実用アプリケーション・クラウドのご紹介 ②

Microsoft Azure

日本マイクロソフト株式会社
パブリックセクター統括本部
テクノロジーソリューションセールス本部
平塚 建一郎FY14 総売上 約863億ドル

設備投資額

総売上の約5%4,000億円+

累計投資1.5兆円以上

Datacenters & Servers
出典: マイクロソフトの財務アナリスト ミーティング、2013 年 9 月 19 日

世界最大級のインフラ

グローバルで 19 のリージョンがすでに稼働、さらに成長を継続
Central US
Iowa

US Gov

North Europe
Ireland

North Central US

IllinoisWest Europe
Netherlands

China North *Beijing

East US

Iowa

West US

Virginia

South Central US

Texas

Tokyo

ShanghaiEast US 2

California

Japan East

China South *Virginia

India WestUS Gov

Osaka

TBD

TBD

Virginia

Japan West

India East
East Asia

Hong Kong

Brazil SouthSao Paulo

SE Asia

Singapore

Australia East
Sydney• 100 箇所以上のデータセンターで構成• 世界で 3 番目に大きなネットワーク

Australia WestMelbourne

稼働中

発表済み

* 21Vianet 社による運用

Cloud First!!

 開発プロセスを Cloud First に

業界では伝統ではなく、イノベーションだけが重んじられる

追加
 年に一度、オンプレミス製品に反映
 200を超えるインターネットスケールの自社クラウドサービス (Office 365,Xbox Live,…) で得た知見をオンプレミス製品にフィードバック

サティア ナデラ
CEO, マイクロソフト

Our industry does not respecttradition – it only respects
innovation.
Satya Nadella,
Chief Executive Officer,
Microsoft Corporation

 4人ずつの開発グループ
 4週間毎に、新機能をクラウド側に

Cloud OS ビジョン

ハイブリッド環境に一貫性を提供
お客様のデータセンター

1つのプラットフォーム

MicrosoftAzureパートナークラウド

Microsoft Azure とは？
利用形態に合わせたクラウド利用
アプリケーション

アプリケーション

アプリケーション

データ

データ

データ

ランタイム

ランタイム

ミドルウエアミドルウエア

OS

OS

仮想化
サーバー
ストレージ
ネットワーク

Windows Server

Microsoft Azure 仮想マシン
Windows Server Hyper-V

Microsoft Azure
クラウドサービス

Office 365
Dynamics CRM

Microsoft Azure 機能一覧

開発言語

DR
サービス

アプリケーションサービス
メディアサービス

Visual Studio
オンライン

Remote
App

認証

API管理

通知ハブ スケジューラ オートメーション

ドキュメントDB

システム連携Azure Active
Directory

多要素認証

アクセス コントロール
サービス

データ
サービス

Azure
サーチ

サイト リカバリー

キャッシュサービスバス

BizTalk
サービス

キュー

CDN

キャッシュ

データ周辺
サービス
Blob

テーブル

コンピューティング
ネットワークサービス

SQL
データベースWebサイト(PaaS)

ExpressRoute(専用線)

StorSimple

Azure
バックアップクラウドサービス(PaaS)
仮想ネットワーク(VNet to VNet)

マシン
ラーニング
仮想マシン
(IaaS)

仮想ネットワーク(Site to Site)

HDInsight(Hadoop)

Intelligent Systems
Service (IoT)

HPC

モバイルサービス(PaaS)
仮想ネットワーク(Point to Site)

TrafficManager

国内で多重化されたデータセンター
容易にできる災害対策
 各リージョン最低 3 重レプリカ
 東日本・西日本で DR 設定で合計 6 重レプリカ
Azure ストレージは異なるストレージ (別ノード/ラック) にレプリカを常に 3 重化してデータを冗長化
Azure ストレージ (西日本リージョン)

Azure ストレージ (東日本リージョン)

レスポンスタイムは海外 DC 利用に比較して約３倍以上速い

オープンプラットフォーム Microsoft Azure~ ロゴ、ブランド名も Windows Azure から Microsoft Azure へ ~Oracle ソフトウェアが Windows Server Hyper-VとMicrosoft Azure でサポート対象に Oracle Cloud Solutions Blog
https://blogs.oracle.com/cloud/entry/oracle_and_microsoft_join_forces Microsoft Keynote Highlights from Oracle OpenWorld 2013
http://www.youtube.com/watch?v=I3U3dx81xFo

パブリック クラウドをよりセキュアに、より安定的にパートナー様
Data Center

パートナー様Data Center
Azure

お客様サイトAzure

お客様サイト

WAN
PublicInternetWAN

ExpressRoutePublicInternet

お客様 Data Center

お客様 Data Center

インターネットを介した IPsec VPN

お客様の WAN にクラウドを直接続

ネットワーク コストとレイテンシーが高い• 帯域に制限がある• Public Internet をデータが移動するリスク

安定性の向上• Public Internet に出るリスクを回避• Public Internet を介して接続するため• 複雑性の排除と追加コストが削減• レイテンシーの低減、広い帯域の提供、

研究開発の成果をPaaSとして利用可能に
機械学習 - Azure Machine Learning (ML)

• 機械学習をサービスとして提供 (環境構築のための時間は不要)• 高品質な機械学習アルゴリズムを従量課金で提供• 未来の行動やトレンドの予測

経済予測

自然災害への備え

健康管理予防保守

パンデミックのトラッキング

環境保護

SNSの活用

就労環境の分析

違法行為の検出と防止

交通機関の最適化

http://azure.microsoft.com/en-us/services/machine-learning/

Machine Learning StudioMicrosoft Azureご参考価格
仮想サーバ
Virtual Machines¥1.84～¥499.8/時間

クラウドストレージ
Storage BLOB

¥2.40～/GB/1ヶ月

データ転送
Data Transfers¥14.08/GB（上りは無料）

仮想ネットワーク
Virtual Network¥3.68/時間（共有core～16core）

例：1core 1.75GB RAM ¥8,050/月（Windows Server）
例：1TBを一か月保管 ¥5,100/月（ローカル冗長）

例：100GB下りデータ送信 ¥1,408/月

例：¥2,738/月
14信頼の基盤

マイクロソフトの経験と革新性をベースに最初のMicrosoft
データセンター

ActiveDirectoryWindowsUpdate

信頼できるコンピューティング
イニシアチブ
マルウェア
プロテクションセンター

セキュリティ
開発ライフグローバルサイクル
データセンター
Microsoft セキュリティ
サービス
レスポンス センター

Microsoft Azure

デジタル
犯罪対策部門英国
G-Cloud
Level 2

SOC 1

EU データ
保護指令

ISO/IEC
27001:2005

SOC 2

HIPAA/HITECHFedRAMP/FISMA

CSA クラウドコントロール
マトリックスPCI DSS
Level 1

東京大学様：Active Directory 認証を Microsoft Azure 上で実行
災害対策に加え省電力化も実現
システム概要• Microsoft Office 365 Education との Active
Directory 認証を Microsoft Azure 上で行うクラウド導入を災害対策と省電力化の観点から検証中。
• Microsoft SharePoint Online による情報共有も含めた全学的なコミュニケーション基盤の実現を視野に入れて実証検証が進行中。

背景/課題• 全学コミュニケーション基盤を視野にOffice 365を導入• ADによる認証基盤がオンプレミスのため災害対策の面で不十分
マイクロソフトサービスご利用背景• Microsoft Azure 対応 ADFS on Cloud採用• Active DirectoryをAzure上に同期させることで、災害時でも利用可能• 日本におけるデータ保有権利の確保によるデータ保全
クラウドサービス 採用メリット• Active Directory認証のクラウド化で災害対策を実現、災害時のサービス停止を回避• 災害対策に加え、省電力化も実現• 運用負荷の軽減による、教育および研究系の新サービス創出へのリソースの振り向け• 事務職員の業務環境として実証していき、最終的に全学共通コ
ミュニケーション基盤となるか検証中

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東京工科大学様：Microsoft Azure上にOracle DBを移行するとともに、将来を見据えた全学フルクラウドシステムを実現
システム概要• 約100台の業務用サーバーなどのICT資産の老朽化が進み、最善のICT環境を求めて検討した結果、システム運用の負荷を極限まで削減するべく「全学フル クラウド化」と「中核データベース」の構築を計画。
• その実現のためMicrosoft Azure や Office 365、Microsoft
Dynamics CRM などマイクロソフトの提供するテクノロジー & サービスを採用。

背景/課題• 業務システム用に導入されていた約100台のサーバーが老朽化。運用管理も煩雑化。その維持にかかる費用でIT予算を圧迫。
• 1年かけて検討した結果、全学ICT環境のフルクラウド化を決断
マイクロソフトサービスご利用背景• PaaSのクラウドサービス活用• PaaS + IaaSのハイブリッド活用で、オープンソースによるソリューションが運用可能• Oracleとのパートナーシップ
クラウドサービス 採用メリット• 将来にわたってシステム運用の負荷を極限まで削減できる• EUCが進み、中核DBのデータ量が膨れ上がっても、ランニングコストの大幅増加が抑えられる• Dynamics CRMやSharePointとの連携により、情報分析が進み、高度なIRも実現可能に

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Windows HPC Server (HPC Pack) とその歴史







オンプレミス・クラウドを統合管理できる
ジョブスケジューラー
MPICH2 ベースの MPI ライブラリ (MS-MPI)
使いやすい GUI 管理ツール
効率的なコマンドライン管理ツール
Excel 高速化機能
最新版は HPC Pack 2012 R2 Update 1(2014 年 11 月リリース)

三菱UFJ証券様のクラスタがTop 500にランクイン。
(1760コア、6.52TFlops)
http://www.top500.org/system/174885



上海スーパーコンピューティングセンターのDawning 5000AがTop500で11位にランクイン。(30,720コア、180.6TFlops)
http://www.top500.org/system/176118



東工大のTSUBAME 2.0で初のペタフロップス越え。
1.13PFlops. Top500の5位相当の記録。



HPC用AzureインスタンスでTop500にランクイン (8064コア, 151.3
TFlops) http://www.top500.org/system/177982+20

オンプレミス + クラウドの統合クラスタ
 社内とクラウドの計算ノードを「一つのクラスタとして」統合管理可能
 クラウドへのノード追加・削除は、数百ノードレベルでも10分程度で完了
 スケジュールに従って自動的にノードを追加・削除することも可能
クラウド (Azure)

柔軟に増減可能なクラウドの計算ノード

社内
遊休時にジョブを割り当て

管理ツール

利用者端末

ジョブ投入

ジョブの割り当て

ヘッドノード(Windows Server)

オンプレミスの計算ノード(Windows Server)

一般的な Windows PC や、汎用のWindows サーバ (ファイルサーバ等) も計算ノードとして利用可能

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ヒートマップでクラスタの状態を可視化
 計算ノードのCPU利用率や、割り当てられているジョブの数など、様々な情報を見やすく一覧。
 値の大小を色の濃淡で表現するため、クラスタの状態を直感的に把握できます。
 表示項目は柔軟にカスタマイズ可能です。

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レポーティング機能 ジョブの実行数やノードの可用性、クラスターの利用率といった情報は自動的に収集され、データベースに格納されます。
 この情報を元にグラフを生成するレポーティング機能を有しています。

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Microsoft Azure『仮想マシン』サービス

 Windows Server あるいは 各種 Linux の「OS インストール済み仮想マシンイメージ」が多数用意されており、それらを選択することでサーバー環境を用意に構築することが可能です。
 また、必要なアプリケーションを導入するなどカスタマイズを施した仮想マシンを「自分用のカスタムイメージ」として登録できます。
 仮想マシンを1台作成し、“HPC Pack (後述)”を導入することで、HPC クラスタを効率的に構築できます。
24

仮想マシンのサイズとスペック
作業用
ディスク
容量 (GB)

データ
ディスク数

サイズ

コア数

メモリ容量(GB)A0 (XS)

共有0.768

20

1

1 x 500

A1 (S)

11.75

70

2

2 x 500

A2 (M)

2

3.5

135

4

4 x 500

A3 (L)

47285

8

8 x 500

A4 (XL)81460516

16 x 500

A5

2

14135

4

4 x 500

A6

42828588 x 500

A7856605

16

16 x 500(メモリ集中型)(メモリ集中型)(メモリ集中型)

http://azure.microsoft.com/ja-jp/pricing/details/virtual-machines/

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SSD 搭載インスタンス: Dシリーズ
作業用ディスク(SSD)
容量 (GB)

データ
ディスク数

サイズ

コア数メモリ容量(GB)D113.55012 x 500

D227100

24 x 500

D3414250

48 x 500

D4828500

816 x 500

D11214100

24 x 500

D12428200

48 x 500

D13856400

816 x 500

D1416112800

1616 x 500

 Dシリーズは SSD を搭載した新ハードウェアで稼働。
 そのため、作業用ディスクがAシリーズと比較して大幅に高速になっています。

 Dシリーズの CPU 性能は同じコア数のAシリーズ比で60% 程度向上しています

http://azure.microsoft.com/ja-jp/pricing/details/virtual-machines/

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さらなる大型インスタンス: Gシリーズ
作業用ディスク(SSD)
容量 (GB)

サイズ

コア数

メモリ容量(GB)G1

228406G2456812G38112

1,630

G4162243,250

G5324486,500

 スケールアップが必要な用途に最適の大型VM
 Intel Xeon E5-2600 v3 を最大 32 コア搭載
 ローカルディスクはすべて SSD

 2015年1月現在 米国東部、米国西部リージョンのみご利用になれます。

http://azure.microsoft.com/blog/2014/10/20/azures-getting-bigger-faster-and-more-open/27

HPCインスタンス (A8,A9)

サイズ

コア数

メモリ容量

A8

856 GB

A916112 GB

 151.3 TFLOPS (効率 90.2%) で 165 位
 504 ノード, 8064 コアで実施
 http://www.top500.org/site/50454

ネットワーク 1
Xeon E5-2670
2.6 GHz10 Gbps
イーサネットQDRInfiniBand(w/ RDMA) 5 月から、日本(東)でも利用可能になりました。
 MPI を利用するアプリケーションでは、同じコア数の A7 と比べて 5 倍の性能を発揮したケースもあります。
28

通常のインスタンス(A7)との比較

3622

194.4

2.565

76.92

29

検証事例: Particleworks on Azure 4000万粒子規模の解析
 内容: 自動車の水はね オンプレミスの Linux クラスタと、AzureのA7,A8,A9インスタンスで同じ解析を実施し、実行時間を比較。
 機種: ProLiant SL 390s G7 ｘ 4 ノード (計48コア)
 CPU：Intel Xeon X5675 3.06GHz 6 cores ×2
 RAM：4GB×12 = 48 GB
 QDR InfiniBand 40Gbps×230

1.2
10.8
0.6

1.04

1A8

オンプレ
LinuxOn-premises(SL390s G7)

A7 (6 nodes)

0.4
0.2
00.21A7オンプレミスの InfiniBand 付き物理マシンの性能を 1 とした場合の比較
オンプレミスの性能を1とした時の性能倍率
A8/A9 は物理マシンと同等、A7との比較では 5 倍の性能を記録（高いほど、性能が良い）(流体計算アプリケーションでの性能検証結果)

A8 (6 nodes)

事例: 国内生命保険会社様
Azureデータセンター
ヘッドノード

ファイル
サーバ

計算ノード群 (100ノード以上)

 期末の繁忙期に必要となる大量の計算処理をクラウドにオフロードした事例
 ヘッドノードと計算ノードをすべて Azure 上に配置した完全クラウド構成
 通常時はすべてのノードをシャットダウンしておくことで課金を抑制
 必要になった時点でヘッドノードを起動し、計算ノードを展開。100ノード以上でも15分程度で利用可能に

VPN接続
VPN
ルータ

社内

 社内システムとは Azure 仮想ネットワークのVPN 機能で接続し、入力データのクラウドへのアップロード、計算結果ファイルのクラウドからのダウンロードはこの VPN 経由で実施

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事例: 海外証券会社様Azureデータセンター
BLOBストレージ

計算ノード群 (Lサイズ x 500ノード)

 オンライン時間終了後、夜間バッチの時間帯のみAzure上に計算ノードを展開。
 Lサイズ(4コア) x 500ノードの合計 2000 コア

全ノードへ
データ展開
hpcpack コマンドによるデータ転送

ヘッド
ノード

 日中のオンライン処理で約定した大量の取引データを夜間バッチ処理で処理

 計算元データは hpcpack コマンドを利用して HTTPS接続で Azure 上の BLOB ストレージへ。
 全ノードへのデータ展開はAzureのデータセンタ内で行うことで、オンプレ → クラウド間の転送量を最小化

管理端末

社内

33

Microsoft Azure が実現すること柔軟なリソースと従量課金
初期費用不要 / 年度の予算に合わせた料金プラン

OS も DB も開発言語も選べる。だから使いやすい
Windows・Linux / SQL・Oracle.NET・PHP・JAVA・Node.js etc.

日本のビジネスニーズに適応
日本データセンター（東京・大阪）
契約 / 各国通貨決済

ハイブリッド構成を一元管理

オンプレミスとの高い親和性・可搬性34本資料は情報提供のみを目的としており、本資料に記載されている情報は、本資料作成時点でのマイクロソフトの見解を示したものです。状況等の変化により、内容は変更される場合があります。本資料に特別条件等が提示されている場合、かかる条件等は、貴社との有効な契約を通じて決定されます。それまでは、正式に確定するものではありません。従って、本資料の記載内容とは異なる場合があります。また、本資料に記載されている価格はいずれも、別段の表記がない限り、参考価格となります。
貴社の最終的な購入価格は、貴社のリセラー様により決定されます。マイクロソフトは、本資料の情報に対して明示的、黙示的または法的な、いかなる保証も行いません。
すべての当該著作権法を遵守することはお客様の責務です。Microsoftの書面による明確な許可なく、本書の如何なる部分についても、転載や検索システムへの格納または挿入を行うことは、どのような形式または手段（電子的、機械的、複写、レコーディング、その他）、および目的であっても禁じられています。これらは著作権保護された権利を制限するものではありません。Microsoftは、本書の内容を保護する特許、特許出願書、商標、著作権、またはその他の知的財産権を保有する場合があります。Microsoftから書面によるライセンス契約が明確に供給される場合を除いて、本書の提供はこれらの特許、商標、著作権、またはその他の知的財産へのライセンスを与えるものではありません。
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