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クラウドのための
アーキテクチャ設計
- ベストプラクティス -
        2011年5月19日
        玉川 憲 (@KenTamagawa ), エバンジェリスト
        大谷晋平 (@shot6), ソリューション アーキテクト
ウェビナーへようこそ!
参加者は、自動的にミュートになっています
質問を投げることができます!
  GoToWebinarの仕組みを使って、書き込んでください
    ただし環境によっては、日本語の直接入力ができないので、
    お手数ですが、テキストエディタ等に打ち込んでから、
    コピペしてください

  最後のQ&Aの時間で、できるだけ回答させて頂きます

  書き込んだ質問は、主催者にしか見えません
Twitterのハッシュタグは#jawsugでどうぞ




                Copyright © 2011 Amazon Web Services
AWSアーキテクチャセンターのご紹介

aws.amazon.com/jp/architecture/

  Webinarのご案内
  ホワイトペーパー紹介

  「クラウドのための
  アーキテクチャ設計
   ベストプラクティス」
   by Jinesh Varia

  日本語版、近日公開!!



                     Copyright © 2011 Amazon Web Services
トレードオフの
習得
クラウドコンピューティングの特徴

抽象化された    サーバーやハードディスクの実体は気にせずに、
 リソース     インスタンスとボリュームを扱える

必要なときに
瞬時に調達
          必要なときに瞬時に調達でき、何時でも止められる


スケールアウト
 自由自在
          実際のピークに応じてスケールアウト/イン


 従量課金     実際に使った分だけ支払う

          プログラマブルなインフラストラクチャ。APIを用いて自動
 自動化
          化できる。
AWS プラットフォーム
AWS プラットフォーム




 いつでも、必要なだけ、安価に、
コンピュータリソースを利用可能に
スケーラビリティ
   AWSを用いたスケーラブルなアーキテクチャ構築

スケーラブルなインフラストラクチャを活用するには、スケーラブ
ルなアーキテクチャが必要


スケーラブルなアプリケーションの特徴

           リソースの増加に比例して、パフォーマンスが増
           加する
           回復力に富んでいる
           成長するにつれて費用効率がさらに良くなる
           (ユニット数が増加するにつれて、
            ユニット単位あたりコストが下がる)。
スケーラブルなアプリケーションは
クラウド以前でも言われてきた
クラウド以前から大切だったこと
 スケーラビリティ(拡張性)の大切さ
   スケールアップ / スケールアウトなどの手法
クラウド以後で、より大切になること
 Elasticity – 弾力性: いつでも必要なだけ安価に
  リソースが調達できるならば??
 「非常に迅速な」リソースの増減を可能とする
  アーキテクチャ??


          Copyright © 2011 Amazon Web Services
Elasticity(弾力性)の真価を理解する




※AWSエコノミクスセンター: http://aws.amazon.com/jp/economics/
1日のCPU負荷


     14
     12
     10
     8
負荷




     6
                                 25% 節約
     4
     2
     0
          1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
                                  時刻
年間のCPU負荷


       12

       10

       8
Load




       6

       4

       2

       0
                                       50% 節約
            1   5   9   13   17   21   25   29   33   37   41   45   49
                                       Week
弾力性のある賢いアーキテクチャを作ろう
自社のアプリケーションを弾力性のあるものに!
  アーキテクトは想像力を高めよう

もはやアーキテクチャ上の設計要件の一つ
  弾力性を高めるとどんなメリットが?
  どのコンポーネントに弾力性を?
  どのレイヤーに弾力性を?


弾力性のあるアーキテクチャは芸術的


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クラウドの制約をむやみに恐れない

よくある言い訳
 「クラウドは、大量のRAMを積んでいるものがない」
 「私のデータベースはもっとIOPSが必要です」
工夫しましょう
 分散キャッシュを使えば?複数サーバーで分割すれ
  ば??
抽象的なクラウドリソース
     x オンデマンド調達モデル
        = 無限の可能性


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クラウドのためのアーキテクチャ設計
               ベストプラクティス




1.   故障のための設計(Design for failure)
2.   疎結合なコンポーネント
3.   弾力性の実装
4.   全レイヤにおけるセキュリティ担保
5.   並列処理の使い倒し
6.   異なるストレージの使い分け
1. 故障のための設計
               そうすれば、何も故障しない




“あらゆるものが何時でも故障しうる"
Werner Vogels, CTO Amazon.com


単一障害点を避ける
全てが故障すると仮定したうえで、さかのぼって設計する
ゴール: たとえ、物理的ハードウェアが故障したり置きかえられたりしよう
とも、アプリケーションは動き続ける
1. 故障のための設計
         人生を楽にするツール達




サーバーコピーをAMIとして取得し、何時でも起動可能に
www.myphpwebsite.com

                         Amazon Route 53
                         (DNS)
     Elastic Load LB
     Balancer




              Web Server
            Amazon Machine
                Image
              App Server

               Amazon EC2
                Instance

          Auto Scaling Group




               Amazon EC2
                Instance
                           EBS


Availability Zone #1
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                                          Amazon Route 53
                                          (DNS)
                      Elastic Load LB
                      Balancer




                                Web Server
Amazon Machine
    Image                       App Server

                                Amazon EC2
                                 Instance

                           Auto Scaling Group




                                Amazon EC2
                                 Instance
                                             EBS


                 Availability Zone #1
1. 故障のための設計
         人生を楽にするツール達




サーバーコピーをAMIとして取得し、何時でも起動可能に
アプリケーションを耐障害性の高いサービスで補強する
www.myphpwebsite.com

                         Amazon Route 53
                         (DNS)
     Elastic Load LB
     Balancer




               Web Server

               App Server

               Amazon EC2
                Instance

          Auto Scaling Group




               Amazon EC2
                Instance
                            EBS


Availability Zone #1
www.myphpwebsite.com
           (dynamic traffic)  media.myphpwebsite.com
                                    (static load)
                    Amazon Route 53
                    (DNS)
  Elastic Load LB
  Balancer
                                                  Amazon
                                     Distribution
                                                  CloudFront




              Web Server
                                  Logs
            Amazon Machine                      Buckets
                                  Static Data
                Image
              App Server                                  Amazon S3

               Amazon EC2
                Instance

          Auto Scaling Group

                       Dynamic Data


               Amazon EC2
                Instance
                           EBS


Availability Zone #1
www.myphpwebsite.com
                                       (dynamic traffic)  media.myphpwebsite.com
                                                                (static load)
                                                Amazon Route 53
                                                (DNS)
                             Elastic Load   LB
                             Balancer
                                                                              Amazon
                                                                 Distribution
                                                                              CloudFront




      Amazon SNS                          Web Server
     (notifications)                                          Logs
                                        Amazon Machine                      Buckets
                                                              Static Data
                                            Image
                                          App Server                                  Amazon S3

                                           Amazon EC2
                                            Instance
   Amazon SimpleDB
(Catalog and Config data)             Auto Scaling Group

                                                   Dynamic Data


                                           Amazon EC2
  Amazon CloudWatch                         Instance
     (Monitoring)
                                                       EBS


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            Tools to make your life easier




サーバーコピーをAMIとして取得し、何時でも起動可能に
アプリケーションを耐障害性の高いサービスで補強する
Amazon Elastic Block Store (EBS)のスナップショットを用いる
www.myphpwebsite.com
            (dynamic data)    media.myphpwebsite.com
                                    (static data)
                    Amazon Route 53
                    (DNS)
 Elastic Load
                 LB
 Balancer
                                                  Amazon
                                     Distribution
                                                  CloudFront




              Web Server
                                 Logs
            Amazon Machine                       Buckets
                                 Static Data
                Image
              App Server                                   Amazon S3

               Amazon EC2
                Instance

          Auto Scaling Group




               Amazon EC2
                Instance
                           EBS
                                               Snapshots


Availability Zone #1
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            Tools to make your life easier




サーバーコピーをAMIとして取得し、何時でも起動可能に
アプリケーションを耐障害性の高いサービスで補強する
Amazon Elastic Block Store (EBS)のスナップショットを用いる
自動復旧のために自動スケーリング(Auto-scaling)を用いる
www.myphpwebsite.com
             (dynamic data)    media.myphpwebsite.com
                                     (static data)
                     Amazon Route 53
                     (DNS)
     Elastic Load LB
     Balancer
                                                   Amazon
                                      Distribution
                                                   CloudFront




               Web Server
                                  Logs
                                  Static Data     Buckets
               App Server                                   Amazon S3

               Amazon EC2
                Instance

          Auto Scaling Group




               Amazon EC2
                Instance
                            EBS
                                                Snapshots


Availability Zone #1
www.myphpwebsite.com
           (dynamic data)                        media.myphpwebsite.com
                                                       (static data)
                            Amazon Route 53
                            (DNS)
   Elastic Load        LB
   Balancer
                                                                           Amazon
                                                            Distribution
                                                                           CloudFront




       Web Server              Web Server
                                              Logs
                                              Static Data     Buckets
       App Server              App Server                                  Amazon S3

      Amazon EC2              Amazon EC2
       Instance                Instance

  Auto Scaling Group




               Amazon EC2
                Instance
                              EBS
                                                            Snapshots


Availability Zone #1
Design for Failure with AWS
            Tools to make your life easier




サーバーコピーをAMIとして取得し、何時でも起動可能に
アプリケーションを耐障害性の高いサービスで補強する
Amazon Elastic Block Store (EBS)のスナップショットを用いる
自動復旧のために自動スケーリング(Auto-scaling)を用いる
Multi-AZを用いたデータ同期とデータ復旧
www.myphpwebsite.com
           (dynamic data)                        media.myphpwebsite.com
                                                       (static data)
                       Amazon Route 53
                       (DNS)
     Elastic Load LB
     Balancer
                                                                           Amazon
                                                            Distribution
                                                                           CloudFront




       Web Server           Web Server
                                              Logs
                                              Static Data     Buckets
       App Server           App Server                                     Amazon S3

      Amazon EC2            Amazon EC2
       Instance              Instance

  Auto Scaling Group




               Amazon EC2
                Instance
                            EBS
                                                            Snapshot
                                                            s
Availability Zone #1                          Amazon EC2
                                               Instance
                                                        EBS
                       Availability Zone #2
www.myphpwebsite.com
           (dynamic data)                             media.myphpwebsite.com
                                                            (static data)
                            Amazon Route 53
                            (DNS)
Elastic Load           LB
Balancer
                                                                                Amazon
                                                                 Distribution
                                                                                CloudFront




       Web Server              Web Server
                                                   Logs
                                                   Static Data     Buckets
       App Server              App Server                                       Amazon S3

      Amazon EC2               Amazon EC2
       Instance                 Instance

  Auto Scaling Group



                                                                         Snapshots
               Amazon EC2
                Instance
                              EBS


Availability Zone #1                               Amazon EC2
                                                    Instance
                                                             EBS
                            Availability Zone #2
Design for Failure with AWS
            Tools to make your life easier




サーバーコピーをAMIとして取得し、何時でも起動可能に
アプリケーションを耐障害性の高いサービスで補強する
Amazon Elastic Block Store (EBS)のスナップショットを用いる
自動復旧のために自動スケーリング(Auto-scaling)を用いる
Multi-AZを用いたデータ同期とデータ復旧
異なるAZへのオンデマンドなアプリケーションプロビジョニング
www.myphpwebsite.com
           (dynamic data)                                                                media.myphpwebsite.com
                                                                                               (static data)
                       Amazon Route 53
                       (DNS)
     Elastic Load LB
     Balancer
                                                                                                   Distribution

                                                                                                           Amazon
                                                                                                           CloudFront

                                                                                          Logs       Buckets
       Web Server           Web Server                 Web Server           Web Server    Static
                                                                                          Data
       App Server           App Server                 App Server           App Server                    Amazon S3

      Amazon EC2            Amazon EC2                Amazon EC2            Amazon EC2
       Instance              Instance                  Instance              Instance

  Auto Scaling Group




               Amazon EC2                                      Amazon EC2
                Instance                                        Instance
                                  Synchronous
                            EBS   Replication                               EBS
                                                                                                   Snapshots


Availability Zone #1                            Availability Zone #2
1. 故障のための設計
              人生を楽にするツール達




サーバーコピーをAMIとして取得し、何時でも起動可能に
アプリケーションを耐障害性の高いサービスで補強する
Amazon Elastic Block Store (EBS)のスナップショットを用いる
自動復旧のために自動スケーリング(Auto-scaling)を用いる
Multi-AZを用いたデータ同期とデータ復旧
異なるAZへのオンデマンドなアプリケーションプロビジョニング
Multi-AZを用いたアプリケーション配備とデータ同期
www.myphpwebsite.com
                                  (dynamic data)
                                                 Amazon Route 53                      media.myphpwebsite.com
                                                 (DNS)                                      (static data)
              Elastic Load Balancer         LB



       Auto Scaling group : Web Tier                 Auto Scaling group : Web Tier

       Web Server          Web Server                Web Server         Web Server
       App Server          App Server                App Server         App Server           Distribution


                                                                                                    Amazon
  Amazon EC2                                                                                        CloudFront



       Memcache         Memcache                    Memcache            Memcache
                          Tomcat                                          Tomcat

                Cache Tier                                     Cache Tier




                   DB                                             Multi-AZ
                                                                                               Buckets
  Amazon RDS                                                       Slave
                  Master           Read
                                  Replica

Availability Zone #1                                                  Availability Zone #2    Amazon S3
www.myphpwebsite.com
                (dynamic data)
                             Amazon Route 53                      media.myphpwebsite.com
                             (DNS)                                      (static data)
Elastic Load Balancer   LB



                                 Auto Scaling group : Web Tier
                                 Web Server         Web Server
                                 App Server         App Server           Distribution


                                                                                Amazon
                                                                                CloudFront



                                Memcache            Memcache
                                                      Tomcat

                                           Cache Tier




                                               DB
                                              Multi-AZ
                                                                           Buckets
                                              Slave
                                              Master


                                                  Availability Zone #2    Amazon S3
www.myphpwebsite.com
                (dynamic data)
                             Amazon Route 53                     media.myphpwebsite.com
                             (DNS)                                     (static data)
Elastic Load Balancer   LB



                                 Auto Scaling group : Web Tier
                                 Web Server    Web Server
                                   Web Server    Web Server             Distribution
                                 App Server    App Server
                                    App Server    App Server
                                                                               Amazon
                                                                               CloudFront



                                Memcache          Memcache
                                                    Tomcat

                                           Cache Tier




                                             DB
                                            Multi-AZ
                                                                          Buckets
                                            Slave
                                            Master


                                                Availability Zone #2     Amazon S3
2. 疎結合なコンポーネント
              疎結合であればあるほど、スケールする



  コンポーネントを独立させる
  ブラックボックスとみなして設計
  コンポーネント間を疎結合に
  アプリケーションをステートレスに


Amazon SQSをバッファに用いる
       密結合         Controller A              Controller B        Controller C


                      Q                  Q                   Q
      キューをもちいて
      疎結合に                Controller A        Controller B        Controller C
3. 弾力性の実装
           弾力性は、クラウドの基本


       コンポーネントの健全性や場所を、決めつけない
       リブートを何時でもできるよう設計する
       インスタンスをブートストラップ
         インスタンス自身が“ 自分の役割 ”を分かるように
       動的なコンフィギュレーションを可能にする




Auto-scaling(オートスケーリング)を利用する
Elastic Load Balancingを複数レイヤで利用
SimpleDBに設定情報を入れて、インスタンスをブートストラップ
Chef、Puppetのような構成管理ツールを用いる
3. 弾力性を実装する
Standardized Technology Stacks
      標準的なアプリケーションスタック

WebIIS
 Apache
    Server

 ASP.NET
 Mongrel
 Tomcat
App Server

ASP.NET MVC
   Struts
    Rails
    MVC

 Your Code

 Log4Net
  logger
   Log4J
 Libraries

Spring.NET
RubyGems
 Spring
 Packages

memcached
nHibernate
 Hibernate
DB Caching

Ruby JEE
     Runtime
   .NET
Framework

 Windows
  Centos
   Linux
    OS

               Java Stack   .NET Stack   RoR stack
3. 弾力性を実装する
3 Approaches to design MDE
     AMIを設計する3つのアプローチ

                      設定が簡単

 AMIの完全コピー


 ブート時に設定する
 “ゴールデンAMI”

 JeOS とChefを
 用いたAMI
                メンテナンスが楽
               柔軟にコントロール可能
3. 弾力性を実装する
   3 Approaches to design MDE
           AMIの完全コピー

 Apache
                   Apache

 Tomcat            Tomcat

 Struts            Struts
                                  IIS                         IIS




Your Code         Your Code       IIS


                              ASP.NET MVC
                                                IIS


                                                IIS
                                                              IIS


                                                          ASP.NET MVC

                                                IIS

                              Your Code     ASP.NET MVC
                                                          Your Code
                                                IIS

                               Log4Net                     Log4Net
                                            Your Code
                                            ASP.NET MVC



                    Log4J     Spring.NET
                                             Log4Net
                                                          Spring.NET




  Log4J
                                            Your Code

                              nHibernate                  nHibernate
                                            Spring.NET
                                             Log4Net

                                 .NET                       .NET
                                            nHibernate
                                            Spring.NET

                              Windows                     Windows


                   Spring
                                               .NET
                                            nHibernate

                                            Windows
                                             .NET



 Spring                                     Windows




                  Hibernate
Hibernate                     Amazon EC2
                     JEE

   JEE              Linux

  Linux
  .NET Stack      Java AMI
3. 弾力性を実装する
   3 Approaches to design MDE
          “Golden AMIs” with fetch on boot
                       ゴールデンAMI

 Apache                    Your
                           Code         Fetch on boot time
                       Source Control
 Tomcat

 Struts                   Struts
                         Log4J
                           Spring
Your Code                                     IIS


                       Amazon S3              IIS   IIS

                                                    IIS   IIS
                                                                 IIS

                                                                 IIS

  Log4J                                      .NET

                                             Windo .NET
                                              ws
                                                          IIS
                                                                .NET

                                                 Windo .NET     Windo
                          Apache                    ws           ws
                                                        Windo


 Spring                                                  ws


                          Tomcat

Hibernate                Hibernate

                            JEE
                                             Amazon EC2
   JEE
                           Linux
  Linux
Java Stack              Java AMI
3. 弾力性を実装する
   3 Approaches to design MDE
          JeOS とChefを用いたAMI

 Apache             Your
                    Code                           Cookbooks
 Tomcat         Source Control
                                                     Recipes

 Struts
                Apache           Chef Server

Your Code            Struts
                    Tomcat
                 Log4J
                Hibernat
  Log4J            e Spring
                                         CHEF
                                         Agent

 Spring         Amazon S3
                                         Windows




Hibernate
                  CHEF Agent
   JEE
                     Linux
                                  Amazon EC2
  Linux
Java Stack      AMI (JeOS)
自己管理するEC2インスタンスの構築

TagあるいはUserDataを読み込んでインスタンス起動
Startupコードに、コンフィグデータをチェックさせる
上記の動的な情報を基にして、インスタンスの役割をセットする
パッケージをインストール/アップデートする
サービスを開始する
アプリケーションのコードをインストール/アップデートする
必要なEBSボリュームをCreate/attachする
Elastic IPアドレスを付加する
追加のTagをセット
最後にヘルスチェックを実施して、オンラインにする




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3. 弾力性を実装する
3 Approaches to design MDE
     AMIを設計する3つのアプローチ

                      設定が簡単

 AMIの完全コピー


 ブート時に設定する
 “ゴールデンAMI”

 JeOS とChefを
 用いたAMI
                メンテナンスが楽
               柔軟にコントロール可能
4. 全レイヤにおけるセキュリティ担保
      常にセキュリティを考えながら設計する



セキュリティは責任分担モデル
全てのレイヤでセキュリティを考える
必要がある
責任分担モデル

           顧客 1              顧客 2                    …        顧客 n


顧客が管理                           ハイパーバイザー

                               仮想インタフェース
            顧客1
         セキュリティグルー
             プ
                           顧客2
                        セキュリティグルー
                            プ
                                                     …         顧客n
                                                            セキュリティグルー
                                                                プ
                                 ファイヤウォール
AWSが管理
         物理インタフェース




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セキュリティは責任分担モデル(Shared Responsibility)
                                               出入りするデータの暗号化
SAS 70 Type II Audit                            その他のデータの暗号化
ISO 27001/2認証                                    AWS セキュリティ証明書
PCI DSS 2.0 Level 1-5                            秘密鍵のローテーション
HIPAA/SOX Compliance    インフラストラ    アプリケー       アプリケーション、OS、ミドル
                          クチャ       ション             ウェアレベルの担保
                        セキュリティ     セキュリティ
どのようにAWSが
                                                 どのようにしてアプリケー
インフラをセキュア
                                                 ションを守るか?
にしているか?
                               サービス
                              セキュリティ



セキュリティを高めるため                IAMポリシー
にどのような機能を使うこ            認証デバイス, VPC, S3 バケッ
とができるか?                 トポリシー, EC2セキュリティグ
                          ループ, EFS in EC2等..
セキュリティグループ




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5. 並列処理の使い倒し
      シーケンシャルな処理にこだわるのは過去の話に




異なるアーキテクチャを、並列に実証実験する
クラウドサービスに、マルチスレッドでアクセスする(S3, SimpleDB)
ワークフローを分割して並列化して処理する(SQS)
並列なジョブをAmazon Elastic MapReduce上で走らせる
Elastic Load Balancingを用いて複数サーバーに処理を分散する
HPCを帯域保障されるネットワークでつないで並列処理を行う(EC2)
6. クラウドストレージの使い分け
         クラウドストレージは用途に応じて用意されている




Amazon   S3: 大容量の静的なオブジェクト
Amazon   SimpleDB: シンプルなデータのインデックスとクエリー
Amazon   EC2 local disc drive : 揮発性のあるデータ
Amazon   EBS: 永続的データ (RDBSにも使える)
Amazon   RDS: 自動管理されたMySQL (Oracleも近日)
6. クラウドストレージを使い分ける
                   クラウドストレージの適材適所

       Amazon S3 + CF   Ephemeral Amazon EBS   Amazon      Amazon
                        Store (EC2)            SimpleDB    RDS

理想的な   大量のデータ。一         一時的な    あらゆる種類 軽量の属性付              リレーショナ
使い方    度書き込んで、沢         データの書   の永続的デー データ                 ルDBのデー
       山読みだす            き込み     タ。EC2インス                   タ
                                タンスと寿命
                                異なる
良い使用   音声、ビデオ、画         設定データ、 クラスタリング、 クエリー用、             複雑なトラン
例      像、バックアップ、        一時処理    ブートデータ、 マッピング用、            ザクションシ
       アーカイブ            データ、    ログ、商用DB タグ付け、メタ            ステム、
                        Tempデータ のデータ     データ               オーダー処
                                                           理
お勧めし   クエリー、検索   顧客データ、                        リレーショナル
ない使い             データベー                         クエリ(join)
方                スログ、バッ
                 クアップ
悪い使用   データベース、ファ センシティブ コンテンツ配                 OLTP        単純なデー
例      イルシステム    なデータ   信                                  タ保管
ここまでの道のり
           クラウドアーキテクチャのベストプラクティス




1.   故障のための設計(Design for failure)
2.   疎結合なコンポーネント
3.   弾力性の実装
4.   全レイヤにおけるセキュリティ担保
5.   並列処理の使い倒し
6.   異なるストレージの使い分け
Q&A




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ご参加ありがとう
 ございました



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AWSのはじめ方

           下記のスライドシェア資料をご参照ください

           ①AWSアカウント開設
            http://t.co/3eBGHaG
           ②EC2でWebサーバー立ち上げ
           http://t.co/HiinYgI
           ③S3にwebコンテンツ保存
           http://www.slideshare.net/kentamaga
           wa/s3web
           ④EC2でWindowsサーバ立ち上げ
           http://www.slideshare.net/kentamaga
           wa/ec2windows
           ⑤CloudFormationでRedmine立ち上げ
           http://www.slideshare.net/kentamaga
           wa/aws-cloudformation-redmine
AWSプレミアムサポート
   アーキテクチャ設計に関するガイダンス、ベストプラクティス
   も日本語でご案内できます
   aws.amazon.com/jp/premiumsupport/
           ブロンズ            シルバー                 ゴールド             プラチナ

初回応答時間     12時間             4時間                  1時間              15分

サポート連絡先     1人                2人                  3人              無制限

24/365対応    なし                なし                  あり               あり

TEL可能      不可                不可                   可能               可能

専任スタッフ      なし                なし                  なし               あり

特別サポート      なし                なし                  なし               あり
                                               AWS利用総額の
                                                                AWS利用総額の
                                                $0~$10K: 10%
                          AWS利用総額の                                 10%
料金          $49
                                5%
                                                $10K~$80K: 7%
                                                $80K~:     5%
                                                                 (最低$15K)
                                                 (最低$400)
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クラウドのためのアーキテクチャ設計 - ベストプラクティス -

  • 1. クラウドのための アーキテクチャ設計 - ベストプラクティス - 2011年5月19日 玉川 憲 (@KenTamagawa ), エバンジェリスト 大谷晋平 (@shot6), ソリューション アーキテクト
  • 2. ウェビナーへようこそ! 参加者は、自動的にミュートになっています 質問を投げることができます!  GoToWebinarの仕組みを使って、書き込んでください  ただし環境によっては、日本語の直接入力ができないので、 お手数ですが、テキストエディタ等に打ち込んでから、 コピペしてください  最後のQ&Aの時間で、できるだけ回答させて頂きます  書き込んだ質問は、主催者にしか見えません Twitterのハッシュタグは#jawsugでどうぞ Copyright © 2011 Amazon Web Services
  • 3. AWSアーキテクチャセンターのご紹介 aws.amazon.com/jp/architecture/ Webinarのご案内 ホワイトペーパー紹介 「クラウドのための アーキテクチャ設計 ベストプラクティス」 by Jinesh Varia 日本語版、近日公開!! Copyright © 2011 Amazon Web Services
  • 5. クラウドコンピューティングの特徴 抽象化された サーバーやハードディスクの実体は気にせずに、 リソース インスタンスとボリュームを扱える 必要なときに 瞬時に調達 必要なときに瞬時に調達でき、何時でも止められる スケールアウト 自由自在 実際のピークに応じてスケールアウト/イン 従量課金 実際に使った分だけ支払う プログラマブルなインフラストラクチャ。APIを用いて自動 自動化 化できる。
  • 8. スケーラビリティ AWSを用いたスケーラブルなアーキテクチャ構築 スケーラブルなインフラストラクチャを活用するには、スケーラブ ルなアーキテクチャが必要 スケーラブルなアプリケーションの特徴 リソースの増加に比例して、パフォーマンスが増 加する 回復力に富んでいる 成長するにつれて費用効率がさらに良くなる (ユニット数が増加するにつれて、 ユニット単位あたりコストが下がる)。
  • 9. スケーラブルなアプリケーションは クラウド以前でも言われてきた クラウド以前から大切だったこと  スケーラビリティ(拡張性)の大切さ スケールアップ / スケールアウトなどの手法 クラウド以後で、より大切になること  Elasticity – 弾力性: いつでも必要なだけ安価に リソースが調達できるならば??  「非常に迅速な」リソースの増減を可能とする アーキテクチャ?? Copyright © 2011 Amazon Web Services
  • 11. 1日のCPU負荷 14 12 10 8 負荷 6 25% 節約 4 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 時刻
  • 12. 年間のCPU負荷 12 10 8 Load 6 4 2 0 50% 節約 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 Week
  • 13. 弾力性のある賢いアーキテクチャを作ろう 自社のアプリケーションを弾力性のあるものに!  アーキテクトは想像力を高めよう もはやアーキテクチャ上の設計要件の一つ  弾力性を高めるとどんなメリットが?  どのコンポーネントに弾力性を?  どのレイヤーに弾力性を? 弾力性のあるアーキテクチャは芸術的 Copyright © 2011 Amazon Web Services
  • 14. クラウドの制約をむやみに恐れない よくある言い訳  「クラウドは、大量のRAMを積んでいるものがない」  「私のデータベースはもっとIOPSが必要です」 工夫しましょう  分散キャッシュを使えば?複数サーバーで分割すれ ば?? 抽象的なクラウドリソース x オンデマンド調達モデル = 無限の可能性 Copyright © 2011 Amazon Web Services
  • 15. クラウドのためのアーキテクチャ設計 ベストプラクティス 1. 故障のための設計(Design for failure) 2. 疎結合なコンポーネント 3. 弾力性の実装 4. 全レイヤにおけるセキュリティ担保 5. 並列処理の使い倒し 6. 異なるストレージの使い分け
  • 16. 1. 故障のための設計 そうすれば、何も故障しない “あらゆるものが何時でも故障しうる" Werner Vogels, CTO Amazon.com 単一障害点を避ける 全てが故障すると仮定したうえで、さかのぼって設計する ゴール: たとえ、物理的ハードウェアが故障したり置きかえられたりしよう とも、アプリケーションは動き続ける
  • 17. 1. 故障のための設計 人生を楽にするツール達 サーバーコピーをAMIとして取得し、何時でも起動可能に
  • 18. www.myphpwebsite.com Amazon Route 53 (DNS) Elastic Load LB Balancer Web Server Amazon Machine Image App Server Amazon EC2 Instance Auto Scaling Group Amazon EC2 Instance EBS Availability Zone #1
  • 19. www.myphpwebsite.com Amazon Route 53 (DNS) Elastic Load LB Balancer Web Server Amazon Machine Image App Server Amazon EC2 Instance Auto Scaling Group Amazon EC2 Instance EBS Availability Zone #1
  • 20. 1. 故障のための設計 人生を楽にするツール達 サーバーコピーをAMIとして取得し、何時でも起動可能に アプリケーションを耐障害性の高いサービスで補強する
  • 21. www.myphpwebsite.com Amazon Route 53 (DNS) Elastic Load LB Balancer Web Server App Server Amazon EC2 Instance Auto Scaling Group Amazon EC2 Instance EBS Availability Zone #1
  • 22. www.myphpwebsite.com (dynamic traffic) media.myphpwebsite.com (static load) Amazon Route 53 (DNS) Elastic Load LB Balancer Amazon Distribution CloudFront Web Server Logs Amazon Machine Buckets Static Data Image App Server Amazon S3 Amazon EC2 Instance Auto Scaling Group Dynamic Data Amazon EC2 Instance EBS Availability Zone #1
  • 23. www.myphpwebsite.com (dynamic traffic) media.myphpwebsite.com (static load) Amazon Route 53 (DNS) Elastic Load LB Balancer Amazon Distribution CloudFront Amazon SNS Web Server (notifications) Logs Amazon Machine Buckets Static Data Image App Server Amazon S3 Amazon EC2 Instance Amazon SimpleDB (Catalog and Config data) Auto Scaling Group Dynamic Data Amazon EC2 Amazon CloudWatch Instance (Monitoring) EBS Availability Zone #1
  • 24. Design for Failure with AWS Tools to make your life easier サーバーコピーをAMIとして取得し、何時でも起動可能に アプリケーションを耐障害性の高いサービスで補強する Amazon Elastic Block Store (EBS)のスナップショットを用いる
  • 25. www.myphpwebsite.com (dynamic data) media.myphpwebsite.com (static data) Amazon Route 53 (DNS) Elastic Load LB Balancer Amazon Distribution CloudFront Web Server Logs Amazon Machine Buckets Static Data Image App Server Amazon S3 Amazon EC2 Instance Auto Scaling Group Amazon EC2 Instance EBS Snapshots Availability Zone #1
  • 26. Design for Failure with AWS Tools to make your life easier サーバーコピーをAMIとして取得し、何時でも起動可能に アプリケーションを耐障害性の高いサービスで補強する Amazon Elastic Block Store (EBS)のスナップショットを用いる 自動復旧のために自動スケーリング(Auto-scaling)を用いる
  • 27. www.myphpwebsite.com (dynamic data) media.myphpwebsite.com (static data) Amazon Route 53 (DNS) Elastic Load LB Balancer Amazon Distribution CloudFront Web Server Logs Static Data Buckets App Server Amazon S3 Amazon EC2 Instance Auto Scaling Group Amazon EC2 Instance EBS Snapshots Availability Zone #1
  • 28. www.myphpwebsite.com (dynamic data) media.myphpwebsite.com (static data) Amazon Route 53 (DNS) Elastic Load LB Balancer Amazon Distribution CloudFront Web Server Web Server Logs Static Data Buckets App Server App Server Amazon S3 Amazon EC2 Amazon EC2 Instance Instance Auto Scaling Group Amazon EC2 Instance EBS Snapshots Availability Zone #1
  • 29. Design for Failure with AWS Tools to make your life easier サーバーコピーをAMIとして取得し、何時でも起動可能に アプリケーションを耐障害性の高いサービスで補強する Amazon Elastic Block Store (EBS)のスナップショットを用いる 自動復旧のために自動スケーリング(Auto-scaling)を用いる Multi-AZを用いたデータ同期とデータ復旧
  • 30. www.myphpwebsite.com (dynamic data) media.myphpwebsite.com (static data) Amazon Route 53 (DNS) Elastic Load LB Balancer Amazon Distribution CloudFront Web Server Web Server Logs Static Data Buckets App Server App Server Amazon S3 Amazon EC2 Amazon EC2 Instance Instance Auto Scaling Group Amazon EC2 Instance EBS Snapshot s Availability Zone #1 Amazon EC2 Instance EBS Availability Zone #2
  • 31. www.myphpwebsite.com (dynamic data) media.myphpwebsite.com (static data) Amazon Route 53 (DNS) Elastic Load LB Balancer Amazon Distribution CloudFront Web Server Web Server Logs Static Data Buckets App Server App Server Amazon S3 Amazon EC2 Amazon EC2 Instance Instance Auto Scaling Group Snapshots Amazon EC2 Instance EBS Availability Zone #1 Amazon EC2 Instance EBS Availability Zone #2
  • 32. Design for Failure with AWS Tools to make your life easier サーバーコピーをAMIとして取得し、何時でも起動可能に アプリケーションを耐障害性の高いサービスで補強する Amazon Elastic Block Store (EBS)のスナップショットを用いる 自動復旧のために自動スケーリング(Auto-scaling)を用いる Multi-AZを用いたデータ同期とデータ復旧 異なるAZへのオンデマンドなアプリケーションプロビジョニング
  • 33. www.myphpwebsite.com (dynamic data) media.myphpwebsite.com (static data) Amazon Route 53 (DNS) Elastic Load LB Balancer Distribution Amazon CloudFront Logs Buckets Web Server Web Server Web Server Web Server Static Data App Server App Server App Server App Server Amazon S3 Amazon EC2 Amazon EC2 Amazon EC2 Amazon EC2 Instance Instance Instance Instance Auto Scaling Group Amazon EC2 Amazon EC2 Instance Instance Synchronous EBS Replication EBS Snapshots Availability Zone #1 Availability Zone #2
  • 34. 1. 故障のための設計 人生を楽にするツール達 サーバーコピーをAMIとして取得し、何時でも起動可能に アプリケーションを耐障害性の高いサービスで補強する Amazon Elastic Block Store (EBS)のスナップショットを用いる 自動復旧のために自動スケーリング(Auto-scaling)を用いる Multi-AZを用いたデータ同期とデータ復旧 異なるAZへのオンデマンドなアプリケーションプロビジョニング Multi-AZを用いたアプリケーション配備とデータ同期
  • 35. www.myphpwebsite.com (dynamic data) Amazon Route 53 media.myphpwebsite.com (DNS) (static data) Elastic Load Balancer LB Auto Scaling group : Web Tier Auto Scaling group : Web Tier Web Server Web Server Web Server Web Server App Server App Server App Server App Server Distribution Amazon Amazon EC2 CloudFront Memcache Memcache Memcache Memcache Tomcat Tomcat Cache Tier Cache Tier DB Multi-AZ Buckets Amazon RDS Slave Master Read Replica Availability Zone #1 Availability Zone #2 Amazon S3
  • 36. www.myphpwebsite.com (dynamic data) Amazon Route 53 media.myphpwebsite.com (DNS) (static data) Elastic Load Balancer LB Auto Scaling group : Web Tier Web Server Web Server App Server App Server Distribution Amazon CloudFront Memcache Memcache Tomcat Cache Tier DB Multi-AZ Buckets Slave Master Availability Zone #2 Amazon S3
  • 37. www.myphpwebsite.com (dynamic data) Amazon Route 53 media.myphpwebsite.com (DNS) (static data) Elastic Load Balancer LB Auto Scaling group : Web Tier Web Server Web Server Web Server Web Server Distribution App Server App Server App Server App Server Amazon CloudFront Memcache Memcache Tomcat Cache Tier DB Multi-AZ Buckets Slave Master Availability Zone #2 Amazon S3
  • 38. 2. 疎結合なコンポーネント 疎結合であればあるほど、スケールする コンポーネントを独立させる ブラックボックスとみなして設計 コンポーネント間を疎結合に アプリケーションをステートレスに Amazon SQSをバッファに用いる 密結合 Controller A Controller B Controller C Q Q Q キューをもちいて 疎結合に Controller A Controller B Controller C
  • 39. 3. 弾力性の実装 弾力性は、クラウドの基本 コンポーネントの健全性や場所を、決めつけない リブートを何時でもできるよう設計する インスタンスをブートストラップ インスタンス自身が“ 自分の役割 ”を分かるように 動的なコンフィギュレーションを可能にする Auto-scaling(オートスケーリング)を利用する Elastic Load Balancingを複数レイヤで利用 SimpleDBに設定情報を入れて、インスタンスをブートストラップ Chef、Puppetのような構成管理ツールを用いる
  • 40. 3. 弾力性を実装する Standardized Technology Stacks 標準的なアプリケーションスタック WebIIS Apache Server ASP.NET Mongrel Tomcat App Server ASP.NET MVC Struts Rails MVC Your Code Log4Net logger Log4J Libraries Spring.NET RubyGems Spring Packages memcached nHibernate Hibernate DB Caching Ruby JEE Runtime .NET Framework Windows Centos Linux OS Java Stack .NET Stack RoR stack
  • 41. 3. 弾力性を実装する 3 Approaches to design MDE AMIを設計する3つのアプローチ 設定が簡単 AMIの完全コピー ブート時に設定する “ゴールデンAMI” JeOS とChefを 用いたAMI メンテナンスが楽 柔軟にコントロール可能
  • 42. 3. 弾力性を実装する 3 Approaches to design MDE AMIの完全コピー Apache Apache Tomcat Tomcat Struts Struts IIS IIS Your Code Your Code IIS ASP.NET MVC IIS IIS IIS ASP.NET MVC IIS Your Code ASP.NET MVC Your Code IIS Log4Net Log4Net Your Code ASP.NET MVC Log4J Spring.NET Log4Net Spring.NET Log4J Your Code nHibernate nHibernate Spring.NET Log4Net .NET .NET nHibernate Spring.NET Windows Windows Spring .NET nHibernate Windows .NET Spring Windows Hibernate Hibernate Amazon EC2 JEE JEE Linux Linux .NET Stack Java AMI
  • 43. 3. 弾力性を実装する 3 Approaches to design MDE “Golden AMIs” with fetch on boot ゴールデンAMI Apache Your Code Fetch on boot time Source Control Tomcat Struts Struts Log4J Spring Your Code IIS Amazon S3 IIS IIS IIS IIS IIS IIS Log4J .NET Windo .NET ws IIS .NET Windo .NET Windo Apache ws ws Windo Spring ws Tomcat Hibernate Hibernate JEE Amazon EC2 JEE Linux Linux Java Stack Java AMI
  • 44. 3. 弾力性を実装する 3 Approaches to design MDE JeOS とChefを用いたAMI Apache Your Code Cookbooks Tomcat Source Control Recipes Struts Apache Chef Server Your Code Struts Tomcat Log4J Hibernat Log4J e Spring CHEF Agent Spring Amazon S3 Windows Hibernate CHEF Agent JEE Linux Amazon EC2 Linux Java Stack AMI (JeOS)
  • 46. 3. 弾力性を実装する 3 Approaches to design MDE AMIを設計する3つのアプローチ 設定が簡単 AMIの完全コピー ブート時に設定する “ゴールデンAMI” JeOS とChefを 用いたAMI メンテナンスが楽 柔軟にコントロール可能
  • 47. 4. 全レイヤにおけるセキュリティ担保 常にセキュリティを考えながら設計する セキュリティは責任分担モデル 全てのレイヤでセキュリティを考える 必要がある
  • 48. 責任分担モデル 顧客 1 顧客 2 … 顧客 n 顧客が管理 ハイパーバイザー 仮想インタフェース 顧客1 セキュリティグルー プ 顧客2 セキュリティグルー プ … 顧客n セキュリティグルー プ ファイヤウォール AWSが管理 物理インタフェース Copyright © 2011 Amazon Web Services
  • 49. セキュリティは責任分担モデル(Shared Responsibility) 出入りするデータの暗号化 SAS 70 Type II Audit その他のデータの暗号化 ISO 27001/2認証 AWS セキュリティ証明書 PCI DSS 2.0 Level 1-5 秘密鍵のローテーション HIPAA/SOX Compliance インフラストラ アプリケー アプリケーション、OS、ミドル クチャ ション ウェアレベルの担保 セキュリティ セキュリティ どのようにAWSが どのようにしてアプリケー インフラをセキュア ションを守るか? にしているか? サービス セキュリティ セキュリティを高めるため IAMポリシー にどのような機能を使うこ 認証デバイス, VPC, S3 バケッ とができるか? トポリシー, EC2セキュリティグ ループ, EFS in EC2等..
  • 50. セキュリティグループ Copyright © 2011 Amazon Web Services
  • 51. 5. 並列処理の使い倒し シーケンシャルな処理にこだわるのは過去の話に 異なるアーキテクチャを、並列に実証実験する クラウドサービスに、マルチスレッドでアクセスする(S3, SimpleDB) ワークフローを分割して並列化して処理する(SQS) 並列なジョブをAmazon Elastic MapReduce上で走らせる Elastic Load Balancingを用いて複数サーバーに処理を分散する HPCを帯域保障されるネットワークでつないで並列処理を行う(EC2)
  • 52. 6. クラウドストレージの使い分け クラウドストレージは用途に応じて用意されている Amazon S3: 大容量の静的なオブジェクト Amazon SimpleDB: シンプルなデータのインデックスとクエリー Amazon EC2 local disc drive : 揮発性のあるデータ Amazon EBS: 永続的データ (RDBSにも使える) Amazon RDS: 自動管理されたMySQL (Oracleも近日)
  • 53. 6. クラウドストレージを使い分ける クラウドストレージの適材適所 Amazon S3 + CF Ephemeral Amazon EBS Amazon Amazon Store (EC2) SimpleDB RDS 理想的な 大量のデータ。一 一時的な あらゆる種類 軽量の属性付 リレーショナ 使い方 度書き込んで、沢 データの書 の永続的デー データ ルDBのデー 山読みだす き込み タ。EC2インス タ タンスと寿命 異なる 良い使用 音声、ビデオ、画 設定データ、 クラスタリング、 クエリー用、 複雑なトラン 例 像、バックアップ、 一時処理 ブートデータ、 マッピング用、 ザクションシ アーカイブ データ、 ログ、商用DB タグ付け、メタ ステム、 Tempデータ のデータ データ オーダー処 理 お勧めし クエリー、検索 顧客データ、 リレーショナル ない使い データベー クエリ(join) 方 スログ、バッ クアップ 悪い使用 データベース、ファ センシティブ コンテンツ配 OLTP 単純なデー 例 イルシステム なデータ 信 タ保管
  • 54. ここまでの道のり クラウドアーキテクチャのベストプラクティス 1. 故障のための設計(Design for failure) 2. 疎結合なコンポーネント 3. 弾力性の実装 4. 全レイヤにおけるセキュリティ担保 5. 並列処理の使い倒し 6. 異なるストレージの使い分け
  • 55. Q&A Copyright © 2011 Amazon Web Services
  • 57. Webinar終了後の お茶の間トークも 楽しんでいただけましたか? Copyright © 2011 Amazon Web Services
  • 58. AWSのはじめ方 下記のスライドシェア資料をご参照ください ①AWSアカウント開設 http://t.co/3eBGHaG ②EC2でWebサーバー立ち上げ http://t.co/HiinYgI ③S3にwebコンテンツ保存 http://www.slideshare.net/kentamaga wa/s3web ④EC2でWindowsサーバ立ち上げ http://www.slideshare.net/kentamaga wa/ec2windows ⑤CloudFormationでRedmine立ち上げ http://www.slideshare.net/kentamaga wa/aws-cloudformation-redmine
  • 59. AWSプレミアムサポート アーキテクチャ設計に関するガイダンス、ベストプラクティス も日本語でご案内できます aws.amazon.com/jp/premiumsupport/ ブロンズ シルバー ゴールド プラチナ 初回応答時間 12時間 4時間 1時間 15分 サポート連絡先 1人 2人 3人 無制限 24/365対応 なし なし あり あり TEL可能 不可 不可 可能 可能 専任スタッフ なし なし なし あり 特別サポート なし なし なし あり AWS利用総額の AWS利用総額の $0~$10K: 10% AWS利用総額の 10% 料金 $49 5% $10K~$80K: 7% $80K~: 5% (最低$15K) (最低$400) Copyright © 2011 Amazon Web Services