AzureでMicroservicesに触れてみる

JAZUG 福岡（ふくあず） × Fukuoka.NET 合同企画de:code2016 振り返り勉強会

2016/06/23

自己紹介

C# / VB.NET / Python / PHP

Microsoft MVP Azure

ウイスキー、日本酒

JAZUG Fukuoka(ふくあず）

Fukuoka.NET（ふくてん）

ラブライブ！ - 東條希 推し

濱本 一慶（はまもと かずのり）

@airish9 (修羅イバー)

はじめに

de:code 2016

SNR-003 - 始めよう! ドメイン駆動設計＆マイクロサービス開発～C# とAzure Service Fabric で最高の DDD 開発を～

[NDA]DEV-013 - まだまだ進化が止まらない！ 開発者のためのMicrosoft Azure 最新機能

DBP-010 - Using Azure Data Services for Modern Data Applications

DEV-016 - 止まらないサービスを～ マイクロサービスプラットフォーム「Azure Service Fabric」

ARC-009 - RDB 技術者のための NoSQL ガイド

[NDA]CHK-010 - Azure SQL Database: Current and Future

de:code 2016

SNR-009 - Why Red Hat ♥’s Azure

DOO-005 - 裏 Inside Azure ~OSS視点で理解する、Azureのテクノロジー&アーキテクチャー～

DBP-016 - NoSQL in Azure ～ドキュメント指向データベース Azure DocumentDB 徹底解説～

全てを語るには時間が足りません

陳謝

続きはふくあずで！！

Service Fabricの道のり

Microservicesとは

Service Fabric

概要

アプリケーションモデル

プログラミングモデル

Microservices

モノリシックとマイクロサービス

モノリシック

一枚岩のシステム

全ての要素が1プロセスに詰め込まれている

機能単位での分割(Web,ビジネス, データ）

スケールする場合は複数のサーバーに配置する

システム単位の変更

モノリシックとマイクロサービス

マイクロサービス

機能を細かいサービスの組み合わせでシステムを作るアーキテクチャ

“マイクロ”≠小さい役割を担うサービスの範囲が”マイクロ”

James Lewis氏のBlog記事で有名になった（記事の日本語訳）

マイクロサービスに求められるもの

自律・分離

エラスティック(伸縮自在)

レジリエンス(復元・耐久力）

レスポンシブ(低レイテンシ)

メッセージ指向（HTTP/JSON)

オートメーション

監視

Martin Fowler氏が言うMicroservicesの特性

サービスを通じたコンポーネント化

ビジネス機能ごとにサービスを構築（コンウェイの法則）

プロジェクトではなくプロダクト

スマートなエンドポイントと土管

分散統治

分散データ管理

インフラ自動化

障害のための設計

進化的な設計

Microservicesはチーム作りが大変

コンウェイの法則

「システムを設計する組織は、その構造をそっくりまね

た構造の設計を生み出してしまう」

ビジネス機能の粒度にしてチームとする必要がある

Microservicesはチーム作りが大変

Microservicesの特性イメージ

Microservicesの導入に関する問題

根本的な複雑さを産み生産性が低下する

システムの複雑さある程度高いと効果が出る

参考 : http://martinfowler.com/bliki/MicroservicePremium.html

生産

性

システムの複雑さ

マイクロサービス

モノリシック

AzureとMicroservices

Web Apps

MobileApps

APIManagement

APIApps

LogicApps

NotificationHubs

Content DeliveryNetwork (CDN)

MediaServices

HDInsight MachineLearning

StreamAnalytics

DataFactory

EventHubs

MobileEngagement

BiztalkServices

HybridConnections

ServiceBus

StorageQueues

Backup

StorSimple

SiteRecovery

Import/Export

SQLDatabase

DocumentDB

RedisCache

Search

Tables

SQL DataWarehouse

Azure AD Connect Health

AD PrivilegedIdentity Mngt

OperationalInsights

CloudServices

Batch Remote App

ServiceFabric Visual Studio

ApplicationInsights

Azure SDK

Team Project

ActiveDirectory

Multi-FactorAuthentication

Automation

Portal

Key Vault

Store /Marketplace

VM Image Gallery& VM Depot

SECURITY & MANAGEMENT

PLATFORM SERVICESHYBRID

OPERATIONS

IaaS

Virtual Machines

VM Scale Sets

Azure Container Service

Virtual MachinesVMScale Sets

コンテナー

PaaS

IaaSVM /VM

Scale Sets

マイクロサービス

Web/モバイル

サーバーレス

PaaS

マイクロサービス

Web/モバイル

サーバーレス イベント駆動コンピューティング

フルマネージドアプリケーション

複数のサービスから構成された、大規模で可用性の高いアプリ

フレームワーク,ランタイム,アプリケーションモデルに重点を置いたアプリ

PaaS

マイクロサービス

Web/モバイル

サーバーレス

App Service

Service Fabric

Cloud Services

Azure Functions

Service Fabric

Service Fabric

2015/04(Build 2015)

発表・開発者プレビュー

2015/11

Azure Service Fabric Preview

2016/03(Build 2016)

Azure Service Fabric GA – 西日本

Windows Server – Public Preview

Linux(Java SDK, Docker) - Preview

Service Fabricの機能

Application deployment services:

ローリングアップデート＆ロールバック

協力なバージョン管理

並列実行サポート

アプリケーションを発見するための名前付け

パーティショニング

負荷分散と配置制約(placement constraints)

一貫性のある状態でのレプリケーション

一貫性のある分散型コレクション

Service Fabricマイクロサービス プラットフォーム

プロビジョニング

デプロイ

監視

クラスター環境

ノーロックイン

ステートフル / ステートレス

マクロサービスアプリケーションAPI

.NET / Java

Service Fabric

Microsoft社内で5年間運用されていた

Service Fabricで運用されているもの

Azure

SQLDatabase / DocumentDB / Power BI / NetworkingEvent Hubs / Service Bus

Intune

Bing Cortana

Skype for Businness

Service Fabricの効果生

産性

システムの複雑さ システムの複雑さ

生産

性A

B B

A

CC

A：Microserviceにかかる生産性の低下を小さくB：Microserviceのメリットが得られる複雑さを小さくC：Microsericeのメリットを大きく

Service Fabric

https://azure.microsoft.com/ja-jp/documentation/articles/service-fabric-overview/

No lock-in

https://msdn.microsoft.com/en-us/magazine/mt595752.aspx

Here are some of the benefits of Service Fabric:

Runs on Azure, on-premises or in any cloud. A very important characteristic of

Service Fabric is that you can run it on Azure, but also on-premises, on your own

bare-metal servers or virtual machine (VMs), and even in other third-party hosted clouds. There’s no lock-in to a specific cloud. You could even run a Service

Fabric cluster in Amazon Web Services (AWS).

Supports Windows or Linux. Currently (late 2015) Service Fabric supports Windows,

but it will also support Linux and containers (Windows images and Docker images).

Fully vetted. Service Fabric has been used for several years by Microsoft to power

many of its cloud products.

https://channel9.msdn.com/Events/Build/2015/3-618

Service Fabricの構成(Azure)

VM Scale SetService Fabric

Cluster

Public IP

Load Balancer

NetworkVM StorageLog Storage Diagnostic

Storage

Service Fabricの構成(Azure)

LB + VM Scale Set + Cluster

Cluster

監査ログストレージアカウントの指定

管理用エンドポイント

信頼性のランク（プラチナ / ゴールド / シルバー / ブロンズ)

ノードのVM数,耐久性の選択

各ノードはVM Extensionsを利用して連携する https://azure.microsoft.com/ja-jp/documentation/articles/virtual-machines-windows-

extensions-features/

Cloud Serive(PaaSv1)の問題点

Azure Cloud Services (Web Role/Worker Role)

可用性を保つには複数Node(=インスタンス）が必要

Roleを増やすとNodeが増える

Nodeが増えるとリソースに無駄が生じやすい

Static Partitioning問題というらしい

デプロイ更新が遅い

スケーリング / DRが遅い

複数のRoleをNodeに入れてしまえばいいのではないか？Service FabricではNodeに複数Roleを格納する

Cloud Serive(PaaSv1)とService Fabric

Azure Cloud Services (Web Role/Worker Role)

• 各 Node に １つのRole

• 均一でないワークロード• コンピューティングの密度が低い• デプロイ/更新が遅い• スケーリング/DR (災害復旧) が遅い

Azure Service Fabric(ステートレス/ステートフル/アクター サービス)

• 各 Node に複数のRole

• マイクロサービスの密度が高い• デプロイ/更新が速い• クラスター内でのマイクロサービスの

スケーリングが速い

アプリケーションモデル

Application model

https://azure.microsoft.com/en-us/documentation/articles/service-fabric-application-model/

Application

Applicationは複数のServiceから構成される

ApplicationManifest.xmlに定義

アプリケーションが保持するServiceの情報

アプリケーションのTypeとVersion

インスタンス数など

Service

ServiceはCode,Data,Configから構成される

ServiceManifest.xmlに定義

Code（実行可能ファイル）の情報

Configの情報

Data(静的リソース）の情報

サービスのTypeとVersion

サービス用のEndpointに関する情報

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><ServiceManifest Name="Stateless1Pkg"Version="1.0.0"><ServiceTypes><StatelessServiceType

ServiceTypeName="Stateless1Type" /></ServiceTypes>

<CodePackage Name="Code" Version="1.0.0"><EntryPoint>

<ExeHost><Program>Stateless1.exe</Program>

</ExeHost></EntryPoint>

</CodePackage>

<ConfigPackage Name="Config" Version="1.0.0" />

<Resources><Endpoints>

<Endpoint Name="ServiceEndpoint" /></Endpoints>

</Resources></ServiceManifest>

<ContainerHost><ImageName>myNodeImage:latest</ImageName><Commands></Commands>

</ContainerHost>

プログラミングモデル

プログラミングモデル

Reliable

service

Stateless

service

Stateful

service

Reliable

actor

Guest

executable

プログラミングモデル

Guest Executables(ゲスト実行可能ファイル)

• 任意の EXE を持ち込む

• 任意の言語/

プログラミング モデル

• アプリとしてパッケージング

• バージョニング/更新/

正常性監視などの

機能を追加

Reliable Services(サービス)

• ステートレス/ステートフル

• 同時実行性

• Reliable Collection に

よる状態管理、

トランザクション

• 完全なプラットフォーム

Reliable Actors(アクター)

• ステートレス/ステートフルな

アクター オブジェクト

• 簡素化された

プログラミング モデル

• 単一スレッド モデル

• コンピューティングと状態の

スケール アウトに最適

https://azure.microsoft.com/ja-jp/documentation/articles/service-fabric-choose-framework/

Stateful / Stateless

Stateful / Stateless

Reliable

service

Stateless

service

Stateful

service

Reliable

actor

Guest

executable

StatefulのPartitioning

サービスのパーティション分割可能

ルーティングはService Fabricのランタイムが行う

Nodeとデータの割り当てはService Fabricのランタイムが管理

Node 5Node 4Node 3 Node 6Node 2Node 1

P2

S

S

S

P4

S

P1

S

P3S

S

S

従来との比較

StatelessWeb

Stateless Computing cache

State Data

StatelessWeb

Stateful Computing

まとめ

Microservices

システムを細かいサービスで構成するアーキテクチャ

チーム構成もマイクロサービスを意識する必要がある

開発当初は生産性が落ちる、採用する際の見極め大事

Service Fabric

マイクロサービスプラットフォーム

LB + VM Scale Set + Cluster

Serviceの種類はStateful と Statelessで大きく2つ

しゅくだい

プログラミングモデル部分をもっと深く

Reliable Services / Reliable Actors

Service Fabricのランタイムに関する部分

続きは、ふくあず で！！

ご清聴ありがとうございました

参考

Azure Fabric Service - 第1回 Tokyo Jazug Night

https://channel9.msdn.com/Blogs/MVP-Azure/01-Tokyo-Jazug-Night

祝GA、 Service Fabric 概要

http://www.slideshare.net/takekazuomi/ga-service-fabric

止まらないサービスを～ マイクロサービスプラットフォーム 「Azure Service Fabric」

https://docs.com/decode2016/1872/dev-016-azure-service-fabric