーブルにおける 3 データ格納のイメージ 従来のリレーショナル Windows Azure テーブル テーブル Partitioning Row Key CId Conf Key Title 1 PDC Conf Track Session Conf Track Session 2 Tech Ready Id Id Id Title Subject Subject 1 Null Null PDC Null Null Row 1 1 Null Null Cloud Null TId CId Track Title Compute group 1 1 1 Null Null Live 1 1 Cloud Compute Meeting 2 Null Null Tech Null Null 1 2 SQL Server 2008 Ready 2 1 Null Null SQL Null Row Server group 2008 SId CId TId Session Subject 2 2 1 Null Null SQL Server FILESTREAM 1 1 1 Live Meeting 1 2 1 SQL Server FILESTREAM Primary Key
  • 11. 4 設計原則：クラウドの特長を活かしたスケール アウト重視の開発手法が必要とされています N階層モデルにおける スケールアウト重視の開発手法 データベースのボトルネック 機能分割 ? SOAに基づくサービス単位化 Web ビジネス サーバ ロジック データ設計 ? 保守用データ定義、論理データ配置 データ分割 データ ? パーティションスキームに従う水平分割 ベース 分散トランザクション回避 ロードバランサ ? 分割したデータ間の一貫性の確保 非同期による機能分割 ? 分割したデータ間の一貫性の確保 キャッシュの設計 ? おもに読み取りデータ向け 一貫性モデルの提供 ? イベンチュアルコンシステンシーなど その他 ? RESTリソース、ドメインモデルとの対応付け ※詳細はアーキテクトの審美眼（萩原正義 著）参照
  • 12. 5 マイクロソフトは、ソフトウェア＋サービスの 考え方に基づき、お客様目線で現実的な クラウドの利用法をご提案しています 既存のスキルやIT資産を活用し クラウドへの拡張?連携が可能
  • 14. 5 .NETだけでなくPHPなどインターオペラビリティ を重視したプラットフォームを目指しています Azure上で動いているPHPアプリの例 http://tweval.cloudapp.net/mix09-smarx http://tweval.cloudapp.net/index.php ↑ phpinfo() の内容が表示される
  • 15. 5 関連情報：ご興味お持ちいただいた方は、 下記リソースをあわせてご活用ください ? Azure Services Platform デベロッパーセンター http://msdn.microsoft.com/ja-jp/azure/ ? TechDays 資料ダウンロード、ストリーミング http://www.microsoft.com/japan/powerpro/techdays/ ? .NET未来展望台 http://www.atmarkit.co.jp/fdotnet/dnfuture/ ? エバンジェリストコラム＠Tech Fielders http://www.microsoft.com/japan/powerpro/TF/column/fs_01_1.mspx ? EnterpriseZine ０からわかるWindows Azure入門講座 http://enterprisezine.jp/article/detail/1306/ ? Fumio Sekita’s Blog http://blogs.msdn.com/fumios/ ? Azureの鼓動 http://blogs.itmedia.co.jp/isago/
  • 16. “ Oracle出身 Windows Azure ” エバンジェリストが３０分で語る 丸山先生の話を聞く前に おさえておきたい クラウドの基礎 Shinichiro Isago, Architect Evangelist, Microsoft