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お客様導入事例

KDDIが大規模データウェアハウスを刷新し、
携帯通信サービス品質向上への取組みを強化

KDDI株式会社

お客様導入事例

KDDI株式会社
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カラム指向データベース「HP Vertica」を採用し、
大規模な通信記録データ分析のリアルタイム化を実現

お客様背景
ソリューション
効果と今後の展望
会社概要
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KDDI株式会社

目的

アプローチ

スマートフォンの急速な普及と高速通信サービス「au 4G LTE」の開始を背景とするトラフィック急増に対し、基地局や交換機に記録されるログデータの迅速な分析に基づき、設備運用と設備投資の最適化と、通信サービスの品質の維持・向上を目指した。
ログデータを分析するRDBMSベースのデータウェアハウス環境を見直し、検索要求の多い無線系基地局の大規模ログ を対象とする分析システムを新たに構築。24時間継続的にデータをロードしつつ、同時に検索・照会要求にもリアルタイムに応える仕組みを求めた。

システムの効果

ビジネスへの効果

カラム指向データベース「HP Vertica 」を採用し既設データウェアハウス環境を強化
24時間365日の継続的な高速データロードと検索処理の同時実行を高速化
大規模なログデータの検索・照会をリアルタイム化
検索結果の待ち時間を大幅に短縮し業務効率を改善
通信品質に悪影響を及ぼした原因を速やかに特定可能に
最適な設備運用と投資計画の策定を支援する情報提供が可能に
将来のデータ増にも安価な投資で応えるデータ分析基盤を実現
法人系ネットワークサービスにおける障害を防止することで顧客満足度を向上
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お客様背景

携帯通信サービスのトータルな顧客満足度を追求

auブランドの携帯通信サービスを提供するKDDIが、J.D. パワー アジア・パシフィックによる「2012年日本携帯電話サービス顧客満足度調査」において総合満足度第1位を獲得した。この2年ぶりの快挙に対して、KDDI ネットワーク技術本部 コアネットワーク技術部 課長の安永高広氏は次のように語る。

KDDI株式会社
ネットワーク技術本部
コアネットワーク技術部
OSS開発グループリーダー
課長 安永高広氏
KDDI株式会社
ネットワーク技術本部
コアネットワーク技術部
OSS開発グループリーダー
課長 安永高広氏
「スマートフォンの普及とともに、多様なリッチコンテンツサービスの利用が急拡大しています。2012年9月に開始した高速通信サービス『au 4G LTE』が、その流れをいっそう加速させていることも事実です。このようにデータトラフィックが急増する中で、お客様からトップクラスの満足度を獲得することができたのは、私たちのサービス品質に対する取組みの成果と考えています」

データトラフィックの急増は通信インフラに大きな負荷をかける。サービス品質を維持・向上させるには、通信を支える設備機器の継続的な拡充は不可欠だ。しかし、契約数約3,500万、基地局数19,000という規模で携帯通信サービスを提供するKDDIにとって、安易な投資判断は許されない。

「私たちは、携帯基地局や交換機に記録されるログを詳細に分析することで、たとえばどの基地局において通信の遅延や切断が起こったのか、原因がトラフィックの輻輳によるものなのか、電波が弱いエリアだったのか、電話機本体のバッテリー切れによるものなのかなどを明らかにしています。データ分析により、サービス品質を改善させるための最適な設備運用や、最適な投資判断を支援しているのです」(安永氏)

この分析を担うのが、「KID(KDDI Infrastructure Data warehouse) 」と呼ばれるデータウェアハウスである。システムは、通信サービスの運用部門、サポート部門、計画部門をはじめ約1,000ユーザーが日々業務に活用している。

KDDI株式会社
ネットワーク技術本部
コアネットワーク技術部
課長 河村勝己氏
KDDI株式会社
ネットワーク技術本部
コアネットワーク技術部
課長 河村勝己氏
「KIDでは、現在1日あたりおよそ50億件のログデータを扱っています。この半年で、実に40パーセント近い伸びを示しました。最大の理由は、高速な通信環境におけるスマートフォンの利用拡大です」と、ネットワーク技術本部 コアネットワーク技術部の河村勝己課長は説明する。

「au 4G LTE」は、3G通信との比較で約8倍の通信速度となる受信時最大75Mbpsの高速データ通信を可能にした。しかも、KDDIではスマートフォンをモバイルルータとして使えるテザリングもサービス開始当初から提供している。こうした背景が、トラフィックの急増に拍車をかけているのだ。

スマートフォンの利用拡大でログデータが増大する理由を、河村氏は次のように解説する。

「たとえば、スマートフォンで位置情報検索を行うとGPSが通信を行います。現在地の表示、目的地の検索、ルート検索などいくつかの操作を行う度に、これらが次々とログとして記録されていきます。色々なサービスを提供するためにバックグラウンドで様々なアプリケーションが通信を行う機会が拡大し、ログデータの増大に結びついているのです」

ログデータの急増は、データウェアハウスに大きな負荷を課すことになった。

「典型的な検索要求に対して2分、3分を要することも珍しくなくなりました。通信の遅延や障害に際してお客様からの問合せに迅速に回答するためにも、データウェアハウスの性能強化、分析のレスポンス時間の短縮(リアルタイム化)は必須だったのです」と河村氏は振り返る。

2011年12月、KDDIはカラム指向データベース「HP Vertica」の採用を決め、データウェアハウスの刷新に着手した。
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ソリューション

高速なデータロードと検索処理を同時実行

従来のデータウェアハウス環境では、リレーショナルデータベース(RDBMS)製品であるOracle Databaseが分析エンジンの中核を担ってきた。しかし、急増するデータ量に対しシステムのパフォーマンス不足は明らかだった。

KDDI株式会社
ネットワーク技術本部
コアネットワーク技術部
課長補佐 岡野龍太氏
KDDI株式会社
ネットワーク技術本部
コアネットワーク技術部
課長補佐 岡野龍太氏
「データ量が急速に増加し続けることを前提に、データウェアハウス環境を大きく見直しました。ハードウェアのアップグレードやRDBMSのチューニングといった目先の解決でなく、新しいテクノロジーを積極的に取り入れて、中長期的に活用できる分析基盤の構築を考えたのです」(ネットワーク技術本部 コアネットワーク技術部 課長補佐 岡野龍太氏)

増え続けるデータ量、リアルタイム性が求められる検索要求に応えるエンジンとして選ばれたのは、カラム指向データベース「HP Vertica」である。

「HP Verticaは、PoC(検証環境における事前テスト)において圧倒的なパフォーマンスを実証しました。たとえば、15億件のログデータを対象にした検索では、従来のシステムで3分以上かかっていた処理が10秒ほどで完了しました。特別なチューニングを施すことなくこれだけの性能を発揮したことに驚かされました」(岡野氏)

「HP Vertica」の最大の特長は、“カラム(列)指向”というアーキテクチャーにある。一般のRDBMS製品が検索に際してすべてのデータを読み込むのに対し、HP Verticaでは“必要なカラムだけ”を読み込む。これによりストレージのディスクI/Oを大幅に削減し、圧倒的な高速処理を実現する仕組みだ。

「リアルタイムの検索処理という要求に加え、もうひとつ重要な要件がありました。データロード時間の短縮です。具体的には、1時間に5億件のログをデータウェアハウスにロードするという要件を課しました。実際の手順としては、5分単位で4,000万件以上をロードさせながら、同時にロード直後のデータも含めた検索要求に応えるというものです」(岡野氏)

データロードと検索の同時実行という要件に対しても、HP Verticaは驚くべき性能で応えた。

「想定したハードウェア構成で要件を十二分に満たすだけのデータロードが可能な検証結果となり、結果としてデータ量の急速な増加傾向を鑑みて余裕を持たせた構成にできました」(岡野氏)

また、HP Verticaでは用途や目的に応じて9種類 のデータ圧縮機能 (Run-length Encoding/Delta Encodingなど) を使い分けることができ、データ圧縮率は最大50〜90%に達する。自動で最適な圧縮方法を決定できるので、手間なくストレージの利用効率を高めるとともに、ディスクI/Oの削減によってデータロード時のパフォーマンス向上にも大きく寄与する。


圧倒的なコストパフォーマンスの高さを評価

HP Verticaを採用したシステムの方針に関して、河村氏は次のように説明する。

「Oracle上で処理していたログデータのうち、データ量の増大が著しくかつ分析負荷の高い基地局ログの処理と、新たに加わった『au 4G LTE』に関するログの処理をHP Vertica上に移行しました。これにより、Oracle環境の負荷を半分以下にするとともに、最も検索ニーズの高い領域をHP Vertica上で高速処理することが可能になったのです」

HP Verticaが稼働するシステムの概要は次の通りだ。業界標準のブレード型サーバー「HP BladeSystem(サーバーノード:HP ProLiant BL460c G7×8台)」、そしてこれにストレージシステム「HP MDS600」がダイレクトに接続されている。これらのハードウェアは、クォーターラック(1/4ラック)というスペースにコンパクトに収容された。同時に、ログデータをHP Verticaに配信するための周辺システムと監視システムが同時に構築されている。





「HP Verticaが、安価なx86サーバーをスケールアウトすることで、リニアに処理性能を高められる点も評価しました。検索や分析の要求が増えても、複雑な処理が増大しても、サーバーさえ増設すればいいという安心感があります」(岡野氏)

データ量の予測が難しい状況下において、タイムリーに処理能力を増強できることは重要なポイントだ。HP Verticaは容量あたりのライセンスを採用しており、サーバー台数をどれだけ増やしてもライセンスコストが変わらないこともメリットになる。

	KDDI株式会社
ネットワーク技術本部
コアネットワーク技術部
課長補佐 小平裕之氏
KDDI株式会社
ネットワーク技術本部
コアネットワーク技術部
課長補佐 小平裕之氏
さらにネットワーク技術本部 コアネットワーク技術部 課長補佐の小平裕之氏 は、次のように評価する。

「必要最低限の設計・チューニングだけで即座に高い性能を利用できることもメリットが大きいと感じました。私たちのビジネスのスピードはどんどん加速していて、もはやデータベースの設計・チューニングに数カ月もかけられる時代ではありません」

HP Verticaは「データベースデザイナー」と呼ばれる機能を備え、対話形式の非常にシンプルな操作で、データベースのチューニングを実施できる。
一般的なRDBMS製品のようにインデックスを作成する必要はなく、また高度なSQL文を書くことなしに高速処理が実現されるので、データベース管理者の負荷は大幅に軽減される。
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効果と今後の展望

HPによるワンストップサポートとオープン性

オープンシステムにありがちな「トラブル発生時に原因特定や複数ベンダーとの調整が難しいというような課題も、HP Verticaでは解消されている」と河村氏は話す。

「構築から運用、保守対応までHPによるワンストップのサポートが提供されていますので、小さな問題や相談も含めスピーディに解決できています。その意味ではHP Verticaは垂直統合型のソリューションと捉えることもできますが、業界標準のハードウェア上で稼働するので、いわゆるベンダーロックインに陥る心配もありません」

HP Verticaの環境は、ソフトウェアもハードウェアも一貫してHPからサポートが提供できるので、HPサーバーを選択した場合は、何らかの問題が発生したとしても複数ベンダー間をたらい回しになるような心配は皆無だ。

「HP Verticaによるデータ分析システムでは、大規模データの環境においてもお客様の環境で何が起こっているのかを素早く把握できます。これは私たちが、高品質なネットワークサービスを追求していく上で極めて重要なことです。今後、新規サービスなど、どのような変化が起こるか予測が難しい状況において、その変化に追従できる分析基盤が整ったと考えています」(小平氏)

最後に、安永氏が次のように語って締めくくった。

「魅力的で多彩なアプリケーションやコンテンツを、つながりやすい快適なネットワークと、様々なデバイスを通じていつでもご利用いただけること。いかなる変化が起ころうと、お客様に高品質なネットワークサービス提供し続けること。HP Verticaには、この私たちのミッションを支え続けてくれるスピーディーな情報分析力を期待します」
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会社概要

KDDI株式会社
所在地: 東京都千代田区飯田橋3丁目10番10号 ガーデンエアタワー
代表取締役社長: 田中 孝司
資本金: 141,851百万円
従業員数: 19,680名 (連結ベース)
創業: 1984年6月1日
事業内容: 移動通信事業、固定通信事業
URL: http://www.kddi.com/このリンクをクリックすると、HP社外へリンクします。

事例キーワード

業種: 通信・メディア
ソリューション: DWH/BI データベース
製品: HP Proliant, HP Software
キーワード: ビッグデータ カラム指向 OLAP
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