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ビッグデータに対する 日立ソリューションズの取組み

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ビッグデータに対する 日立ソリューションズの取組み
Prowise Business Form in Tokyo 第58回
【日立ソリューションズ セッション1】
ビッグデータに対する
日立ソリューションズの取組み
~ Enterpriseで活用するビッグデータ~
2012/04/19
株式会社 日立ソリューションズ
技術開発本部 オープンソース技術開発センタ
吉田 行男
© Hitachi Solutions, Ltd. 2012. All rights reserved.
ビッグデータに対する日立ソリューションズの取組み
~ Enterpriseで活用するビッグデータ~
Contents
1. ビッグデータを取り巻く環境
2. 日立ソリューションズの取り組み
3. Enterpriseへの適用に向けて
© Hitachi Solutions, Ltd. 2012. All rights reserved.
0 自己紹介
 役割/活動内容
 OSSを活用するビジネスのための支援
 主に新しい技術/OSSの発掘・評価検証
 ビジネス・ソリューションの立ち上げ支援
 現在特にフォーカスしている領域
 クラウド
 クラウドの運用自動化 (CloudStack, OpenStack, …)
 仮想デスクトップ (VERDE, RHEV-D ※ ,…)
※ Red Hat Enterprise Virtualization for Desktops
 既存COBOL資産の活用 (OpenCOBOL)
 ビッグデータ関連
 Hadoop導入支援、ベンチマーク
 KVS,NoSQL関連評価
 業務バッチ処理の高速化 (Asakusa Framework)
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2
ビッグデータに対する日立ソリューションズの取組み
~ Enterpriseで活用するビッグデータ ~
1. ビッグデータを取り巻く環境
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1-1 「ユーザ企業」におけるビッグデータの対応状況
• 「ユーザ企業」におけるビッグデータの対応状況
0%
非ベンダ企業
20%
22.9%
40%
17.7% 4.9%
60%
80%
42.5%
100%
11.5%
まだまだ発展段階
「ビッグデータ(大量データ)」を既に保有し、業務に利活用している
「ビッグデータ(大量データ)」を既に保有しているが、有効に利活用できていない
「ビッグデータ(大量データ)」が業務で発生しているが、保有・蓄積できていない
「ビッグデータ(大量データ)」と呼べるだけのデータが業務でデータが発生していない
その他
分からない
出典:IPA発行「くらしと経済の基盤としてのITを考える研究会報告書」
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4
1-2 大量データ利用の目的
大量データ(ビッグデータ)利用の目的
事業成果への直接的
な向上・改善を目的と
したものが上位に
分析手法が不十分?
出典:IPA発行「くらしと経済の基盤としてのITを考える研究会報告書」
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5
1-3 課題
課題となる要因
順位
課題、必要性
1
大量データを分析する人材不足
2
社内、団体内において大量データを処理するためにシステム基盤の強化
3
大量データを利用・活用する際の権利関係について明確な規定がない
4
大量データを管理するために運用負荷の増大
5
社内、団体内において高度な分析を実現するためのマイニングシステムなどを
未導入
6
社内、団体内において取得するデータ精度向上の必要性
要員の確保・育成が急務
出典:IPA発行「くらしと経済の基盤としてのITを考える研究会報告書」
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6
1-4 ベンダの取り組み状況(ソリューション編)
年 月
2 9月
0
1
1
年
10月
12月
2 1月
0
1
2
年
2月
3月
社
名
内
容
日本IBM
Webベースの分析用画面「BigSheets」を標準実装したHadoopベースの大容量データ活用プラット
フォームの新版「IBM InfoSphere Biginsights Enterprise Edition V1.2」を提供開始。
EMCジャパン
Hadoop互換の大容量データ活用プラットフォーム「EMC Greenplum HD Enterprise Edition(EE)」をリク
ルートに先行導入。
日立製作所
国立遺伝学研究所においてHadoopを使った大量ゲノムデータの分散処理環境を試作し、従来システ
ムの約20%のコストで同等性能を達成。
米オラクル
Hadoopやオラクルデータベースとの連携機能を実装したアプライアンス製品「Oracle Big Data
Appliance」を発表
米マイクロソフト
米ホートンワークスとの連携により、Windows AzureとWindows Server向けのHadoopディストリビュー
ションを提供することを表明。
日本HP
HadoopとHadoop用のデータベース「HBase」、Hadoopの監視機能等を実装したシステムを提供する
「HP Hadoop HBaseサービス」を発表。
EMCジャパン
Hadoop互換の大容量データ活用プラットフォーム「EMC Greenplum HD EE」の国内販売を開始
ノーチラス・テク
ノロジーズ
EMCジャパンと協業し、Hadoop互換の「Greenplum HD EE」と「Asakusa Framework」を組合せた高速
バッチ処理ソリューションを販売
NEC
システム設計から構築、運用までを支援する「OSSミドルウェアサポートサービス」の対象にHadoopを
追加
富士通
Hadoop等をコア機能として備えるPaaS「データ活用基盤サービス」の提供を開始。
日立製作所
ブレードサーバへのHadoopへの導入や設定を手掛ける「インストールサービス for Hadoop」「プラット
フォーム設定サービス for Hadoop」を開始
クラウデラ
日本法人の設立を発表。
日立製作所
ビッグデータの利活用に関する基盤技術群を「Field to Future Technology」として新たに体系化。
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7
1-5 ベンダの取り組み状況(組織編)
• ビッグデータ専任組織
社名
人数
NEC
50
営業、研究開発部門から要員を選抜。育成など
2012/2
を通じ、今後3年間で要員を200人に増やす予定。
NTTデータ
90
数理システムを買収し、データ分析要員を拡充。
2012年度は10人程度の要員を育成。
2012/2
CTC
15
エンジニア及びデータ分析要員で推進部門を発
足。海外ベンダへの派遣などで、要員の育成を
予定。
2011/1
2
日本オラクル
非公開 営業、製品部門の要員を中心に構成。コンサル
ティング部門に対する教育を実施。
2011/1
2
日本HP
非公開 コンサルティング、エンジニア、データ分析要員
で構成
2011/1
1
新日鉄ソリュー
ションズ
日立
60
内容
時期
コンサルティング、エンジニア、研究開発部門の
要員で構成
2011/7
200超 ビッグデータの利活用に関する専門家、データ分 2012/3
析に関する研究者、コンサルタント及びSEで構成
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1-6 OSS最新動向調査(①)
Linux Foundation SI Forumが実施した
2010年度オープンソースソフトウェア導入実績調査から
① 調査概要
 調査期間:2011/3 ~ 2011/4
 調査対象期間:2010年度(2010/4~2011/3)
 参加企業(7社) :
•
•
•
•
•
•
•
NECソフト株式会社
株式会社NTTデータ
デル株式会社
東芝ソリューション株式会社
株式会社日立製作所
株式会社日立ソリューションズ
富士通株式会社
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9
1-7 OSS最新動向調査(②)
② 結果
分
野
仮想化
結
果
・KVMの躍進!(前回:ランク外→今回:「検証実績多数」)
・ディストリビューションのサポート向上
・様々な周辺ツールが利用可能に。(Virt-Manager, libvirt等)
セキュリティ
・SpamAssasin,Nessus等が検証フェーズから導入フェーズへ。
ネットワーク
・Asteriskの導入事例が出てきた。
・その他のネットワークツールは定番化。
運用管理
・昨年まで導入実績のなかったツールの導入実績が多数に。
(Hinemos, Groundwork, MondoRescue, SyslogNG等)
DB・関連ツール
・HadoopやCassandraに導入や検証実績が!
→ ビッグデータ関連ビジネスへの予感
Web・APサーバ
・moodle, lighthttpd, Plone, XOOPS cubeが、『検証実績あり』か
ら『導入実績あり』へ。
・変化の早いWebの世界に対応するためにOSSツールの変化も早
くなっている。
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10
1-8 OSS最新動向調査(③)
③ 考察

•
•

•
OSSの成長とビジネスモデルの変化
OSSの信頼性の向上
→ 基幹系システムでのOSS活用へ
フロントエンド系OSSのユーザビリティの向上
→ CMS、Blogツールなどは、エンドユーザが自ら導入へ
ビッグデータビジネスの予感
大規模データ処理や検索に用いられるツールは既に導入
フェーズに。
2009
2010
Hadoop
検証実績多数
→
導入実績あり
Lucene
データなし
→
導入実績多数
Cassandra
データなし
→
検証実績多数
ビッグデータとOSSは
密接な関係
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ビッグデータに対する日立ソリューションズの取組み
~ Enterpriseで活用するビッグデータ ~
2. 日立ソリューションズの取り組み
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2-1 「ビッグデータ」とは?
3つのV(ガートナー社による定義)
Volume
ゼタ・バイトスケールのデータに
加えて桁違いの計算量
Variety
構造化されたデータと非構造化
データの複雑な組合せ
Velocity
これまでにない高頻度で発生し
流れる大量のデータ
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2-2 既存技術の限界
従来のRDBMSの限界
全世界の情報量が年間59%のペースで増
大。(米Gartner)
データ量、多様さ、分析処理のスピードが課題。
「ビッグデータ」適用技術の出番!
(「列指向データベース」と「Hadoop」)
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2-3 「ビッグデータ」に関する取組み
日立ソリューションズの取組み
Volume
大量データ処理に対する取組み
2011/01 :Apache Hadoop基盤導入・構築サービス
提供開始
Variety
多様なデータ形式に対する取組み
Velocity
高速バッチ基盤に対する取組み
(株)ノーチラステクノロジーと連携し、「Asakusa
Framework」を活用したソリューションの提供
(2011/12:セミナーにてご紹介済)
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取組み(1)
大量データ処理に対する取組み
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2-4 Hadoop基盤導入・構築サービス
Hadoop導入支援
•社内にデータがたくさん溜まっているが、データをうまく活用できていない。
•Hadoopなど新しい大量データ処理技術などの新技術を利用してシステム構築をしたいが、
システム環境や運用の設計ノウハウがなく不安。
ポイント
専門技術者がお客様に代わって、環境設計/構築します。
パラメタ設計書/環境構築手順書をご提供します。
■Hadoopを導入する際の開発/実行環境パラメタ設計やチューニング、環境構築作業、
アプリケーション開発支援を実施します。
現状分析
導入に関するコンサ
ル、技術支援
検証環境のカスタマイ
ズ支援
設計




パラメタ設計
リソース設計
運用設計
チューニング
開発構築
 インストール
 インフラ構築
 アプリ開発支援
テスト
運用
 テスト計画策定支援
 テスト実施支援
■お客さまから構築したいシステムの構成をヒアリングし、各種設定パラメタの設計、
インストール及び動作環境構築を行います。
■お客さまの業務/ユースケースをヒアリングし、アプリケーション開発や運用設計、
チューニングのご支援を致します。
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取組み(2)
多様なデータ形式に対する取組み
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2-5 OSS俯瞰図
非構造化データ
ストレージ
構造化データ
ストレージ
運
用
管
理
SAN
用途別サーバ
汎用サーバ
LAN
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2-6 OSSスタック(構造化データ/汎用サーバ)
ZABBIX
heartbeat
Eclipse
SubVersion
ant, JUnit
運用監視・構成管理
業務
業務
業務
業務
アプリ開発/ランタイム
ユーティリティ
特定用途
従来型レガシー/エッジサーバ
namazu
開発環境
OpenPNE
Apache Tomcat
JBoss AS
ミドルウェア
(APサーバ)
Struts
実行基盤(言語)
Spring Framework
OpenJDK
OS
iBATIS/myBatis
仮想化ソフトウェア(Hypervisor) RHEL
Apache HTTP
Samba
postfix
BIND
ユーザ管理・認証基盤
(LDAP,SSO)
ミドルウェ
ア(DBMS)
MySQL
PostgreSQL
OpenLDAP
OpenAM(GnuPG)
連携基盤
(ESB)
Apache AXIS
MuleESB
通信基盤
(VPN)
OpenVPN
OpenSSL
KVM
クラウド基盤(クラウド運用・監視・管理)
OpenStack
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2-7 OSSスタック(非構造化データ/用途別サーバ)
情報共有ノンコア
(blog,CMS) セッション管理
決算処理
アクセス履歴管理
決済処理
集計処理
ログ蓄積・一元管理
(カード、EC等)
(業務データ等)
データストレージ
バッチ処理/オンライン処理 オンライン処理
Hadoop MapReduce,
qizm
memcached,
pgpool-II,slony
参照性能向上
参照更新性能向上
ディスクファイルシステム
XFS,ext4,ZFS
構造化/~Middle Size Data
トランザクション/一貫性
レコメンド
personalize検索広告
カードの不正利用検知
BigData
バッチ処理
BigData
ストリーム処理
分散処理フレームワーク
okuyama,
Memcached,
membase,
Tokyo
Cabinet/Tyrant,
ROMA,Flare,
Kai・・・
S4
ストリーム処理
バッチ処理
postgreSQL-XC,
VoltDB
RDBスケール技術
ログ分析・画像分析
実験データ分析
検索Index作成
NoSQL
KVS
Hadoop Hbase,
Cassandra
カラム志向
ドキュメント志向、他
分散ファイルシステム
CouchDB,
MongoDB
Hadoop HDFS,
Redhat Global File System
非構造化/BigData/
局所的トランザクション/結果整合性
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取組み(3)
高速バッチ基盤「Asakusa Framework」に対する取組み
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2-8 何故 Asakusa Framework ?
 普通の企業でも適用可能
– 多くの企業に業務バッチ処理は必ずある。

効果が分かりやすい
 業務バッチ処理が早くなれば、嬉しいことも想像し易い。
 夜間バッチの対応要員コストとか…
 Hadoopを知らなくても開発可能
 Hadoopエンジニアは不足している。
 業務バッチ処理の書き換えを行う人材を確保しやすい。
 安心して使える(?)
 国内に開発者が居るので、素早い対応が期待できる。
 Hadoop APIがバージョンアップしても 大丈夫(?)。
(Asakusa Frameworkが対応してくれれば)
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2-9-1 公開(2011/3)当初の評価
 良い点
– 開発は楽、テスト・デバッグも楽。
•
Map/ReduceやHDFS ※1等のHadoopの知識は一切不要。
(※1: Hadoop Distributed File System )
•
基本的にEclipseでJava開発の経験があれば、そのまま生かせる。
– 処理速度の高速化も確認(後述)
 悪い点/懸念点
 DB関連で厳しい制限や制約
 MySQL必須/基本MySQLが対象
・・・
 情報不足
 ドキュメントが不十分、ML等が無い
・・・
 実行管理が問題

Monkey Magic(現Tengine framework)のみ対応
 商用サポートが無い
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2-9-2 現時点でかなり改善
 良い点
 開発は楽、テスト・デバッグも楽。
 Map/ReduceやHDFS等のHadoopの知識は一切不要。
 基本的にEclipseでJava開発の経験があれば、そのまま生かせる。
 処理速度の高速化も確認(後述)
 悪い点/懸念点
※1 バッチに対するデータの外部入出力を行うモジュールで、
DBMS固有の機能に依存せず、標準SQL/JDBCインターフェース
のみを使用した実装を提供。
※2 Yet Another Experimental Shell Scriptの略。Asakusa
Frameworkで開発したバッチを実行するためのツール。
 DB関連で厳しい制限や制約
 MySQL必須/基本MySQLが対象
DMDL及びWindGate ※1により、
MySQL不要/他DBも対応可能に
・・・
 情報不足
 ドキュメントが不十分、ML等が無い
ドキュメントが拡充
WebサイトやMLも開設
・・・
 実行管理が問題
 Monkey Magic(現Tengine framework)
YAESS ※2により、
JP1/AJS ※3等との連携が容易に
のみ対応
 商用サポートが無い
※3 JP1/Auto Job Management System 3を示す。以降JP1/AJSと表記する。
商用サポート開始
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2-9-3 処理速度の評価環境
主な利用ソフト・アプリ
 CDH3u2
Hadoopクラスタ
(Cloudera's Distribution including Apache
Hadoop 3 update 2)
Hadoopノード
Hadoopマスタ
 Asakusa FW 0.2.3-RC
 MySQL 5.1.52
④
評価用バッチ処理
(試作物)
③
②
YAESS
DBMS
処理結果
テーブル
YAESS
バッチ
処理
①
WindGate
処理対象
テーブル
WindGate
Asakusa F/W
Import
File
・・・
DBサーバ
バッチ実行管理サーバ
Data Node/Task Tracker
Export
File
Asakusa F/W
Hadoopノード
Name Node / Job Tracker
Data Node/Task Tracker
2~10ブレード
CPU : Intel(R) Core(TM) i5
Memory : 4GB
HDD : 500GB
1ブレードに同居
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2-9-4 試作した処理の概要
履歴テーブル
顧客テーブル(主キー:顧客ID)
顧客ID
登録店ID
000001
登録顧客数
一千万件
001
000002
…
002
…
顧客ID
…
…
…
履歴数
一億件
取引店ID
ポイント
…
000002
005
507
…
000011
010
225
…
000002
087
729
…
…
…
…
mysqlbenchを一部改造して生成したデータ
(HDFS上に展開して4GB程度)
…
…
CREATE TABLE 結果テーブル
( SELECT 顧客テーブル.登録支店 AS 登録店ID ,
COUNT(TMP.顧客ID) AS 利用顧客数 , SUM(TMP.ポイント和) AS 総ポイント数
FROM 顧客テーブル,
( SELECT 顧客ID ,SUM(ポイント) AS ポイント和 FROM 履歴テーブル GROUP BY 顧客ID ) AS TMP
WHERE TMP.顧客ID = 顧客テーブル.顧客ID
GROUP BY 登録店ID );
結果テーブル
登録店ID
登録店数
百店
…
利用顧客数
総ポイント数
001
6782
11907010
002
4878
48270920
…
…
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2-9-5 評価概要
 評価・開発方針
 MySQLもHadoopも特別なチューニングをしない
 MySQLは、huge用のサンプル設定をベース
 Hadoopの設定は、最低限の設定のみ
 DBに対する入出力ともWindGateを利用
 入出力するMySQL上のテーブルは変更を加えず
 開発量
 実装
 Java
: 10ファイル、222ステップ
 DMDL ※ : 6ファイル、153ステップ
 自動生成
 Java : 28ファイル、2231ステップ
開発はこれだけ!
※ Data Model Definition Languageの略で、
Asakusa Frameworkで利用可能なデータモデル
を定義するための言語。
 主にフロー処理部分から生成 :4ファイル、230ステップ
:24ファイル、2001ステップ
 主にデータモデルから生成
MapReduceやHDFSを知らなくても開発できた!
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28
2-9-6 処理時間の測定結果
30
20
DB処理
Map/Reduce処理
Import/Export処理
10
MySQL側(巨大テーブル&カーソル)の問題?
WindGate側のチューニング不足?
0
DB
DB
2ノード
6ノード
Import/
Export処理
Map/
Reduce処理
ー
ー
合計
10ノード
効果
全体
約29分
ー
Map/Reduce処理のみ
1ノード
約10分
約14分
約24分
約17%減
約52%減
6ノード
約10分
約6分
約16分
約45%減
約79%減
10ノード
約10分
約4分
約14分
約52%減
約86%減
特にチューニングしなくても処理時間を削減できている!
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ビッグデータに対する日立ソリューションズの取組み
~ Enterpriseで活用するビッグデータ ~
3. Enterpriseへの適用に向けて
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3-1 Enterpriseにあるビッグデータ
ふたつのビッグデータ
新しいビッグデータ
既存のビッグデータ
非構造化中心
構造化中心
典型的ビッグデータ
Webログ
ソーシャルグラフ
マルチメディア
トランザクション履歴
ドキュメント
e-Mail
規模
数100~数1000
数10~数100
既存システムとの
連携必要性
小
大
OSSの必要性
大
中
自社開発基盤、
Hadoop、NoSQL、
RDBMS(商用+OSS)
RDBMS(商用)+Hadoop
データタイプ
典型的テクノロジ
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31
3-1-2 情報システムの歴史的な変遷
一般消費者
情
報
シ
ス
テ
ム
の
利
用
者
社外企業
社内全員
基幹業務
担当者
社外利用/企業間接続
多様な利用環境で、
高度で複雑なシステム
要素が連携し、安定的
にサービス提供できる
ことがより重要に!
システムの影響が増大
(利用者の範囲・数の広がり)
全社員PC/社内システム
コンピュータセンタ
バックオフィス
社会活動・ビジネスへ情報システムが直結
(情報システムの社会基盤化と高度化)
システムの大規模化・複雑化
(各種製品の種類・数の広がり)
数台~数百台
数百台~数千台
数千台~数万・数十万台
ITと業務の関係
ビジネスの一部を代替
日常のビジネス支援
IT前提でビジネス
技術変化
メインフレーム
オープン化(複数ベンダ製品化)
ネットワーク化
出典:IPA発行「非機能要求グレード利用ガイド[解説編]」
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32
3-1-3 情報システムに求められるもの
情報システムに対する要求
「機能要求」
「非機能要求」
営業情報をシステム上
で共有し把握したい
システムダウン時は3時
間以内に復旧して欲しい
受発注情報に連動した
在庫管理を行いたい
レスポンスは3秒以内で
あって欲しい
ユーザとベンダ
でギャップ発生
の可能性大!
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33
3-1-4 非機能要求グレードの6大項目(1)
非機能要求
大項目
説明
要求の例
実現方法の例
可用性
システムサービ
スを継続的に利
用可能とするた
めの要求
・運用スケジュール(稼
働時間・停止予定など)
・障害、災害時における
稼働目標
・機器の冗長化やバックアッ
プセンターの設置
・復旧・回復方法および体制
の確立
性能・
拡張性
システムの性能、
及び将来のシス
テムに関する要
求
・業務量及び今後の増
加見積り
・システム化対象業務
の特性(ピーク時、通常
時、縮退時など)
・性能目標値を意識したサイ
ジング
・将来へ向けた機器・ネット
ワーク等のサイズと配置=
キャパシティ・プランニング
運用・
保守性
システムの運用
と保守のサービ
スに関する要求
・運用中に求められるシ
ステム稼働レベル
・問題発生時の対応レ
ベル
・監視手段及びバックアップ
の確立
・問題発生時の役割分担、体
制、訓練、マニュアルの整備
出典:IPA発行「非機能要求グレード利用ガイド[解説編]」
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34
3-1-5 非機能要求グレードの6大項目(2)
非機能要求
大項目
移行性
説明
要求の例
現行システム資 ・新システムへの移行
産の移行に関す 期間及び移行方法
る要求
・移行対象資産の種類
及び移行量
セキュリティ 情報システムの ・利用制限
安全性の確保に ・不正アクセスの防止
関する要求
システム環
境・エコロ
ジー
システムの設置
環境やエコロ
ジーに関する要
求
実現方法の例
・移行スケジュール立案、移行
ツール開発
・移行体制の確立、移行リハー
サルの実施
・アクセス制限、データの秘匿
・不正の追跡、監視、検知
・運用員などでの情報セキュリ
ティ教育
・耐震/免震、重量/ ・規格や電気設備に合った機
空間、温度/湿度、騒 器の選別
音など、システム環境 ・環境負荷を低減させる構成
に関する事項
・CO2排出量や消費エ
ネルギーに関する事項
出典:IPA発行「非機能要求グレード利用ガイド[解説編]」
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35
3-2 エンタープライズでの適用に向けて
◆エンタープライズで求められる要件
観点
可用性
性能
拡張性
運用性
機密性
連携性
移植性
その他
内容
サービス停止時間の短縮化、データ破壊対策
処理性能、チューニング
規模拡大への対応、(スケールアウト・スケールアップ)
運用・監視、バックアップ等
セキュリティの確保、監査等
他システムとの連携等
既存システムからの移行
技術者育成、OSSサポートなど。
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36
3-3 OSSの発展パターン
OSSの発展のパターン
商用ソフトウェアのコモディティ化
OS, RDBMS, 業務AP,運用管理 等
(コスト削減、ベンダーロックイン回避等を実現可能に)
新しいイノベーションの誕生
ビッグデータ/クラウド関連技術(分散処理基盤、KVS等)
(OSSでコモディティ化したハードウェア資源を有効活用)
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37
3-4 今後の期待
今後の期待
次世代システム基盤へのOSSの積極適用
UNIXからのマイグレーションでシステム基盤
統一にOSSを積極的に適用
イノベーションと既存技術の融合
分散基盤を活用したバッチ処理の高速化
(Hadoop+Asakusa, OpenCOBOL等)
KVSを活用したRDBMSに代わる
新しいデータ管理の適用
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END
日立ソリューションズにおけるOSS-DBに対する取組みのご紹介
~ Enterpriseで活用するために ~
2012/04/19
株式会社 日立ソリューションズ
技術開発本部 オープンソース技術開発センタ
吉田 行男
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