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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. アジェンダ 5 • なぜKubernetesに移行したか • Kubernetesに載せるために必要なこと • その他導入したアーキテクチャ
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. Yahoo!ズバトクとは 6 “毎日ワクワク!おトクが当たる&もらえる” くじやキャンペーンを掲載するためのプラットフォーム
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. なぜ Kubernetesに 移行したか 7
8.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. 高まる需要 8 • 販促サービスとしての需要が高まる • キャンペーン数は日に日に増加
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. アクセス数の特性 9 • 特定の時間にアクセス数が急激に増える • キャンペーンの開始 • 人気キャンペーンの開催 • PUSH通知 • etc…
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16.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. 16 Kubernetes
17.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. Kubernetes(k8s)とは 17 • コンテナのオーケストレーションプラット フォーム • コンテナ化されたアプリケーションの展開、 スケーリング、運用自動化を行う
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. Kubernetesでできること 18 • フェイルオーバー • スケーリング • スケジューリング • ロードバランス • サービスディスカバリ
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20.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. k8sでいくつかの課題を解決できそう 20 • リリース時間 → コンテナ管理で短縮 • スケールコスト → k8sの機能で一発 • 改修コスト • マイクロサービス化で修正箇所を集約 • (k8sならばサービスを追加するコストが低い)
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22.
Copyright © 2017
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23.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. マイクロサービスアーキテクチャ 23 くじ くじWEB 景品 履歴 MQ メール DBはサービス毎に分割 後処理は非同期
24.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. DDDで機能分割 24 • ドメイン駆動設計の 思想を基に、 サービスを分割
25.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. ネットワーク構成 25 最終的には 40サービスほどに
26.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. k8sに載せるために 必要なこと 26
27.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. k8sへ載せるのに必要なもの 27 • k8sの基礎知識 • コンテナ • Dockerイメージの作成 • アプリケーション • クラウドネイティブ化 • Liveness probe / Readiness probe • Graceful Shutdown • k8s • manifestファイル
28.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. k8sを活かすのに必要なもの 28 • 開発フロー • CI/CD • 自動テスト
29.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. k8sの基礎知識 29
30.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. Kubernetesの特徴 30 • コンテナ中心のインフラ • 宣言的設定
31.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. 宣言的設定 31 • 「望ましい状態」を記述した設定ファイル (manifest)で定義 apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Deployment metadata: labels: app: campaign name: campaign spec: selector: matchLabels: app: campaign template: metadata: labels: app: campaign spec: containers: - image: docker-registry.xxxx.yahoo.co.jp:xxxx/zubatoku/zubatoku-campaign:latest name: campaign imagePullPolicy: Always YAMLで設定を書く
32.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. Kubernetesのリソース構成イメージ 32※飽くまでイメージです Ingress Service Deployment Pod Pod Pod Service Deployment Pod Pod Pod cluster namespace transaction それぞれのリソースをYAMLで定義する 1サービスのセット
33.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. Pod 33 • デプロイの最小単位 • Dockerコンテナを内包 • 複数コンテナも可 Docker コンテナ Pod
34.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. Deployment 34 • ローリングアップデートや ロールバックを管理する • ReplicaSetを通して、Pod を生成・管理する Deployment Pod Pod Pod ReplicaSet
35.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. Deploymentの定義 35 apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: nginx-deployment labels: app: nginx spec: replicas: 3 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: nginx:1.7.9 ports:
36.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. Service 36 • 仮想IPとポート • ラベルセレクタによる Podのグルーピング Pod Pod Pod Service VIP: 10.0.0.12 app=lot-web
37.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. Ingress 37 • L7負荷分散 • バーチャルホスト • パスによる振り分け Ingress Lot Service Entry Service toku.yahoo.co.jp /lot /entry
38.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. Ingressの定義 38 apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Ingress metadata: name: test-ingress spec: rules: - host: myservice.yahoo.co.jp http: paths: - path: /lot backend: serviceName: lot servicePort: 80 - path: /entry backend: serviceName: entry servicePort: 80
39.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. Ingress 39 • Ingressは前方一致でしか 振り分けられない • ズバトクではnginxで振り分 けを実施 Ingress lot Service entry Service toku.yahoo.co.jp /campaing01/lot /campaign01/entry nginx
40.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. その他の構成要素 40 • ConfigMap • アプリケーション用の設定値を保持 • Secret • 秘密情報を保持 • Job / CronJob • バッチ処理等のジョブ
41.
Copyright © 2017
Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. アプリケーション編 41
42.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. アプリケーション周りで必要なこと 42 • コンテナ • Dockerイメージの作成 • アプリケーション • クラウドネイティブ化 • Liveness probe / Readiness probe • Graceful Shutdown • ログ出力
43.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. Dockerとは 43 • コンテナの実行・管理ツール • イメージで管理するので、 環境の一貫性がある • 素早いアプリケーションの展開
44.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. Dockerfile 44 • DockerfileでImageを定義 FROM openjdk:8 ARG JAR_FILE COPY ${JAR_FILE} app.jar ENTRYPOINT ["java", "-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom", "-jar", "/app.jar"] ベースのイメージ プロセス起動用のコマンド
45.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. Dockerイメージの作成と実行 45 # Dockerイメージをビルド $ docker build . -t hoge/myapp # Dockerコンテナを実行 $ docker run -d --rm -it hoge/myapp:latest
46.
Copyright © 2017
Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. Dockerfile例 46 FROM docker-registry.xxxx.yahoo.co.jp:xxxx/xxxx/openjdk:8 RUN groupadd -r zubatoku && useradd -r -g zubatoku zubatoku COPY ./app.jar ./app.jar COPY ./run.sh ./run.sh EXPOSE 8080 USER zubatoku ENV TZ=Asia/Tokyo ¥ JAVA_GC_OPTS="" ¥ JAVA_HEAP_OPTS="" ¥ JAVA_METASPACE_OPTS="" ¥ JAVA_EXTRA_OPTS="" ¥ JAVA_OPTS="" ENTRYPOINT ["./run.sh", "app.jar"] ズバトクでは オプション指定簡略化のため 外部スクリプト化
47.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. シェルスクリプト化する場合はexecをつける 47 exec java ${JAVA_OPTS} -Djava.security.egd=file:/dev/./urandom -jar $1 PIDが1になるように、javaコマンドの前にexecをつける
48.
Copyright © 2017
Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. アプリケーションへの対応 48 • クラウドネイティブ化 • Liveness probe / Readiness probe • Graceful Shutdown
49.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. クラウドネイティブなアプリ 49 基本はTwelve-factor app クラウドで動くアプリケー ションが従うべき12のプラク ティス 1. コードベース 2. 依存関係 3. 設定 4. バックエンドサービス 5. ビルド、リリース、実行 6. プロセス 7. ポートバインディング 8. 並行性 9. 廃棄容易性 10. 開発/本番一致 11. ログ 12. 管理プロセス
50.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. 抜粋すると 50 • 設定 • → 設定値は環境変数に格納 • ポートバインディング • → 組み込みサーバを使う • 廃棄容易性 • 起動の高速化、グレースフルシャットダウン • ログ • 標準出力に出力し、集約する
51.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. 設定の環境変数からの読み込み 51 • Spring Bootはプロパティを環境変数から バインドできる property spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/test 環境変数 SPRING_DATASOURCE_URL=jdbc:mysql://localhost:3306/test 以下は等価
52.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. k8sで環境変数に注入 52 env: - name: SPRING_DATASOURCE_INITIALIZE value: "false" - name: APPLICATION_LOGGING_LEVEL valueFrom: configMapKeyRef: name: campaign-config key: application.logging.level optional: true - name: LOGGING_LEVEL_ROOT valueFrom: configMapKeyRef: name: campaign-config key: logging.level.root optional: true - name: SPRING_DATASOURCE_URL valueFrom: secretKeyRef: name: campaign-env key: datasource-url k8s/deployment.yaml env: - name: 環境変数名 valueFrom: 値の取得元 (ConfigMap or Secret)
53.
Copyright © 2017
Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. ヘルスチェックエンドポイント 53 • k8sがpodの死活チェックをするためのエ ンドポイントが2種類ある • Liveness probe • Readiness probe
54.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. Liveness probe / Readiness probe 54 Liveness probe • アプリケーションが生きてるかどうかをチェック • NGならばpodを再作成 Readiness probe • 利用可能になっているかのチェック • OKになったらサービスイン
55.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. ズバトクでの実装方法 55 Liveness probe • Actuatorを使い、status 200を返すだけのエ ンドポイント作成 Readiness probe • Actuatorのhealthエンドポイントを流用 • DBのチェックなどもやってくれる
56.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. コード例 56 @Endpoint(id = "liveness") public class LivenessEndpoint { @ReadOperation public Health execute() { return Health.up().build(); } } @Endpoint(id = "readiness") public class ReadinessEndpoint { private final HealthEndpoint healthEndpoint; public ReadinessEndpoint(HealthEndpoint healthEndpoint) { this.healthEndpoint = healthEndpoint; } @ReadOperation public Health execute() { return this.healthEndpoint.health(); } }
57.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. Liveness probe / Readiness probe 57 livenessProbe: httpGet: path: /liveness port: 9990 initialDelaySeconds: 60 timeoutSeconds: 1 periodSeconds: 5 readinessProbe: httpGet: path: /readiness port: 9990 initialDelaySeconds: 20 timeoutSeconds: 5 periodSeconds: 5 deployment.yamlに設定を記述 management: security: enabled: false port: 9990 endpoints: health: path: readiness application.yml 外部からアクセス出来ないように actuatorのportを9990に
58.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. LivenessとReadinessをわけたわけ 58 • Liveness probeは軽くすべき • また、DB等の外部システムダウンした際 はPod再起動しても効果が薄い
59.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. Graceful Shutdown 59 • Podが終了する際に適切な終了処理を行う • 処理中のリクエストの対応 • リソースの破棄 →実装しなかったら、処理中にエラーが発生
60.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. Graceful Shutdownの実装 60 • ActuatorのShutdown Endpointを拡張し、 処理中のリクエストがなくなるまでWait ※ActuatorのShutdownEndpointはGracefulではないので注意 lifecycle: preStop: httpGet: path: /shutdown port: 9990 deployment.yaml
61.
Copyright © 2017
Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. Graceful Shutdownの実装 61 • 通常はアプリケーションサーバの機能を 使って実装 • Jettyではkeepalive等の扱いがうまくいか なかったので、独自でservletのFilterを使 い処理中セッションをカウントするようにし た
62.
Copyright © 2017
Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. アプリケーションログについて 62 • ログは標準出力に出す • Podが終了したらファイルは消滅 • マイクロサービスの場合は相関IDは必須
63.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. 相関ID 63 • Spring Cloud Sleuthを使用 • 依存を追加するだけでリクエストで一意な IDをログに出力 • サービス数が多いのでこれがなければ運 用がつらくなる time:2018-03-22T13:52:22.855+09:00 level:INFO trace_id:8f01dc2dc4a7f7b6 span_id:8f01dc2dc4a7f7b6 time:2018-03-22T13:52:23.123+09:00 level:INFO trace_id:8f01dc2dc4a7f7b6 span_id:8f01dc2dc4a7f7b6
64.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. 開発フロー編 64
65.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. k8sの仕組みを活かすためのフロー 65 • Git上でオペレーションが完結するフロー → GitOps • Pull Requestでオペレーション • 環境毎のPull Requestは自動生成 • CI/CDは必須
66.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. 開発フロー 66 Deploy GitHub Docker registry 1. clone 3. プルリクエスト 2. 開発/テスト Concourse CI 7. マージ 4. テスト/ビルド 5. パブリッシュ 6. プルリクエスト develop e2e production ・・・
67.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. Concourseで複雑なパイプラインを実現 67 パイプラインの定義はYAMLで定義しGit管理
68.
Copyright © 2017
Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. テストの自動化 68 • このフローで安心してリリースするために は、テスト自動化は必須
69.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. テストの自動化 69 • 3種類のテストを実装 • ユニットテスト • クラス単体 • 機能テスト • サービス単体 • E2Eテスト • 全サービス結合 E2E テスト 機能テスト ユニットテスト テストピラミッド
70.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. E2Eテスト 70 • 全サービスを通してのテスト • JUnit • Selenium @Test public void 抽選_01_くじを引く() throws Exception { ログインケース .ログインする(xxxx); 抽選ケース .Action_抽選画面を開く(CAMPAIGN_PATH) .Verify_抽選_抽選画面を表示(xxxx) .Verify_抽選_キャンペーン期間表示(); }
71.
Copyright © 2017
Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. リリース時間の変化 71 • これまで • パッケージングからサービスアウトなどを含 むリリース完了まで数時間 • システム移行後 • 実働10分程度でデプロイ完了
72.
Copyright © 2017
Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. その他アーキテクチャ 72
73.
Copyright © 2017
Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. データベースのスケーリング 73 • k8sによってアプリケーションのスケーリン グはできたが、DBのスケールもしたい → シャーディングの導入
74.
Copyright © 2017
Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. DBシャーディングについて 74 • DBの水平分割 • EclipseLinkの機能を 使ってDBシャーディング • アノテーションでシャー ディングポリシーを指定 可能 振り分け Policy ID等でノードを決定
75.
Copyright © 2017
Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. JPAのEntity実装 75 @Entity @Data @Table(name = ”sample") @IdClass(SamplePk.class) @Partitioning( name = ”sampleIdPartitioning", partitioningClass = SampleIdPartitioningPolicy.class) @Partitioned(”sampleIdPartitioning") @AllArgsConstructor @NoArgsConstructor public class SampleJpaEntity { @Id Long sampleId; @Id Integer hogeId; PartitioningPolicyを設定するだけ
76.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. ID生成の問題 76 アプリやDBが分散することでDBサイドでの ID発行(AUTO_INCREMENT)が扱いづらくなった • →アプリサイドでの発行が必要 • →標準規格のUUIDは36byteもあり性能面の 不安 • f48b53b8-fe1e-4670-a19a-650fda31bced
77.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. UUIDは件数が増えると性能が低下 77 MySQLでのINSERT時間
78.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. 64bitの独自ID体系を採用 78 timestamp(41bit) : 現在のunixtime(milliseconds)から、ある時点のunixtimeを引いた値 machine id(12bit) : 生成器ごとに割り当てられたID sequence(10bit) : 生成器ごとに採番するsequence番号 BIGINTに収まりほぼインクリメンタルなので、MySQLで 効率的に扱える timestamp machine id sequence 41bit 12bit 10bit 63bit Twitterのsnowflakeを参考に実装
79.
Copyright © 2017
Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. 一意になるようにMachine IDを管理 79 各サービス MachineID サービス 定期的にheartbeat machineId=1234
80.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. まとめ 80
81.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. k8sに載せるのに必要なこと 81 • コンテナ • Dockerイメージの作成 • アプリケーション • クラウドネイティブ化 • Liveness probe / Readiness probe • Graceful Shutdown • ログ出力 • 開発フローの対応
82.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. k8sに移行してみて 82 • リリース時間など、運用コストは大幅に削 減できた • 数時間 → 10分 • 負荷についてもスケールできるように • 2000 req/s ↑ • ログが集約され、調査コストも削減できた
83.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. 大変だったところ 83 • 利用技術のスイッチ • パッケージングやCI/CD、利用言語も変更したため • 社内PFとの連携 • IPベースのACLからの変更 • 考え方のスイッチ • 従来のアーキテクチャからCloud Nativeなものへ • まだ、k8sのポテンシャルを十分引き出せていない
84.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. これから 84 • コンテナデザインパターンの活用 • 共通機能を別コンテナに切り出し • サイドカーパターンなど • リリース方法の検討 • カナリアリリース
85.
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Yahoo Japan Corporation. All Rights Reserved. 情報技術で 人々のマネーライフの課題を解決する 85
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