IBM Cloud の自治体ユース・ケース

以下のユース・ケースでは、Red Hat® OpenShift® on IBM Cloud® 上のワークロードがパブリック・クラウドから得られる利点について説明します。これらのワークロードは、データ主権を守るために世界中の各リージョン内に隔離されており、新規コードの代わりに Watson 機械学習を使用し、オンプレミス・データベースに接続します。

地方自治体は、公用データと民間データを組み合わせるリージョンの開発者とのコラボレーションを促進し、加速化しています

あるオープン・ガバメント・データ・プログラム行政官は、公用データを地域コミュニティーや民間セクターと共有する必要がありますが、データは一体構造のオンプレミス・システムの中に閉じ込められています。

このRed Hat OpenShift on IBM Cloudによって、エクゼクティブは官民データを組み合わせた価値を提供します。同様に、このサービスは、一体構造のオンプレミス・アプリからマイクロサービスをリファクタリングし、公開するためのパブリック・クラウド・プラットフォームを提供します。また、パブリック・クラウドでは、自治体と公共の提携機関が、外部クラウド・サービスや、コラボレーションしやすいオープンソースのツール類を使用できます。

context

「オープン・ガバメント」モデルの採用が将来計画されていますが、この地方自治体機関は現状のオンプレミス・システムでは一気に変革を進めることができません。
この機関はイノベーションをサポートし、民間セクター、市民、公共機関の間で共同開発を進めていきたいと考えます。
自治体組織と民間組織では開発環境が大きく異なるので、開発者は、API やデータを簡単に共有できる統一されたオープンソース・プラットフォームを持ち合わせていません。
自治体のデータはパブリック・アクセスが簡単にはできないオンプレミス・システムの中に閉じ込められています。

ソリューション

オープン・ガバメントへの転換は、パフォーマンス、対障害弾力性、事業継続性、セキュリティーを提供する土台の上に構築する必要があります。イノベーションと共同開発が進行するにつれ、各機関と市民は、ソフトウェア会社、サービス・プロバイダー、インフラストラクチャー提供企業の「保護とサービス」に頼るようになります。

官僚主義を打ち壊し、政府と有権者の関係を変容させるために、共同作成のためのプラットフォームを構築するオープン・スタンダードに取り組むことにしました。

OPEN DATA – 市民、自治体機関、各企業が自由にデータにアクセスし、共有し、拡張できるデータ・ストレージ
OPEN API – すべてのコミュニティー・パートナーによって API が構築され、再利用される開発プラットフォーム
OPEN INNOVATION - 開発者が手作業でコーディングする代わりに、プラグイン・イノベーションを利用できるクラウド・サービスのセット

まず初めに、この自治体は IBM Cloud Object Storage を使用して公用データをクラウドに保管します。このストレージは、帰属や共有などの条件に従うだけで無料で使用/再使用できますし、誰とでも共有可能です。機密データはクラウドにプッシュする前にサニタイズできます。それに加えて、クラウドでは新しいデータ保管を制限できるよう、アクセス制御が設定されます。その場所で、コミュニティーは拡張された既存のフリー・データの POC (概念実証) を実行できます。

この自治体による公共/民間連携の次のステップは、IBM® API Connect でホストされる API エコノミーを確立することでした。そこでは、コミュニティーと企業の開発者が API 形式でデータを簡単にアクセスできるようにします。その目標は、誰でも使用可能な REST API を用意し、相互運用を可能にして、アプリ統合を加速化することにあります。これらの開発者は、IBM Secure Gateway を使用して、オンプレミスの民間データ・ソースにも接続することにします。

最終的には、そうした共有 API に基づくアプリが、クラスターに簡単に開始できる Red Hat OpenShift on IBM Cloud でホストされます。こうすることで、コミュニティー、民間セクター、自治体の開発者が簡単にアプリを共同作成できるようになります。つまり、開発者はインフラストラクチャーの管理ではなく、コーディングに専念する必要があります。そのため、IBM はインフラストラクチャー管理を簡素化するため、 Red Hat OpenShift on IBM Cloud を選択しました。

Kubernetes マスター、IaaS、運用コンポーネント (Ingress やストレージなど) の管理
正常性のモニタリングとワーカー・ノードのリカバリー
グローバル・コンピューティングの提供。開発者はワークロードやデータを配置する必要がある世界中のリージョンのインフラストラクチャーを常に用意しておく必要がなくなります

コンピュート・ワークロードを IBM Cloud に移行するだけでは十分ではありません。政府も方法の転換を図る必要がある。 IBM Garage Method の手法を取り入れることによって、提供者は、継続的な統合とデリバリー (CI/CD) など DevOps の最新の手法に対応したアジャイルで反復的なデリバリー・プロセスを実装できます。

CI/CD プロセス自体の多くは、IBM Cloud® Continuous Delivery によってクラウドで自動化されます。提供者は、コンテナー・イメージの準備、脆弱性がないかの確認、Kubernetes クラスターへのデプロイという一連のワークフロー・ツールチェーンを定義することができます。

コンピュート、ストレージ、APIツールは、オンプレミスのデータソースに安全にアクセスできるパブリッククラウドで実行される。

技術的ソリューション:

Red Hat OpenShift on IBM Cloud
IBM Cloud Object Storage および IBM Cloudant
IBM® API Connect
IBM Secure Gateway
IBM Cloud® Continuous Delivery

ステップ 1: クラウドにデータを保管する

IBM Cloud Object Storage は、パブリック・クラウド上のすべてのデータにアクセス可能な履歴データ・ストレージを提供します。
IBM Cloudant を、開発者から提供されるキーと併用して、クラウドのデータをキャッシュします。
IBM Secure Gateway を使用して、既存のオンプレミス・データベースへのセキュア接続を維持します。

ステップ 2: API を使用してデータへのアクセスを提供する

API エコノミー・プラットフォーム用の IBM® API Connect を使用します。 API を使用することにより、公共セクターと民間セクターはそれぞれのアプリにデータを結合できます。
API によって操作される、公共/民間アプリ用のクラスターを作成します。
アプリを、アプリの機能領域とその従属関係に基づいて、Red Hat OpenShift on IBM Cloud 内で実行される一連の連携マイクロサービスとして構成します。
それらのアプリを、Red Hat OpenShift on IBM Cloud で実行されるコンテナーにデプロイします。 Red Hat OpenShift on IBM Cloud に組み込まれた HA ツールは、自己修復やロード・バランシングなどを行いながら、ワークロードのバランスを取ります。
標準化された DevOps のダッシュボードを Kubernetes を介して提供します。Kubernetes は、あらゆるタイプの開発者がよく知っているオープンソース・ツールです。

ステップ 3: IBM Garage とクラウド・サービスによるイノベーション

IBM Garage Method のアジャイルな反復型開発手法を採用し、ダウン時間なしで、フィーチャー、パッチ、フィックスの頻繁なリリースを可能にします。
IBM Cloud® Continuous Delivery は、カスタマイズ可能で共有可能なテンプレートを使用することにより、公共セクターと民間セクターの開発者が、統合されたツールチェーンを迅速にプロビジョンできるようにします。
開発者は、開発とテスト用のクラスターでアプリを構築してテストを実施した後、IBM Cloud® Continuous Delivery ツールチェーンを使用して、実動クラスターにアプリをデプロイします。
Watson カタログから入手できる IBM Cloud AI、機械学習ツール、ディープ・ラーニング・ツールを使用して、開発者はドメインの問題に注意を集中します。固有のカスタム ML コードを使用する代わりに、サービス・バインディングを使用して、ML ロジックがアプリにスナップされます。

結果

通常はなかなか進まない公共/民間連携ですが、アプリの開始が数カ月の単位ではなく数週間で迅速に行われます。こうした開発提携により、今はフィーチャーとバグ修正を毎週最大 10 回配信できるようになりました。
すべての参加者が良く知っている Kubernetes などのオープンソースのツールを使用すると、開発が加速します。長い学習曲線はもはや阻害要因とはなりません。
アクティビティー、情報、計画における透明性が市民と民間セクターに提供されます。さらに、市民は自治体のプロセス、サービス、サポートに統合されます。
公共/民間連携は、ジカ・ウィルスの追跡、スマート配電、犯罪統計の分析、大学の「ニュー・カラー」教育 (専門スキルを重視した教育) など、非常に困難な数々の作業を達成しています。

大規模な公共港湾施設は、公共機関や民間組織に接続する港湾データと積荷目録を安全に交換します

政府機関によって運営されている港湾施設と民間輸送会社の IT 責任者は、港湾情報に接続し、可視性を提供し、安全に情報を交換する必要があります。しかし、公共の港湾情報と民間の積荷目録とを接続するための統一されたシステムは存在していませんでした。

Red Hat OpenShift on IBM Cloud を使用すると、政府と公共のパートナーシップにより、外部のクラウド・サービスとコラボレーションしやすいオープン・ソース・ツールを使用できます。コンテナーは、港湾当局と輸送会社の両方が、共有情報がセキュアなプラットフォーム上でホストされていると安心できるような共有可能なプラットフォームを提供しました。さらにそのプラットフォームは、開発/テスト用の小規模なシステムから実動規模のシステムまで、段階に応じて拡大/縮小されます。オープン・ツールチェーンを使用することによって、ビルド、テスト、デプロイメントが自動化されて、開発がさらに加速しました。

主要なテクノロジー:

context

港湾は、公的機関と民間機関を結ぶ港湾データと船舶積荷目録の交換を確保する。

政府機関と輸送会社では開発環境が大きく異なるので、開発者は、共同で作業できる統一されたプラットフォームを持ち合わせておらず、更新やフィーチャーのデプロイメントが遅くなっています。
開発者は世界中に広がり、組織の垣根を越えて分散しています。こうしたことを考えると、オープンソースと PaaS が最良のオプションです。
セキュリティーが主要な懸念事項となっており、この問題がコラボレーションを行う上での重荷を増大させて、特にアプリが実動運用を始めた後に、ソフトウェアのフィーチャーと更新に影響を与えます。
ジャストインタイムでデータを提供する必要があるので、輸送業務における遅延を減らすために世界中のシステムの可用性を高める必要があります。出荷ターミナルのタイムテーブルは高度に管理されており、融通が利かないこともある。 Web の使用量が増大しているので、不安定になるとユーザー・エクスペリエンスが悪くなる可能性があります。

ソリューション

港湾施設と輸送会社は、物資と船舶の通関手続きを行うためのコンプライアンス関連の情報を、複数の通関業者にではなく一度だけ電子的に送信するための、統合された取引システムを共同開発します。積荷目録アプリと税関アプリによって、特定の積荷の内容を素早く共有できるようになり、すべての文書業務は港湾施設の通関業者によって電子的に転送され、処理されます。

そのため、取引システムのソリューションに特化したパートナーシップを構築します。

DECLARATIONS - 船荷目録を取り込み、典型的な通関書類をデジタル処理するアプリ
TARIFFS – 関税額を計算し、その金額を船荷主に電子的に送信し、デジタル決済を受領するアプリ
REGULATIONS – 絶えず変化し続ける、輸出入処理や関税処理に影響を与えるポリシーと法規制を前出の 2 つのアプリにフィードする、柔軟で構成可能なアプリ

開発者は Red Hat OpenShift on IBM Cloud を使用して、アプリをコンテナーにデプロイすることから開始しました。そして世界中の開発者が共同でアプリの改善を素早くデプロイできる、共有開発環境のクラスターを作成しました。コンテナーでは各開発チームがそれぞれの好きな言語を使用できます。

セキュリティーを最優先: IT 責任者はベアメタルのクラスターを選択しました。 Red Hat OpenShift on IBM Cloud 用のベアメタルを使用することで、機密性の高いカスタム・ワークロードは、従来から備えていた独立性と、パブリック・クラウドの柔軟性とを兼ね備えるようになりました。

この輸送会社は他の港湾施設とも提携を実現したいと考えているため、アプリのセキュリティーは重要です。積荷目録と税関情報は非常に機密性の高い情報です。そのセキュアなコアから、脆弱性アドバイザーが次のようなスキャンを行います。

イメージの脆弱性スキャン
ISO 27000 に基づくポリシー・スキャン

IBM Cloud® Identity and Access Management では同時に、リソースに対して誰がどのレベルのアクセス権限を持つかを制御できます。

開発者は、既存のツールを使用してドメインの問題に注意を集中します。開発者はロギングとモニタリング用の固有のコードを作成するのではなく、IBM Cloud サービスをクラスターにバインドすることで、コードをアプリに貼り付けます。また、Kubernetes とインフラストラクチャーのアップグレード、セキュリティーなどは IBM が担当するので、開発者はインフラストラクチャーの管理作業から解放されます。

コンピューティング、ストレージ、アプリケーションはパブリッククラウドで実行され、必要に応じて世界中の出荷データに安全にアクセスできます。クラスター内のコンピュートは、改ざん防止機能を持ち、ベアメタルに隔離されます。

技術的ソリューション:

Red Hat OpenShift on IBM Cloud
IBM Cloud® Functions
IBM Cloudant
IBM Secure Gateway

ステップ 1: マイクロサービスを使用してアプリをコンテナー化する

Node.js アプリを作成するか、サンプルをデプロイします。
アプリを、アプリの機能領域とその従属関係に基づいて、Red Hat OpenShift on IBM Cloud 内で実行される一連の連携マイクロサービスとして構成します。
積荷目録および出荷アプリを、Red Hat OpenShift on IBM Cloud で実行されるコンテナーにデプロイします。
標準化された DevOps のダッシュボードを Kubernetes を介して提供します。
IBM Secure Gateway を使用して、既存のオンプレミス・データベースへのセキュア接続を維持します。

ステップ 2: グローバル可用性の確保

開発者は、開発とテスト用のクラスターでアプリをデプロイした後、IBM Cloud® Continuous Delivery ツールチェーンと Helm を使用して、世界中のクラスターに国別のアプリをデプロイします。
こうすることで、ワークロードとデータを現地の法規制に適合させることができます。
Red Hat OpenShift on IBM Cloud に組み込まれた HA ツールは、自己修復やロード・バランシングなどを行いながら、各リージョン内でワークロードのバランスを取ります。

ステップ 3: データ共用

IBM Cloudant は、最新の NoSQL データベースで、キー/値のような単純な文書から複雑な文書指向のデータ・ストレージや照会に至るまで広範囲のデータ駆動型ユース・ケースに適しています。
リージョンのデータベースに対する照会を最小限に抑えるために、IBM Cloudant を使用してアプリ間のユーザーのセッション・データをキャッシュします。
この構成によって、Kubernetes Service 上のアプリ間でフロントエンド・アプリの使いやすさとパフォーマンスが向上します。
Red Hat OpenShift on IBM Cloud のワーカー・アプリはオンプレミス・データを分析し、結果を IBM Cloudant に保管しますが、IBM Cloud® Functions は変更に反応し、着信データ・フィードのデータを自動的にサニタイズします。
同様に、あるリージョンの出荷通知をデータのアップロードによってトリガーできます。その後、ダウンストリームのすべてのコンシューマーが新しいデータにアクセスできるようになります。

結果

マイクロサービスを使用すると、パッチ、バグ修正、新しいフィーチャーを配信するまでの所要時間が大幅に短縮されます。初期開発が迅速であるのに加えて、更新は週に 10 回と頻繁に行うことが可能です。
出荷業者と政府役人は現地の法規制に準拠しながら、目録データにアクセスし、通関データを共有することができます。
輸送会社はサプライ・チェーンにおける物流管理の改善、具体的にはコスト削減と通関手続きにかかる時間の短縮というメリットを受けることになります。
99% はデジタル申告されており、輸入の 90% は人間の介入なく処理されています。