第15回 Solr勉強会 #SolrJP Amazon CloudSearch Deep Dive

Amazon CloudSearch Deep Dive
2014年年12⽉月8⽇日第15回 Solr勉強会 #SolrJP
アマゾンデータサービスジャパン株式会社篠原英治

! Agenda
• Who am I
• Amazon CloudSearch Overview
• Amazon CloudSearch Update
• Inside Amazon CloudSearch
• Amazon CloudSearch Pro Tips
• Wrap up

Who am I
! Name: 篠原英治 / Eiji Shinohara
! Role:
AWS Solution Architect for Japanese Startups
Amazon CloudSearch Subject Matter Expert
! Twitter: @shinodogg
! Blog: http://shinodogg.com

Who am I
! schoo web-‐‑‒campus(schoo.jp)で先⽣生やりました


! AWSの授業を検索索して探して受講できます！

! 実はこの検索索機能、Amazon CloudSearchで動いています！

! しかも超短期間(1週間)で導⼊入！！
(勿論論schooのエンジニアの皆さんの技術⼒力力⾼高いからですが！)
http://www.slideshare.net/hiromitsuito71/20141017-‐‑‒cloud-‐‑‒searchschoo

! CloudSearchは⽇日本でも様々なところで使われています！

Who am I
! Amazon CloudSearchを⽇日本に広める＆⽇日本からのフィー
ドバックをUSの開発者たちに伝える仕事をしています

Amazon(A9) が Gold Sponsor をした
『Lucene/Solr Revolution 2014』に参加してきました
! レポートブログ書いたのでよろしければご覧ください！
http://shinodogg.com/?p=6163

Amazon？A9？
! Amazonで商品検索索すると下の⽅方に、、

Amazon CloudSearch Overview
! Amazon CloudSearch は A9 で作っています

! Amazon CloudSearch
• A9 internal engine ! Apache Lucene/Solr
– 2014年年3⽉月のリリースでLucene/Solrベースになりました ☺
• Take advantage of Solr features, especially languages
– 特に⾔言語周り
– CloudSearchの⽇日本語のサポートはSolrベースになってから
• Easier to get started for new engineers
– プロプライエタリなものより馴染みのあるもの
• Apache Software Foundation project, with a defined
process to contribute. No need to fork.
– こちらは後ほどもう少し詳しく

! Amazon CloudSearch in Amazon
• Amazonの中でも様々なところで使われています。その中の⼀一部をご紹介
amazon smile : Support Local Charities/10s of millions of products
https://smile.amazon.com/

! Amazon CloudSearch in Amazon
• Amazonの中でも様々なところで使われています。その中の⼀一部をご紹介
goodreads : 30 million members/900 million books/34 million reviews
https://www.goodreads.com/

! Amazon CloudSearch
§ フルマネージドなクラウド型検索索エンジン
§ 検索索ソリューションが容易易に導⼊入可能
§ 2014年年11⽉月現在 34 の⾔言語をサポート
§ 豊富な検索索機能
• ハイライト表⽰示
• サジェスト(AutoComplete)
• 地理理空間検索索

CloudSearch Feature
! Per-‐‑‒Field Language Control
※ “Multiple Languages”はCJKの場合Bi-‐‑‒gramによるインデクシング

! Highlighting
CloudSearch Feature
/searchq=iron+manhighlight.plot={format:text}
hit: [{
id: tt1228705,
fields: {
title: Iron Man 2”
},
highlights: {
plot: Tony Stark has declared himself
*Iron* *Man* and installed world...
} },...

! Suggestions
CloudSearch Feature
※ ⽇日本語は読みでもサジェストもできます
/suggest?q=irsuggester=title_̲sug
suggest: {query: iro, found: 5,
suggestions: [
{“suggestion”: “Iron Man”,…id: tt0371746},
{suggestion: Iron Man 2”,…id”:tt1228705},
...

CloudSearch Feature
! Geo-‐‑‒Spatial support
• Latitude-‐‑‒Longitude data types
• 範囲/バウンディングボックス検索索
• Distance sort
• 球⾯面上の距離離(haversin)
• near me 等

CloudSearch Feature
! Enhanced Availability
• Multi Availability-‐‑‒Zone

• Term Boosting
CloudSearch Feature
– (or 'man' 'woman')q.parser=structured
When a Man Loves a Woman
Wonder Woman
The Woman in Black”
...
– (or (term boost=5 'manʼ’) 'woman')q.parser=structured
The Lawnmower Man
Dead Man
Repo Man”
...

例例えばサクっと東京メトロ南北北線の駅名検索索を⽴立立ち上げたい

CloudSearchの利利⽤用イメージ
! ドメインの作成

! データ投⼊入(東京メトロ南北北線の駅名＆路路線)

! フィールドの定義

! “JR⼭山⼿手線”

! “⿇麻布” or “⼀一丁⽬目”

Lucne/Solrベースの検索索エンジン
! ⼤大量量のドキュメントから特定の⽂文字列列を検索索
§ grepのように最初から1つ1つ探すのは⾮非常に時間がかかる
§ 素早く引き当てられるよう予めインデックスを作っておく
§ 転置インデックス
§ TF-‐‑‒IDFによるスコアリング
§ 複数のクエリパーサをサポート

CloudSearch – 様々なデータ形式をサポート
! データの形式
Literal
Double
Date
Signed IntegerText

Ranking and Relevance(順位と適合性)
! スコア(_̲score)によるソート

Ranking and Relevance(順位と適合性)
! A/Bテスト
• マネージメントコンソールで⽐比較しながら調整

Apache Lucene/Solrへのコントリビューション
Expressions
! Build arbitrary scoring functions using Javascript-‐‑‒like syntax.
! Can refer to other fields and/or other expressions.
! Are compiled at runtime.
! To be added in Solr: SOLR-‐‑‒5707
// compile an expression:
Expression expr = JavascriptCompiler.compile(sqrt(_̲score) + ln(popularity));

// we use SimpleBindings: which just maps variables to SortField instances
SimpleBindings bindings = new SimpleBindings();
bindings.add(new SortField(_̲score, SortField.Type.SCORE));
bindings.add(new SortField(popularity, SortField.Type.INT));

// create a sort field and sort by it (reverse order)
Sort sort = new Sort(expr.getSortField(bindings, true));
Query query = new TermQuery(new Term(body, contents));
searcher.search(query, null, 3, sort);

Apache Lucene/Solrへのコントリビューション
Jack が作った『Simple Query Parser』
! Parse human readable query syntax
! Can enable / disable “operations”
! Really Simple
! JackはVertical Keyboard使ってる ☺

Amazon CloudSearch Update
! 2014年年3⽉月のローンチに関してはWebinarの資料料
AWS Black Belt Tech Webinar 毎週⽔水曜18時〜～
http://www.slideshare.net/AmazonWebServicesJapan/aws-black-belt-tech-amazon-cloudsearch

! 5⽉月29⽇日ヘブライ語サポート＆パーティション数の事前設定が可能に
パーティションを増やす事で初期移⾏行行時など、短時間に⼤大量量のインデクシング処理理が可能

! 6⽉月26⽇日 CLI/SDKで検索索およびドキュメントの更更新処理理が可能に
$ aws cloudsearchdomain search
-‐‑‒-‐‑‒endpoint-‐‑‒url https://xxx.ap-‐‑‒northeast-‐‑‒1.cloudsearch.amazonaws.com/
-‐‑‒-‐‑‒search-‐‑‒query james
{
status: {
rid: hNOPlP8oCgqnCm0=,
time-‐‑‒ms: 3
},
hits: {
found: 304,
hit: [
{
fields: {
rating: 7.5,

! 8⽉月14⽇日 Identity and Access Management(IAM)との連携強化
• 特定のリソースに関する特定のオペレーションを制御
{
Version:2012-‐‑‒10-‐‑‒17,
Statement: [
{
Effect: Allow,
Action: [cloudsearch:search, cloudsearch:List*],
Resource: arn:aws:cloudsearch:us-‐‑‒east-‐‑‒1:xxx:domain/movies”
Condition:{IpAddress:{aws:SourceIp:192.0.2.0/32}}
}
]
}

! CloudTrail対応
• AWS APIの呼び出しを記録するサービス。以下の情報を記録
API 呼び出し元の ID
API 呼び出し元のソース IP アドレス
リクエストのパラメータ
AWS サービスから返された応答要素

! Indexing Bigrams
• Bi-‐‑‒gramでのインデクシング
! Customizing Japanese Tokenization
• 形態素解析辞書のカスタマイズ

! Indexing Bigrams
• CJK(中国語、⽇日本語、韓国語)に対応
• Analysis Scheme で Multiple Languages を選択いただく
ことでBi-‐‑‒Gramでのインデクシングが可能になります
• 検索索の取りこぼしを無くす事が可能
• 但しノイズの対応が必要な場合も
– 例例: “東京都”を”京都”で検索索
– 形態素解析フィールドでヒットした際のスコアを上げる等

! Customizing Japanese Tokenization
• 禿銅/ググる/⾹香具師といった辞書にない⾔言葉葉でもトークナイズ可能
• 特に⽇日本のお客様から多くのご要望をいただいていた機能

! 以前のCloudSearch勉強会の⼤大須賀さん@Yahoo!のスライド

Tokenization Dictionary
! CLIでも登録可能
{
AnalysisSchemeName: jascheme,
AnalysisSchemeLanguage: ja,
AnalysisOptions: {
JapaneseTokenizationDictionary: [
[⽇日本経済新聞,⽇日本経済新聞,ニホンケイザイシンブン,カスタム名詞],
[トートバッグ,トートバッグ,トートバッグ,かずカナ名詞],
[朝⻘青⿓龍龍,朝⻘青⿓龍龍,アサショウリュウ,カスタム⼈人名]
]
}
}
$ aws cloudsearch define-‐‑‒analysis-‐‑‒scheme -‐‑‒-‐‑‒region us-‐‑‒east-‐‑‒1 -‐‑‒-‐‑‒domain-‐‑‒name mydomain
-‐‑‒-‐‑‒analysis-‐‑‒scheme file://jascheme.txt

Automatic Scaling
! ドキュメントのサイズ/数および検索索リクエスト数によって⾃自動的にスケール
データ量量増加に
⾃自動対応
検索索アクセス増加に
⾃自動対応

Inside Amazon CloudSearch
! Lucene/Solr Revolution 2014 で A9 の Tomás が詳細を発表

! Amazon CloudSearch の Indexing
Processing
Script
QueuingBatching
Amazon EC2
Amazon EC2
Amazon
CloudSearch
Amazon
SQS
Source
System
Search Data Format (SDF)

P1
EC2
P2
EC2
EC2
ELB
P3
batch
§ どの Partition も Indexing Node になる
§ ELB(AWSのマネージドなバランサ)での振り分け
§ インスタンスタイプによってスレッド数が異異なる

S3DynamoDB
EC2
P1
batch
Document
Service
200
§ BatchデータはS3。メタデータはDynamoDB
§ Document Serviceは処理理を終えたら200(OK)を返す

S3DynamoDB
Updater
ProcessSolr
EC2
P1
Document
Service
§ インデクシングしたバイナリをS3。メタデータを更更新
§ 各ノードはS3から⾃自分が担当分のバイナリを取得してSolrへ

Amazon S3の概要
東京リージョン
世界中の拠点(リージョン)から選択
3か所以上で
⾃自動複製
バケット
⾼高い耐久性で
データ失わない:
99.999999999%
データセンターA
データ置くだけ。インフ
ラ、電源、気にしない。
容量量無制限。
データセンターB
ファイルデータセンターC
⇒ テキスト、画像、動画
保存するデータは、⾃自動
で暗号化することも可能
安価な従量量課⾦金金
1GB/⽉月 : 約3.5円

! Amazon CloudSearch の Query
P1
EC2
P2
EC2
EC2
ELB
P3
query
§ インデクシングと同じようにELB経由で割り振って分散検索索
§ インスタンスタイプやクエリの重い軽いによって捌ける数が異異なる

u クエリの負荷状況によって Auto Scaling による Replication
• Auto ScalingはEC2の負荷に応じて⾃自動的に拡⼤大/縮⼩小する仕組み
• 例例) CPU使⽤用率率率が5分以上継続して70%以上だったら2台追加
ELB
EC2EC2
Auto Scaling Group
Auto Scaling
負荷状況を監視
CloudWatch
ELBの振り分けに追加
EC2EC2
EC2を追加構築

Auto Scaling Group
P1
EC2
Auto Scaling Group
P2
EC2
Auto Scaling Group
P3
EC2

Auto Scaling Group
P1
EC2
Auto Scaling Group
P2
EC2
Auto Scaling Group
P3
EC2
P1
EC2
P2
EC2
P3
EC2
P1
EC2
P2
EC2
P3
EC2

! Amazon CloudSearch の Data Scaling
SmallMediumLarge
§ データサイズによってスケールアップ
§ 古いインスタンスでリクエストを受け付けながら⾏行行うので
”No downtime”でサービスを継続

! Amazon CloudSearch の Data Scaling
Index
Index P1
Amazon Index P2
EMR
§ スケールアップでまかなえなくなったらEMR
(AWSのHadoopサービス)でインデックスを分割してスケールアウト
§ 分割中は古いインスタンスがリクエストを受け付けるので
”No downtime”でサービスを継続
§ 但し Eventual Consistency なモデルなので考慮は必要

! Amazon CloudSearch で Configuration が変更更された時
Index A
Amazon
EMR
Index B
§ 検索索ドメインの設定が変更更されてインデックスをやり直さなければな
らない場合は裏裏でEMRで実⾏行行
§ 新しいインデックス作成中は古いインデックスでリクエストを受け付
けるので”No downtime”でサービスを継続

! 内部ではAWSの様々なサービスが使われています
• CloudSearchを使う上ではユーザーの皆さまが意識識していただく
必要はございません
• 但し、CloudSearchは主に、インスタンスが何台・何時間稼働し
たか？という課⾦金金体系であるため、重いクエリが頻繁に叩かれて
レプリケーションが多くなると料料⾦金金がかさむ可能性があります
• 現在どのような形でメトリクスを提供するか検討しています

Amazon CloudSearch Pro Tips
! 11⽉月に開催された『AWS re:Invent 2014』にて Jon Handler が
Amazon CloudSearchの”Deep Dive and Best Practices”で登壇
• Jonは5⽉月にCloudSearchを
紹介しに東京に来てくれました！

! Pro Tips 1: Use Maximum Batches
• CloudSearchは上限5MB(ドキュメント数は収まる範囲ならいくつでもOK)で
インデクシングしていただくのが最も⾼高いスループットで低いレイテンシ
• 1000件のインデクシングリクエスト毎に0.10USDなので、コスト的にも有利利
• ⼿手前にSQSを挟んで処理理していただくケースも
• SDK/CLIの CloudSearchDomainでインデクシングしていただくと便便利利
例例: $ aws cloudsearchdomain upload-‐‑‒documents〜～

! Pro Tips 2: Increase Instance type for load-‐‑‒in
• 多重度度を上げてデータ投⼊入で短時間に⼤大量量データのインデクシングをする
• ⼤大量量のQueryが発⽣生する際はDesiredでレプリケーション数を上げておく
• インスタンスタイプ毎のデータ量量やスレッド数の⽬目安の紹介も！

! Pro Tips
• 他にも様々なTipsが紹介されているので是⾮非ご覧ください！
• 発表資料料: http://goo.gl/pklAzW
• Youtube: http://youtu.be/OeHaj1a66I4

! Wrap up
• CloudSearchは⽇日本でも様々なサービスで利利⽤用されています
• CloudSearchはフルマネージドなクラウド型検索索エンジンです
• CloudSearchは2014年年に様々なアップデートを⾏行行いました
• CloudSearchはLucene/SolrにContributeしています
• CloudSearchはAWSの様々なサービスを利利⽤用しています
• CloudSearchのTipsが公開されているので是⾮非御覧ください

! 導⼊入をご検討中の⽅方は是⾮非お声がけください
• 2014年年11⽉月、最⼤大で50%の値下げを実施しました

! 最後に、、
2015年年も多くのアップデートを予定しています！
I believe we can make you say WOW!!

ありがとうございました！

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