ホスティング事業におけるSREの取り組みとSREの面白さ/SRE Efforts in the Hosting Business and the Interest of SRE

by Takuma Kume

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ホスティング事業における SREの取り組みと面白さ久米拓馬 / GMO PEPABO inc. 2023.4.14 Pepabo Tech Conference #20 春のSREまつり 1

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2 自己紹介ホスティング事業部　SREチーム　シニアエンジニア 2016年中途入社久米拓馬 @takumakume ● Webアプリケーションプラットフォームの開発・運用 ● Kubernetes / Cloudnative ● 信頼性と生産性のバランスを取る ● 子育てと感染症対策

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3 本セッションでお話すること ● ホスティング事業部におけるSREの領域 ● SREの取り組み ● 現状の課題と今後 ● ホスティング事業部におけるSREの面白さ

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4 本セッションでお話すること ● ホスティング事業部におけるSREの領域 ● SREの取り組み ● 現状の課題と今後 ● ホスティング事業部におけるSREの面白さホスティングSREの仕事の全体像がイメージできるセッションにしたいと思っています！

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ホスティング事業部における SREの面白さ • 世にないアーキテクチャを生み出す面白さ • ホスティングはコストを抑えつつ大量の Webサイトを運用するというニッチな領域 • 前例のないミドルウェアやアーキテクチャを生み出すチャレンジングな仕事 • 幅広い技術を取り扱うことの面白さ • ホスティングは一般的な Webアプリケーションと異なり、数百人で 1台のサーバを共有するマルチテナントアーキテクチャのため Linux Kernelなどの低レイヤの技術も必要 • WebアプリやKubernetesを始めとしたプラットフォームの運用 • オンプレのBaremetal Server、プライベートクラウド、パブリッククラウドの使用 • 様々な技術スタックに触れることができるためエンジニアとしての成長機会が多い 5

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ホスティング事業部におけるSREの領域

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ホスティング事業部における SREの領域 7 ペパボのサービス

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ホスティング事業部における SREの領域 8 ホスティング事業部のサービス

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ホスティング事業部における SREの領域 9 • Webホスティング • データベース • メール • ドメイン • DNS 主な機能

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ホスティング事業部における SREの領域 10 規模 Web site 250万+ Traﬃc 18Gbps+ Baremetal 1000+ VM 500+

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ホスティング事業部における SREの領域 11 技術スタック ref https://tech.pepabo.com/tech-stack/hosting/ SREの領域

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ホスティング事業部における SREの領域 12 ホスティングサービスの全体像プライベートクラウド（ OpenStack） Kubernetes Web Apps （サービスサイト、コントロールパネル等）ユーザ向けホスティングサーバ（Web、DB 等） Baremetal Baremetal

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ホスティング事業部における SREの領域 13 ホスティングサービスの全体像プライベートクラウド（ OpenStack） Kubernetes Web Apps （サービスサイト、コントロールパネル等）ユーザ向けホスティングサーバ（Web、DB 等） Baremetal ホスティング事業部のSREの領域 Baremetal

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ホスティング事業部における SREの領域 14 • Baremetal Serverの運用 • ホスティングインフラプラットフォームの開発・運用 • Webアプリケーションプラットフォームの開発・運用 • プロダクトの安定性や信頼性向上のためのモニタリングと改善 • 各種オペレーションの自動化 • SRE文化の醸成、各チームへの展開 SREの仕事

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ホスティング事業部における SREの領域 15 ホスティングインフラプラットフォームの開発・運用 • サーバの構成管理（IaC） • ユーザーのオーダーからホスティング環境のプロビジョニングを行う API • マルチテナントホスティングサーバのセキュリティ担保 • 新機能や技術課題を解決するためのアーキテクトやミドルウェア等の開発

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ホスティング事業部における SREの領域 16 Webアプリケーションプラットフォームの開発・運用 • Kubernetesクラスタの運用 • アプリケーションのコンテナライズ • 開発環境の整備 • CI/CDパイプラインの構築

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ホスティング事業部における SREの領域 17 プロダクトの安定性や信頼性向上のためのモニタリングと改善 • PrometheusやGrafana等を用いた可観測性の向上 • SLI/SLOの策定、運用 • パフォーマンス改善、可用性の向上

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SREの取り組み

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SREの取り組み 19 Web Server Web Server Web Server API Control Panel FTP Proxy SSH Proxy Reverse Proxy … a.jp b.jp c.jp z.jp 全体像ユーザーからのオーダーを受け取り Web Server にセットアップ FTPアクセスを制御 SSHアクセスを制御 TLS終端キャッシュ、フィルタリングルールの実行 HTTPアクセスを制御 500+ 250万+

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SREの取り組み 20 大量のドメインに対するリクエストハンドリング • 課題 • リバースプロキシは大量のドメインに対して以下の要件を満たさなければならない。 • コンテンツをホストしているWebサーバを選択してリクエストを転送する • キャッシュやフィルタリングのルールを適用する • TLS終端を行う • リソースの観点で静的な設定をリバースプロキシに適用することができない。 • メモリが枯渇する • 解決方法 • matsumotory/ngx_mruby を用いて、動的にリクエストをハンドリングしている

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SREの取り組み 21 Web Server Web Server Web Server Reverse Proxy … a.jp b.jp c.jp z.jp 大量のドメインに対するリクエストハンドリングへアクセス Database ngx_mruby a.jp Databaseから取得したデータを元にハンドリング - TLS終端 - キャッシュ、フィルタリングルールの実行 - Web Serverへプロキシ以下の情報をDatabaseから取得 - TLS証明書 - キャッシュやフィルタリングルール - Web Server ホスト

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SREの取り組み 22 大量のドメインに対するリクエストハンドリング https://speakerdeck.com/takumakume/2-million-more-than-the-domain-the-back-of-the-rental-server-content-cache

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SREの取り組み 23 大量のドメインに対するリクエストハンドリング https://rand.pepabo.com/article/2017/06/16/iot37-matsumotory/ （スライド、論文）

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SREの取り組み 24 動的なSSH/FTPのハンドリング • 課題 • サーバの収容変更をしたときに、 SSH/FTPのエンドポイントが変わってしまい不便。 • 解決方法 • 以下のソフトウェアを用いて動的に接続先を決定している • SSH: tsurubee/sshr • FTP: pyama86/pftp

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SREの取り組み 25 Web Server Web Server Web Server FTP Proxy SSH Proxy … a.jp b.jp c.jp z.jp 動的なSSH/FTPのハンドリングへアクセス Database a.jp 各プロキシミドルウェアは、プロトコルの処理に割って入り、動的に転送先を決めている。接続元ユーザ名をもとに転送先を取得 Pluggable Hook

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SREの取り組み 26 動的なFTPのハンドリング https://speakerdeck.com/heat1024/gochu-xin-zhe-gagoroutinedetiao-ndaftppurokisi https://speakerdeck.com/pyama86/golangdezuo-ruftppurokisisaba

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SREの取り組み 27 動的なSSHのハンドリング https://speakerdeck.com/tsurubee/golangtesshhurokisisahawoshi-zhuang-sita-6ff62aee-12f3-40f5-9e99-f21c5e169d97

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SREの取り組み 28 各種Webアプリケーションのコンテナ化 VM + Chef による構成管理から、イミュータブルなコンテナへ Kubernetes を始めとしたクラウドネイティブなエコシステムによりアプリケーション開発に集中できるようにする

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SREの取り組み 29 開発体験の向上アプリケーションの動作確認を Pull Request毎に自動生成して生産性を上げていく

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SREの取り組み 30 SLI/SLOの運用ホスティング、Webアプリケーション環境それぞれ SLI/SLOを策定し運用する

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現状の課題と今後

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現状の課題と今後 32 • ユーザ向けサーバ群の可用性向上 • ハードウェア故障などで一時的なサービス断が発生してしまう • 数百円から利用できる安価なホスティングサービスを提供している。コストを抑えつつ可用性が高いアーキテクチャを作る • コントロールパネルからのオペレーションを非同期かつ冪等に実装し、アプリケーションとインフラ間の不整合が発生しにくいアーキテクチャにする • 現状はアプリケーションからインフラへ同期的にオペレーションをするアーキテクチャとなっており、失敗した後の検知とリカバリをしなければ整合性が取れない • Kubernetesのアーキテクチャのように、定義した状態に収束する実装にしていく

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現状の課題と今後 33 • 可能な限りコンテナ化していく • Baremetal Serverに直接OSとアプリケーションをプロビジョニングしている。 • リソース要求の変更に弱く、ミュータブルなため管理コストが高い。 • 可観測性を向上させノイジーネイバーに対応する • ホスティングサーバはユーザが任意のプログラムを実行することができる。 • 極論、CPUをぶん回す処理も実行可能。 • ノイジーネイバーの発生原因を観測し、適切な手段でリソース分離をする技術が必要。

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ホスティング事業部における SREの面白さ

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36 Thank You! Thank You! GMOペパボのSREに興味がある方は @takumakume までご連絡ください！カジュアル面談でもお待ちしております。