ふりかえり Windows Azure

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2014/3/7 JAZUG(Japan WindowsAzure User Group)札幌 第1回JAZUG 札幌スタート!&Azure 日本Geoオープンマジデシタ記念勉強

Open Compute Project から物理サーバーの構成、SOSP paper からサービスのアーキテクチャを読み。Windows Azureとは何なのかをもう一度振り返ってみましょう。

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ふりかえり Windows Azure

  1. 1. kyrt @takekazuomi 1
  2. 2. ふりかえり Windows Azure 2014/3/6 1.0.0 kyrt Takekazu Omi takekazu.omi@kyrt.in @takekazuomi
  3. 3. ふりかえり Windows Azure Japan Geo も開設した、Windows Azure 今が“ふりかえり”のいい時期です。 今一度、最初の疑問にもどって、Windows Azureを捉え直してみましょう 2014/2/26 kyrt @takekazuomi 3
  4. 4. 結局のところ、レンサバと何処が違 うの? Key Word は、巨大データセン ター、自動運用 • 100万台を超えるサーバを持って いる(バルマー、WPC 2013) • http://www.publickey1.jp/blog/13/ms 100googleamazon.html • 数十万台のサーバを備える最新 データセンター、管理はわずか数 十人 • http://www.publickey1.jp/blog/09/pos t_52.html シカゴにあるMicrosoftのデータセンター内部 提供:Microsof 2014/2/26 kyrt @takekazuomi 4
  5. 5. サーバー数は Google > Microsoft > Amazon 「そして Yahoo や Facebook 、そのほかどの企業も、10万ユニットかそれ以下の規模で ある」 バルマー談 WPC 2013 kyrt @takekazuomi 5
  6. 6. サーバーってどんなの? • 先日、 MSがサーバー設計をOpen Compute Project にコントリビュート • http://www.opencompute.org/wiki/Motherboard/ SpecsAndDesigns#Specs_and_Designs • Rack(3 or 4c), Chassis(12U, 24sb), Server blades(1U,) • server blades (compute or storage) • 最大96 server / rack • 10 E5-2400 each compute blade • ChassisManager • サーバー診断、電力供給、ファンコントロール 等H/W管理用のCodeをコントリビュート • https://github.com/MSOpenTech/ChassisManag er/ kyrt @takekazuomi Microsoft’s Cloud Server Hardware from Data Center Knowledge 6
  7. 7. The Fabric Controller (FC) – 自動運用 • cloud operating system の “kernel” • datacenter hardware の管理 • Windows Azure service の管理 • 4つの主な役割 • Datacenter リソースの確保 • Datacenter リソースの 調達 • Service lifecycle の管理 • Service health の管理 SQL Server Word Server SQL Azure Datacenter Windows Azure Internals AZR302 - Mark Russinovich • FCは、Infrastructureをcodeで制御ために仕組み • Infrastructures as Code ! Exchange Online
  8. 8. 省力化の例 • ハードウェアの故障 • 修理、交換せずに別のものを使う • 故障数がスレッショルドを超えたら 対応 • 同一構成のハードウェアに揃える • 代わりに使える物理サーバーが増え る • A1, A2, A3, A4 は同じ物理サーバー、 A5,A6,A7(多分同じ)、A8,A9(??) Windows Azure クラウドサービスに InfiniBand 採用の A8、A9 インスタンスを追加 kyrt @takekazuomi 8
  9. 9. InfrastructureをCode で・・・・ InfrastructureがCodeで制御できるようになると、世界が変わります kyrt @takekazuomi 9
  10. 10. 開発言語 アプリケーション キャッシュ Web サイト クラウド サービス ID 仮想 マシン モバイル サービス コンピューティング ? サービスバス メディア CDN バックアップ HPC SQL データベース ビックデータ テーブル データ管理 BLOB データ分析 仮想 ネットワーク 統合 トラフィック マネージャー ネットワーク 世界規模のクラウド基盤 サーバー/ ネットワーク/ データセンター 高度な自動化 柔軟性 統合リソース管理 従量課金 北米4カ所、ヨーロッパ2カ所、アジア2カ所、日本2カ所 豪州2カ所 + CDN 24 カ所 2014/2/26 kyrt @takekazuomi 10
  11. 11. Windows Azure Storage 例としてStorage を深堀りして見よう! 2014/2/26 kyrt @takekazuomi 12
  12. 12. Windows Azure Storage は基盤 • Azureの随所で使われている、Cloud 永続化レイヤー • Blob, Table, Queueがある。3つは共通の仕組上に構築 • Azure内でも諸々の用途に利用 Diagnostics Table CDN CloudDrive OS/Dat a Disk Blob Media Services Queue Azure Storage Clusters 2014/2/12 kyrt @takekazuomi 13
  13. 13. Design Goals • 強い一貫性の元での高い可用性の実現 (Highly Available with Strong Consistency) • 障害や分断に直面してもデータアクセスを提供 • 永続性(Durability) • データの複数の複製の保持、(regions 間) • スケーラビリティ(Scalability) • zettabytes へのスケール • 世界中からアクセスできるglobal namespaceの提供 • peak traffic 時の、automatically scale out と load balance • 追加情報、SOSP paper に詳細情報がでています: • “Windows Azure Storage: A Highly Available Cloud Storage Service with Strong Consistency”, ACM Symposium on Operating System Principals (SOSP), Oct. 2011 2014/2/12 kyrt @takekazuomi 14
  14. 14. Windows Azure Storageの アーキテクチャーコンポーネ ント DNS参照 blob, table, queueへ のアクセス ロケーション サービス アカウント管理 VIP DN S front end VIP front end partition layer s partition layer s stamp間リプリケーション stream layer stream layer stamp内リプリケーション stamp内リプリケーション storage stamp 2014/2/12 storage stamp kyrt @takekazuomi 15
  15. 15. 3つのレイヤ - Architecture Layers inside Stamps • front end • リクエストのpartition server へ転送 • serverと、 partitionの割り振りを管理するpartition mapを保持 • partition layer • 高レベルのデータ構造(blob, table, queue)を実装 • オブジェクトに対するトランザクションの順序付、一貫性の確保を実装 • オブジェクトデータのキャッシュ • stream layer • データをディスクに永続化。stream と呼ばれるファイルを使い。保存方法と リプリケーションを実装する。streamは、extentのordered listでwriteは、 append only • このレイヤは、Blob, Tableなどの構造やセマンティックに依存しない 2014/2/12 kyrt @takekazuomi 16
  16. 16. データセンター内の配置 • Spine(スピーナ)は、上位 のネットワーク。Gen2 (Quantum10 )のネット ワークでは、Spineを経由 してメッシュ状に接続され ている • TOR(Top-Of-Rack) ス イッチ • FC(Fabric Controller) Spine TO R TO R TO R TO R TO R Windows Azure Internals/Mark Russinovich http://channel9.msdn.com/Events/TechEd/NorthAmerica/2012/AZR302 kyrt @takekazuomi 17
  17. 17. CAP 定理との関係 • stream layerでは、シンプルな追加のみのデータ モデルにより、 ネットワーク分割などの障害の発生時に高可用性が維持される • partition layerは、一貫性を保証する • 可用性担保する(Stream)レイヤーと整合性を担保するレイヤー (Partition Layer)で役務を分割した • これによって、CAP定理の下記の3つの条件を同時に満足している • 一貫性 (Consistency):全てのノードにおいて同時に同じデータが見える • 可用性 (Availability):ノード障害により生存ノードの機能性は損なわれない • 分断耐性 (Partition-tolerance):システムは任意の通信障害などによるメッ セージ損失に対し、継続して動作を行う “Windows Azure Storage: A Highly Available Cloud Storage Service with Strong Consistency”, ACM Symposium on Operating System Principals (SOSP), Oct. 2011 2014/2/26 kyrt @takekazuomi 18
  18. 18. 最後に • 高密度サーバー、大規模データセンター、Infrastructure as Code は、 新しい世界(Cloud)への入り口 • Windows Azureとは、高度に自動化された大規模データセンターに 様々なサービスを載せたクラウドサービス群の名称 • Azure Storage では、DCの障害モデルとアプリケーションアーキテ クチャの融合で分散システムにおける一貫性と可用性の問題に対し て新たなアプローチを示した • 従来のレンサバでは出来なかったことが可能になった Azure 面白い kyrt @takekazuomi 19
  19. 19. Appendix 2014/2/26 kyrt @takekazuomi 20
  20. 20. リファレンス Azure Storage のCAP定理の話は下記のドキュメントを見てくだ さい • 23rd ACM Symposium on Operating Systems Principles (SOSP) "Windows Azure Storage: A Highly Available Cloud Storage Service with Strong Consistency“ 翻訳もあります • Windows Azure ストレージ: 高可用性と強い一貫を両立する ク ラウド ストレージ サービス • http://msdn.microsoft.com/ja-jp/windowsazure/dd439432#leaning • 全ての情報は2014/3/07時点のものです。 2014/2/12 kyrt @takekazuomi 21

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