[論文レビュー] Microservices: Migration of a Mission Critical System

Nicola Dragoni, Schahram Dustdar+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2017

Software System Performance and Reliability参考文献 5被引用数 31

ひとこと要約

この論文は、ダンスケ・バンクのミッションクリティカルな為替コアシステムをモノリシックアーキテクチャからマイクロサービスアーキテクチャに移行する実世界の事例を提示しており、自動化、サービスディスcovery、オーケストレーション、および緩い結合性を通じて、スケーラビリティ、保守性、運用の柔軟性が顕著に向上していることを示している。移行により、長年のモノリシックアーキテクチャの問題である密結合、複雑なデプロイ、可視性の欠如が解消され、よりレジリientでスケーラブルな金融システムが実現された。

ABSTRACT

The microservices paradigm aims at changing the way in which software is perceived, conceived and designed. One of the foundational characteristics of this new promising paradigm, compared for instance to monolithic architectures, is scalability. In this paper, we present a real world case study in order to demonstrate how scalability is positively affected by re-implementing a monolithic architecture into microservices. The case study is based on the FX Core system, a mission critical system of Danske Bank, the largest bank in Denmark and one of the leading financial institutions in Northern Europe.

研究の動機と目的

• ミッションクリティカルな金融システムをモノリシックアーキテクチャからマイクロサービスアーキテクチャに移行する際の課題と利点を調査すること。
• マイクロサービスアーキテクチャが実世界の本番環境でシステムのスケーラビリティをどのように向上させるかを分析すること。
• マイクロサービスのスケーラビリティポテンシャルを解き放つために不可欠な技術的要因（例：自動化、オーケストレーション、サービスディスcovery）を特定すること。
• アーキテクチャの変革が、結合性、デプロイの複雑さ、監視の欠如といった長年のモノリシックアーキテクチャのアンチパターンをどのように解消するかを示すこと。
• ハイリスクな金融機関におけるマイクロサービス導入の実用的かつ業界水準の事例を提供すること。

提案手法

• ダンスケ・バンクのFXコアシステムにおける、従来のモノリシックアーキテクチャと新しいマイクロサービスアーキテクチャの詳細な事例研究を実施した。
• コアマイクロサービス原則（境界付きコンテキスト、細粒度のサービスサイズ、運用の独立性）を特定し、実装した。
• Dockerを用いたコンテナ化とKubernetesによるオーケストレーションを活用し、サービスのデプロイ、スケーリング、ライフサイクル管理を実施した。
• サービスディスcovery（例：Consul）とロードバランシングを統合し、動的でレジリエントなサービス間通信を実現した。
• 集中型ログ（LoggingService、Elasticsearch、Kibana）と監視（MonitoringService、Icinga、cAdvisor）を導入し、システム全体の観測可能性を確保した。
• 各サービスごとに独立した技術選択が可能なポリグルートアーキテクチャを採用し、ベンダーロックを低減した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ミッションクリティカルなモノリシックシステムをマイクロサービスに移行することで、システムのスケーラビリティにどのような影響を与えるか？
• RQ2 本番環境におけるマイクロサービスのスケーラビリティポテンシャルを最大限に引き出すために、どのような技術的要因が不可欠か？
• RQ3 マイクロサービスは、モノリシック金融システムに一般的に見られるアンチパターンをどの程度解消するか？
• RQ4 新しいアーキテクチャは、デプロイ、監視、運用制御をどのように改善するか？
• RQ5 企業向けのエンドツーエンドシステムにおける実世界のマイクロサービス移行で、どのような実用的課題とトレードオフが生じるか？

主な発見

• マイクロサービスアーキテクチャにより、ワークロードに応じて個々のサービスを独立してスケーリングできるようになったことで、システムのスケーラビリティが顕著に向上した。
• 移行により、大規模で密結合されたコンponents、共有コンponents、複雑なデプロイといったモノリシックアーキテクチャのアンチパターンが解消された。
• サービスの独立性とコンテナ化により、ダウンタイムゼロのデプロイが可能になり、依存関係の競合も低減された。
• 集中型ログと監視により、システム全体の状態を統合的に把握できるようになり、問題の事前検出が可能になった。
• RabbitMQを介したメッセージ駆動のコサーサイアス（ choreography ）の導入により、サービス間の結合性が低下し、障害耐性が向上した。
• ポリグルートアーキテクチャのおかげで、.NET や MS SQL といったレガシープラットフォームへの依存が低減され、技術的柔軟性が向上した。