Windows Azure アプリケーション設計を賢く行うための基本知識

日本マイクロソフト株式会社デベロッパー＆プラットフォーム統括本部エバンジェリスト野村 一行

アジェンダ

• Windows Azure SDK から見るこれまでの歩み

• 現在の Windows Azure の基本性能

• これからの Windows Azure の方向性

これまでの歩み

マイクロソフト データセンターの進化

Portal Era Online App Era Web Services Era

Microsoft.com

First ISO 27001 cert

Microsoft 1st Data Center

1994-95 1997 2002 2004 2006 2008

Security Development Lifecycle

First SAS-70 cert

Trustworthy Computing Directive

Cloud Computing Era

2011+

PC Era

1980s

FISMA Cert

1989

Gen 1Gen 2

Gen 3Gen 4

Windows Azure のホスト場所

北米地域 ヨーロッパ地域

アジア太平洋地域

3 大陸に 6 つのデータ センター

アプリケーション展開時、任意のデータ センターを選択

南部拠点 - 米国

ヨーロッパ西部

北部拠点 - 米国

ヨーロッパ北部

東南アジア

アジア東部

Compute Storage

CachingCDN Service Bus

Database

VMs ReportingAccess Control

Windows Azure SDK リリース

2010 20112009 2012

1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

Windows Azure SDK 1.02009/11• Visual Studio 2010 Beta 2 と VWD Express 2010 Beta 2 サ

ポート• Service Model UI• Service Hosting Runtime API• Windows Azure Diagnostics• Storage Client Library• 認証管理• Variable-size VM• Worker Role の外部エンドポイント• Local Resource Storage の永続化• Development Storage• 追加ロールテンプレート - ASP.NET MVC 2 (2010 only) 、 F#

worker roles (2010 only) 、 WCF Service Application web roles• Inter-role communication

Windows Azure SDK 1.12010/2• Windows Azure Drive• OS バージョンのサポート• バグのフィックス

Windows Azure SDK 1.22010/6• Visual Studio 2010 RTM サポート• .NET 4 サポート• Cloud storage explorer• 統合されたデプロイ• サービス モニタリング• IntelliTrace サポート

Windows Azure SDK 1.32010/11• Elevated Privilege と Full IIS• リモートデスクトップ• Windows Server 2008 R2 ロール• 複数のサービス管理者• Silverlight ベースの Windows Azure ポータルの新しいデザイン• 新しい diagnostic 情報• 新しいサインアップ プロセス• Windows Azure Virtual Machine ロール• Extra Small インスタンス• Windows Azure Marketplace• Windows Azure Connect

Windows Azure SDK 1.42011/3• Windows Azure Connect 更新• Azure Content Delivery Network• Windows Azure AppFabric 管理ポータルの Silverlight 対応

Windows Azure SDK 1.52011/9• エミュレーターの拡張• SDK ツールの拡張（ csupload 、 csencrypt ）• ASP.NET MVC3 Web ロール• Windows Azure Service Management API の追加と更新• ロール インスタンスの状態取得の追加• Azure AppFabric Service Bus 拡張• SQL Azure 管理ポータル更新

Windows Azure SDK 1.62011/11• SDK のリネーム（ Windows Azure SDK for .NET ）• Azure AppFabric ブランドを Windows Azure へ統合、 Service

Bus と Caching の拡張• HPC との統合、 Azure HPC Scheduler SDK の提供• Storage Client のマネージ API の更新• Windows Azure Storage エミュレーターの更新

Windows Azure の基本性能

クラウドへのサービス配置：高度 10,000 フィートから• パッケージをポータルへアップ

ロード• System Center Concero で IT Pro

がアップロード• Windows Azure ポータルで開発者

がアップロード• サービスパッケージは RDFE へ渡さ

れる• RDFE は対象リージョンやアフィ

ニティグループに基づき、サービスをファブリックコントローラ（ FC ）に送る

• FC はイメージをリポジトリにストアし、サービスを配置する

RDFEサービス

データセンター

ファブリックコントローラ

Windows Azure ポータルSystem Center AppManager

サービス

パッケージングと展開

Windows Azureへアップロード

Microsoft Visual Studio

Web Role

Worker Role

ノードのプロビジョニング

• ノードの電源オン• メンテナンス OS が

PXE ブート• エージェントがディスク

をフォーマットし、 Windows 配置サービス（ WDS ）経由でホスト OS をダウンロード

• ホスト OS がブート、Sysprep /specialize を実行し、リブート

• FC が “ホストエージェント” と接続

ファブリックコントローラ

RoleImagesRole

ImagesRole

Imagesロール

イメージ

イメージリポジトリ

Maintenance OS

Parent OS

Node

PXEサーバー

メンテナンス OS

Windows Azure

OS

Windows Azure

OS

FCホスト

エージェント

Windows Azure ハイパーバイサー

Windows 展開

サービス

Windows Azure のサイズ別仕様

インスタンス CPU(GHz)

メモリ ストレージ バンド幅

XS 1 （共有）

768 MB

20 GB 5 Mbps

S 1.6 1.7 GB 225 GB 100 Mbps

M 2 x 1.6 3.5 GB 490 GB 200 Mbps

L 4 x 1.6 7 GB 1000 GB 400 Mbps

XL 8 x 1.6 14 GB 2040 GB 800 Mbps

ロール インスタンスの VHD

Role Virtual Machine

C:\Resource Disk

D:\Windows

Differencing Disk

E:\ or F:\Role Image

Differencing Disk

Windows VHD Role VHD例：<LocalResources> <LocalStorage name=“myLocalDisk" sizeInMB="10“ cleanOnRoleRecycle="false" /></LocalResources>

フォールト ドメイン

99.95% アップタイムの保証各ロールで 2 つ以上のインスタンス化が必要

フォールト ドメインによってロール インスタンスが分離フォールト ドメインは VM を分離フォールト ドメインは冗長化を提供少なくともロールごとに 2 つのフォールト ドメインを設定

フォールト & アップグレード ドメインフォールト ドメイン共に障害を起こすことが予想されるリソースのグループすなわち、同じラック、同じサーバーファブリックコントローラーはフォールトドメインをまたがりインスタンスを分散させる既定は 2 つ

アップグレード ドメイン同時にアップグレードするリソースのグループServiceDefinition 内の upgradeDomainCount で指定既定は 5 つ

ファブリックコントローラーは、フォールト ドメインとロールにまたがりアップグレード ドメインを分割

フォールト & アップグレード ドメイン

Fault DomainRack

VM

VM

VM

VM

Fault DomainRack

VM

VM

VM

VM

U/G Domain #1

U/G Domain #2

U/G Domain #1

U/G Domain #2

ロールのライフサイクル

OnStart

Methods

Fabric C

alls

Run

OnStop

Events

Busy

Status

StatusCheck

Stopping

Ready

Busy

StatusCheck

StatusCheckRole

Lifetim

e

Requests R

oute

d

終了処理など（例：データの外部への永続化）は 30 秒

以内で！

Busy に設定することで、ロード バランサーから一時

的に離脱可能

15 秒ごとに FC がチェック

2 回応答しないと転送を停止

VM ロールの利用シナリオ

• アプリケーションのインストールが長時間（ 5 分以上）かかる場合• アプリケーションのインストールを間違いやすい場合• アプリケーションのインストールに人間とのインタラクションがあ

る場合

& 追加ソフトウェア& Windows Azure Integration Components& 一般化（推奨）

Base.VHD

オンプレミス クラウド

プレビュー

Windows Azure Storage の内部

Storage Stamp

LB

StorageLocation Service

Blob ストレージへのアクセス : http://<account>.blob.core.windows.net/

データアクセス

Inter-stamp (Geo) replication

Partition Layer

Front-Ends

DFS Layer

Intra-stamp replication

Storage Stamp

LB

Partition Layer

Front-Ends

DFS Layer

Intra-stamp replication

データ抽象のスケーラビリティ

ストレージへアクセスするための名前空間http://<accountName>.<type>.core.windows.net/partitionName

ストレージをスケールアウトさせるための手法２つのレベルのスケーラビリティ :

1. ストレージアカウントを対象としたスケーラビリティ

2. ストレージアカウント内のBlob 、テーブルエンティティ、キューを対象としたスケーラビリティ

データ抽象のスケーラビリティ

ストレージへアクセスするための名前空間http://<accountName>.<type>.core.windows.net/partitionName

ストレージをスケールアウトさせるための手法２つのレベルのスケーラビリティ :

ストレージアカウントを対象としたスケーラビリティアカウントのスケーラビリティ目標値キャパシティ – 100 TB までトランザクション – 5000 エンティティ / 秒までバンド幅 – 3 Gbps まで

アカウントをまたがってデータを分割すれば上記の目標値を上回ることが可能

アカウント内のオブジェクトのスケーラビリティ

ストレージへアクセスするための名前空間http://<accountName>.<type>.core.windows.net/partitionName

ストレージをスケールアウトさせるための手法２つのレベルのスケーラビリティ :

ストレージアカウント内の Blob 、テーブルエンティティ、キューを対象としたスケーラビリティ単一の Blob – 60M バイト / 秒までテーブル内の単一の PartitionKey – 500 エンティティ / 秒まで単一のキュー - 500 メッセージ / 秒まで

SQL Azure アーキテクチャ

SQL Azure セッション接続管理

• ロックの消費 – 100万以上のロックをかけた場合• ログのサイズ – 単一のトランザクションで 1GB 以上になった場合• 未コミットのトランザクション – ログ位置の最初から最後までが

20% 以上離れた場合• TempDB のサイズと使用量 – セッションが 5GB 以上を使った場

合• 過度のメモリ消費 - 16MB 以上を 20 秒以上利用しているセッショ

ンから古い順に• 最大 DB サイズ – 契約しているサブスクリプションの最大値に達

した場合• アイドル接続 – オープンしてから 30 分以上アイドル状態である場

合• 長時間に渡るトランザクション – 24 時間が経過した場合• DoS 攻撃 – 特定の IP アドレスからの膨大な数のログインが失敗

した場合

接続が切断される主な条件

運用のための設計

• 接続が成功しても、アクセス時にもそのまま保持されているとは限らない

• 信頼できる接続を行うためにリトライ ロジックを入れるべき

• 接続制限をかからないよう配慮する• 参考となるリトライ パターン -

Best Practices for Handling Transient Conditions in SQL Azure Client Applications • http://windowsazurecat.com/2010/10/best-practices-for-

handling-transient-conditions-in-sql-azure-client-applications/

SQL Azure – 接続リトライ ロジック

これからの方向性

What’s New in Windows Azure

多様な言語

プレビュー

What’s New in Windows Azure

getting to node you

プレビュー

What’s New inWindows Azure Openness

MongoDBSolr / LuceneMemcached

プレビュー

SQL Azure Q4 2011

150 GBFederation

SQL Azure クエリ性能データ

これからの方向性

2010 2011 2012 20132009

Easy

• アカウント管理 : サインアップ、トライアル / オファー、 課金情報

• モニタリング : アプリケーション ヘルス、通知

• 開発 & デプロイ : ツール、 API 、サービス、 SDK

Open & Flexible

• VM ロール、 Azure Connect

• 開発言語の拡大 : .NET, Node.js, Java, PHP

• OS サポートの拡大 : Windows, Mac & Linux （ Git 、 REST API 、など）

Enterprise Ready

• SQL Azure: パフォーマンス、スケーラビリティ、サイズ、トラブルシューティング、ハイブリッドシナリオ

• ビッグデータ : Hadoop 、Complex Event Processing 、データ分析、他

• マイクロソフト製品との統合 : Office 365, Active Directory & System Center

参考資料：Windows Azure Compute• Windows Azure のサイズ別仕様

• 7 Things to Know About Windows Azure Capacity• http://technet.microsoft.com/en-us/cloud/Gg663909

• Windows Azure Training Kit - December 2011 Update• http://www.microsoft.com/download/en/

details.aspx?displaylang=en&id=8396 「 Presentations」より、• WindowsAzureCompute.pptx

• Introduction to Windows Azure: the cloud operating system• http://channel9.msdn.com/Events/BUILD/

BUILD2011/SAC-852F

参考資料：Windows Azure Storage• Inside Windows Azure storage: what's new and

under the hood deep dive• http://channel9.msdn.com/Events/BUILD/BUILD2011/SAC-

961T• Windows Azure Training Kit - December 2011

Update• http://www.microsoft.com/download/en/details.aspx?

displaylang=en&id=8396 「 Presentations」より、• InsideWindowsAzureStorage.pptx

• Windows Azure Storage: A Highly Available Cloud Storage Service with Strong Consistency• http://sigops.org/sosp/sosp11/current/2011-Cascais/

printable/11-calder.pdf

参考資料：SQL Azure• SQL Azure Connection Management

• http://social.technet.microsoft.com/wiki/contents/articles/sql-azure-connection-management.aspx

• Inside SQL Azure• http://social.technet.microsoft.com/wiki/contents/articles/inside-

sql-azure.aspx• Best Practices for Handling Transient Conditions in SQL Azure

Client Applications• http://windowsazurecat.com/2010/10/best-practices-for-handling-

transient-conditions-in-sql-azure-client-applications/• Now Available: SQL Azure Q4 2011 Service Release

• http://blogs.msdn.com/b/windowsazure/archive/2011/12/12/now-available-sql-azure-q4-2011-service-release.aspx

• How to get to SQL Azure Query Performance Data• http://blogs.msdn.com/b/benko/archive/2011/12/15/how-to-get-

to-sql-azure-query-performance-data.aspx

参考資料：Windows Azure Services• Windows Azure Queues and Windows Azure

Service Bus Queues - Compared and Contrasted• http://msdn.microsoft.com/en-us/library/hh767287(VS.103).aspx

• Best Practices for Performance Improvements Using Service Bus Brokered Messaging• http://msdn.microsoft.com/en-us/library/hh528527.aspx

参考資料：Windows Azure SDK• Windows Azure SDK 1.3 以降の What’s new ：

• http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windowsazure/gg441573.aspx• MSDN ブログより：

• Windows Azure SDK 1.0• http://blogs.msdn.com/b/jnak/archive/2009/11/13/november-2009-release-of-the-windows-

azure-tools-and-sdk.aspx• Windows Azure SDK 1.1

• http://blogs.msdn.com/b/jnak/archive/2010/02/01/february-2010-release-of-the-windows-azure-tools-for-microsoft-visual-studio-v1-1.aspx

• Windows Azure SDK 1.2• http://blogs.msdn.com/b/jnak/archive/2010/06/07/june-2010-release-of-the-windows-azure-

tools-sdk.aspx• Windows Azure SDK 1.3

• http://blogs.msdn.com/b/windowsazure/archive/2010/11/29/just-released-windows-azure-sdk-1-3-and-the-new-windows-azure-management-portal.aspx

• Windows Azure SDK 1.4• http://blogs.msdn.com/b/windowsazure/archive/2011/03/09/now-available-updated-windows-

azure-sdk-and-windows-azure-management-portal.aspx• Windows Azure SDK 1.5

• http://blogs.msdn.com/b/windowsazure/archive/2011/09/15/announcing-windows-azure-sdk-1-5-windows-azure-tools-for-microsoft-visual-studio-2010-and-new-service-management-features.aspx

• Windows Azure SDK 1.6• http://blogs.msdn.com/b/windowsazure/archive/2011/11/14/updated-windows-azure-sdk-

amp-windows-azure-hpc-scheduler-sdk.aspx

.NET 開発者のための Azure 情報ページ

マイクロソフトのチームブログ

• Windows Azure ブログ• http://blogs.msdn.com/b/windowsazure/

日本における Azure カウンシル活動

Windows Azure 開発者向けホワイトペーパーhttp://msdn.microsoft.com/ja-jp/windowsazure/cc994380

© 2012 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.