現場のデータを集める技術

1. ©2023 MODE, Inc.
 現場のデータを集める技術 8th Nov, 2023 Findy IoTアーキテクチャ - スケーラビリティ×⾼可⽤性を追求する Lunch LT Yuta Shimakawa (@banana_umai)
2. ©2023 MODE, Inc.
 2
 • ソフトウェアエンジニア(バックエンド中心) 10年+ • MODE (2019~) • SNS ◦ Twitter: @banana_umai ◦ GitHub: @bananaumai ◦ LinkedIn: Yuta Shimakawa 島川 悠太 Yuta Shimakawa
3. ©2023 MODE, Inc.
 MODE, Inc. 3
 「現場の」データを収集‧蓄積‧活⽤するための技術を軸に、現実世界のビジネス業務を改善するための IoT * DXなソリューションを提供。
4. ©2023 MODE, Inc.
 4

5. ©2023 MODE, Inc.
 5
 MODEを⽀える技術的要素: データの到達保証 • エンタープライズ向けの⽤途で利⽤してもらうために重要な技術。 • データ到達保証をいかに安定的に実現するかは⾯⽩い技術的課題の⼀つ。
6. ©2023 MODE, Inc.
 6
 MQTT Broker REST API Gateways MODEのデータフロー Message Queues Micro- Services Frontend app
7. ©2023 MODE, Inc.
 7
 どのようにデータ到達保証するか？
8. ©2023 MODE, Inc.
 8
 基本的な仕組み - ゲートウェイ内でのバッファと再送機構 センサーデータをディスクにバッファ データ送信失敗時に再送信可能
9. ©2023 MODE, Inc.
 9
 簡単
10. ©2023 MODE, Inc.
 10
 簡単
11. ©2023 MODE, Inc.
 11
 過去に起きた問題 1 • ⼀部のゲートウェイの下流のスループッ トを超えてデータを送り続けた結果、 （データロストは起こらなかったもの の）システム全体のスループットの低下 を招く。 • ⼀部のゲートウェイのトラフィックが全 体に影響を及ぼさないよう、SQSのFIFO Queueを⽤いてデータ発⽣元のゲート ウェイ毎にQueue Groupを分けていた が、SQSのFIFOの仕様の⾒落しと、適切 なデータ送信に対してのリミット設定を しなかったことが原因で問題が発⽣させ てしまった。
12. ©2023 MODE, Inc.
 12
 過去に起きた問題 2 • ⼀部のゲートウェイのデータについて下 流のコンポーネントでの処理が時間がか かり、データ送信の量‧頻度は⾼くな かったものの、緩やかにMessage Queue のバックログサイズが増加。 • 最終的に、システム全体のスループット の低下を招いてしまう。
13. ©2023 MODE, Inc.
 13
 ゲートウェイ単体の機構だけではなく、 システム全体としての考慮が必要
14. ©2023 MODE, Inc.
 14
 より堅牢で安定性のあるつくりに MQTT Broker Ack Ack Nack
15. ©2023 MODE, Inc.
 15
 より堅牢で安定性のあるつくりに MQTT Broker Ack Ack Nack • Queueのバックログをカウント • SQS nativeには存在しないのでRedisでカウンターを保持
16. ©2023 MODE, Inc.
 16
 より堅牢で安定性のあるつくりに MQTT Broker Ack Ack Nack • MODEのMQTT BrokerはMQTTを喋るアプリケーションサーバー • Message Queueがフルの場合は、ゲートウェイのPublishを失敗させる ⼀般的なMQTT Brokerを⽤いる場合、同様のことをするにはMQTT5で導⼊された Request/Responseパターンのような⽅法が必要になるはず（未検証）
17. ©2023 MODE, Inc.
 17
 より堅牢で安定性のあるつくりに MQTT Broker Ack Ack Nack • ゲートウェイにデータ送信の失敗が伝わることで、時間を置いてから再送する などの制御が可能になる。
18. ©2023 MODE, Inc.
 まとめ 18
 • データの到達保証はエンタープライズ向けのIoTシステムとして重要な技術要素 • IoTゲートウェイ単体でのデータのバッファリング機能や再送機能がそのために必要 な要素。 • ただし、システム全体として安定‧堅牢な運⽤を⾏うためには、システム全体とし てデータパイプラインの下流の滞りを上流まで届ける仕組みが必要（バックプレッ シャー）。 • データ到達保証は⼀⾒簡単そうに⾒えて、⾯倒なことが沢⼭ある。 • 更に: 今⽇は触れられなかった内容 ◦ クラウドへのデータ送信が詰まった場合ゲートウェイ内でバックプレッシャーをどのよう に扱うかも結構難しい。 ◦ ゲートウェイの内部アーキテクチャについては @takeshinodaの多様なプロトコルと 駆動モ デルをサポートするIoTゲートウェイの開発と運⽤の知⾒ をご覧ください。
19. ©2023 MODE, Inc.
 さいごに • なお、データ到達保証にまつわる技術要素はMODEのIoT技術要素のほんの⼀部。 • IoTは技術的なスタックが広くて⾯⽩い。 • StackOverflowには答えが載っていない問題も多く存在。 19

20. ©2023 MODE, Inc.
 MODEに興味を持ってもらえた⽅は... 20
 https://lp.tinkermode.jp/modenight/20231117
21. ©2023 MODE, Inc.
 ご清聴ありがとうございました 21