オレ流クラウドデザイン

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オレ流クラウドデザイン
Lv0～Lv400
株式会社オルターブース
小島淳

株式会社オルターブース
代表取締役（金髪銀髪おにいさん）
小島淳（Atsushi Kojima）
2
とりあえずなんでもやるフルスタックエン
ジニアと思っている方が多いですが本人的には
OSSなミドルウェア職人と思っていてア
プリケーション開発をバリバリしている人から見
ると物足りないしネットワーク超絶詳しい人
から見ても物足りないという中途半端な存在
を打破しようと日々精進しています。
Microsoft MVP（Microsoft Azure）だったりします。

つまらない世界から、
もっと刺激のある世界へ変化させよう！

Web上で簡単に自分好みの“ソース”を作るこ
とができるサービス。
マイクロサービスの実
行基盤をインテグレー
ションするサービス。
Microsoft Azureに特化したフルスタックな開発運用
サービス。
SaaSアプリケーション
マイクロサービス
アーキテクチャー
クラウドインテグレーション

クラウド使いこなしてますか？

一言でクラウドといっても様々なサービスを提供しているのでそれら
を網羅的に扱うのは非常に難しい。

クラウドデザインパターンは非常に有効
に使えるけど、ちょっとミクロになりす
ぎているところと外部のサービスを連携
する部分が抜けている。
自分たちのサービスがどのように当ては
まるのかがわかりづらい。

ということで今回はそんなお悩みを一気
に解決してしまおう、あわよくば新機能
も一緒に勉強出来て、明日からすぐに使
えるイケてる技術を自慢してしまおうと
いう主旨です。

※注
長いのでダレる可能性あります。
なので適当に休憩していただいて結構です。

Lv0
機能おさらい

基本形
Compute Service群
仮想マシン Web App Cloud Service
Azureが提供するIaaSイン
スタンス。Windowsおよび
Linuxが利用可能。
Windows10も可能。
アプリケーション基盤飲み
を提供するPaaSインスタン
ス。カスタマイズ性は高く
多くの言語に対応している。
Azure初期から存在
するWindowsベース
のRole型PaaS。

Compute Service群
応用形
Azure
Container
Instances
Azure
Container
Service
Service
Fabric
コンテナーを中心としたマイクロサービス基盤

データを格納することを主としたサービス群
Data Store群
Blob
Files
Queue
Table
Storage
SQL Database SQL
DataWarehouse
Azure Cache
CosmosDB
Azure DataLake
Azure Search

Network ／ Gateway Service群
API
Gateway
Application
Gateway
Azure CDN Express
Route
Azure
LoadBalancer
Traffic
Manager
仮想ネットワーク

オレ的注目株
Cognitive
Service
Azure Machine
Learning
Logic Apps
Operations
Management
Suite
HDInsight

他にもたくさんのサービス
があるので是非みなさんも
調べてみてください。

Lv100
デザインパターン基本

データ処理のパターン1
センサーデバイス Azure API Apps
SQL Database
DocumentDB
Storage Blob
HTTP/HTTPS

センサーデバイス
SQL Database
DocumentDB
Storage Blob
WebSocket
Azure Web
Apps

センサーデバイス EventHubs
Stream Analytics
HDInsight
SQL Database
DocumentDB
Storage Blob

Lv200
マイソースファクトリー

Single Page Architectureを採用
Database
WebApps
フロントエンド
API
バックエンド
マイソースファクトリー
https://mysaucefactory.com

全体像
Cognito
API
Gateway
DocumentDB
SQL Database
TerraformWebApps
Route53
S3
CloudFront
Lambda
Azure Container Service
LB
docker swarm
ASP.NET Core
BLOB

Azure AWS
Virtual Machines EC2
Load Balancer ELB
SQL Database RDS
DocumentDB DynamoDB
CDN CloudFront
DNS Route53
API Management API Gateway
Functions Lambda
Mobile Apps Cognito
Storage Blob S3
参考）AzureとAWSのサービス比較
https://docs.microsoft.com/en-us/azure/architecture/aws-professional/services

ロギングパターン
ASP.NET Core
Azure Storage
Operations Management Suite

ビルドパイプライン
開発(Dev)
Build Ship Run
運用(Ops)ECR
ACS
docker swarm
AKS

Blue Green Deployment
ECR
ASP.NET Core
開発メンバー
実行結果
Push
Polling
ASP.NET Core
ASP.NET Core
nginx
docker swarm
docker pull
docker push
docker build

• Terraform
• クラウドオーケストレーション
• Ansible
• ステージング / 本番環境プロビジョニング
• Docker
• 全てのアプリはコンテナ
• Jenkins 2
• CI/CDを支える
• Git
• インフラコード管理
マイソースを支えるツール群
Terraform

米国Docker社が提供する仮想コンテナーツールです。
アプリケーションをコンテナで実行したり、簡単にホスト間をマイグ
レーションすることが出来ます。
Dockerとは
コード化 Gitで管理起動が早い
カーネルを共有ステートレス OSS
コンテナーを仮想サーバーのように扱うことは出来ない。
1つのコンテナーには1つのサービスしか起動しない。
コンテナーはステートレスにしデータを格納しない。

現在6つのコンテナーサービスを提供している。
Azure Container Service（ACS）
Azure Container Service for K8S（AKS）
Azure Container Instance（ACI）
Web App for Containers
Azure Container Registry
Azure Service Fabric
Azureが提供しているコンテナーサービス

kubernetes（くーべねてぃす）とはコンテナークラス
ターを構成し、コンテナーホストのデプロイ、スケール、
運用自動化など統合的に提供されるプラットフォームで
す。近年非常に注目されておりAzureをはじめ各パブリッ
ククラウドのフルマネージドコンテナーサービスで採用
されています。
Azureでは従来からリリースされている
Azure Container Serviceで
kubernetesが利用できます。またそれ
にともなってAzure Container Service
の略称であるACSからAKSへと変更され
ています。
kubernetesは「k8s」と略されること
が多いのですが、この「k8s」はkとsの
間に8文字を省力していることを意味し
ています。
AKSは現在パブリックプレビュー提供

Azure Container Service（AKS）
フルマネージド
自動作成
コンテナのデプロイ

Lv300
アーキテクチャー

一般的なアプリケーションはほぼ全て3つの要素に分割できます。
3層アーキテクチャー考察
フロントエンドバックエンドデータストア
リクエスト
3層アーキテクチャー
フロントエンドバックエンドデータストアステートレス
フロントエンドバックエンドデータストアステートフル
フロントエンドバックエンドデータストアSPA

モノリスとは1枚岩と称され、全ての機能が1つのアプリケーションに
含まれている状態を指します。この状態での最大の課題はスケーリン
グであり水平、垂直ともに課題の棚上げを行っているに過ぎません。
※この棚上げに関する解決パターンはLv400でやります。
モノリス構造
機能A
機能B
機能C
完全なコピーをホスティングするバックエンドサーバー

マイクロサービスとは、アプリケーションを独立した複数のサービス
に分割し、それぞれが独立した小さなサービスとして動かします。独
立した各サービスはオーケストレーションを通じて連携し、１つのア
プリケーションとして機能させます。
マイクロサービス構造
機能A
機能B
機能C
A
B
C
B C A B
A B C A
C A B Cマイクロサービス

基本構成はマイソースと同じ。
マイクロサービスのクラウドデザイン基本形
SQL Database
Web Apps
API
バックエンド
JSフレームワーク
View.jsとか
はAPI化する

バックエンドAPIのデザイン
Azure Container Service for kubernetes（AKS）
LB
API API API API
API API API API
Web Apps
マイクロサービスはAPIとして動作させ、コンテナへ配置する。
SPAの状態にしてフロントエンドから疎結合で連携する。
SQL Database

コンテナーを使ったマイクロサービスの場合、コンテナー自体にデー
タを保管することは出来ないのでステートレスとして構成する必要が
ある。
ステートレスマイクロサービス
Frontend
Request
Multi Model Data Store

Service Fabric

コンテナーを用いたマイクロサービスでは、コンテナーの特性上デー
タをコンテナーに保存せず、外部のデータストアへ保存します。いわ
ゆるステートレスとしてアプリケーションを構成します。一方でマイ
クロサービスとは分散型アーキテクチャーでもあるのでデータに関し
ても分散し整合を保ったままアプリケーションを稼働させたいという
ニーズがあります。Service Fabricはコンテナーとは違いステートフ
ルのマイクロサービス基盤であり、利用されるシナリオもステートフ
ルマイクロサービスとして扱われます。
Service FabricとACS（AKS）との違い
Web Apps
Data App
Service Fabric
Data App
Data App Data App
Windowsも
Linuxも動く

ステートフルマイクロサービス

Service Fabricのアーキテクチャー
ノード間通信制御
ノード統合しリーダー選出、エラー検知、ルーティングを行う
Service Fabricの信頼性
を管理する。レプリカ、リ
ソース管理、フェール
オーバー。
サービスのアクティ
ブ化
アプリケーションライ
フサイクルの管理
アプリケー
ションのデ
プロイと監
視の管理
デプロイ前
のエラーシ
ミュレーショ
ン
アプリケーションアーキテクチャー

一般的にアプリケーションとは何かのイベントをトリガーにアクショ
ンを実行するが、その際にアプリケーションをホストするサーバーを
使わずコンテナを使って処理をするアーキテクチャー。
サーバーレス
UI
CLI
Web
Func2
Func3
Func1
Function as a Service
API Management Functions
AP
Logic Apps

サーバーレス基本系
Azure AD
B2C
API
Management
DocumentDB
SQL DatabaseAzure DNS
Functions
LB
kubernetes
API API API

Azure Logic Apps
プログラムを書かずに多くの
サービスを結合することで
モノづくりを行える
iPaas とも呼ばれるサービス

• IFTTT は非常に多くのサービスと連携可能
• 間に制御を挟まないシンプル構成
• Logic Apps / Microsoft Flow はユーザーが制御を挟む余地がある
外部パイプライン開発に最適
一般ユー
ザー
システム管理者や開発者
IFTTT Microsoft Flow Azure Logic Apps

様々な外部サービスを繋ぐことが可能

クレームメール処理のサーバーレスパイプライン
1. メールチェック
2. 問い合わせ内容の確認
3. 顧客管理リストに
問い合わせ内容を登録
（クレーム時は優先）
4. 自動返信メール送信
（クレームか否か？）
5. 返信メール作成・送信

Lv400
マイクロサービス実践

リソーススケールに関する柔軟性はクラウドの大きな特徴でありメ
リットではあるけど、そのスケールパターンについておさらいします。
スケールに関する考察
エラー検知リトライ制御スケール収束
Multi Resource Auto Scale
水平スケールや負荷分散をすることで
リソースの枯渇を防ぐ方法が一般的。

モノリスのスケーリングパターン
Azure LoadBalancer
Multi-Server
Azure LoadBalancer
Auto Scale
仮想マシンScale Sets
アプリケーションの完全なコピーをホス
ティングするサーバーでスケールする。

モノリスのスケーリングパターンではアプリケーションの安定性や障
害に対する耐性が高まるように見えるが、リソースの枯渇における障
害に対しては棚上げになる。Circuit Breakerは失敗する見込みのある
操作の実行を防ぎ障害から復旧させます。
これにより障害が長引いていると判断している間はリソースの浪費な
しにアプリケーションを継続できます。
Circuit Breakerパターン
ブレーカーは失敗する可能性のある
操作に対するプロキシーの役割です。

ブレーカー制御
プロキシとしてリクエストが
操作にルーティングされる。
失敗検知がしきい値を超える
とプロキシはオープンになる。
アプリケーションが失敗して
例外処理が返される。
アプリケーションから限られた
リクエストが送られ監視する。

マイクロサービスのスケーリングパターン
Circuit
Breaker
正常マイクロサービス
異常マイクロサービス
マイクロサービス＝APIとした場合、API
単位でブレーカーを制御する。
API Management でAPI（URI）のリ
バースプロキシーを構成する。
Functionsを使ってブレーカーオープン
になっているAPIを迂回する。

Circuit Breakerは失敗する見込みのある操作の実行を防ぐことが目的
ですが、Retryはその名の通り障害が一時的なものとして操作を透過的
にリトライし一時的な障害に対してアプリケーションが対処できるよ
うにします。
Retryパターン
Status 500
①
Status 500
②
Status 200
③
Circuit Breakerパターンと併用することが多い。

こういう細かいパターンを自分たちのプロダクトにどうやって組み込
むのか、という考え方ではなく、このプロダクトはこういう風にした
いという要件をちゃんとまとめないと提供するのはなかなか難しい。
インフラやアプリという視点ではなく、サービスというマクロの支店
が必要になる。

ご清聴ありがとうございました。
疲れた。。。

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