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# PhotonCloud 抜本的再設計案 - 詳細版
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## 概要
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本設計案は、PhotonCloudシステムを「リソース抽象化レイヤー」を中心とした統一的なアーキテクチャへと再設計するものです。特に、コンピュートリソース（VM、コンテナ、将来的にはサーバーレス）を統一的に扱えるようにし、コントロールプレーンとデータプレーンを完全に分離することを目標とします。
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**重要な設計原則**: 各ソフトウェアが単体で動作することを前提とし、OpenStackのように全てを動作させないといけない状況を避けます。
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## 1. リソース抽象化レイヤー設計
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### 1.1 抽象化の階層構造
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```mermaid
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graph TB
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subgraph Resource_Abstraction_Layers [リソース抽象化レイヤー]
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direction TB
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subgraph Layer3 [L3: サービス抽象化]
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SVC[Service Interface<br/>S3互換 / Kubernetes API / gRPC]
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end
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subgraph Layer2 [L2: リソース抽象化]
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RAL[Resource Abstraction Layer<br/>Compute / Network / Storage]
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end
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subgraph Layer1 [L1: プロバイダ抽象化]
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PA[Provider Abstraction<br/>Firecracker / KVM / Containerd / CSI / CNI]
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end
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subgraph Layer0 [L0: インフラ実装]
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INF[Infrastructure<br/>HW / ハイパーバイザー / ネットワーク機器]
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end
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end
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SVC --> RAL
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RAL --> PA
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PA --> INF
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```
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### 1.2 統一リソースモデル
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すべてのリソースは以下の共通構造を持ちます：
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```protobuf
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// photon-proto/proto/photon/resource.proto
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syntax = "proto3";
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package photon.resource;
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// 全リソースの基底メタデータ
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message ResourceMetadata {
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string id = 1; // UUID
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string name = 2; // 人間可読名
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string namespace = 3; // マルチテナント用
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string resource_type = 4; // リソースタイプ識別子
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map<string, string> labels = 5; // タグ/ラベル
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map<string, string> annotations = 6; // メタデータ
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string created_at = 7; // RFC3339
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string updated_at = 8; // RFC3339
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string created_by = 9; // 作成者ID
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ResourceStatus status = 10; // 現在のステータス
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string agent_id = 11; // 管理エージェントID
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string region = 12; // 配置リージョン
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string zone = 13; // 配置ゾーン
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}
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// リソースステータス
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message ResourceStatus {
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enum Phase {
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PENDING = 0; // 作成待ち
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CREATING = 1; // 作成中
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RUNNING = 2; // 実行中/利用可能
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UPDATING = 3; // 更新中
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DELETING = 4; // 削除中
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DELETED = 5; // 削除済み
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ERROR = 6; // エラー状態
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SUSPENDED = 7; // 一時停止
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}
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Phase phase = 1;
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string message = 2; // 人間可読なステータス説明
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int64 observed_generation = 3;
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}
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// リソース仕様の抽象化
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message ResourceSpec {
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string resource_type = 1;
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bytes spec_data = 2; // タイプ固有の仕様（protobuf Any相当）
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}
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// 統一リソース操作サービス
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service ResourceService {
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rpc Create(CreateRequest) returns (CreateResponse);
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rpc Get(GetRequest) returns (GetResponse);
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rpc Update(UpdateRequest) returns (UpdateResponse);
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rpc Delete(DeleteRequest) returns (DeleteResponse);
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rpc List(ListRequest) returns (stream ListResponse);
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rpc Watch(WatchRequest) returns (stream WatchResponse);
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rpc ExecuteAction(ActionRequest) returns (ActionResponse);
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}
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```
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### 1.3 コンピュートリソースの統一抽象化
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Firecracker microVMと通常のVM、コンテナ、Kubernetes Podを同じ「計算資源」として扱います：
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```protobuf
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// photon-proto/proto/photon/compute.proto
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syntax = "proto3";
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package photon.compute;
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import "photon/resource.proto";
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// コンピュートインスタンス（VMとコンテナの統一）
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message ComputeInstance {
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photon.resource.ResourceMetadata metadata = 1;
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ComputeInstanceSpec spec = 2;
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}
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message ComputeInstanceSpec {
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// バックエンドタイプで実装を切り替え
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oneof backend {
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FirecrackerSpec firecracker = 1;
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KvmSpec kvm = 2;
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ContainerSpec container = 3;
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KubernetesPodSpec k8s_pod = 4;
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}
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// 共通設定
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ComputeResources resources = 10;
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NetworkAttachment network = 11;
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repeated StorageAttachment storage = 12;
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string user_data = 13; // cloud-init等
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}
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message ComputeResources {
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int32 vcpu = 1;
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int64 memory_mb = 2;
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int64 disk_gb = 3;
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string cpu_arch = 4; // x86_64, arm64
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}
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message FirecrackerSpec {
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string kernel_image = 1;
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string rootfs_image = 2;
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map<string, string> machine_config = 3;
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}
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message KvmSpec {
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string disk_image = 1;
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||
string machine_type = 2; // q35, pc
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bool enable_kvm = 3;
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}
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message ContainerSpec {
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string image = 1;
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repeated string command = 2;
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repeated string args = 3;
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map<string, string> env = 4;
|
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}
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message KubernetesPodSpec {
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string cluster_id = 1;
|
||
bytes pod_spec = 2; // Kubernetes PodSpec serialized
|
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}
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```
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### 1.4 ネットワークリソース抽象化
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```protobuf
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// photon-proto/proto/photon/network.proto
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||
syntax = "proto3";
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package photon.network;
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||
import "photon/resource.proto";
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// VPC
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message Vpc {
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||
photon.resource.ResourceMetadata metadata = 1;
|
||
VpcSpec spec = 2;
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}
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||
message VpcSpec {
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||
string cidr_block = 1;
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||
bool enable_dns_hostnames = 2;
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bool enable_dns_support = 3;
|
||
}
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||
// サブネット
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message Subnet {
|
||
photon.resource.ResourceMetadata metadata = 1;
|
||
SubnetSpec spec = 2;
|
||
}
|
||
|
||
message SubnetSpec {
|
||
string vpc_id = 1;
|
||
string cidr_block = 2;
|
||
string availability_zone = 3;
|
||
}
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|
||
// ロードバランサー
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||
message LoadBalancer {
|
||
photon.resource.ResourceMetadata metadata = 1;
|
||
LoadBalancerSpec spec = 2;
|
||
}
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|
||
message LoadBalancerSpec {
|
||
enum Type {
|
||
L4 = 0;
|
||
L7 = 1;
|
||
}
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||
Type type = 1;
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repeated string subnet_ids = 2;
|
||
repeated Listener listeners = 3;
|
||
}
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||
|
||
message Listener {
|
||
int32 port = 1;
|
||
string protocol = 2; // TCP, UDP, HTTP, HTTPS
|
||
string target_group_id = 3;
|
||
}
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||
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||
// DNSゾーンとレコード
|
||
message DnsZone {
|
||
photon.resource.ResourceMetadata metadata = 1;
|
||
DnsZoneSpec spec = 2;
|
||
}
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|
||
message DnsZoneSpec {
|
||
string name = 1; // example.com
|
||
bool is_private = 2;
|
||
string vpc_id = 3; // private zone用
|
||
}
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||
```
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### 1.5 ストレージリソース抽象化
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```protobuf
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||
// photon-proto/proto/photon/storage.proto
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||
syntax = "proto3";
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||
package photon.storage;
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||
import "photon/resource.proto";
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// ブロックストレージボリューム
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message Volume {
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||
photon.resource.ResourceMetadata metadata = 1;
|
||
VolumeSpec spec = 2;
|
||
}
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|
||
message VolumeSpec {
|
||
int64 size_gb = 1;
|
||
enum VolumeType {
|
||
STANDARD = 0;
|
||
SSD = 1;
|
||
NVME = 2;
|
||
}
|
||
VolumeType type = 2;
|
||
bool encrypted = 3;
|
||
string kms_key_id = 4;
|
||
}
|
||
|
||
// オブジェクトストレージバケット
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||
message Bucket {
|
||
photon.resource.ResourceMetadata metadata = 1;
|
||
BucketSpec spec = 2;
|
||
}
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||
|
||
message BucketSpec {
|
||
string region = 1;
|
||
bool versioning_enabled = 2;
|
||
repeated LifecycleRule lifecycle_rules = 3;
|
||
}
|
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|
||
message LifecycleRule {
|
||
int32 expiration_days = 1;
|
||
string prefix = 2;
|
||
}
|
||
|
||
// ファイルシステム
|
||
message Filesystem {
|
||
photon.resource.ResourceMetadata metadata = 1;
|
||
FilesystemSpec spec = 2;
|
||
}
|
||
|
||
message FilesystemSpec {
|
||
enum Type {
|
||
NFS = 0;
|
||
EFS = 1;
|
||
}
|
||
Type type = 1;
|
||
int64 size_gb = 2;
|
||
string performance_mode = 3;
|
||
}
|
||
```
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---
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## 2. コンポーネント統合・グルーピング案
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### 2.1 統合マトリックス
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||
| コンポーネントA | コンポーネントB | 統合可能性 | 統合後名称 | 備考 |
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||
|---------------|---------------|-----------|-----------|------|
|
||
| fiberlb | prismnet | ◎ 高 | photonnet | ネットワークサービス統合 |
|
||
| fiberlb | flashdns | ◎ 高 | photonnet | DNS-LB連携 |
|
||
| prismnet | flashdns | ○ 中〜高 | photonnet | VPC内DNS統合 |
|
||
| iam | mtls-agent | ◎ 高 | photonauth | セキュリティ基盤統合 |
|
||
| plasmavmc | k8shost | ○ 中 | photon-compute | コンピュート層統合（検討） |
|
||
| chainfire | flaredb | × 低 | - | 統合困難 |
|
||
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||
### 2.2 新ディレクトリ構造
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```
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/home/centra/cloud/
|
||
├── Cargo.toml # ルートワークスペース
|
||
│
|
||
├── photon-common/ # 共通基盤（新規）
|
||
│ ├── Cargo.toml
|
||
│ └── crates/
|
||
│ ├── photon-sdk/ # リソース操作SDK
|
||
│ ├── photon-grpc/ # gRPC共通実装
|
||
│ ├── photon-config/ # 設定管理
|
||
│ ├── photon-telemetry/ # モニタリング
|
||
│ ├── photon-error/ # 共通エラー型
|
||
│ └── photon-resource-model/ # リソースモデル定義
|
||
│
|
||
├── photon-control-plane/ # コントロールプレーン（新規）
|
||
│ ├── Cargo.toml
|
||
│ └── crates/
|
||
│ ├── photon-api-gateway/ # 統一APIゲートウェイ
|
||
│ ├── photon-resource-manager/ # リソースライフサイクル管理
|
||
│ ├── photon-scheduler/ # グローバルスケジューラ
|
||
│ ├── photon-identity/ # 統合認証サービス
|
||
│ └── photon-eventbus/ # イベント基盤
|
||
│
|
||
├── photon-data-plane/ # データプレーン（新規）
|
||
│ ├── Cargo.toml
|
||
│ └── crates/
|
||
│ ├── photon-agent/ # 統一エージェント
|
||
│ ├── photon-agent-sdk/ # エージェントプラグインSDK
|
||
│ ├── photon-compute-provider/ # コンピュートリソース提供
|
||
│ ├── photon-network-provider/ # ネットワークリソース提供
|
||
│ └── photon-storage-provider/ # ストレージリソース提供
|
||
│
|
||
├── photonnet/ # 統合: fiberlb + prismnet + flashdns
|
||
│ ├── Cargo.toml
|
||
│ └── crates/
|
||
│ ├── photonnet-types/ # 共通ネットワーク型
|
||
│ ├── photonnet-core/ # VPC/IPAM基盤
|
||
│ ├── photonnet-lb/ # ロードバランサー
|
||
│ ├── photonnet-dns/ # DNSサーバー
|
||
│ └── photonnet-server/ # 統合サーバー
|
||
│
|
||
├── photonauth/ # 統合: iam + mtls-agent
|
||
│ ├── Cargo.toml
|
||
│ └── crates/
|
||
│ ├── photonauth-types/ # 認証・認可型
|
||
│ ├── photonauth-authn/ # 認証サービス
|
||
│ ├── photonauth-authz/ # 認可・ポリシー評価
|
||
│ ├── photonauth-mtls/ # mTLS証明書管理
|
||
│ ├── photonauth-audit/ # 監査ログ
|
||
│ └── photonauth-server/ # 統合サーバー
|
||
│
|
||
├── photon-proto/ # 統一proto定義
|
||
│ └── proto/
|
||
│ ├── photon/resource.proto # リソース基底定義
|
||
│ ├── photon/compute.proto # コンピュートリソース
|
||
│ ├── photon/network.proto # ネットワークリソース
|
||
│ ├── photon/storage.proto # ストレージリソース
|
||
│ └── photon/identity.proto # アデンティティリソース
|
||
│
|
||
├── chainfire/ # 既存（分散KV・状態保存）
|
||
│ └── ...
|
||
│
|
||
├── flaredb/ # 既存（分散SQL）
|
||
│ └── ...
|
||
│
|
||
├── lightningstor/ # 既存（オブジェクトストレージ）
|
||
│ └── ...
|
||
│
|
||
├── plasmavmc/ # 段階的移行対象（VM管理）
|
||
│ └── ...
|
||
│
|
||
├── k8shost/ # 段階的移行対象（K8sホスト）
|
||
│ └── ...
|
||
│
|
||
├── apigateway/ # 既存（L7ゲートウェイ）
|
||
│ └── ...
|
||
│
|
||
├── creditservice/ # 既存（課金サービス）
|
||
│ └── ...
|
||
│
|
||
├── nightlight/ # 既存（監視・メトリクス）
|
||
│ └── ...
|
||
│
|
||
└── nix/
|
||
└── modules/
|
||
├── photon-common.nix
|
||
├── photon-control-plane.nix
|
||
├── photon-data-plane.nix
|
||
├── photonnet.nix
|
||
├── photonauth.nix
|
||
└── ...
|
||
```
|
||
|
||
### 2.3 photon-common（共通基盤）詳細設計
|
||
|
||
```rust
|
||
// photon-common/crates/photon-error/src/lib.rs
|
||
use thiserror::Error;
|
||
|
||
/// PhotonCloud共通エラー型
|
||
#[derive(Error, Debug, Clone)]
|
||
pub enum PhotonError {
|
||
#[error("storage error: {0}")]
|
||
Storage(#[from] StorageError),
|
||
|
||
#[error("network error: {0}")]
|
||
Network(#[from] NetworkError),
|
||
|
||
#[error("consensus error: {0}")]
|
||
Consensus(#[from] ConsensusError),
|
||
|
||
#[error("configuration error: {0}")]
|
||
Config(String),
|
||
|
||
#[error("invalid argument: {0}")]
|
||
InvalidArgument(String),
|
||
|
||
#[error("not found: {0}")]
|
||
NotFound(String),
|
||
|
||
#[error("already exists: {0}")]
|
||
AlreadyExists(String),
|
||
|
||
#[error("permission denied: {0}")]
|
||
PermissionDenied(String),
|
||
|
||
#[error("unauthenticated: {0}")]
|
||
Unauthenticated(String),
|
||
|
||
#[error("timeout: {0}")]
|
||
Timeout(String),
|
||
|
||
#[error("internal error: {0}")]
|
||
Internal(String),
|
||
}
|
||
|
||
pub type PhotonResult<T> = std::result::Result<T, PhotonError>;
|
||
```
|
||
|
||
### 2.4 photonnet（ネットワーク統合）詳細設計
|
||
|
||
```rust
|
||
// photonnet/crates/photonnet-core/src/vpc.rs
|
||
use photon_resource_model::*;
|
||
|
||
/// VPC管理トレイト
|
||
#[async_trait]
|
||
pub trait VpcManager: ResourceProvider {
|
||
/// VPC作成
|
||
async fn create_vpc(&self, spec: VpcSpec) -> PhotonResult<Vpc>;
|
||
|
||
/// サブネット作成
|
||
async fn create_subnet(&self, vpc_id: &str, spec: SubnetSpec) -> PhotonResult<Subnet>;
|
||
|
||
/// IPAM統合
|
||
async fn allocate_ip(&self, subnet_id: &str) -> PhotonResult<IpAllocation>;
|
||
|
||
/// VPC間ピアリング
|
||
async fn create_peering(&self, vpc1: &str, vpc2: &str) -> PhotonResult<VpcPeering>;
|
||
}
|
||
|
||
// photonnet/crates/photonnet-lb/src/lib.rs
|
||
use photon_resource_model::*;
|
||
|
||
/// ロードバランサープロバイダ
|
||
#[async_trait]
|
||
pub trait LoadBalancerProvider: ResourceProvider {
|
||
/// LB作成
|
||
async fn create_lb(&self, spec: LoadBalancerSpec) -> PhotonResult<LoadBalancer>;
|
||
|
||
/// ターゲットグループ管理
|
||
async fn register_target(&self, tg_id: &str, target: Target) -> PhotonResult<()>;
|
||
|
||
/// ヘルスチェック統合
|
||
async fn configure_health_check(&self, tg_id: &str, config: HealthCheckConfig) -> PhotonResult<()>;
|
||
}
|
||
|
||
// photonnet/crates/photonnet-dns/src/lib.rs
|
||
use photon_resource_model::*;
|
||
|
||
/// DNSプロバイダ
|
||
#[async_trait]
|
||
pub trait DnsProvider: ResourceProvider {
|
||
/// ゾーン作成
|
||
async fn create_zone(&self, spec: DnsZoneSpec) -> PhotonResult<DnsZone>;
|
||
|
||
/// レコード管理
|
||
async fn manage_record(&self, zone_id: &str, record: DnsRecord) -> PhotonResult<()>;
|
||
|
||
/// サービスディスカバリ統合
|
||
async fn register_service(&self, service: ServiceRecord) -> PhotonResult<()>;
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### 2.5 photonauth（認証統合）詳細設計
|
||
|
||
```rust
|
||
// photonauth/crates/photonauth-types/src/lib.rs
|
||
|
||
/// 統一認証トークン
|
||
#[derive(Debug, Clone)]
|
||
pub struct PhotonToken {
|
||
pub subject: String, // ユーザー/サービスID
|
||
pub issuer: String, // 発行者
|
||
pub audience: Vec<String>, // 対象サービス
|
||
pub issued_at: chrono::DateTime<chrono::Utc>,
|
||
pub expires_at: chrono::DateTime<chrono::Utc>,
|
||
pub scopes: Vec<String>, // 権限スコープ
|
||
pub claims: HashMap<String, serde_json::Value>,
|
||
}
|
||
|
||
// photonauth/crates/photonauth-authn/src/lib.rs
|
||
|
||
/// 認証サービス
|
||
#[async_trait]
|
||
pub trait AuthenticationService {
|
||
/// パスワード認証
|
||
async fn authenticate_password(&self, username: &str, password: &str) -> PhotonResult<PhotonToken>;
|
||
|
||
/// トークン検証
|
||
async fn verify_token(&self, token: &str) -> PhotonResult<TokenClaims>;
|
||
|
||
/// サービス間認証
|
||
async fn authenticate_service(&self, service_id: &str, secret: &str) -> PhotonResult<ServiceToken>;
|
||
}
|
||
|
||
// photonauth/crates/photonauth-mtls/src/lib.rs
|
||
|
||
/// mTLS証明書管理
|
||
#[async_trait]
|
||
pub trait MtlsManager {
|
||
/// サービス証明書発行
|
||
async fn issue_service_certificate(&self, service_id: &str) -> PhotonResult<Certificate>;
|
||
|
||
/// 証明書ローテーション
|
||
async fn rotate_certificate(&self, cert_id: &str) -> PhotonResult<Certificate>;
|
||
|
||
/// 証明書失効
|
||
async fn revoke_certificate(&self, cert_id: &str) -> PhotonResult<()>;
|
||
|
||
/// 信頼アンカー取得
|
||
async fn get_trust_anchor(&self) -> PhotonResult<TrustAnchor>;
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 3. コントロールプレーン/データプレーン分離設計
|
||
|
||
### 3.1 アーキテクチャ全体図
|
||
|
||
```mermaid
|
||
graph TB
|
||
subgraph PhotonCloud_Control_Plane [PhotonCloud Control Plane]
|
||
AG[API Gateway<br/>photon-api-gateway]
|
||
RM[Resource Manager<br/>photon-resource-manager]
|
||
SCH[Scheduler<br/>photon-scheduler]
|
||
IS[Identity Service<br/>photon-identity]
|
||
EB[Event Bus<br/>photon-eventbus]
|
||
CH[chainfire<br/>State Store]
|
||
end
|
||
|
||
subgraph PhotonCloud_Data_Plane [PhotonCloud Data Plane]
|
||
subgraph Unified_Agent_Framework [Unified Agent Framework]
|
||
UA[Unified Agent<br/>photon-agent]
|
||
PM[Plugin Manager]
|
||
end
|
||
|
||
subgraph Resource_Providers [Resource Providers]
|
||
CP[Compute Provider<br/>VM + K8s統合]
|
||
NP[Network Provider<br/>LB + VPC + DNS]
|
||
SP[Storage Provider<br/>Object + Block]
|
||
end
|
||
end
|
||
|
||
subgraph External_Systems [External Systems]
|
||
CLI[Cloud CLI]
|
||
SDK[SDK Clients]
|
||
LEG[Legacy API Clients]
|
||
end
|
||
|
||
External_Systems -->|gRPC/REST| AG
|
||
AG -->|Authenticate| IS
|
||
AG -->|Resource Ops| RM
|
||
RM -->|Schedule| SCH
|
||
RM -->|Events| EB
|
||
RM -->|State| CH
|
||
SCH -->|Placement| UA
|
||
EB -->|Notify| UA
|
||
UA -->|Plugin Load| PM
|
||
PM -->|Manage| CP
|
||
PM -->|Manage| NP
|
||
PM -->|Manage| SP
|
||
```
|
||
|
||
### 3.2 責務の分離
|
||
|
||
| レイヤー | 責務 | コンポーネント |
|
||
|---------|------|--------------|
|
||
| **コントロールプレーン** | API受付、認証、スケジューリング、状態管理、イベント発行 | API Gateway, Resource Manager, Scheduler, Identity, EventBus |
|
||
| **データプレーン** | 実際のリソース操作、ハイパーバイザー連携、ネットワーク設定 | Unified Agent, Resource Providers |
|
||
|
||
### 3.3 通信シーケンス（VM作成例）
|
||
|
||
```mermaid
|
||
sequenceDiagram
|
||
participant Client
|
||
participant AG as API Gateway
|
||
participant IS as Identity Service
|
||
participant RM as Resource Manager
|
||
participant SCH as Scheduler
|
||
participant EB as Event Bus
|
||
participant UA as Unified Agent
|
||
participant CP as Compute Provider
|
||
participant CH as chainfire
|
||
|
||
Client->>AG: Create ComputeInstance
|
||
AG->>IS: Authenticate & Authorize
|
||
IS-->>AG: Token Valid
|
||
|
||
AG->>RM: Create Resource
|
||
RM->>CH: Store Desired State
|
||
RM->>SCH: Schedule Resource
|
||
|
||
SCH->>CH: Find Suitable Agent
|
||
SCH-->>RM: Agent Selected
|
||
|
||
RM->>EB: Publish ResourceCreated Event
|
||
RM-->>AG: Accepted (Async)
|
||
AG-->>Client: 202 Accepted + Operation ID
|
||
|
||
EB->>UA: Notify ResourceCreated
|
||
UA->>CP: Create Resource
|
||
CP-->>UA: Resource Ready
|
||
|
||
UA->>CH: Update Actual State
|
||
UA->>EB: Publish ResourceReady Event
|
||
|
||
RM->>CH: Watch State Changes
|
||
CH-->>RM: State Updated
|
||
```
|
||
|
||
### 3.4 コントロールプレーンコンポーネント詳細
|
||
|
||
#### API Gateway
|
||
|
||
```rust
|
||
// photon-control-plane/crates/photon-api-gateway/src/lib.rs
|
||
pub struct ApiGateway {
|
||
resource_manager: ResourceManagerClient,
|
||
identity_service: IdentityServiceClient,
|
||
event_bus: EventBusClient,
|
||
}
|
||
|
||
impl ApiGateway {
|
||
/// 統一APIエンドポイント
|
||
pub async fn handle_resource_request(
|
||
&self,
|
||
request: ResourceRequest,
|
||
) -> Result<ApiResponse, ApiError> {
|
||
// 認証
|
||
let claims = self.identity_service.authenticate(&request.token).await?;
|
||
|
||
// 認可
|
||
self.identity_service.authorize(
|
||
&claims,
|
||
&request.resource_type,
|
||
&request.action,
|
||
).await?;
|
||
|
||
// リソースマネージャーへ転送
|
||
let operation = self.resource_manager.submit(request).await?;
|
||
|
||
// 非同期処理として受理
|
||
Ok(ApiResponse::accepted(operation.id))
|
||
}
|
||
|
||
/// 互換性レイヤー（既存APIサポート）
|
||
pub async fn handle_legacy_request(
|
||
&self,
|
||
service: &str,
|
||
request: LegacyRequest,
|
||
) -> Result<ApiResponse, ApiError> {
|
||
// 既存APIを新リソースモデルに変換
|
||
let resource_request = self.translate_legacy_request(service, request)?;
|
||
self.handle_resource_request(resource_request).await
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### Resource Manager
|
||
|
||
```rust
|
||
// photon-control-plane/crates/photon-resource-manager/src/lib.rs
|
||
pub struct ResourceManager {
|
||
state_store: Arc<dyn StateStore>,
|
||
scheduler: Arc<dyn Scheduler>,
|
||
event_bus: Arc<dyn EventBus>,
|
||
provider_registry: ProviderRegistry,
|
||
}
|
||
|
||
impl ResourceManager {
|
||
/// リソース作成リクエスト処理
|
||
pub async fn create_resource(
|
||
&self,
|
||
request: CreateResourceRequest,
|
||
) -> Result<Operation, ResourceError> {
|
||
// 1. リソースID生成
|
||
let resource_id = ResourceId::generate();
|
||
|
||
// 2. Desired State保存
|
||
let desired_state = ResourceState::desired(
|
||
resource_id.clone(),
|
||
request.spec.clone(),
|
||
);
|
||
self.state_store.put(&resource_id, &desired_state).await?;
|
||
|
||
// 3. スケジューリング
|
||
let placement = self.scheduler.schedule(&request.spec).await?;
|
||
|
||
// 4. Operation作成
|
||
let operation = Operation::new(OperationType::Create, resource_id.clone());
|
||
|
||
// 5. イベント発行
|
||
self.event_bus.publish(ResourceEvent::Created {
|
||
resource_id: resource_id.clone(),
|
||
spec: request.spec,
|
||
target_agent: placement.agent_id,
|
||
}).await?;
|
||
|
||
Ok(operation)
|
||
}
|
||
|
||
/// 状態同期ループ（リコンシリエーション）
|
||
pub async fn reconciliation_loop(&self) {
|
||
loop {
|
||
// Desired StateとActual Stateの差分を検出
|
||
let drifted = self.state_store.find_drifted().await;
|
||
|
||
for resource in drifted {
|
||
// 調整イベント発行
|
||
self.event_bus.publish(ResourceEvent::Reconcile {
|
||
resource_id: resource.id,
|
||
desired: resource.desired,
|
||
actual: resource.actual,
|
||
}).await.ok();
|
||
}
|
||
|
||
tokio::time::sleep(Duration::from_secs(30)).await;
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### Scheduler
|
||
|
||
```rust
|
||
// photon-control-plane/crates/photon-scheduler/src/lib.rs
|
||
pub struct Scheduler {
|
||
agent_registry: Arc<dyn AgentRegistry>,
|
||
placement_engine: PlacementEngine,
|
||
}
|
||
|
||
impl Scheduler {
|
||
/// リソース配置決定
|
||
pub async fn schedule(
|
||
&self,
|
||
spec: &ResourceSpec,
|
||
) -> Result<Placement, ScheduleError> {
|
||
// 1. 要件を満たすエージェントをフィルタリング
|
||
let candidates = self.agent_registry
|
||
.find_capable(spec.resource_type())
|
||
.await?;
|
||
|
||
// 2. スコアリング
|
||
let scored: Vec<ScoredAgent> = candidates
|
||
.into_iter()
|
||
.map(|agent| {
|
||
let score = self.placement_engine.score(&agent, spec);
|
||
ScoredAgent { agent, score }
|
||
})
|
||
.filter(|s| s.score > 0.0)
|
||
.collect();
|
||
|
||
// 3. 最適なエージェントを選択
|
||
let selected = scored.into_iter()
|
||
.max_by(|a, b| a.score.partial_cmp(&b.score).unwrap())
|
||
.ok_or(ScheduleError::NoSuitableAgent)?;
|
||
|
||
Ok(Placement {
|
||
agent_id: selected.agent.id,
|
||
region: selected.agent.region,
|
||
zone: selected.agent.zone,
|
||
})
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### 3.5 データプレーン（Unified Agent）詳細設計
|
||
|
||
```rust
|
||
// photon-data-plane/crates/photon-agent/src/lib.rs
|
||
pub struct PhotonAgent {
|
||
config: AgentConfig,
|
||
plugin_manager: PluginManager,
|
||
resource_controller: ResourceController,
|
||
heartbeat: HeartbeatService,
|
||
telemetry: TelemetryService,
|
||
}
|
||
|
||
impl PhotonAgent {
|
||
pub async fn run(self) -> Result<(), AgentError> {
|
||
// 1. プラグイン読み込み
|
||
self.plugin_manager.load_plugins().await?;
|
||
|
||
// 2. コントロールプレーンへ登録
|
||
self.heartbeat.register().await?;
|
||
|
||
// 3. 並行タスク実行
|
||
tokio::select! {
|
||
_ = self.heartbeat.run() => {},
|
||
_ = self.resource_controller.run() => {},
|
||
_ = self.telemetry.run() => {},
|
||
_ = self.handle_events() => {},
|
||
}
|
||
|
||
Ok(())
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/// プラグインマネージャー
|
||
pub struct PluginManager {
|
||
plugins: HashMap<ResourceType, Box<dyn ResourceProviderPlugin>>,
|
||
plugin_dir: PathBuf,
|
||
}
|
||
|
||
impl PluginManager {
|
||
pub async fn load_plugins(&mut self) -> Result<(), PluginError> {
|
||
for entry in fs::read_dir(&self.plugin_dir)? {
|
||
let path = entry?.path();
|
||
if path.extension() == Some("so".as_ref()) {
|
||
let plugin = unsafe { self.load_plugin(&path)? };
|
||
|
||
for resource_type in plugin.supported_types() {
|
||
info!("Registering plugin for {:?}", resource_type);
|
||
self.plugins.insert(resource_type, plugin.box_clone());
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
Ok(())
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/// プラグイントレイト
|
||
#[async_trait]
|
||
pub trait ResourceProviderPlugin: Send + Sync {
|
||
fn supported_types(&self) -> Vec<ResourceType>;
|
||
|
||
async fn initialize(&mut self, config: PluginConfig) -> Result<(), PluginError>;
|
||
|
||
async fn create_resource(
|
||
&self,
|
||
spec: ResourceSpec,
|
||
) -> Result<ResourceState, PluginError>;
|
||
|
||
async fn delete_resource(&self, id: &ResourceId) -> Result<(), PluginError>;
|
||
|
||
async fn execute_action(
|
||
&self,
|
||
id: &ResourceId,
|
||
action: &str,
|
||
params: serde_json::Value,
|
||
) -> Result<ActionResult, PluginError>;
|
||
|
||
fn box_clone(&self) -> Box<dyn ResourceProviderPlugin>;
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 4. 単体運用と統合のバランス設計
|
||
|
||
### 4.1 コンポーネントの独立性マトリックス
|
||
|
||
| コンポーネント | 単体運用 | 必須/オプション | 依存関係 | 最小構成 |
|
||
|--------------|---------|---------------|---------|---------|
|
||
| lightningstor | ◎ 完全独立 | オプション | なし | 単独でS3互換API提供可能 |
|
||
| flashdns | ◎ 完全独立 | オプション | なし | 単独でDNSサーバーとして動作 |
|
||
| fiberlb | ◎ 完全独立 | オプション | なし | 単独でLBとして動作 |
|
||
| chainfire | ○ 準独立 | 推奨 | なし | 状態保存に使用 |
|
||
| flaredb | ◎ 完全独立 | オプション | なし | 単独でSQL DBとして動作 |
|
||
| plasmavmc | △ 制限あり | オプション | chainfire | VM管理のみ |
|
||
| k8shost | △ 制限あり | オプション | chainfire, prismnet | K8sホストのみ |
|
||
| photonnet | ○ 準独立 | 推奨 | chainfire | ネットワーク統合 |
|
||
| photonauth | ○ 準独立 | 推奨 | chainfire | 認証統合 |
|
||
|
||
### 4.2 最小構成パターン
|
||
|
||
#### パターン1: オブジェクトストレージのみ（lightningstor単体）
|
||
|
||
```mermaid
|
||
graph LR
|
||
A[Client] -->|S3 API| B[lightningstor]
|
||
B -->|Metadata| C[Local RocksDB]
|
||
B -->|Data| D[Local Filesystem]
|
||
```
|
||
|
||
```nix
|
||
# 最小構成: lightningstorのみ
|
||
services.lightningstor = {
|
||
enable = true;
|
||
s3Api = {
|
||
enable = true;
|
||
port = 9000;
|
||
};
|
||
storage = {
|
||
backend = "filesystem";
|
||
path = "/var/lib/lightningstor";
|
||
};
|
||
};
|
||
```
|
||
|
||
#### パターン2: DNSのみ（flashdns単体）
|
||
|
||
```mermaid
|
||
graph LR
|
||
A[Client] -->|DNS Query| B[flashdns]
|
||
B -->|Records| C[Local Storage]
|
||
```
|
||
|
||
```nix
|
||
# 最小構成: flashdnsのみ
|
||
services.flashdns = {
|
||
enable = true;
|
||
port = 53;
|
||
zones = [
|
||
{ name = "example.com"; file = "/etc/dns/example.com.zone"; }
|
||
];
|
||
};
|
||
```
|
||
|
||
#### パターン3: VM管理のみ（plasmavmc単体）
|
||
|
||
```mermaid
|
||
graph LR
|
||
A[Client] -->|API| B[plasmavmc]
|
||
B -->|State| C[chainfire]
|
||
B -->|VM| D[Firecracker/KVM]
|
||
```
|
||
|
||
```nix
|
||
# 最小構成: plasmavmc + chainfire
|
||
services.chainfire = {
|
||
enable = true;
|
||
nodeId = "vm-node-1";
|
||
};
|
||
|
||
services.plasmavmc = {
|
||
enable = true;
|
||
chainfireEndpoint = "localhost:2379";
|
||
hypervisor = "firecracker";
|
||
};
|
||
```
|
||
|
||
#### パターン4: 完全統合構成
|
||
|
||
```mermaid
|
||
graph TB
|
||
subgraph Control_Plane [Control Plane]
|
||
AG[API Gateway]
|
||
RM[Resource Manager]
|
||
end
|
||
|
||
subgraph Data_Plane [Data Plane]
|
||
UA[Unified Agent]
|
||
end
|
||
|
||
subgraph Services [Services]
|
||
S[Storage Provider]
|
||
N[Network Provider]
|
||
C[Compute Provider]
|
||
end
|
||
|
||
AG --> RM
|
||
RM --> UA
|
||
UA --> S
|
||
UA --> N
|
||
UA --> C
|
||
```
|
||
|
||
### 4.3 段階的な機能追加
|
||
|
||
```mermaid
|
||
graph LR
|
||
A[最小構成] -->|+ PhotonNet| B[ネットワーク統合]
|
||
B -->|+ PhotonAuth| C[認証統合]
|
||
C -->|+ Control Plane| D[完全統合]
|
||
|
||
A -->|+ Storage Provider| E[ストレージ強化]
|
||
B -->|+ Network Provider| F[ネットワーク強化]
|
||
```
|
||
|
||
| 段階 | 追加コンポーネント | 機能 |
|
||
|-----|-----------------|------|
|
||
| レベル0 | lightningstor単体 | S3互換オブジェクトストレージ |
|
||
| レベル1 | + flashdns単体 | 権威DNSサーバー |
|
||
| レベル2 | + fiberlb単体 | L4/L7ロードバランサー |
|
||
| レベル3 | + photonnet統合 | VPC/IPAM/DNS統合 |
|
||
| レベル4 | + photonauth統合 | 認証・認可・mTLS統合 |
|
||
| レベル5 | + Control Plane | 統一リソース管理 |
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 5. イベント駆動設計
|
||
|
||
### 5.1 イベントスキーマ
|
||
|
||
```protobuf
|
||
// photon-proto/proto/photon/event.proto
|
||
syntax = "proto3";
|
||
package photon.event;
|
||
|
||
import "photon/resource.proto";
|
||
|
||
// イベントエンベロープ
|
||
message Event {
|
||
string event_id = 1;
|
||
string event_type = 2;
|
||
string timestamp = 3; // RFC3339
|
||
string source = 4; // イベント発行元
|
||
|
||
oneof payload {
|
||
ResourceEvent resource_event = 10;
|
||
AgentEvent agent_event = 11;
|
||
SystemEvent system_event = 12;
|
||
AuditEvent audit_event = 13;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// リソース関連イベント
|
||
message ResourceEvent {
|
||
string resource_id = 1;
|
||
string resource_type = 2;
|
||
|
||
oneof event {
|
||
ResourceCreated created = 10;
|
||
ResourceUpdated updated = 11;
|
||
ResourceDeleted deleted = 12;
|
||
ResourceStateChanged state_changed = 13;
|
||
ResourceActionExecuted action_executed = 14;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
message ResourceCreated {
|
||
photon.resource.ResourceSpec spec = 1;
|
||
string target_agent = 2;
|
||
}
|
||
|
||
message ResourceStateChanged {
|
||
photon.resource.ResourceStatus old_status = 1;
|
||
photon.resource.ResourceStatus new_status = 2;
|
||
string reason = 3;
|
||
}
|
||
|
||
// エージェントイベント
|
||
message AgentEvent {
|
||
string agent_id = 1;
|
||
|
||
oneof event {
|
||
AgentRegistered registered = 10;
|
||
AgentHeartbeat heartbeat = 11;
|
||
AgentDisconnected disconnected = 12;
|
||
AgentCapacityChanged capacity_changed = 13;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
message AgentHeartbeat {
|
||
map<string, int32> resource_counts = 1;
|
||
ResourceMetrics metrics = 2;
|
||
}
|
||
|
||
// 監査イベント（自動生成）
|
||
message AuditEvent {
|
||
string actor_id = 1;
|
||
string action = 2;
|
||
string resource_id = 3;
|
||
bool success = 4;
|
||
map<string, string> metadata = 5;
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### 5.2 イベントフロー例：VM作成
|
||
|
||
```mermaid
|
||
sequenceDiagram
|
||
participant Client
|
||
participant RM as Resource Manager
|
||
participant EB as Event Bus
|
||
participant SCH as Scheduler
|
||
participant UA as Unified Agent
|
||
participant CP as Compute Provider
|
||
participant Audit as Audit Logger
|
||
|
||
Client->>RM: Create VM Request
|
||
RM->>EB: Publish ResourceCreated
|
||
|
||
par 並行処理
|
||
EB->>Audit: Log Audit Event
|
||
EB->>SCH: Trigger Scheduling
|
||
RM->>RM: Start Timeout Timer
|
||
end
|
||
|
||
SCH->>EB: Publish AgentAssigned
|
||
EB->>UA: Notify Assignment
|
||
|
||
UA->>CP: Create VM
|
||
CP-->>UA: VM Created
|
||
|
||
UA->>EB: Publish ResourceStateChanged<br/>PENDING → RUNNING
|
||
|
||
EB->>RM: Update State
|
||
EB->>Client: WebSocket Push Notification
|
||
|
||
alt 失敗時
|
||
CP-->>UA: Error
|
||
UA->>EB: Publish ResourceStateChanged<br/>PENDING → ERROR
|
||
EB->>RM: Mark Failed
|
||
EB->>SCH: Trigger Reschedule
|
||
end
|
||
```
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 6. 移行戦略
|
||
|
||
### 6.1 段階的移行フェーズ
|
||
|
||
```mermaid
|
||
gantt
|
||
title PhotonCloud移行ロードマップ
|
||
dateFormat YYYY-MM
|
||
|
||
section Phase 0: 準備
|
||
共通基盤設計 :done, p0_design, 2026-01, 1M
|
||
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section Phase 1: 共通基盤構築
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photon-common開発 :active, p1_common, after p0_design, 2M
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photon-proto定義 :p1_proto, after p0_design, 1M
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chainfire統合 :p1_cf, after p1_common, 1M
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section Phase 2: コントロールプレーン
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EventBus実装 :p2_event, after p1_proto, 1M
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Resource Manager :p2_rm, after p2_event, 2M
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Scheduler :p2_sch, after p2_rm, 1M
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Identity Service :p2_id, after p2_rm, 2M
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API Gateway :p2_api, after p2_rm, 2M
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section Phase 3: データプレーン
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Unified Agent :p3_agent, after p2_sch, 2M
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Compute Provider :p3_compute, after p3_agent, 2M
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Network Provider :p3_net, after p3_agent, 2M
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Storage Provider :p3_storage, after p3_agent, 2M
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section Phase 4: 統合
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レガシー統合レイヤー :p4_compat, after p3_compute, 1M
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段階的移行 :p4_migrate, after p4_compat, 3M
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レガシー削除 :p4_cleanup, after p4_migrate, 2M
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```
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### 6.2 各フェーズの詳細
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#### Phase 1: 共通基盤構築（月1-3）
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| タスク | 説明 | 成果物 |
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|-------|------|--------|
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| photon-common | エラー、設定、gRPC、メトリクスの共通実装 | 共通ライブラリ群 |
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| photon-proto | 統一リソースモデルのProto定義 | protoファイル群 |
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| chainfire統合 | 状態保存バックエンドとしてchainfire統合 | chainfireアダプター |
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#### Phase 2: コントロールプレーン構築（月3-7）
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| タスク | 説明 | 依存関係 |
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|-------|------|---------|
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| EventBus | メッセージキュー/NATSベースのイベント基盤 | photon-common |
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| Resource Manager | リソースライフサイクル管理 | EventBus, chainfire |
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| Scheduler | リソース配置スケジューラ | Resource Manager |
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| Identity Service | iam + mtls-agent統合 | photon-common |
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| API Gateway | 統一APIゲートウェイ（互換性レイヤー付き） | 上記全部 |
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#### Phase 3: データプレーン構築（月5-9）
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| タスク | 説明 | 成果物 |
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|-------|------|--------|
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| Unified Agent | 統一エージェントフレームワーク | photon-agent |
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| Compute Provider | VM + K8s統合プロバイダ | photon-compute-provider |
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| Network Provider | fiberlb+prismnet+flashdns統合 | photon-network-provider |
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| Storage Provider | lightningstor + 必要に応じてflaredb統合 | photon-storage-provider |
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#### Phase 4: 統合と移行（月8-15）
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| タスク | 説明 | アプローチ |
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|-------|------|-----------|
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| 互換性レイヤー | 既存APIを新アーキテクチャに変換 | アダプターパターン |
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| 段階的移行 | コンポーネントごとに新システムへ移行 | ストラングラーフィグパターン |
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| レガシー削除 | 完全移行後のクリーンアップ | - |
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### 6.3 互換性維持戦略
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```rust
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// photon-control-plane/crates/photon-api-gateway/src/compat/mod.rs
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/// 既存APIとの互換性レイヤー
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pub struct CompatibilityLayer {
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resource_manager: Arc<ResourceManager>,
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translators: HashMap<String, Box<dyn ApiTranslator>>,
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}
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impl CompatibilityLayer {
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/// plasmavmc APIリクエストを変換
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pub async fn handle_plasmavmc_request(
|
||
&self,
|
||
request: PlasmavmcRequest,
|
||
) -> Result<ApiResponse, ApiError> {
|
||
// plasmavmcのVM作成を新リソースモデルに変換
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||
let resource_request = match request {
|
||
PlasmavmcRequest::CreateVm { name, spec } => {
|
||
ResourceRequest {
|
||
resource_type: ResourceType::ComputeInstance,
|
||
action: ResourceAction::Create,
|
||
spec: ResourceSpec::Compute(ComputeInstanceSpec {
|
||
metadata: ResourceMetadata {
|
||
name,
|
||
..Default::default()
|
||
},
|
||
backend: ComputeBackend::Firecracker(spec.into()),
|
||
resources: spec.resources,
|
||
..Default::default()
|
||
}),
|
||
}
|
||
}
|
||
// その他のリクエストタイプ...
|
||
};
|
||
|
||
self.resource_manager.submit(resource_request).await
|
||
}
|
||
|
||
/// k8shost APIリクエストを変換
|
||
pub async fn handle_k8shost_request(
|
||
&self,
|
||
request: K8shostRequest,
|
||
) -> Result<ApiResponse, ApiError> {
|
||
// Pod作成をComputeInstanceとして扱う
|
||
let resource_request = match request {
|
||
K8shostRequest::CreatePod { cluster_id, pod_spec } => {
|
||
ResourceRequest {
|
||
resource_type: ResourceType::ComputeInstance,
|
||
action: ResourceAction::Create,
|
||
spec: ResourceSpec::Compute(ComputeInstanceSpec {
|
||
backend: ComputeBackend::KubernetesPod(KubernetesPodSpec {
|
||
cluster_id,
|
||
pod_spec: serde_json::to_vec(&pod_spec)?,
|
||
}),
|
||
..Default::default()
|
||
}),
|
||
}
|
||
}
|
||
// その他のリクエストタイプ...
|
||
};
|
||
|
||
self.resource_manager.submit(resource_request).await
|
||
}
|
||
}
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```
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## 7. リスクと緩和策
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### 7.1 技術的リスク
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| リスク | 確率 | 影響 | 緩和策 |
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|-------|------|------|--------|
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| **移行中のサービス停止** | 中 | 高 | ブルー/グリーンデプロイ、段階的ロールアウト |
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| **パフォーマンス低下** | 中 | 高 | 継続的ベンチマーク、プロファイリング、最適化 |
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| **データ整合性の問題** | 低 | 高 | 分散トランザクション、イベントソーシング、検証レイヤー |
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| **複雑性増大** | 高 | 中 | 明確なドメイン境界、徹底したドキュメント、段階的実装 |
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| **プラグイン互換性** | 中 | 中 | 安定したプラグインAPI、バージョニング、テストスイート |
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| **循環依存** | 中 | 高 | 厳格なアーキテクチャレビュー、依存関係可視化ツール |
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### 7.2 組織的リスク
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| リスク | 確率 | 影響 | 緩和策 |
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|-------|------|------|--------|
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| **学習コスト** | 高 | 中 | ドキュメント、ワークショップ、ペアプログラミング |
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||
| **移行疲れ** | 中 | 中 | 明確なマイルストーン、小さな勝利の設定 |
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| **レガシー知識の消失** | 中 | 高 | 知識移行文書化、オンボーディング強化 |
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### 7.3 移行成功のためのチェックリスト
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- [ ] 各フェーズの包括的テストスイート
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- [ ] 本番負荷を模倣したステージング環境
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- [ ] ロールバック手順の文書化と演習
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- [ ] モニタリングとアラート体制の整備
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- [ ] インシデント対応手順の更新
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- [ ] パフォーマンス基準の定義と測定
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## 8. まとめ
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### 8.1 新アーキテクチャのメリット
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1. **統一されたリソースモデル**: VM、コンテナ、ネットワーク、ストレージを統一的に扱える
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2. **明確な責務分離**: コントロールプレーンとデータプレーンの分離により、スケーラビリティ向上
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3. **プラグイン可能なエージェント**: 新しいリソースタイプの追加が容易
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4. **イベント駆動**: 非同期処理の標準化により、システムの柔軟性向上
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5. **段階的移行**: 既存システムの段階的な移行が可能
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6. **単体運用の維持**: 各コンポーネントが独立して動作可能
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### 8.2 設計の核心
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```mermaid
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graph TB
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subgraph Core_Principles [設計の核心]
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CP[Control/Data Plane<br/>Separation]
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RA[Resource Abstraction]
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ED[Event-Driven]
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SO[Standalone Operation]
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PI[Plugin Architecture]
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end
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CP --> RA
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RA --> ED
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ED --> SO
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SO --> PI
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### 8.3 次のステップ
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1. **設計レビュー**: 本設計案の詳細レビューと承認
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2. **PoC実装**: photon-common + 簡易Resource Managerのプロトタイプ
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3. **チーム編成**: 各コンポーネントの移行担当者決定
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4. **Phase 1の開発開始**: 共通基盤の構築
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*本ドキュメントは設計検討用です。実装前に詳細レビューを実施してください。*
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