サーバレスアーキテクチャで実現した M-1 グランプリ敗者復活戦投票システム

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1 サーバレスアーキテクチャで実現した M-1 グランプリ 敗者復活戦投票システム 朝 放送株式会社技術局開発部 南英司

2 南英司 ( こみなみえいじ ) 朝 放送株式会社技術局開発部 サーバサイドの構築からアプリの実装まで プリキュア応援アプリの開発 / 実装 校野球速報アプリの開発 / 実装 ライブ動画配信 制作システムの構築... など 2

3 Agenda M-1 グランプリ投票システムの概要 - M-1 グランプリの裏側を える投票システムとは - AWS/ サーバレスを選択した理由 - なぜ AWS のサーバレスアーキテクチャを採 したか - 3 番組との連動に耐えうるシステムの設計 - 信頼性の いシステムの構築 -

4 M-1 グランプリ投票システムの概要 4

5 M-1 敗者復活戦投票システムの概要 視聴者投票の実施と集計を うシステム AWS のサーバレスアーキテクチャの活 社社員 2 名のみでシステム構築から運 までを担当 放送や番組連動でも確実に運 可能な 可 性の実現 v 視聴者投票で最も得票を得たコンビが 決勝戦の舞台へ進出 Web ページ 集計処理 ON AIR 結果の表 5 投票 結果

6 M-1 敗者復活戦投票システムの概要 Amazon Web Services Web コンテンツの提供 Amazon CloudFront Elastic Load Balancing 膨 な負荷への対策 Amazon EC2 システム管理 Amazon CloudWatch Web コンテンツ 視聴者 Amazon API Gateway 投票データ処理 投票データの受付 2016 年 データ放送からも 投票が可能に! インターネット 投票データの受付 データの抽出 / 判定 データの蓄積 結果表 ページ Amazon Kinesis Kinesis Enabled App Amazon DynamoDB Amazon EC2 番組制作者 システム運 者 6 投票データ処理 安定した集計処理の実現 表 管理

7 集計結果の表 とエクスポート 投票データはリアルタイムに集計される 番組関係者専 Web ページによる結果の表 CG 送出等にも利 可能な JSON 形式によるデータエクスポート機能 7

8 AWS/ サーバレスを選択した理由 8

9 実はオンプレにも投票システムがあります ABC 放送通信連携システム (2012 年 ) データ放送コンテンツ制御 SNS 連携機能 視聴者投票集計機能 設問の登録 / 制御 システム監視 視聴者 L4Switch 操作端末 スタジオ / サブに設置 テ ィレクター等 番組制作者 Web コンテンツの提供 投票データの受付 投票の制御 投票データ集計 データ放送設備等 放送系システム データ放送 コンテンツの制御 9 インターネット Web サーバ CentOS + Apache + MySQL 集計サーバ CentOS + PHP + MySQL オンプレミス環境

10 実はオンプレにも投票システムがあります ABC 放送通信連携システム (2012 年 ) 全国ネット番組からローカル番組まで多くの実績 制作の全国ネット番組 制作の関 ローカル番組 10

11 既存の投票システムを使わなかった理由 アクセスの集中 限りあるサーバリソース 5 年ぶりに復活 / 年に 1 度のお笑いイベント 2008 年決勝戦視聴率 :35.0%( 関 地区 ) 敗者復活戦出場コンビの運命を決める投票企画 v オンプレミス環境では投票データを処理しきれない可能性 M-1 グランプリ専 に機能の作り込みが必要... なのに限られた 常にタイトな開発スケジュール 開発期間 : わずか 43 検証期間 M-1 グランプリ当 11 仕様決定 開発開始 10/13 開発 完了 11/25 11/26-12/5 9 間 12/6

12 AWS/ サーバレスを選択した理由当たり前ですが... アクセス集中による 負荷対策がラク マネージドサービス を利 することで簡単に負荷対策等が可能に v サーバの増設, 設定値のチューニングなどの 間を省 化 v 短い開発期間 (1 ヶ 強 ) でシステム構築が可能 ドキュメントやツールが豊富 SDK の組み込みにより プログラムの実装を簡素化 v 少ない学習コストで実現したいシステムを構築 v 少ない作業コストでシステム運 が可能 12

13 AWS/ サーバレスを選択した理由 従来の構成 本システム ( サーバレスアーキテクチャの採 ) 視聴者 視聴者 ロードバランサ 従来型 Amazon Kinesis サーバレス 量データをリアルタイム処理 バッファ機能による負荷の平準化 複数台の仮想サーバ 従来型 Kinesis Enabled App 社開発プログラム 徹底した作り込みが可能に! リレーショナルデータベース 従来型 Amazon DynamoDB サーバレス い拡張性 動バックアップ機能 13 負荷対策やバックアップ等 設定作業が必要 負荷対策やバックアップはサービス側におまかせ プログラムの開発に 的リソースを集中

14 AWS/ サーバレスを選択した理由 従来の構成 本システム ( サーバレスアーキテクチャの採 ) 視聴者 視聴者 ロードバランサ 従来型 複数台の仮想サーバ 従来型 Amazon Kinesis サーバレス Kinesis Enabled App 社開発プログラム 放送通信連動企画で バッファ機能による負荷の平準化本サービスの利 は 本初! 量データをリアルタイム処理 徹底した作り込みが可能に! リレーショナルデータベース 従来型 Amazon DynamoDB サーバレス い拡張性 動バックアップ機能 14 負荷対策やバックアップ等 設定作業が必要 負荷対策やバックアップはサービス側におまかせ プログラムの開発に 的リソースを集中

15 Kinesis はバースト対策に最適 番組連動 : バーストトラフィックが発 番組内の告知によって莫 なトラフィックが発 全投票数のうち告知後 1 分間の投票が 2 6 割を占める Amazon Kinesis: 量調整機能を担うダム 指定したシャード数のトラフィックはきちんと受けてくれる Kinesis Enabled App の処理能 を 分で決められる v 莫 なアクセスが来ても 分で負荷をコントロールできる 毎秒数万レコード 毎秒数千レコード 15 Amazon Kinesis Kinesis Enabled App

16 DynamoDB で簡単集計処理 テーブル構成 投票データテーブル 得票数テーブル Atomic Counter 投票データ受信毎にどのコンビであるかを判定し updateitem メソッドによって各コンビの得票数を増減 投票済みであるか判定 投票データの格納 Amazon DynamoDB 投票データテーブル ユーザ ID, 投票したコンビ 集計結果の表 Kinesis Enabled App Atomic Counter 得票数テーブル コンビ ID, 得票数 EC2 番組制作者 16

17 API Gateway を いた投票データ受付 テレビからの投票に対応 (2016 年 ) データ放送コンテンツ 特殊なマークアップ 語 (BML) で記述されている スクリプト上で使える関数が限られている 通信を う上での制約 HTTP(S) POST のみ送信可能 POST で送信可能なパラメータは 1 つだけ (Denbun) v テレビ受像機から Kinesis には直接データ投 できない SSL 終端 Amazon CloudFront データ受付 Amazon API Gateway Amazon Kinesis 17

18 番組との連動に耐えうるシステムの設計 18

19 番組との連動に耐えうるシステムの設計 番組内での投票呼びかけによって短時間に莫 なアクセスが集中 安定した集計処理 19

20 負荷試験に基づいたシステムの最適化 番組告知時に莫 な負荷が集中 負荷に耐えうるシステムであるか何度もテスト 負荷試験に基づいてシステム構成や設定値を決定 負荷 成システム M-1 投票システム EC2 16 台 EC2 20 台 負荷 成 サーバ ロード バランサ データ投 スクリプト Kinesis データの取得 万件 /20 分 最 1 万件 / 毎秒 想定の最 10 倍程の 投票リクエストを受信

21 21 集計処理プログラム (Kinesis Enabled App) 速処理 複数スレッドによる並列処理とパラメータの最適化 不正データの排除 厳格なフォーマットチェック い安定性 強 な例外処理やエラー処理を実装 い汎 性 パラメータを詳細に指定することが可能 全国ネットから深夜帯ローカル番組まで様々な番組で使 できる # java -jar kinesis-app-m1gp.jar -streamname m1gp_mob -region apnortheast-1 -maxrecords deadline Kinesis データ取得 Kinesis Enabled App 書き込み DynamoDB

22 番組との連動に耐えうるシステムの設計 番組に与える影響が甚 1 秒もシステムを められない システムの多重化 22

23 本番システム 東京 バージニア州にバックアップシステムを構築 v 東京 バージニア間で 受信データバックアップ転送 v 通信障害やデータセンタ障害時も バックアップシステムで処理を継続 23 バックアップシステム US バージニア州 で同 システムを構築 並 して集計処理を実施

24 バージニア州にバックアップシステムを構築 Kinesis [ データ蓄積 ] Kinesis enabled App [ 投票データの抽出 ] DynamoDB [ データベース ] EC2 [ 結果の表 ] 投票データ 監視端末 ABC 本社 東京 監視端末 テレビ朝 ( 待機 ) バージニア 24 AWS 創業の地 リソースが豊富 通常時 v 投票データを共有し 並 して集計処理を実施

25 バージニア州にバックアップシステムを構築 Kinesis [ データ蓄積 ] Kinesis enabled App [ 投票データの抽出 ] DynamoDB [ データベース ] EC2 [ 結果の表 ] 東京 監視端末 ABC 本社 投票データ ( 待機 ) バージニア 監視端末 テレビ朝 25 障害発 時 v バックアップシステムで集計を継続する

26 データストレージへの 動バックアップ 各システムが持つデータ / ログをストレージにバックアップ サービス障害が発 してもある程度復旧可能 Kinesis データ蓄積 Kinesis enabled App 投票データの抽出 DynamoDB データベース EC2 結果の表 投票データ Lambda データベース バックアップ Data Pipeline 監視端末 ABC 本社 S3 データストレージ 通常時 v 各システムのデータ / ログを定期的にバックアップ 26

27 データストレージへの 動バックアップ 各システムが持つデータ / ログをストレージにバックアップ サービス障害が発 してもある程度復旧可能 Kinesis データ蓄積 Kinesis enabled App 投票データの抽出 DynamoDB データベース EC2 結果の表 投票データ Lambda データベース バックアップ Data Pipeline 監視端末 ABC 本社 S3 データストレージ 27 障害発 時 v バックアップデータから投票データを復元

28 運 負荷低減の試み システム設定 スクリプトを作成 各システムの初期化や設定変更を う対話式スクリプト システムの再構築や初期化を簡単に うことが可能 # sh /home/ec2-user/initialize-dynamodb/initialize-dynamodb.sh Read/WriteCapacitiyUnits : 1000 操作端末 社作成スクリプト 28 システム運 者 少 数でも 運 可能に Kinesis 設定スクリプト データベース設定スクリプト ログ取得設定スクリプト 集計システム設定スクリプト ストレージ設定スクリプト 初期化 設定変更

29 クラウドの機能を最 限に活 したシステム サーバレスアーキテクチャの活 社社員 2 名のみでシステム構築から運 までを う プログラムの開発実装にリソースを集中 わずか 1 ヶ 強でシステムを内製 安定性を重視したシステムを設計 今後も改修 / 機能追加を予定... v システムの構築 v 当 の運 い信頼性を実現 少ない作業負荷 29 放送通信連携のコアとなるシステムへ

30 さいごに... 他の事例のご紹介 30

31 動画配信システム基盤における AWS の活 動画配信コンテンツ管理システム 動画配信プラットフォームに素材やメタデータを配信 ( 技術協 : ) Amazon RDS 動画データの管理 Amazon EC2 動画データ管理 CMS Amazon S3 動画コンテンツ / メタデータ サーバレス 動画プレイヤーログ解析 サーバレス & 完全 社開発でシステム運 中 導 検討中 Amazon API Gateway ログデータの取得 Amazon Kinesis ストリームバッファ Amazon Lambda ログデータの抽出 Amazon S3 ログデータの活 Amazon Athena ログデータ解析 31 サーバレス サーバレス サーバレス サーバレス サーバレス

32 放送システムと AWS との連携 CG 送出機の制御と連動した Web システム 若 社員から成る開発チームによる 社開発 32 CG 動画送出機 再 スタート! Amazon EC2 データ処理 Amazon RDS ステータスの管理 Amazon EC2 投票受付 視聴者

33 33

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