sakura.ioのアーキテクチャとネットワーク設計 / Architecture and network design of sakura.io

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1. sakura.ioのアーキテクチャとネットワーク設計 IoTプラットフォームにおけるマイクロサービスの事例 ©SAKURA Internet Inc. 2018/11/28 Alternative Architecture DOJO Offline

   #1 @ Fukuoka Growth Next さくらインターネット株式会社 執⾏役員 技術推進統括担当 江草陽太

2. ⾃⼰紹介 2 【所属等】 さくらインターネット株式会社 新卒⼊社4年⽬ 執⾏役員 技術推進統括担当 【開発】 • さくらのVPS

   API/DB/制御システム担当 • sakura.io ハードウエア仕様、ファームウエア開発 システム設計、開発 インフラ設計、構築 • 社内システム/データセンター⾃動化 【その他】 • CSAJ U22プログラミングコンテスト審査員 • Home NOC Operatorsʼ Group (AS59105) @chibiegg

3. ⾃⼰紹介 3 【経歴】 • ロボカップジュニア (中学・⾼校) / NHK⼤学ロボコン • ⼤阪⼤学⼯学部電⼦情報⼯学科情報通信⼯学専攻

   • 個⼈事業主 • ⼤阪⼤学⼤学院⼯学研究科中退 • SECCON CTF 2014 国内4位 • ISUCON5/ISUSON7/ISUCON8本戦 • ICTSC7 ⼤⼈チーム 【専⾨】 • ソフトウエアエンジニア • NW/SC/DBスペシャリスト • 回路設計/組み込みソフトウエア 【趣味】 旅⾏/温泉/写真/電⼦⼯作/プログラミング/かわいい服 @chibiegg

4. さくらインターネットについて 4 商号 さくらインターネット株式会社（SAKURA Internet Inc.） 代表取締役 ⽥中 邦裕 設⽴

   1999年8⽉17⽇（サービス開始︓1996年12⽉23⽇） 資本⾦ 22億5,692万円 事業内容 インターネットでのサーバの設置およびその管理業務 電気通信事業法に基づく電気通信事業 マルチメディアの企画並びに製作・販売 従業員数 495名（連結/2017年3⽉末） 所属団体 特定⾮営利活動法⼈ ⽇本データセンター協会（JDCC） 社団法⼈ コンピュータソフトウェア協会（CSAJ） 社団法⼈ ⽇本ネットワークインフォメーションセンター（JPNIC） 社団法⼈ インターネットプロバイダー協会（JAIPA） グループ会社 アイティーエム株式会社 https://www.itmanage.co.jp/ 株式会社S2i http://www.s2i.life/ ゲヒルン株式会社 https://www.gehirn.co.jp/ 株式会社Joeʼsクラウドコンピューティング https://joes.co.jp/ ビットスター株式会社 https://bitstar.jp/ 櫻花移動電信有限公司 ⼤阪本社 （梅⽥/⼤阪） 東京⽀社（⻄新宿） 福岡オフィス（⾚坂）

5. さくらインターネットの事業領域 5 新しい社会のインフラを⽀えながら、最先端のサービスを構築 レンタルサーバ VPS・クラウド（仮想化基盤） 専⽤サーバ・データセンター ハウジング リモートハウジング さくらのレンタルサーバ さくらのマネージドサーバ

   新規サービス AI・⼈⼯知能 機械学習、データ解析、⾼精度シミュ レーション⽤途に特化したGPU搭載の 専⽤サーバサービス 通信モジュールから提供することで、セキュアな通信環境とデータの保存や処 理システムを⼀体型で提供するIoTプラットフォームサービス IoT コンテナ Dockerコンテナのマネージド サービスであり、コンテナを⼿ 軽かつシンプルに実⾏・運⽤ IoT お使いのデバイスを、SIMからさくらのクラウドのまでインターネットを経由せず、 安全に接続できるIoT向けモバイルサービス さくらのセキュアモバイルコネクト

6. 6 さくらが考えるIoTソリューション

7. さくらインターネットの考えるIoTソリューション 7 1. どこでも、だれでも 2. ⾃分だけのネットワーク 3. ノーコミット＆ノーリミット 4. 検証から、量産まで

   5. 圧倒的コスパ

8. どこでも、だれでも LTEのメリット 1. ⾼いカバー率（島嶼、⼭間） 2. 移動体でも使⽤可能 3. 設定不要で繋がる 8 LTEなら最終利⽤者も⼿軽に利⽤できる

9. ⾃分だけのネットワーク ⾃分だけのネットワーク 9 閉域網 インターネットからの 直接アクセス不可 デバイス⇔クラウド間のリスクポイントを削減 マルウェア ハッカー ボットネット

10. ノーコミット＆ノーリミット 1 0 1. 契約期間縛り無し 2. 契約/解約⼿数料無し 3. 再登録が何度でも可能 4.

    速度制限無し IoT⽤途での課題となる各種制約や上限を撤廃

11. さくらが提供するIoT向けサービス 1 1 プラットフォームの提供 モジュール＋クラウドの⼀体提供で 開発スピードを向上、スケール対応や 運⽤保守はさくらで実施 専⽤モジュール （単体⽅式 or

    ゲートウェイ⽅式） 基本機能 （つなぐ・貯める・連携する） セキュアモバイルコネクト IoT向けSIMの提供 デバイスからコンピューティング リソースにセキュアに接続できる モバイル回線 カード型SIM チップ型SIM

12. サービスの提供範囲 セキュアモバイルコネクト sakura.io デバイス センサ - - MCU - -

    通信機構 - ◯ 回線（SIM） ◯ ◯ クラウド セキュリティ ◯ ◯ データの転送 - ◯ データの保管 - ◯ データの連携 - ◯ 1 2

13. さくらが提供するIoT向けサービス 1 3 プラットフォームの提供 モジュール＋クラウドの⼀体提供で 開発スピードを向上、スケール対応や 運⽤保守はさくらで実施 専⽤モジュール （単体⽅式 or

    ゲートウェイ⽅式） 基本機能 （つなぐ・貯める・連携する） セキュアモバイルコネクト IoT向けSIMの提供 デバイスからコンピューティング リソースにセキュアに接続できる モバイル回線 カード型SIM チップ型SIM

14. 今⽇の話題 IoTプラットフォームであるsakura.ioを例に コンテナを使ったマイクロサービスと ネットワーク設計を紹介します 1 4

15. sakukra.ioプラットフォームの特徴 • エンドデバイスと外部サーバ間でのメッセージ交換が多い • 関連するネットワークがいくつかある • インターネット (The Internet) •

    モバイル閉域網 • 社内ネットワーク • 細かい機能がたくさんある 1 5

16. サービス概要 1 6 etc… 組み込みとインターネットをつなぐサービス

17. sakura.ioが提供する価値 1 7 組み込み側はモノとの電気信号 / Web側はサービスとのJSONデータ のやり取りに注⼒可能

18. Webエンジニアの負担を軽減する設計 1 8 { "module": "XXXXXXXXX", "type": "channels", "datetime": "2016-06-01T12:21:11.628907163Z",

    "payload": { "channels": [{ "channel": 1, "type": "i", "value": 1, "datetime": "2016-06- 01T10:21:11.628907163Z" }, { "channel": 2, … }] } } HTTP Request データ取出やデバイス制御はすべてJSONフォーマットで実施 既存システムや扱いに慣れたクラウドサービスとの接続も可能 リアルタイム連携 ⼀括連携 JSON形式

19. マイクロサービスの構成 1 9 管理システム 位置情報DB Outgoing Webhook 等 WebSocket 等

    DataStore モジュールの認証等 連携先の情報 外部との接続の 認証認可 上りのメッセージ 下りのメッセージ 管理システムへのリクエスト

20. ネットワーク分離 2 0 管理システム 位置情報DB Outgoing Webhook 等 WebSocket 等

    DataStore 社内ネットワーク 内部ネットワーク モバイル閉域網 インターネット

21. ネットワーク構成 2 1 端末向けコンテナ 内部処理コンテナ マスター モバイルバックボーン インターネット 社内ネットワーク

22. コンテナロードバランサ 2 2 /incoming/v1 /api/v1 ホスト名、パスに従ってコンテナにリバースプロキシ コンテナのバージョン更新時にはブルーグリーンデプロイやロールバックが可能 コンテナの変更通知 GSLB

23. コンテナロードバランサ 2 3 /api/v1 (new version) /incoming/v1 /api/v1 ホスト名、パスに従ってコンテナにリバースプロキシ コンテナのバージョン更新時にはブルーグリーンデプロイやロールバックが可能

    コンテナの変更通知 GSLB

24. コンテナロードバランサ 2 4 /api/v1 /incoming/v1 /api/v1 (old version) ホスト名、パスに従ってコンテナにリバースプロキシ コンテナのバージョン更新時にはブルーグリーンデプロイやロールバックが可能

    コンテナの変更通知 GSLB

25. コンテナロードバランサ 2 5 /api/v1 /incoming/v1 ホスト名、パスに従ってコンテナにリバースプロキシ コンテナのバージョン更新時にはブルーグリーンデプロイやロールバックが可能 コンテナの変更通知 GSLB

26. 全体のまとめ • 処理機能毎にコンテナを分けマイクロサービス化 • APIやMQでコンテナ間を接続 • コンテナへのリバースプロキシを活⽤することで、ブルーグリー ンデプロイを実現 • 接続先に応じてネットワークを分離

    • ⼀つのクラスタで⼀括管理 • 旧来の⽅が良いサーバは旧来⽅式でやる 2 6

27. よかったこと • 機能ごとに独⽴したコード、バイナリのため変更が容易 • クラスタ型のコンテナ管理に則れるため運⽤が容易 • Mesos + Marathonでもいいし •

    k8sでもいい • 2年半以上前の設計だが、システム改修のネックがまだ出 てない 2 7

28. さくらが提供するIoT向けサービス 2 8 プラットフォームの提供 モジュール＋クラウドの⼀体提供で 開発スピードを向上、スケール対応や 運⽤保守はさくらで実施 専⽤モジュール （単体⽅式 or

    ゲートウェイ⽅式） 基本機能 （つなぐ・貯める・連携する） セキュアモバイルコネクト IoT向けSIMの提供 デバイスからコンピューティング リソースにセキュアに接続できる モバイル回線 カード型SIM チップ型SIM

29. マルチキャリア対応しました︕ 2 9 1枚のSIMで国内3キャリア同時利⽤可能︕

30. マルチキャリア対応しました︕ 3 0 コンパネから有効にするキャリアが選択できます