1. Microsoft Architect Forum 2013
これまでのアーキテクチャの変遷と
今後の技術戦略
萩原正義
masayh@microsoft.com

2. Microsoft Architect Forum 2013
アーキテクチャの再注目
 成熟社会
 要求の多様化
 要素技術の高度化、複雑化と選択肢の多様化
 陳腐化していく資産の維持管理
 リアルタイム性
 人間の思考スピードが基準
 人、もの、金、情報の経営資源のスピードの制約
 H/W の進歩
 ただ既存アプリをクラウドに載せただけとは違うアーキテク
チャをめざして

3. Microsoft Architect Forum 2013
アーキテクチャをめぐる 10 メガトレンド
 H/W の進化と仮想化
 アーキテクチャ設計
 ３ティアアーキテクチャの進化： Shared Nothing, DSM
 Elasticity
 Resiliency
 データ統合
 Client 技術
 論理、物理設計
 開発の競争優位性

4. H/W の進化と仮想化
 CPU, GPGPU
 Cache, Pipeline, Pre-
fetch, SIMD
 FPGA
 ストレージ
 SSD とフラッシュ
 In-memory
 Network
 SDN（router, firewall,
load balancer）
 Open Compute
 Disaggregated Rack

5. ３ティアアーキテクチャの進化
 分散システム + トランザク
ション処理（1980~）
 データ指向トランザクション
実行制御（2010~）
 一貫性モデル（時間的、空間
的な強弱調整）
 ファーストティアでの（時間
的）, 例 weak consistency
 Shared Nothingの同期点（空
間的）, 例 BSP
 User-centric と data-centric
 トランザクションデータと非
構造化データの重要化
ロードバランサ
Web サーバ ビジネスロジック
RDB サーバ
デバイスへサービス データサービス

6. • クラスタスケジュール
管理、リソース管理
• プログラミングモデル
• データ指向トランザク
ション実行制御
• Single Writer の原則
• Incremental 計算
HadoopDB の例
Shared Nothing

7. DSM： Distributed Shared Memory
 Region にまたがったスト
レージ上に
 各 region に隔離ドメイン
が存在
 Multi-tenant ストレージ
 ストレージはアプリケー
ションスキーマを定義
 マルチデータモデル
 サイロデータモデル共通化
 スキーマエボリューション
 ICF に発展
アプリケーション アプリケーション アプリケーション
…
Web/
ロジック層
RDB
クラウド
オブジェクトストア データ層
分散キャッシュ
アクセス層
分散キャッシュ
アクセス層
分散キャッシュ
アクセス層
r
分散キャ
ッシュ
サービス
キャッシュ層
プロセス指向
アプリケーション
データ形式（非正規化）
データ中心
マスター データ
管理 (正規化)
非同期書き込み 各種データ モデル...
分散キャ
ッシュ
サービス
分散キャ
ッシュ
サービス
RDB
RDB

8. Elasticity
 Scale-out と scale-up
 Workload 毎の仮想化によ
る構成定義
 Adaptive なルール駆動
 Auto-scaling
 Workload 予見
ResilientResilient

9. Resiliency
 H/W 障害をソフトウェアで保証
 冗長化、multi AZ
 Failover クラスター、再構成
 Design for Failure
 “How complex systems fail” – SPOF
対策では不十分
 障害モデルによるアルゴリズムの選択
 対称と非対称
 一貫性モデルは Eventual や Causal
consistency, Linearizability など
 分散合意プロトコル（クォーラム）、有
効期限付きトークン（リース）
 Elastic なバックエンドサーバは DHT
クライアント
サーバプール（scale out）
合意プロトコル
（cluster）
リース
複製（パーティション毎）
クォーラム（読み取り、書き込み）
AP
CP
DHT やプロセスグループ
インメモリ
一貫性モデル

10. データ統合
ICF: Information Capability Framework
 MDM と SOA
 データ統合パターン、共有
 必ずしも統一だけではない
 Capability モデル
 リソースプール
 メタデータ駆動
 データ分析プロセス
 その他の Verb
 非機能要求はデータアーキテ
クチャ内で実現
 Shared Nothing
 Locality, Co-location
サイロ
リソー
ス
サイロ
リソー
ス
サイロ
リソー
ス
サイロ
リソー
ス
統合、共有、プール化
Capability 化
Elasticity
メタ
verb
メタ
verb
メタ
verb
メタ
verb
メタ
verb
ワークロード
ワークロード

11. Client 技術
 Web vs. Native アプリ
 Rich client/Thin server
 Latency が売上に直結
 Web
 WebSocket, HTTP/2.0
 HTML5, JavaScript
 Native アプリ
 コード生成
 オフライン、課金、発見性
Resilient

12. 論理、物理設計
 SLA, QoS, Latency
 CAP 定理の C と A の調整
 Tunable 一貫性モデル
 Elasticity, Resiliency
 DevOps による PDCA
 Data-driven, 分析プロセス
 データモデル選択
 データ設計（カラムファミリ,
Partition など）
 明示、暗黙スキーマ適用
ResilientResilientResilientResilient
SELECT name, salary*.19 AS tax
FROM employee
WHERE age > 25
age name salary
tax
selection
vector
25
0.19
SCAN
PROJECT
SELECT
tuple 毎
の繰り返し

13. 開発の競争優位性
 プラクティスからサ
イエンスへ
 サイエンスに寄せて
工学で勝負
 GC, LSM-tree など
 Latency tail
 SPDY, HTTP/2.0
 ALM, TiDD, CI
ResilientResilient
HBase の例

14. まとめ
 アーキテクチャの重要性
 10 メガトレンド
 Microsoft が提供する
 「ひと」中心のコンピュー
ティング
 エンタープライズとコン
シューマ
 Devices & Services

15. Microsoft Architect Forum 2013
Resources
 Gartner： “3層アプリケーションの概念を脱する時が来た”, 2013
 "HadoopDB: An Architectural Hybrid of MapReduce and DBMS
Technologies for Analytical Workloads”, 2009
 “Design for Failure”, http://broadcast.oreilly.com/2011/04/the-aws-
outage-the-clouds-shining-moment.html
 “CAP Twelve Years Later: How the "Rules" Have Changed”,
http://www.infoq.com/articles/cap-twelve-years-later-how-the-rules-
have-changed
 "Warehouse-Scale Computing: Entering the Teenage Decade", 2011
 “分散システムの概念とアーキテクチャー（仮称）”, 近日出版