これまでのアーキテクチャの変遷と 今後の技術戦略 Windows Azure 3/11/2017 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 © 2011 Microsoft Corporation. All rights reserved. Microsoft, Windows, Windows Vista and other product names are or may be registered trademarks and/or trademarks in the U.S. and/or other countries. The information herein is for informational purposes only and represents the current view of Microsoft Corporation as of the date of this presentation. Because Microsoft must respond to changing market conditions, it should not be interpreted to be a commitment on the part of Microsoft, and Microsoft cannot guarantee the accuracy of any information provided after the date of this presentation. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

アーキテクチャの再注目 成熟社会 リアルタイム性 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 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

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 論理、物理設計 開発の競争優位性 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

H/W の進化と仮想化 CPU, GPGPU ストレージ Network Open Compute 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

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

Shared Nothing 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

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 … 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 r サービス キャッシュ層 プロセス指向 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... RDB RDB

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 Resilient Resilient

Resiliency CP AP H/W 障害をソフトウェアで保証 Design for Failure 障害モデルによるアルゴリズムの選択 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 合意プロトコル （cluster） CP クォーラム（読み取り、書き込み） インメモリ クライアント リース DHT やプロセスグループ AP 一貫性モデル 複製（パーティション毎） サーバプール（scale out）

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 ワークロード ワークロード メタverb メタverb メタverb メタverb メタverb Capability 化 Elasticity 統合、共有、プール化 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

Client 技術 Web vs. Native アプリ Web 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

論理、物理設計 SLA, QoS, Latency DevOps による PDCA 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 Resilient 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 Resilient Resilient

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 ALM, TiDD, CI GC, LSM-tree など Latency tail SPDY, HTTP/2.0 ALM, TiDD, CI Resilient Resilient HBase の例

Visual Studio Live! Las Vegas 2011MGB 2003 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 Explain SideLoaded © 2003 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.

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

3/11/2017 10:57 PM © 2013 Microsoft Corporation. All rights reserved. Microsoft, Windows, Windows Vista and other product names are or may be registered trademarks and/or trademarks in the U.S. and/or other countries. The information herein is for informational purposes only and represents the current view of Microsoft Corporation as of the date of this presentation. Because Microsoft must respond to changing market conditions, it should not be interpreted to be a commitment on the part of Microsoft, and Microsoft cannot guarantee the accuracy of any information provided after the date of this presentation. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. © 2010 Microsoft Corporation. All rights reserved. Microsoft, Windows, Windows Vista and other product names are or may be registered trademarks and/or trademarks in the U.S. and/or other countries. The information herein is for informational purposes only and represents the current view of Microsoft Corporation as of the date of this presentation. Because Microsoft must respond to changing market conditions, it should not be interpreted to be a commitment on the part of Microsoft, and Microsoft cannot guarantee the accuracy of any information provided after the date of this presentation. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.