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クラウドネイティブ最新技術動向.pdf

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  1. 1. クラウドネイティブ 最新技術動向 2022年12⽉21⽇ テクノロジー事業本部 ⾼良真穂
  2. 2. ⾃⼰紹介 2 所属 ⽇本アイ・ビー・エム株式会社 テクノロジー事業本部 ⾼良 真穂 (たから まほ) 著書 コンテナとKubernetesの利⽤価値を 理解し活⽤してもらうため、 エンジニア育成、お客様へのご進講、 執筆活動を推進しています。 韓国語に 翻訳され ました
  3. 3. 本⽇のセッションでお話すること 1. クラウドネイティブとは何か︖ 2. なぜ取り組まなければならないのか︖ 3. 誰が使っているのか︖ 4. 課題とビジネスチャンスは何があるか︖ 5. どこから⼿を付けたら良いのか︖
  4. 4. 1 クラウドネイティブとは何か︖ CNCFの定めるクラウドネイティブの定義から実際まで
  5. 5. クラウドネイティブに⾄る経緯 クラウド技術の迅速性を、さらに活かすための技術であり、 オンプレミスとパブリッククラウドの両⽅に価値を提供する。 仮想化 クラウド クラウド ネイティブ 時間 広がり 今⽇の話の中⼼
  6. 6. クラウドネイティブの定義は • Xクラウドの動的環境を活かした、堅牢なアプリを提供する能⼒を組織に 与える (Xには、パブリック、プライベート、ハイブリッドなどがあります。) • 以下のOSSを開発/提供して、イノベーションを利⽤可能にする • コンテナやKubernetes • サービスメッシュ • マイクロサービス • 宣⾔型API • ⽬的 • スケーラブルなアプリケーション構築 • 回復⼒、管理⼒、可観測性のある疎結合システム、⾃動化 • 影響⼒の⼤きな変更を最⼩限の労⼒で実施できる CNCF クラウドネイティブの定義 https://github.com/cncf/toc/blob/main/DEFINITION.md
  7. 7. CNCFに登録されたクラウドネイティブなソフトウェア 出典 https://landscape.cncf.io/
  8. 8. Kubernetesの基本 • コンテナ化されたアプリが機能要件を担う • Kubernetesが⾮機能要件(NFR)を担う • 可⽤性(サービスが停⽌しない、停⽌時間が短い) • スケーラビリティ(性能の向上と縮退が容易にできる) • 可観測性(サービス運⽤や増強に対する可視化) • セキュリティ • 運⽤の容易性 • サーバー実⾏基盤 • 各社クラウドのVM • オンプレミス環境 • エッジ コンテナ Kubernetes IaaSやオンプレ 実⾏基盤
  9. 9. 従来ではアプリやM/Wごとに作り込むNFRが不要になる • ミドルウェアごとに設定していた⾼可⽤性、拡張と縮⼩のスケーラビリティ、クラスタ管理機能などの⾮ 機能要件(NFR)を、Kubernetesに移管することにより、ミドルウェアの構成をシンプル化 AP1 AP コンテナ WebSphere Network Deploymentの例 Server#1 AP2 Server#2 AP3 Server#3 DM Admin svr 構成管理 Javaアプリケーションの実⾏環境 Load Balancer worker#1 worker#2 worker#3 master クラウド/オンプレ サーバー基盤 Control Plane Load Balancer AP コンテナ AP コンテナ WebSphere Liberty+K8s APは Java Application serverを表し、DMは構成管理の機能を表します。 それぞれのソフトウェアは、それぞれのサーバーにインストールして使⽤ する。性能はN+1を確保して単⼀障害に対応する。 APは Java Application serverを表し、アプリケーション(ear)と伴 にコンテナ化されている。構成管理、スケール、HA、⾃⼰回復な どの機能は、Kubernetesの機能を使⽤する。 過去 未来 機能 要件 ⾮機能 要件 ⾮機能 要件 機能 要件
  10. 10. Kubernetesは、マルチクラウド/ハイブリッドクラウド を促進するプラットフォーム Y社クラウド Z社クラウド お客様のシステム Kubernetesは 各社クラウドの違いを吸収して 共通のオペレーションを提供 Kubernetes Kubernetes アプリケーションの 可搬性が⾼まり、 マルチ&ハイブリッドが促進
  11. 11. 2 なぜ取り組まなければならないのか︖ 我々がコンテナやKubernetesに取り組む理由
  12. 12. 何故、こんな難しい 事に取り組まないと いけないのか︖ ITインフラ屋さんから寄せられる素朴な疑問 良くある 質問
  13. 13. これからの社会的イノベーションは、 ITが推進⼒となる。 出典 ⽇本政府 内閣府 https://www8.cao.go.jp/cstp/society5_0/
  14. 14. 課題はIT⼈材不⾜、ITサービス運⽤への SRE⽂化の導⼊と⾃動化が急務 ⼈⼿に頼る従来の⽅法では発展がない。 • スマホアプリなど、24時間7⽇間を通じて無停⽌が求められる • 銀⾏振込など決済の⼿段として利⽤され、財産と⽣活に直結 • 天候と地図など、災害時の命を守る⼿段の助けとなる • 今後、AI技術を駆使した⾃動運転や物流など、不可⽋なものとなる
  15. 15. Kubernetesは、 IT運⽤の⾃動化を推進する基盤であり、 IT⼈材不⾜解消の鍵となる クラウドネイティブの技術の⼀つに宣⾔的APIがある。これは⾃動化を促進しやすくする 具体的な実装には、Kubernetes API、オペレーター、カスタムリソース定義などがある。 1 ドアAの前50cmまで進んで 2 ドアノブの位置を計測して 3 右⼿でドアノブを掴んで 4 ドアを秒速0.5cmで⼿前に 5 ノブを放して… 6 後⽅ 3m まで… 7 …. 1 ドアAを開いた状態に変更 従来型⾃動化 クラウドネイティブの⾃動化 ⼿続き的API でロボに ドアAを開いてもらうには へとへと めんどう 結果だけを依頼 詳細な動きは、 ロボにお任せ 宣⾔的API でロボに ドアAを開いてもらうには ♯ かんたん 旧型 新型
  16. 16. もう⼀度、Kubernetesに 取り組まなければならない理由とは︖ •ITは社会インフラの⼀部であり、⼈⼿に頼る⽅法 は限界を迎えている。 •クラウドネイティブ技術を駆使して⾃動化を推進 して、⾃らの仕事のDXを推進して⾏かなければ、 発展はない。
  17. 17. クラウドネイティブは キャズムの溝を超え 主流になるか︖ これからコンテナとKubernetesに舵を切り、投資しても良いのか https://en.wikipedia.org/wiki/Crossing_the_Chasm
  18. 18. 2021年 Kubernetesは主流となる普及 レベルに達した • CNCF のエグゼクティブ ディレクターである Priyanka Sharma ⽒は、2021年 Kubernetes はキャズムを超え主流に 達したことは明らかだと述べた。 • 現在の課題は、コンテナと Kubernetes に基づくクラウドネイ ティブ アプリケーションの採⽤をさらに進めるために、他にど のような補完的なテクノロジを採⽤する必要があるかを判断す ることです。 出典 Container Journal CNCF Rise in Emerging Open-Source Tech on K8s https://containerjournal.com/topics/container-ecosystems/cncf-rise-in-emerging-open-source-tech-on-k8s/
  19. 19. 2021年 90% ユーザーは、Kubernetesマネー ジド・サービスを利⽤している。 Datadog社の調査によると、Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS)、Google Kubernetes Engine (GKE)、Azure Kubernetes Service (AKS) などのマネージド Kubernetes サービスは、近年⼤幅な成⻑を 遂げており、依然としてクラウドでコンテナー環境を管理するための標準となっています。 これはDatadogのユーザーを対象に調査した結果であり、全体を代表するものではありません。 2020年 Kubernetes Managed Service Other 2021年 Kubernetes Managed Service Other 70% 90% 出典 DATADOG社レポート https://www.datadoghq.com/container-report/#1
  20. 20. Kubernetesが主流になりつつある最も明確な兆候の1 つは、導⼊されているクラスタ数の急激な増加 2020年にこの質問をしたとき、約30%が5クラスタ以下であり、50を超えるクラスタはわずか15%でした。2021年のレポートでは、こ の数字は⼤きく変わっていませんでした。2022年の調査では、5つ以下のクラスターはわずか12%、50を超えるクラスターは29%でした。 来年度の成⻑計画について尋ねたところ、約半数(48%)が運⽤するKubernetesクラスタの数が50%以上増加すると予想し、さらに 28%がクラスタ数が⼤幅に増加する(20%〜50%)と予想しています。 出典 VMware社 The State of Kubernetes 2022 https://tanzu.vmware.com/content/ebooks/stateofkubernetes2022-ebook
  21. 21. OpenShiftのシェアは︖ IBMのハイブリッドクラウドの中核であるOpenShift
  22. 22. CANCNICALのレポートから、Kubernetesを実 ⾏する場所とディストリビューション K8sはオーケストレーター以外の⼤部分をクラウドなどのインフラに依存するため、使い慣れたクラウド でK8sを動かす傾向がある。 出典 Canonical, Kubernetes and cloud native operations report 2022 https://juju.is/cloud-native-kubernetes-usage-report-2022
  23. 23. 3 誰が使っているのか︖ どんな業界が、クラウドネイティブでビジネスを成功させているのか
  24. 24. コンテナとKubernetesを活⽤する業界 • ECサイト • ECサイトのカタログ販売 • 会員向けサービス、電⼦決済 • 電⼦決済事業者 • QRコード決済 • IoT関連事業者 • コネクテッド・カーへのデータ収集、サービス提供など • 社会インフラや⼯場の最適化、⾃動化 • ⾦融業界 • ブロックチェーンを利⽤したサービスの基盤 • データ分析基盤 • システム基盤 • SaaS (Software as a service)事業者 • ローコード開発のサービス基盤 • ファイル共有のサービス提供基盤 ぜひ、インターネットで検索してお確かめください。
  25. 25. 4 課題とビジネスチャンス は何があるか︖ クラウドネイティブの課題への対策
  26. 26. 課題と今後の進化 ① マルチクラスタの管理 ② マイクロサービスのオブザバビリティ ③ セキュリティの強化 ④ 複雑さへの対応、及び、スキルの不⾜ ⑤ アプリ開発の⾼速化、ローコード開発との連携
  27. 27. ②マイクロサービスのオブザバビリティ マイクロサービスの導⼊によりシステム開発の機敏性を⾼めるなかで、利⽤者の 満⾜度を維持するための課題は、エコシステム全体の可観測性とSRE⼒となる。 • ゴールデンシグナルの観測 • リクエストの処理時間(レイテンシー) • リクエスト数(トラフィック) • エラー発⽣(エラー) • 性能の飽和(サチュレーション) • 障害箇所の特定と迅速な問題除去、および、SRE⼒ • 対策の付加的ソフトウェアとして • サービスメッシュ • 分散トレーシング • 集中ログ管理 • 集中メトリックス管理 組織の 4 分の 1 以上 (28%) が、最初に採⽤したサービ ス メッシュ プラットフォームを既に交換しています。切 り替えたものの 80% は、 Kubernetes ⽤のオープン ソース Istio を使⽤していました。 出典 Buoyant Survey Surfaces Service Mesh Shifts https://containerjournal.com/topics/container-networking/buoyant-survey-surfaces-service-mesh-shifts/
  28. 28. ④複雑さとスキル不⾜ コンテナとKubernetesを使いこなすのは、難しいという課題から、マネージ ド・サービスが好まれる CNCFの2020年のレポートでは、 コンテナ活⽤の障壁を以下のようにまとめている CANONICALの2022年のレポートでは、 スキル、組織、既存IT、トレーニングを課題 として挙げている 出典 Canonical, Kubernetes and cloud native operations report 2022 https://juju.is/cloud-native-kubernetes-usage-report-2022
  29. 29. 5 どこから⼿を付けたら 良いのか︖ 価値を活かせる無理のない進め⽅
  30. 30. トレイルマップは 推進⽅法の指針 1. コンテナを活⽤する 2. CICD アプリのビルドやテストを⾃動化 3. Kubernetes の利⽤ 4. 監視やログ分析業務の移⾏ 5. マイクロサービスの運⽤効率化 6. ポリシー制御やセキュリティ強化 7. 分散データベースとストレージ 8. ストリーミングとメッセージング 9. レジストリとランタイムの脆弱性対策 10.ソフトウェア配布のセキュリティ 出典 https://github.com/cncf/trailmap/blob/master/CNCF_TrailMap_latest.pdf
  31. 31. システムの俊敏性獲得の階段 Kubernetes (OpenShift) Kubernetes レガシー Webアプリ レガシー Webアプリ モダン Webアプリ モダン Webアプリ レガシーWebアプリを 変更せずコンテナ化して コンテナ実⾏基盤へ移⾏ アプリケーションを REST-API+SPA アーキテクチャへ移⾏ マイクロサービス化など システム内部品質の向上 ・SRE⽂化醸成と⼈材育成 ・運⽤監視の効率化と⾃動化 ・SPAによるUX開発スキル育成 ・Android/iOSなど端末対応 ・MSAに適した開発組織体制の変更 ・⾼速開発と随時リリースの実現 ・アジャイル開発の⼈材育成 ・CICD環境整備 (OpenShift) コンテナ コンテナ コンテナ コンテナ コンテナ コンテナ ・REST-APIサービス化 ・分散型認証基盤への移⾏ ・マイクロサービス設計と開発スキル育成 ・分散トレースとアプリ性能管理環境整備 レガシー Webアプリ Kubernetes (OpenShift) リフト アプリケーションの モダナイゼーション プラットフォームの モダナイゼーション ビジネス環境変化に対応できる システムの俊敏性獲得 第⼀段階 第⼆段階 第三段階
  32. 32. まとめ • Kubernetesはコンテナ化アプリのNFRを担い、IT⼈材不⾜を救う⾃動化策 • キャズムを超えた。クラスタ数の増加、クラウドサービスの利⽤増 • 効果的な分野は、モダナイゼーション、AI/ML、リフト&シフト、CI/CD • 今後の課題はアプリの普及を加速する付加的ソフトウェアの強化 • マルチクラスタ、可観測性、セキュリティ、複雑さへの対応、アプリ開発 • これから始めるなら、コンテナ、CI/CD、Kubernetesの順番
  33. 33. IBM Cloud / © 2022 IBM Corporation 34 ワークショップ、セッション、および資料は、IBMまたはセッション発表者によって準備され、それぞれ独⾃の⾒解を反映したものです。それらは情報 提供の⽬的のみで提供されており、いかなる参加者に対しても法律的またはその他の指導や助⾔を意図したものではなく、またそのような結果を⽣むも のでもありません。本講演資料に含まれている情報については、完全性と正確性を期するよう努⼒しましたが、「現状のまま」提供され、明⽰または暗 ⽰にかかわらずいかなる保証も伴わないものとします。本講演資料またはその他の資料の使⽤によって、あるいはその他の関連によって、いかなる損害 が⽣じた場合も、IBMは責任を負わないものとします。 本講演資料に含まれている内容は、IBMまたはそのサプライヤーやライセンス交付者からいかな る保証または表明を引きだすことを意図したものでも、IBMソフトウェアの使⽤を規定する適⽤ライセンス契約の条項を変更することを意図したもので もなく、またそのような結果を⽣むものでもありません。 本講演資料でIBM製品、プログラム、またはサービスに⾔及していても、IBMが営業活動を⾏っているすべての国でそれらが使⽤可能であることを暗⽰ するものではありません。本講演資料で⾔及している製品リリース⽇付や製品機能は、市場機会またはその他の要因に基づいてIBM独⾃の決定権をもっ ていつでも変更できるものとし、いかなる⽅法においても将来の製品または機能が使⽤可能になると確約することを意図したものではありません。本講 演資料に含まれている内容は、参加者が開始する活動によって特定の販売、売上⾼の向上、またはその他の結果が⽣じると述べる、または暗⽰すること を意図したものでも、またそのような結果を⽣むものでもありません。 パフォーマンスは、管理された環境において標準的なIBMベンチマークを使⽤し た測定と予測に基づいています。ユーザーが経験する実際のスループットやパフォーマンスは、ユーザーのジョブ・ストリームにおけるマルチプログラ ミングの量、⼊出⼒構成、ストレージ構成、および処理されるワークロードなどの考慮事項を含む、数多くの要因に応じて変化します。したがって、 個々のユーザーがここで述べられているものと同様の結果を得られると確約するものではありません。 記述されているすべてのお客様事例は、それらのお客様がどのようにIBM製品を使⽤したか、またそれらのお客様が達成した結果の実例として⽰された ものです。実際の環境コストおよびパフォーマンス特性は、お客様ごとに異なる場合があります。 IBM、IBM ロゴ、ibm.com、IBM Cloud、IBM Cloud Pak、IBM Cloud Satellite、IBM WebSphere は、 世界の多くの国で登録されたInternational Business Machines Corporationの商標です。他の製品名およびサービス名等は、それぞれIBMまたは各社の商標である場合があります。現時点での IBM の商標リストについては、www.ibm.com/legal/copytrade.shtmlをご覧ください。 Red Hat、OpenShiftは、Red Hat Inc.または子会社の米国およびその他の国における商標または登録商標です。

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