【ITニュース解説】google / mangle

ITニュース概要

Googleが開発した「Mangle」は、システムに意図的に障害を起こして耐障害性を試す「カオスエンジニアリング」を実施するためのフレームワーク。アプリやインフラが予期せぬ障害にどれだけ強いかを事前にテストし、システムの信頼性を高めることを目的とする。

ITニュース解説

現代の多くのWebサービスやアプリケーションは、一つの巨大なプログラムとしてではなく、「マイクロサービス」と呼ばれる小さな機能単位のサービスの集合体として構築されている。例えば、ECサイトであれば「ユーザー認証」「商品検索」「決済」といった機能がそれぞれ独立したサービスとして開発され、互いに連携しながら動作する。この手法は、開発や修正がしやすく、特定の機能だけを拡張できるなど多くの利点を持つが、同時に新たな課題も生む。それは、連携するサービスの数が多いため、どこか一つで障害が発生すると、その影響が予期せぬ形でシステム全体に波及する可能性があるという点である。このような複雑なシステム全体の安定性をどのように確保し、障害に強いシステムを構築するかは、システムエンジニアにとって非常に重要なテーマとなる。 Googleが開発したオープンソースツール「Mangle」は、この課題に取り組むための強力な手段を提供する。Mangleは「フォールトインジェクション」と呼ばれる技術を用いて、システムの耐久性をテストするためのツールである。フォールトインジェクションとは、その名の通り、システムに意図的に障害（フォールト）を注入（インジェクション）することを指す。これは「カオスエンジニアリング」という考え方に基づいている。カオスエンジニアリングとは、本番環境やそれに近い環境でわざと障害を発生させることで、システムが未知の障害に対してどのように振る舞うかを事前に検証し、弱点を発見・修正するための実践的な手法である。災害に備えて防災訓練を行うように、システムにも障害の訓練をさせることで、実際に問題が発生した際の被害を最小限に抑え、迅速な復旧能力を高めることが目的だ。 システムエンジニアはMangleを使い、管理された安全な環境下で様々な障害シナリオをシミュレートする。例えば、あるサービスのCPU使用率を強制的に100%に引き上げる実験を行う。これにより、そのサービスに過剰な負荷がかかった際に、システム全体が停止してしまうのか、あるいは負荷分散の仕組みが正しく機能して他のサーバーが処理を引き継ぎ、サービスを継続できるのかを確認できる。また、データベースへのネットワーク通信に数百ミリ秒の遅延を意図的に発生させる実験も可能だ。このテストによって、アプリケーションが応答の遅れを適切に処理できるか、ユーザーに不親切なエラー画面を見せることなく、正常に動作し続けられるかを検証する。さらに、特定のサービスを突然シャットダウンさせることで、依存関係にある他のサービスがパニックに陥ることなく、代替処理を行ったり、エラーを正常にハンドリングしたりできるかといった、システムの回復力（レジリエンス）を直接的に試すことができる。これらの実験を通じて、設計段階では見過ごされがちなシステムの弱点を、実際の障害が発生する前に特定し、改善策を講じることが可能になる。 Mangleが多くのエンジニアに支持される理由の一つに、その使いやすさと安全性の高さがある。実験内容は、プログラミングのような複雑なコードではなく、「YAML」という比較的簡単な形式の設定ファイルに「何をしたいか」を宣言的に記述するだけで定義できる。例えば、「AというサービスのCPU負荷を10分間80%にする」といった内容を記述するだけで、Mangleがその実行方法を管理してくれる。これは、フォールトインジェクションの経験が少ない初心者でも、比較的容易に実験を開始できることを意味する。さらに重要なのが、安全機能の存在である。Mangleは無秩序にシステムを破壊するツールではなく、実験の影響範囲を特定のサーバーやサービス群に限定する機能や、システムの監視データが異常値を示した場合に実験を自動的に停止するセーフティガード機能を備えている。これにより、本番環境に近いシステムであっても、制御された範囲内で安全にテストを実施できる。また、Mangleはプラグイン形式で機能を拡張できる設計になっており、仮想マシンやコンテナ、クラウド環境など、様々なインフラストラクチャに対応できる柔軟性も持っている。 Mangleは、全体の実験を管理・指揮する「サーバー」と、対象のシステム上で実際に障害を引き起こす「エージェント」から構成される。エンジニアがMangleサーバーに実験の実行を指示すると、サーバーは対象のマシンやコンテナで稼働しているエージェントに命令を送る。指示を受けたエージェントは、CPUに負荷をかけたり、メモリを大量に消費したり、ネットワーク通信を妨害したりといった具体的なアクションを実行する。この仕組みにより、中央から複数のシステムに対して一貫した実験を行うことができる。さらに、MangleはCI/CDパイプラインと呼ばれる、ソフトウェアのビルド、テスト、リリースを自動化する仕組みに統合することが可能である。これにより、開発者が新しいコードをシステムに追加するたびに、自動的に耐久性テストを実行し、意図せずシステムの脆弱性を生み出していないかを常にチェックする体制を構築できる。 結論として、Mangleは現代の複雑なマイクロサービスシステムが、予期せぬ障害に直面した際にどれだけ耐え、また迅速に回復できるかという「レジリエンス」を科学的に検証するための重要なツールである。システムをただ作るだけでなく、それが現実世界の様々なトラブルに耐えうる堅牢なものであることを保証することは、システムエンジニアの重要な責務だ。Mangleのようなカオスエンジニアリングツールを活用することで、エンジニアはより能動的にシステムの弱点を発見し、改善することができる。これにより、最終的にはユーザーに対してより安定した、信頼性の高いサービスを提供し続けることが可能となる。初心者エンジニアにとって、こうしたツールの存在と、その背景にあるカオスエンジニアリングの思想を理解することは、将来、大規模でミッションクリティカルなシステムを支える上で不可欠な知識となるだろう。