The production practice of Zhanku based on service grid ASM

背景

ZCOOL は2006年8月に北京で設立され、長年にわたりデザイン分野で深耕してきた。1,500 万人のデザイナー、フォトグラファー、イラストレーター、アーティスト、クリエイターが集い、デザインクリエイティブコミュニティにおいて一定の影響力と求心力を持っている。設立当初から「デザインをより価値あるものに」というミッションを掲げ、オリジナルデザインを核とした「站酷オリジナル著作権エコシステム」の構築に努めてきた。

現在、主力のデザイナー向け交流プラットフォーム「站酷网」のほか、正規ビジュアルコンテンツのワンストップ取引プラットフォーム「站酷海洛」、ワンストップのクリエイティブマーケティングソリューション共創プラットフォーム「站酷网」を運営している。注目すべきは、最近リリースされた AIGC プロダクト「AI Creation Lab」である。テキスト入力により 1 分で高品質な画像を生成でき、パブリックベータ版の公開以来、数十万枚の画像が生成されている。今後は AIGC の学習と共有に特化した専用コミュニティも形成される予定だ。

人工知能分野での取り組みを継続し、デザイナーの業務効率向上を支援していく。アート作品のクリエイティビティに集中し、創造的なインスピレーションを刺激することが狙いだ。この一連のエコシステム構築により、学習、展示、交流、雇用、取引、起業のあらゆる側面でデザインおよびクリエイティブ分野の従事者に高品質な専門サービスを提供し、デザイナーと企業の成長に向けて効率的な著作権ソリューションと立体的なビジュアルサービスを実現している。

技術的な課題

ZCOOL のビジネスアーキテクチャにおいて、Kubernetes プラットフォームによりビジネスコンテナの本番環境スケジューリングの問題は解決されたものの、サービスガバナンス、可観測性、セキュリティの面で依然として多くの課題に直面している。

1. マルチ言語・マルチクラスター環境でのサービス統一管理

インターネットユーザー向けに、ZCOOL は站酷网、站酷海洛、ZCOOL Learning などさまざまなサービスを提供している。これらのサービスは Node.js、Java、PHP など複数の技術スタックで開発され、複数の Kubernetes クラスターにデプロイされている。統一されたビジネスセンターを通じてこれらのサービスを一括管理する方法が大きな技術的課題となっている。

2. サービス指標可観測性システムの構築

上記のビジネスアーキテクチャにおいて、異なるアプリケーションサービスに対して統一された可観測性システムを構築し、サービス指標の統一リアルタイムモニタリングを行うことは困難である。

3. サービスガバナンスの自動化統合

ZCOOL は統一ビジネスセンターを構築したため、サービスのデプロイ、保守、ガバナンスの自動設定に対する強いニーズがある。マルチクラスターサービスガバナンスのシナリオでは、ある程度の自動化統合機能が求められている。

サービスメッシュを活用した ASM の本番実践

アプリケーションサービス間の通信を管理する基盤技術として、サービスメッシュは安全で信頼性が高く、高速かつアプリケーションに依存しないサービスガバナンス、セキュリティ、可観測性をアプリケーションサービス間の呼び出しにもたらす。マルチ言語アプリケーションサービスのガバナンスや可観測性などの課題に対して、非侵入型で効率的なソリューションを提供する。

業界初の Istio 互換フルマネージドサービスメッシュとして、Alibaba Cloud のサービスメッシュ製品 ASM は当初からコミュニティと業界の動向との一貫性を維持している。コントロールプレーンのコンポーネントは Alibaba Cloud 側でホストされ、データプレーン側のユーザークラスターとは独立している。ASM 製品はコミュニティでオープンソース化された Istio をベースにカスタマイズ実装されており、ホスティング側のコントロール面で精緻なトラフィック管理とセキュリティ管理をサポートするコンポーネント機能を提供している。ホスティングモードにより、Istio コンポーネントのライフサイクル管理と管理対象 K8s クラスターが切り離され、アーキテクチャがより柔軟になり、システムのスケーラビリティが向上している。

コミュニティ版サービスメッシュ Istio と比較して、サービスメッシュ ASM はより強力で実用的な機能を提供している。マルチクラスター統一ホスティング、プラグアンドプレイのプラグインセンター、Alibaba Cloud 製品と深く統合された可観測性センターなどが含まれ、ZCOOL がビジネス構築におけるさまざまな技術的課題を解決し、運用保守コストを大幅に削減するのに役立っている。

現在、站酷网や站酷海洛など、ZCOOL のすべてのインターネット向けユーザーサービスが ASM に接続されている。

ZCOOL のビジネスアーキテクチャは以下の通りである。

1. マルチクラスター・マルチ言語環境でのアプリケーションサービス管理

ZCOOL の本番実践において、マルチクラスター・マルチ言語のビジネスアーキテクチャは統一管理の実現に大きな課題をもたらしてきた。サービスメッシュの場合、Sidecar モードの非侵入性により、異なる技術スタックで開発されたマルチ言語アプリケーションを統一管理でき、運用保守コストの大幅な削減を実現している。ただし、コミュニティ版サービスメッシュ Istio の場合、マルチクラスター環境でのサービスガバナンスと異なる Kubernetes クラスター間の互換性は依然として大きな課題である。

サービスメッシュ ASM を活用することで、マルチクラスター、マルチ形態、マルチ言語サービスの統一管理が非常にシンプルなタスクとなった。マネージドサービスメッシュ ASM は、統一されたトラフィック管理機能、統一されたサービスセキュリティ機能、統一されたサービス可観測性機能、統一されたエージェントスケーラビリティ機能を提供し、さまざまな異種コンピューティングサービスの統一管理基盤となり、エンタープライズレベルの機能を構築している。

サービスメッシュ ASM のマネージドアーキテクチャ

前述の図に示す通り、サービスメッシュ ASM は Alibaba Cloud コンテナサービスが提供する多様なデータプレーンクラスター形態に対して統一されたコントロール機能を提供し、クラスター形態がサービスメッシュの本番環境の制約とならないようにしている。

同時に、マネージドアーキテクチャにより、サービスメッシュ ASM は複数のデータプレーンクラスターを統一制御できる。ASM のマルチクラスター管理コントロール機能により、ZCOOL は複数のデータプレーンクラスター内のサービスを単一の ASM インスタンスを通じて一元管理でき、マルチクラスターアプリケーションの統一管理アクセス実現の課題を効果的に解決している。

データプレーンの複数クラスターに対して、ASM はグローバル名前空間方式で管理する。異なるデータプレーンクラスター内の複数の名前空間を単一の ASM インスタンスに集約し、グローバル名前空間内で Sidecar 注入設定を一括で行うことができる。同時に、ASM はインスタンスと異なるデータプレーンクラスター間の名前空間情報の双方向ワンクリック同期もサポートしている。

サービスメッシュ ASM のグローバル名前空間管理はマルチクラスターの名前空間下での Sidecar 注入管理設定をサポート

2. ノースサウスと East-West のトラフィック制御の統一

站酷网、站酷海洛、ZCOOL Learning などのクラスター内一連サービスのトラフィックエントリポイントとして、ZCOOL は複数の ASM ゲートウェイを有効化し、クラスター内サービスのトラフィック転送と制御を行っている。

ZCOOL のサービスは主に HTTP と gRPC プロトコルを使用している。ASM ゲートウェイはこれらのプロトコルに対して高いサポート成熟度を備え、リクエストの負荷分散や多様なマッチング条件に基づくリクエストルーティングなどのゲートウェイ機能をネイティブにサポートしている。

コミュニティ版 Istio のゲートウェイを基盤に、ASM Enterprise Edition はより多くのエンタープライズレベルの高度な機能を提供している。指標スケーリング (HPA)、Intel MultiBuffer 技術ベースのソフトウェア・ハードウェア連携によるパフォーマンス最適化、ゲートウェイのロスレスアップグレード、SLB グレースフルシャットダウンなどが含まれ、ゲートウェイを実運用レベルに到達させ、さまざまなエンタープライズレベルのサービスを確実にサポートできる。

ASM ゲートウェイはアップストリームサービスやドメイン名証明書などのグラフィカル設定にも対応し、運用保守の効率を大幅に向上させている。

3. ASM 可観測性センターを活用した全ビジネスのリアルタイムモニタリング

主要ビジネスサービスをサービスメッシュプラットフォームに移行した後、サービスメッシュ Sidecar のログと指標レポート機能を活用することで、メッシュ内の異なるサービスと ASM ゲートウェイ自体の統一された可観測性を自然に構築できる。

メッシュ可観測性管理センターにおいて、サービスメッシュ ASM は完全なメッシュ可観測性ソリューションを提供する。ログセンター、Prometheus モニタリング、メッシュトポロジーなど多様な可観測形態を提供するだけでなく、Alibaba Cloud の他の可観測クラウド製品 (SLS Log Service、ARMS モニタリングサービスなど) との深い統合 (およびオープンソース可観測ソリューションとの互換性) を備え、さまざまな可観測指標のダッシュボードをワンストップで設定できる。

本番環境において、ZCOOL は主にログセンターを活用してメッシュの可観測性を構築している。ASM はログサービスとの連携によりゲートウェイとメッシュ Sidecar ログの自動収集を提供し、ゲートウェイとメッシュ Sidecar アクセスログ用のログダッシュボードを提供する。リクエストエラー率や P95 レイテンシなど実用的な指標のモニタリングを提供し、マルチクラスター異種アプリケーションの統一された可観測性を実現している。

ASM 可観測性管理センターとログダッシュボード

4. プラグインマーケット - ASM プラグインによる拡張機能の有効化

サービスメッシュ ASM への移行過程で、ZCOOL はサービスメッシュプラットフォームと独自のビジネスアーキテクチャ間に一定の互換性の問題があることを発見した。具体的には、サービスメッシュのデータプレーン Sidecar はリクエストとレスポンスのヘッダーをデフォルトで小文字に変換する。この動作は多くの HTTP サービスには問題ないものの、ヘッダーの大文字小文字に敏感なサービスには依然として影響がある。

この問題は、データプレーン Sidecar のプラグイン拡張機能を有効化し、ヘッダーの大文字小文字を保持させることで解決できる。サービスメッシュ ASM はプラグイン拡張センターにプラグアンドプレイ対応のプラグインマーケットを提供している。さまざまな実際のビジネスシナリオに向けて、多種多様なプラグアンドプレイプラグインが用意されている。シンプルなパラメータ設定を行うだけで、データプレーン Sidecar の各種拡張機能を素早く有効化できる。ASM プラグインマーケットを活用することで、ZCOOL は短期間でビジネス移行時の問題を解決した。

ASM プラグインマーケット：ワンクリックで有効化できる一連のプラグイン拡張機能を提供

5. 自動化 API 統合

エンタープライズサービスメッシュプラットフォームのさまざまな機能提供を基盤として、自動化統合もまたメッシュプラットフォームの重要な要素である。本番実践において、ZCOOL は独自のビジネスセンターを持つため、サービスメッシュプラットフォームの自動化統合に対する強いニーズがある。

Alibaba Cloud 製品として、サービスメッシュ ASM は汎用的な OpenAPI/SDK 統合方式に加え、Kube API や Terraform など多様な製品機能モジュール統合方式も提供している。製品が提供する主要機能モジュールは、ASM コンソールからアクセスできるだけでなく、API 形式でメーカー独自のビジネスセンターに統合し、メッシュ運用保守の自動化を支援できる。

たとえば、ZCOOL の本番実践では、前述のグローバル名前空間管理機能を Open API 形式で独自のビジネスセンターに統合し、メッシュ内の複数クラスターの完全自動管理を実現している。メッシュ設定には Kube API を使用して、元の GitOps プラットフォームとのスムーズな連携を実現している。

今後の展望

ZCOOL のビジネスサービスの継続的な変革に伴い、Alibaba Cloud サービスメッシュ ASM 製品をベースに、コスト削減と効率化に役立つより豊富で便利なエンタープライズレベルの機能を継続的に導入していく。具体的には以下を含む。

1. 便利なメッシュ内サービスセキュリティと認証スキームの提供：ASM は既に ASM セキュリティポリシーセンターを提供しており、ゲートウェイとメッシュ内サービスセキュリティ認証スキームの迅速な設定を支援する。

2. より精緻なトラフィックガバナンス機能：ZCOOL のサービス変革の深化に伴い、ASM が提供するフルリンクグレースケールリリース、ローカルトラフィック制限、インターフェイスレベルのサーキットブレーカーなど、エンタープライズレベルのトラフィックガバナンス機能を引き続き探求していく。