ニコニコ生放送におけるdockerの活用事例

はじめに

はじめまして。ニコニコ生放送でマイクロサービスチームのグループリーダーを務めています、 ビビる(@[e-mail]) です。以前歌舞伎座.techでニコニコ生放送フロント レガシーシステムの改善の発表をさせていただきました。

ニコニコ生放送（以下「生放送」）ではバックエンド・フロントエンドのサーバーを建てる環境として、2016年からDocker Swarmを採用し始めています。ここではその際に得た知見等を書いていきます。 ご意見・ご質問等あればコメント・トゥート等でお声をおかけ下さい。

何故docker化を始めたの？

マイクロサービス化の機運

生放送は肥大化したモノリシックなサービスが2つ並列運用されており、それぞれロジックを保有する見通しの悪い状態になっていました。 そこで、各種のロジックをマイクロサービスとして切り出すことで、サービス全体の見通しを良くする為にマイクロサービス化を進めることになりました。

ポータビリティ

生放送は機材の関係で色々な環境で動くのが要求されるため、フロントエンド/バックエンドともにポータビリティ性の高いコンテナ化が求められ、技術的にはDockerが妥当であろうという結論に達しました。

フロントエンドの分離

フロントエンドサービスをScalaから脱却する / バックエンドサービスはScalaを引き続き使う

従来、フロントエンドエンジニアはサーバーサイドも触る必要があったため、Scala/TypeScript/SCSS/Rakeを理解している必要がありました。（一部PHPが必要なこともありました）   フロントエンドエンジニアが複数言語を覚える負荷を下げるため・Scalaのコンパイル時間を減らす為に、サーバーサイドをTypeScriptで書きたい要望が出ました。
一方、バックエンドサービスに関しては利便性等を考慮して、引き続きScalaを利用していく方針の為、それぞれ独立した環境で実行できるDockerを利用することになりました。

スケーラビリティの向上

超会議や人気アニメ一挙放送など、多数の来場者が予想される際にはインスタンスを増やして、たくさんの方に視聴していただけるようにし、人が少ない時間帯はスケールダウンさせて、別用途に利用する等、柔軟に対応出来るようにしたい意図がありました。

なんでSwarmなの？

2016年当時、Dockerのクラスタリング技術としてはKubernetes or Swarmの二択であり、

• Docker公式のSwarmのほうが後々廃れにくいだろう
• 知見が社内にほぼない状態だったので、挑戦していきたい

と考えたため、Swarmを選定しました

サービス構成

マシン数

現状70台以上のサーバーでクラスタを組んで運用されています。

構成

Blue-Green Deploy

フロントエンドサービスについて、 Blue-Greenの2系統準備しています。 Coldインスタンスにデプロイして動作確認後、Hotとスワップすることで無停止で新バージョンの動作確認/デプロイを行うことが出来ます。

また、問題が発覚した際、従来のScalaベースのシステムでは数十分デプロイに時間がかかっていたのが、Blue-Greenデプロイを実装した現在では3分程度でロールバックできるようになりました。

監視

コンテナについてはcAdvisor -> Prometheus -> Alertmanager -> Slack の流れでアラートを飛ばすようにしています。

Web上でも、Grafanaを使ってPrometheusの情報をリアルタイム監視できるように整えています。

ホスト単位での監視はインフラチームが構築したZabbixで行っています。

Swarmについての知見

以下に、半年以上Swarmを本番運用して得られた知見を紹介します。

未解決

Dockerのバージョンアップで不具合が出ることがある

無停止で更新すると、Ingressネットワークが不通になったり、jobが不安定になったりと不具合が出ることがあったため、Dockerのバージョンアップは一度サービスを止めてメンテナンスを行っています。

vip/ingress network周りが不安定になることがある

現在進行系で不安定になることがあります。ネットワークが極稀に数秒詰まったりします。安定稼働に向けて引き続き改善を進めています。

解決済み

アクセス元IPの取得ができない

Swarmの仕様上、アクセス元IPがSwarmのvipになっていた問題がありました。ネットワーク設定をhostmodeにすることで、解決しました。

カーネルパラメータ

Docker機材にはカーネルパラメータのチューニングが必要でした。（未だに試行錯誤はしています）

具体的に一部事例を紹介させていただくと、コンテナを多数建てるとホストマシンのARPキャッシュが溢れる事があったため、GCの閾値を上げています。

  "net.ipv4.neigh.default.gc_thresh1": 4096
  "net.ipv4.neigh.default.gc_thresh2": 8192
  "net.ipv4.neigh.default.gc_thresh3": 8192

個人的な感想

以下は個人的な感想です。

Docker / Swarm 使ってみてどうだった？

色々アプリケーションを追加する必要なく、Dockerさえ入れられれば立ち上げられるので、とても便利でした。

アプリケーション開発者も、サーバー側の心配をせずにアプリケーション実装に集中できるので楽になったと思います。（特に、この変更によってフロントエンドエンジニアはTypeScript/SCSSに集中できるようになり、効率が上がったと言われています）

今まで1つのモノリシックサービスのデプロイを週に3回やる、と言うかたちから、毎日特定のサービスのみ複数回更新できる、というかたちになったので、更新頻度をあげられるようになったのは良かったと思っています。

今後はどうする？

マイクロサービスをどんどん増やす方針なので、より使いやすいプラットフォームになるよう、改善を進めていきたいと考えています。

10月16日から開催されているDockercon EU 17で、Kubernetesの公式サポートが発表されました。
今後、KubernetesとSwarmがどうなっていくのか、ますます目が離せないとても刺激的な状況です。

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