スマートストアを AWS にネットワーク接続する方法

アマゾンウェブサービス (AWS) のスマートストアソリューションの出現は、小売業者に新たな可能性を示しました。これらのソリューションを最大限に活用するには、小売業者はネットワークインフラストラクチャを最適化する必要があります。小売業者が業務のデジタル化を進め、より多くのサービスをクラウドに移行するにつれて、セキュリティとネットワークインフラストラクチャが主要な論点となっています。何千ものエンドポイントの管理、セキュリティコンプライアンスの確保、すべての店舗からの迅速かつ安全なクラウドアクセスの提供は、小売業者が直面する課題のほんの一部にすぎません。これらの課題は、世界中に大規模な店舗ネットワークを持つ小売業者にとって特に困難な場合があります。

幸いなことに、これらの課題に対する解決策があります。それは、AWS を使用してネットワークとセキュリティインフラストラクチャを統合し、一元管理することです。グローバルまたは全国規模のネットワークバックボーンを構築し、店舗やビジネスセンターにリーフノードを接続し、すべて AWS が管理することで、小売業者は AWS Cloud WAN を使用して世界中の何千もの店舗を AWS に接続できます。このアプローチは、低レイテンシーで安全な接続を提供するだけでなく、セキュリティの管理と監視を一元化し、すべての店舗で一貫したセキュリティポリシーを実現します。一元管理システムを導入することで、小売業者は各店舗に常駐する IT スタッフを必要とせずに、ネットワークインフラストラクチャを一元的に管理することで、セキュリティ規制の遵守、業務の合理化、コストの削減を実現できます。

ネットワークインフラストラクチャを最適化し、AWS スマートストアソリューションを活用することで、小売業者は収益を向上させながら顧客の店内体験を向上させることができます。たとえば、リアルタイムのデータ分析を使用してショッピング体験をパーソナライズしたり、オンラインとオフラインのチャネルを統合して新しい収益源を創出したり、サプライチェーン業務を最適化したりすることができます。さらに、小売業者は AWS の機械学習機能を活用して、在庫管理を自動化し、店舗のレイアウトと人員配置を最適化し、さらには盗難の検出と防止を行うことができます。

可能性は無限ですが、すべては強固なネットワークインフラストラクチャと信頼できるクラウドプロバイダーがあることが前提です。

店舗側に必要な要件

ほとんどの小売店には、IT チームがリモートから管理する IT 環境があります。これには以下が含まれます。

小売店向け IT ハードウェア: このカテゴリには、サーバー、従業員用 PC 、 Point-of-Sale (POS) コンポーネント、デジタルサイネージ、カメラなどのセキュリティデバイスなど、店舗でよく見かけるデバイスが含まれます。
小売店向け IT ソフトウェア: このカテゴリには、サーバーと PC のオペレーティングシステム、プロダクティビティソフトウェア、ERP ソフトウェア、コミュニケーションアプリケーション、ロイヤルティアプリケーション、e コマース、ビジネスアプリケーション、注文管理ソフトウェアが含まれます。
小売店向け IT サービス: このカテゴリには、サポートサービス、ハードウェアおよびソフトウェア管理、インストール/変更管理、ディザスタリカバリ、カスタムソフトウェア統合/開発が含まれます。

米国全土の 500 を超える店舗の平均を調べたところと、上記のすべてに店舗ごとの費用がかかります。世界中に数千の店舗を展開するような一部の小売業者では、IT 支出は大幅に増加します。

IT コンポーネント	500 を超える店舗の平均
PC	5%
ファイアウォール/ルーター/スイッチ	2%
電話システム	6%
社内電話回線	7%
サーバー (Windows DC 、SQL)	4%
アプリケーションメンテナンス /POS 、スケジューリング、在庫管理、電子メール、その他アプリケーションのアップグレード	20%
ブロードバンド接続	3%
IT メンテナンスサポート (40 時間/月)	52%
データストレージ / バックアップ	1%
合計	一部の小売業者では約 8,000 万ドルになります

表 1 — 小売店舗の IT コスト (ハードウェア、ソフトウェア、サービス)

ほとんどの小売業者の IT 支出は年々増加し続けているため、これらのサービスの多くを AWS に統合してコストを削減し、顧客体験への投資を増やすことができます。このようなインフラストラクチャの管理は、特にさまざまな地域にまたがる多数の店舗を扱う場合には困難な場合があります。すべてのハードウェアとソフトウェアが最新で、安全で、正しく機能していることを確認することは、IT チームにとって大変な作業です。

小売業者は、IT インフラストラクチャの管理という課題に加えて、店舗ネットワークの信頼性と安全性を確保し、クラウドベースのサービスに対する需要の高まりに対応できるようにする必要もあります。e コマースの台頭により、顧客はすべてのチャネルでシームレスな体験を期待しており、小売業者はこの体験を実店舗でも提供できなければなりません。そのためには、リアルタイムの在庫管理、顧客分析、パーソナライズされたマーケティングなど、複数のアプリケーションとサービスを支えることのできる堅牢でスケーラブルなネットワークインフラストラクチャが必要です。AWS を使用してネットワークとセキュリティインフラストラクチャを統合して一元管理することで、小売業者はこれらの課題を克服し、シームレスでパーソナライズされたショッピング体験を顧客に提供できます。

実店舗のサービスを AWS に移行すると、コスト削減とともに以下のメリットが得られます。

一元化されたセキュリティ
侵入ポイントを減らす一元化されたインターネットアクセス
電話システム/電話回線などの資産を減価償却するための共有リソース
仮想デスクトップインフラストラクチャ (VDI) ソリューションによる安全なデスクトップアプライアンス (最小限の店舗の端末)
すべての店舗にまたがるディザスターリカバリソリューション
店舗を横断した在庫管理
IT 人件費の削減
店舗ソリューションの導入

ソリューション概要

スマートストアネットワーキングおよびインフラストラクチャソリューションは、パートナーとの Direct Connect または SD-WAN （Software Defined-Wide Area Network）を使用して、すべての店舗を AWS に接続します。冗長性を確保するため、各店舗には AWS への接続が少なくとも 2 つ必要です。商品のスキャン、支払い処理、領収書の印刷、および店舗の端末用のハードウェアコンポーネントは、プライベート接続を介して AWS サービスに接続できます。

すべての店舗ソフトウェアは、オペレーションサポートのために最も近い AWS リージョンにデプロイする必要があります。これにより、サーバーや店舗ごとのメンテナンスが不要になります。支払い機能のためには、AWS 仮想デスクトップインフラストラクチャソリューションに接続するゼロクライアントモニターが設置され、店舗アプリケーションがクラウド ERP および POS システムと通信できるようになり、より高い回復力とディザスターリカバリ機能が提供されます。電話交換機 (PBX) サービスは、Asterisk や Sipxcom などのオープンソースソリューションを使用して米国の 2 つのリージョンに統合し、Amazon Connect と統合することでシームレスな顧客体験を実現できます。

AWS ネットワークインフラストラクチャ

AWS ネットワークインフラストラクチャは AWS Cloud WAN を使用して構築され、クラウドネットワークエンジン (CNE) が米国の 4 つのリージョン (us-east-1、us-east2、us-west1、us-west2) のそれぞれにデプロイされます。これにより、4 つのリージョンに関連付けられた Direct Connect ロケーションが、AWS リージョン全体の Amazon Virtual Private Clouds (Amazon VPC) にトラフィックをルーティングできるようになります。

AWS Cloud WAN 内では、セグメントを作成して、各地域の店舗とそれに関連付けられた Amazon VPC ワークロードのトラフィックルールをグループ化できます。これにより、インターネットトラフィックと冗長ワークロードの管理が簡素化され、通信トラフィック用の VOIP セグメント、アプリケーションの開発とテスト用の開発セグメント、ビジネスアプリケーションの本番セグメントなど、アプリケーションとビジネス要件に基づいてネットワークトラフィックをセグメント化できます。このように店舗を地理的セグメントにグループ化することで、地域固有のニーズに基づいてさまざまなサービスを提供することもできます。

セキュリティアーキテクチャについては、すべての店舗のインターネット入出力トラフィックを処理するために、出口用のAmazon VPC が各リージョンに設定されます。出口用の Amazon VPC では、冗長構成でデプロイされたファイアウォールを使用してトラフィックを検査し、ネットワークインフラストラクチャの高度なセキュリティを確保します。

図 1: リファレンスネットワークアーキテクチャ

店舗から AWS への接続

小売業者のネットワーク上の各店舗には、近接性とネットワークプロバイダーのサービスに基づいて選択された 2 つの異なる AWS Direct Connect (Direct Connect) ロケーションへのファイバー接続が 2 つ以上必要です。仮想プライベートネットワーク (VPN) を使用した AWS Cloud WAN への 3 次バックアップ接続は、5G または BB を使用して設定できます。0.0.0.0/0 のルートが Direct Connect または VPN 経由で AWS を指定しているため、店舗からインターネットに直接アクセスすることはできません。AWS Direct Connect サービスプロバイダーに接続するには、各店舗にローカルルーターまたはスイッチが必要です。2 つの Direct Connect 接続は、異なるポイントオブプレゼンス (POP) で接続することをお勧めします。

複数の Direct Connect 接続と VPN バックアップのルート優先順位を管理するには、AWS のベストプラクティスに従って、ローカルルーターでボーダーゲートウェイプロトコル (BGP) を使用する必要があります。各 Direct Connect 接続は、店舗から Direct Connect ロケーションまで 1G で、AWS への Direct Connect ロケーションの帯域幅は、必要な店舗数と帯域幅に応じて 10G です。パケットのスループットを確保するには、帯域幅をオーバープロビジョニングすることをお勧めします。AWS Direct Connect はパケットの優先順位とサービス品質 (QoS) を管理しないため、すべてのパケットには差分サービスコードポイント (DSCP) のマークを付け、送信元で優先順位を付ける必要があります。DSCP マーキングは宛先に渡されます。帯域幅とクラスレスドメイン間ルーティング（CIDR）の計画が実施されている場合、店舗は Direct Connect 接続を追加する前に、まず SD-WAN を使用して AWS に接続できます。

ハイブリッド接続モデル

すべての店舗が同じ接続モデルを必要とするわけではありません。店舗は大都市圏、郊外、地方に分類できます。これらのカテゴリではそれぞれ、接続オプションと帯域幅のニーズが異なる場合があります。

店舗から AWS に接続するには、SD-WAN を使用して店舗のローカル Direct Connect ロケーションにある顧客管理のスイッチ/ルーターへのラストマイルを行うハイブリッドアプローチがあります。この方法では、短距離でのパフォーマンスが向上し、レイテンシーが減少します。Direct Connect ロケーションでは、SD-WAN 接続を集約して AWS Cloud WAN に直接接続できます。

ブロードバンド回線を使用する郊外地域の店舗では、店舗接続の集約をローカルゾーンで行うこともできます。仮想 SD-WAN アプライアンスをローカルゾーンにデプロイして、SD-WAN ネットワークをローカル AWS ロケーションに拡張して AWS Cloud WAN に接続できます。全体として、このハイブリッドアプローチにより、店舗から AWS への効率的な接続が可能になります。

各接続モデルは、パフォーマンスと遅延の要件に基づいて最適かどうかをテストする必要があります。

図 2: ハイブリッド接続

店舗のインターネットアクセス

一部の店舗では、インターネットに直接アクセスできない場合があります。インターネット宛のトラフィックはすべて、Direct Connect 経由でインターネット出口用の Amazon VPC に送信されます。ファイアウォールポリシーは、設定されたルールに基づいて、下りの Amazon VPC のインターネットトラフィックに適用されます。インターネット出口用の Amazon VPC は各 AWS リージョンで設定され、トラフィックは各セグメントのルートテーブルを使用してインターネット出口用の Amazon VPC に送られます。

このモデルを利用すると、管理が必要なファイアウォールの数を合計 4 セットに減らすことができます。インターネット出口用の Amazon VPC は AWS Cloud WAN 内の共有サービスセグメントに接続されます。

図 3: ストア接続

マルチクラウド相互接続

Azure 、 GCP 、 SAP などの他のクラウドプロバイダーにデプロイされているワークロードの場合、小売業者はそのクラウドプロバイダーが存在するトランジットポイントへの Direct Connect 接続が必要になります。マルチクラウド接続をサポートする Direct Connect ロケーションを使用することをお勧めします。

これを設定するには、小売業者には次の 2 つの選択肢があります。
AWS Direct Connect 接続と他のクラウド接続を相互接続し、ルーティングを管理するルーターを備えたコロケーションラックを Direct Connect ロケーションにセットアップします。
マルチクラウドをサポートする Direct Connect パートナーと連携します。

どちらのオプションでも、IPv4 CIDR ブロック範囲が重複しないようにする必要があります。また、AWS Cloud WAN のルーティングルールは、トラフィックをマルチクラウドの Direct Connect ロケーションに転送するように適切に設定する必要があります。

マルチクラウドの Direct Connect 接続が設定されている各リージョンでは、マルチクラウド接続との間のすべての経路について、ファイアウォール検査付きのトランジット Amazon VPC を作成することをお勧めします。このファイアウォールはインターネット出口用のファイアウォールとは別のものです。

注:他のクラウドプロバイダーのパートナーサポートによっては、必要に応じて複数の Direct Connect ロケーションを使用して他のクラウドプロバイダーに接続できます。

エッジファイアウォールの設計

このアーキテクチャには以下のファイアウォールが推奨されます。

AWS Network Firewall – AWS Network Firewallは、AWS 内で開始されるすべてのアウトバウンドトラフィックに対して、出口用の Amazon VPC にデプロイされます。アウトバウンドトラフィックとレスポンストラフィックは、設定されたポリシーに基づいて検査されます。AWS Cloud WAN は、すべての Amazon VPC トラフィックを出口用の Amazon VPC 経由で転送するように設定できます。
Multi-Cloud Amazon VPC firewall – このファイアウォールは、AWS を経由して他のクラウドプロバイダー接続に向かうすべてのトラフィックに使用されます。各リージョンでアクティブ/スタンバイの 1 組が設定されます。
AWS WAF with AWS Shield – このファイアウォールは、Web アプリケーションの小売用 Web サーバーに送信されるすべての Web トラフィックに使用されます。これには、外部サポートを必要とするサードパーティーの Software-as-a-Service (SaaS) アプリケーションも含まれます。

一元管理されたファイアウォールマネージャーを使用することをおすすめします。高可用性と障害復旧のためには、複数のリージョンに展開する必要があります。

ローカルゾーン接続

ローカルゾーンは、必要に応じてワークロード用のミリ秒未満のレイテンシーをサポートできます。ローカルゾーンを使用すると、その店舗のリージョンの Amazon VPC は、コンピューティングリソースとストレージリソースをローカルゾーンに拡張できます。今後、サポートされるサービスが増えるにつれて、それらのサービスをローカルゾーンで利用できるようになります。Direct Connect を使用すると、リージョンへルーティングを戻さなくても、店舗のネットワークルーティングをローカルゾーンに直接拡張できます。

各ワークロードを分析して、ローカルゾーンが最適な選択肢かどうかを確認する必要があります。

スマートストアアプリケーション

スマートストアアプリケーションには、相互に連携する必要のある店舗内コンポーネントとクラウドベースのコンポーネントの両方があります。たとえば、インタラクティブな統計情報を生成するためのカメラビジョンと人工知能と機械学習（AI/ML）処理の場合、ハードウェアを備えた AI コンポーネントは店舗にあり、データ分析とプレゼンテーションはクラウドで行われる場合があります。そうは言っても、店舗はかさばるハードウェアやサーバーを店舗内に置かず、商品を販売するためのスペースを空けたいと考えています。このような低レイテンシーの重要なソフトウェアの多くは、店舗がある場所の近くのローカルゾーンに導入できます。本ブログで説明されているネットワークアーキテクチャを利用することで、店舗はこの作業の負担を軽減できます。ローカルゾーンからは、店舗の貴重な帯域幅を使用することなく、AWS リージョンでデータを処理できます。

店舗とローカルゾーン間の通信のセキュリティは、プライベートネットワークを使用してローカルゾーンに直接接続するか、ローカルゾーンの仮想アプライアンスへの安全なトンネルを作成する店舗内の SD-WAN ベースのアプライアンスを使用してトラフィックを暗号化することで実現できます。もう 1 つの考慮は、トラフィックの優先順位です。コンピュータビジョン、RFID、スマートキオスク、ロボティクス、VOIP などの複数のスマートストアソリューションをサポートする場合、サービス品質が重要なニーズになります。店舗の帯域幅のニーズがブロードバンドアップリンク容量を超える時が来るでしょう。SD-WAN とDirect Connect のオーバーレイを使用すると、ネットワークエンジニアはビジネスニーズに基づいてトラフィックに優先順位を付けるポリシーを追加できます。このアーキテクチャは、スマートストア機能の有効化をサポートします。

まとめ

結論として、小売店向けの AWS ネットワークインフラストラクチャと接続オプションは、クラウドへの高性能で信頼性の高い接続を提供するように綿密に設計されています。 AWS Direct Connect 、SD-WAN 、ハイブリッドアプローチなど、さまざまな接続オプションがあるため、小売店は自分に最適なオプションを選択できます。さらに、AWS のサービスとベストプラクティスを活用することで、店舗はセキュリティと回復力を向上させながら、オンプレミスのハードウェアとメンテナンスの必要性を減らすことができます。

全体として、このネットワークインフラストラクチャと接続ソリューションは、小売店がクラウドに接続して事業運営をサポートするためのスケーラブルで柔軟かつ効率的な方法を提供します。

AWS の担当者にお問い合わせいただき、当社がお客様のビジネスをどのように促進できるかをご確認ください。

参考文献

著者について

Ameel Kamboh

Ameel Kamboh は AWS のシニアソリューションアーキテクトで、緊急通報ネットワークをグローバルに構築した経歴があります。ネットワークと複雑なアプリケーションの構築で 28 年以上の経験を持つ Ameel は、高可用性とスケーラビリティに重点を置いて設計してきました。AWS では、Ameel は小売企業部門での活動範囲を広げ、可能性を秘めた芸術をもたらす革新的なソリューションを顧客に提供してきました。

Chris Sereno

Chris は AWS のソリューションアーキテクトで、ネットワーク分析のバックグラウンドを持っています。彼は、お客様がパフォーマンスと信頼性の高いアプリケーションを提供できるよう支援することに情熱を注いでいます。予定がないときには、キーボードを使って音楽を作るのを楽しんでいます。

Justin Swagler

Justin Swagler は、AWS のフィジカル Retail のワールドワイド・ヘッドであり、フィジカル・リテールのグローバル戦略とソートリーダーシップを率いています。Justin は、イノベーション戦略、小売事業、製品開発、経営幹部など、消費者向けパッケージ商品、小売、戦略において 15 年以上にわたる経験があります。彼は、消費者体験を戦略的に革新し、再発明するよう組織を導くことに情熱を注いでいます。イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校で学士号を、ケロッグ・スクール・オブ・マネジメントで経営学修士号を取得しています。

Rahul Nammireddy

Rahul は AWS のシニアソリューションアーキテクトであり、デジタルネイティブのお客様をクラウドネイティブの変革に導くことに重点を置いています。彼は AI/ML テクノロジーに情熱を傾け、小売や通信などの業界の顧客と協力して、お客様の急速なイノベーションを支援しています。Rahul は 23 年以上にわたるキャリアを通じて、スタートアップ企業から上場企業まで、さまざまな企業で主要な技術指導的役割を果たしてきました。ビルダーとしての専門知識を披露し、イノベーションを推進してきました。

翻訳はソリューションアーキテクトの小西が担当しました。原文はこちらです。

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