Tech Summit 2017のセッション(DAL005)「Azure Cosmos DB を使った高速分散アプリケーションの設計パターン」資料です。

1. Microsoft Tech Summit 2017

2. 1.
2.
3.
4.
#mstsjp17 #DAL005

3. 
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﹣

﹣
﹣
﹣ Blog: k-miyake.github.io/blog/
Twitter: @kazuyukimiyake

4. A globally distributed, massively scalable, multi-model database service
Column-family
Document
Graph
Turnkey global distribution
Elastic scale out
of storage & throughput
Guaranteed low latency at the 99th percentile
Comprehensive SLAs
Five well-defined consistency models
Table API
Key-value
Azure Cosmos DB
MongoDB API

5. A globally distributed, massively scalable, multi-model database service
Column-family
Document
Graph
Turnkey global distribution
Elastic scale out
of storage & throughput
Guaranteed low latency at the 99th percentile
Comprehensive SLAs
Five well-defined consistency models
Table API
Key-value
Azure Cosmos DB
MongoDB API

6. API Apps
Search
Cosmos
DB
Blob
Storage
利用者
認証
App Service
Microsoft Azure
Storage
Queue
Blob
Storage
Functions
Storage
Queue
SQL Database
Cosmos
DB
Cognitive
Services
Machine
Learning
Function
s
PC Clients(Windows/Mac)Mobile Clients(iOS/Android)
API Gateway
外部システム
Application
Insights
Azure
Monitor
Web Apps
Token
.NET
Identity
Framework
Functions
REST/OAuth2
SPA (Browser App)SPA (Browser App)
負荷モニター/オートスケール
Microsoft導入事例サイト:
https://www.microsoft.com/ja-jp/casestudies/ffs.fujifilm.aspx

7. 1.
2.
﹣
﹣
﹣
3.

11. ■
 https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/cosmos-db/
■
■Azure Cosmos DB:
The globally distributed, multi-model database
 https://myignite.microsoft.com/sessions/54947
■Azure Cosmos DB, design patterns and case studies
for globally distributed applications
 https://myignite.microsoft.com/sessions/54954

12. 
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﹣
﹣
参考: A technical overview of Azure Cosmos DB
https://azure.microsoft.com/en-us/blog/a-technical-overview-of-azure-cosmos-db/
Dr. Leslie Lamport

13. Azure Cosmos DB

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﹣
Document型
Graph型
Key-Value型
• DocumentDB(SQL) API
• MongoDB API
• Gremlin API （プレビュー）
• Table API（プレビュー）

14. 
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
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
﹣
参考: Automatic regional failover for business continuity in Azure Cosmos DB
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/cosmos-db/regional-failover

15. 
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16. 
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﹣

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﹣
﹣
https://www.documentdb.com/capacityplanner
参考: Azure Cosmos DB の要求ユニット
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/cosmos-db/request-units

20. •
•
「Person」を表現するために4
つのエンティティが必要

23. 画面の多くがマスタを
参照していることが多い

24. 
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﹣
参考: NoSQL データベースのドキュメント データのモデル化
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/cosmos-db/modeling-data
•
•

25. 

• 1つのJSONは、1つのcsファイルにまとめても良い
• 実際には、各プロパティにJsonPropertyを付与してキャメ
ルケースに対応させる
public class Rootobject
{
public string Id { get; set; }
public string LastName { get; set; }
public string FirstName { get; set; }
public Address Address { get; set; }
public string Title { get; set; }
public Contact[] Contacts { get; set; }
}
public class Address
{
public string Line1 { get; set; }
public string Line2 { get; set; }
public string City { get; set; }
public string State { get; set; }
public int Zip { get; set; }
}
public class Contact
{
public string Email { get; set; }
}

27. 
﹣
﹣
Use the best data store for the job
https://docs.microsoft.com/en-us/azure/architecture/guide/design-principles/use-the-best-data-store

31. • 自動レプリケーション
• フェールオーバー
（自動／手動）
アクティブ
アクティブ
ルールによるトラ
フィック振分け

33. 
﹣
﹣
﹣

﹣
﹣

35. 


参考: Automatic regional failover for business continuity in Azure Cosmos DB
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/cosmos-db/regional-failover

36. // 接続ポリシーの作成
var connectionPolicy = new ConnectionPolicy
{
ConnectionMode = ConnectionMode.Direct, // ダイレクトモード
ConnectionProtocol = Protocol.Tcp // TCPを利用
};
// 読み取りリージョンを優先度順に追加
connectionPolicy.PreferredLocations.Add("Japan West");
connectionPolicy.PreferredLocations.Add("Japan East");
connectionPolicy.PreferredLocations.Add("Southeast Asia");
// DocumentDBクライアントの生成
client = new DocumentClient(
new Uri(ConfigurationManager.AppSettings["endpoint"]),
ConfigurationManager.AppSettings["authKey"],
connectionPolicy
);
client.OpenAsync(); // パフォーマンス改善のため一度接続しておく
接続クライアント生成時に、読み取
りリージョンを設定しておく
参考: PaaSがかりの部屋 - Cosmos DBで読み取りリージョンへ明示的にルーティングする
https://k-miyake.github.io/blog/cosmos-db-preferred-locations/
動的設定の
実装例

37. Make all things redundant
https://docs.microsoft.com/en-us/azure/architecture/guide/design-principles/redundancy

39. 
﹣

﹣

42. Azure Cosmos DB Triggerを使ったAzure Functionの実行フロー

44. •
•

45. 
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﹣
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﹣

﹣
﹣https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/cosmos-db/import-data

46. 
﹣
﹣
﹣
Use managed services
https://docs.microsoft.com/en-us/azure/architecture/guide/design-principles/managed-services

47. デモで利用したソースコードはGithubで公開しています
https://github.com/k-miyake/mstsjp2017-dal005

48. Try Azure Cosmos DB for free!
https://azure.microsoft.com/ja-jp/try/cosmosdb/

49. DAL005: Azure Cosmos DB を使った高速分散アプリケーションの設計パターン

50. Cosmos DBのリソースモデル •
•
•
Account
Database
Container
Item
=
Collection Graph Table
• ドキュメント
• ストアドプロシージャ
• トリガー
• ユーザ定義関数
参考: Azure Cosmos DB 階層型リソース モデルと中心的概念
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/cosmos-db/documentdb-resources
Container（DocumentDB APIでは「コレク
ション」）が設計上最も重要な単位

51. 
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﹣

﹣
﹣
﹣

﹣
﹣
Provisionedrequest/sec
Time
12000000
10000000
8000000
6000000
4000000
2000000
Nov 2016
Hourly throughput (request/sec)
参考: Azure Cosmos DB コンテナーのスループットの設定
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/cosmos-db/set-throughput

52. •
•
Document document = await _client.ReadDocumentAsync(
UriFactory.CreateDocumentUri(_option.DatabaseId, _option.CollectionId, id),
new RequestOptions{ PartitionKey = new PartitionKey(pkey)}
);
参考 :Azure Cosmos DB でのパーティション分割とスケーリング
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/cosmos-db/partition-data

53. 
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﹣
﹣
﹣

参考: Azure Cosmos DB の SLA
https://azure.microsoft.com/ja-jp/support/legal/sla/cosmos-db/v1_0/

54. 

参考: Azure Cosmos DB での予約されたスループット上限の超過
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/cosmos-db/request-units#RequestRateTooLarge

55. 一貫性
レベル
説明
Strong
• 最新バージョンのデータを返すことが保証される
• 複数リージョンへの分散ができない
Bounded
Staleness
• 最大でアイテムの K 個のバージョンまたはプレフィックス
あるいは期間 t の分だけ、読み取りが書き込みに対し遅れる
ことが保証
• kとtは設定変更が可能
Session
• クライアント セッション内での一貫性が保証される
• デフォルト
Consistent
Prefix
• 返される更新が、それ以外の全更新の一部のプレフィックス
となる (ギャップなし)
• 書き込みが A, B, C の順で実行された場合、クライアントで
は A、A,B、または A,B,C で返る可能性があるが、A,C また
は B,A,C などで返されることはない
Eventual
• 結果整合性
• 読み取りと書き込みの待機時間は最短
• クライアントからの読み取りは順不同となる可能性がある
参考: Azure Cosmos DB の一貫性レベル
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/cosmos-db/consistency-levels

56. 
﹣
﹣
Physical index
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/cosmos-db/indexing-policies

57. 
﹣
﹣
参考: Azure Cosmos DB のサーバー側 JavaScript プログラミング
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/cosmos-db/programming#database-program-transactions

58. 
﹣
﹣

﹣https://www.documentdb.com/sql/demo
参考: Azure Cosmos DB DocumentDB API: SQL 構文
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/cosmos-db/documentdb-sql-query-reference#select-query

59. 
﹣
﹣
PM> Install-Package Microsoft.Azure.DocumentDB
• TCP直接接続モードの例
• ポート範囲 10000 ～ 20000
を開けておく必要あり
参考: Azure Cosmos DB .NET SDK
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/cosmos-db/documentdb-sdk-dotnet

60. 
サンプル実装:
https://github.com/Azure-Samples/documentdb-dotnet-todo-app/blob/master/src/DocumentDBRepository.cs
• SDK利用に多くの解釈がないため、
ほぼ同じようなコードに収束する
• Upsertもサポートされている
• 実はSQLを直接使う機会
はあまりない
DocumentDBRepository抜粋

61. 
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﹣
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﹣
﹣

﹣
参考: Azure Cosmos DB データベースのセキュリティ
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/cosmos-db/database-security

62. 
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﹣
﹣
参考: Azure Cosmos DB での自動オンライン バックアップと復元
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/cosmos-db/online-backup-and-restore

63. 
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

﹣
参考: Azure Cosmos DB のメトリックを使用した監視とデバッグ
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/cosmos-db/use-metrics