この記事は、”Reimagine your mainframe applications with Agentic AI and AWS Transform” を翻訳したものです。

本ブログでは、reimagine パターンによってメインフレームのレガシーアプリケーションをモダナイズする AWS のアプローチの概要を説明し、組織がレガシー COBOL アプリケーションをモダンなクラウドネイティブアーキテクチャに変換する方法を紹介します。

人材不足、コスト増加、ビジネスアジリティの制約により、組織はレガシーメインフレームアプリケーションをモダナイズする喫緊の課題に直面しています。

AWS は、メインフレームアプリケーションをモダナイズするための複数のアプローチをサポートしています。Reimagine パターンにより、組織はカスタマーエクスペリエンスを再構想 (reimagine) し、ビジネスプロセスフローを最適化し、新機能を導入することで、モダンなアプリケーションに機能的な変化をもたらすことができます。このプロセスで、メインフレームアプリケーションをモダナイズすることができます。この過程は、モダンなアーキテクチャとテクノロジースタックを使った、アーキテクチャの再設計 (rearchitecting) と、アプリケーションのリライト (rewriting) を伴います。トランスフォーメーションジャーニーを加速させるため、エージェンティック AI を活用したツール一式によって、メインフレームのモダナイゼーションの reimagine パターンがサポートされています。

メインフレームアプリケーションを再構想するときの戦略的課題

AWS は、メインフレームモダナイゼーションの特効薬が無いことを認識しています。戦術的アプローチは既存システムの拡張と維持に重点を置いていますが、戦略的モダナイゼーションには リプラットフォーム (replatform)、リファクタリング (refactor)、リプレース (replace)、reimagine という明確な道筋があります。Reimagine は最も変革的なアプローチを代表しており、組織はマイクロサービスやバッチプロセスからリアルタイム機能への移行などのモダンなパターンを使って、アプリケーションアーキテクチャを全面的に見直します。

ほとんどのお客様は、reimagine 戦略を検討する際に 80:20 の原則に従います。Reimagine は、ビジネスでアプリケーションの機能強化が必要な場合に適しています。お客様は、メインフレームワークロードの一部だけがこのカテゴリに該当すると予想しています。このような状況では、モダンな UI、リアルタイム機能、またはより高速なバッチ処理が望まれている可能性があります。また、現行のモノリス化したアプリケーションをプロダクトに合わせたビジネス機能に分割したいという目標をお客様が持っている場合もあります。お客様は、自社のメインフレームアプリケーションの 20% が技術的な制約のせいでビジネスレベルの変更から真に恩恵を受けられない一方で、残り 80% は機能変更を必要としていないことに気付くかもしれません。ただし、一部の組織では、短期的な移行効率よりも長期的なビジネス変革を優先しており、パターンの選択は機能変更を必要とするアプリケーションの割合だけではなく、戦略的目標にも依存していることが実証されています。この洞察は AWS のマルチパターン戦略を推進する要素の 1 つです。AWS は複数の移行パターンをサポートしているので、お客様は各ワークロードに最適なモダナイゼーションアプローチを選択できるようになっています。^{参考 5}

AWS の reimagine 戦略の中心にあるのが AWS Transform for mainframe です。これは、エージェンティック AI を活用して、メインフレームアプリケーションのモダナイゼーションを加速するサービスです。このサービスにより、お客様は COBOL などの言語で記述されたモノリシックアプリケーションを、マイクロサービスのような、よりモダンなアーキテクチャスタイルに変換できます。AWS の reimagine 戦略の中心は、「Human in the Loop」原則に基づく検証です。この原則では、AI が生成したアプリケーション仕様とコードは、各分野の専門家によって継続的に検証される必要があります。AWS Transform for mainframe は強力なリバースエンジニアリングを提供し、Kiro はマイクロサービス仕様を生成します。ただし、プロセス全体を通して、人間の専門知識は依然として不可欠です。ビジネスロジックの解釈を検証し、アーキテクチャの境界を確認し、アプリケーションがすべての要件を満たしていることを検証するには、専門家が必要です。AI の機能と人間の判断によるこの協調的なアプローチは、AI を活用したモダナイゼーションのスピード上の利点を維持しながら、トランスフォーメーションのリスクを大幅に軽減します。

Strangler fig パターン: 進歩的なモダナイゼーションを可能にする手法

企業のお客様が、すべてのアプリケーションをメインフレームから同時に一括移行するようなビッグバンアプローチの大規模なモダナイゼーションを追求することはめったにないと認識されています。Strangler Fig アプリケーションパターンは、漸次的なモダナイゼーションの手法として実証済の選択肢です。このパターンは、トランスフォーメーション、共存、排除という 3 つの段階を経て、メインフレームアプリケーションをモダナイズするための安全なアプローチとなります。

Strangler fig パターンは、漸次的なモダナイゼーションアプローチです。これにより、組織は元のアプリケーションを実行したまま、モノリシックアプリケーションを徐々にマイクロサービスに置き換えることができます。このアプローチは、モノリスから機能を段階的に抽出することで機能します。抽出された機能は、既存のシステムを中心とした新しいマイクロサービスに変換されます。その後、統合パターンにより、新しいマイクロサービスとレガシーアプリケーションの間の接続が可能になります。

共存フェーズでは、メインフレームと AWS 上の新しいシステムの両方が同時に動作し、システム間の連携が行われます。連携パターンは、アプリケーション間の連携、アプリケーションからデータに対する連携、データ間の連携の 3 種類の統合をサポートします。^{参考 4}

このような連携アーキテクチャを構築し、共存に適した統合パターンを選択するには、お客様はハイブリッド環境全体におけるデータの一貫性、トランザクション管理、パフォーマンスに特に注意を払う必要があります。

メインフレームモダナイゼーションのためのマイクロサービスアーキテクチャの理解

マイクロサービスアーキテクチャーでは、従来のメインフレームのモノリシックなアーキテクチャーとは対照的に、システムを独立した小さなサービスに分割し、個別に開発、デプロイ、拡張できるようにすることを重視しています。メインフレームモダナイゼーションという文脈において、マイクロサービスには、明確なコンテキスト、独立したデプロイ、テクノロジーの多様性、スケーラビリティなど、重要な価値ある特徴があります。

マイクロサービスとイベント駆動型アーキテクチャを組み合わせると、バッチ処理からリアルタイム処理に移行する際に特に強力になり、変更に対してシステムが非同期で反応できるようになります。

マイクロサービスには大きなメリットがありますが、普遍的に最適なソリューションというわけではありません。データの一貫性やトランザクション性が必要な場合は、モジュラーモノリスやマクロサービスなどの代替アプローチの方が適している場合があります。重要なのは、現在のニーズと将来の願望の両方に適合するアーキテクチャを選択することです。

Reimagine パターンにおける 3 フェーズのモダナイゼーションアプローチ

Reimagine パターンでは、3 フェーズの方法論を通じて、現行のメインフレームアプリケーションをクラウドネイティブなマイクロサービスに変換します。

• リバースエンジニアリング: AWS Transform for mainframe を使用してリバースエンジニアリングを行い、既存の COBOL / JCL コードからビジネスロジックとルールを抽出します
• フォワードエンジニアリング: AI エージェント / Kiro を使ってマイクロサービス仕様とソースコードの両方を生成します
• デプロイとテスト: 生成されたマイクロサービスを Infrastructure as Code (IaC) を使って AWS にデプロイしてテストし、モダナイズしたアプリケーションの機能をテストします

Reimagine パターンにおける 3 フェーズのモダナイゼーションアプローチ

フェーズ 1: リバースエンジニアリング

AWS Transform for mainframe を使ったリバースエンジニアリングのスコープを以下の図に示します。

AWS Transform を使ったリバースエンジニアリング

モダナイゼーションを成功させるための基礎は、レガシーアプリケーションを深く理解することから始まります。AWS Transform は、メインフレームのソースコードと運用データ (スケジューラープラン、モニタリングデータ) など、複数のソースからの情報を組み合わせて分析します。このフェーズでは、次のような重要なアウトプットが得られます。

• 技術文書: AWS Transform はソースコードを自動的に分析して、アプリケーションプログラムの詳細な文書を作成します。このドキュメントには、レガシーシステム内のプログラムロジック、フロー、連携、依存関係についての説明が含まれています。レガシーシステムに関する重要な知識を維持することで、退職するメインフレーム専門家への依存を減らすのに役立ちます。また、これまで分析や計画に費やされていたプロジェクト時間も短縮されます。
• ビジネスロジックの抽出: ビジネスロジックの抽出は、複雑なモノリシックアプリケーションをその構成要素であるビジネス機能に分解する、メインフレームのモダナイゼーションにおいて不可欠な機能です。AWS Transform は COBOL ソースコードを自動的に分析します。この分析は、レガシーアプリケーションに組み込まれているプロセスフローやビジネスロジックなど、重要なビジネス要素を特定して文書化するのに役立ちます。この分解プロセスは、モノリス化したメインフレームアプリケーションをより小さく、より管理しやすいビジネス機能に分解するための基本です。これらの機能は、reimagine の取り組みにおける後半の工程でマイクロサービスのスコープと境界を特定するための基礎となります。この機能は、技術ユーザーとビジネスユーザーの両方が理解できるエクスポート可能な自然言語で仕様を提供することで、モダナイゼーションの取り組みにおける複数のステークホルダーに役立ちます。
• メインフレームデータモデル: AWS Transform には、データリネージ分析やデータディクショナリの自動生成など、メインフレームのモダナイゼーションを成功させるために不可欠な高度なデータ分析機能が備わっています。これらの機能が連携して、メインフレームデータの「場所」(使用法と関係) に付随する「内容」(構造と意味) を定義します。組織はデータ環境を完全に可視化できるようになり、情報に基づいたモダナイゼーションの意思決定が可能になります。技術チームは、重要なビジネスロジックとデータ間の関連性を維持しながら、自信を持ってデータアーキテクチャを再設計できます。
• 稼働分析: システム管理機能 (SMF) を介してメインフレームから収集された実行時データによって、静的コード分析を補完することができます。SMF は z/OS サブシステム上のアクティビティデータを収集するための中心的なメカニズムです。これらの記録に含まれる情報は、モダナイゼーションの計画、優先順位付け、実行に不可欠です。AWS Transform は SMF データ (バッチ処理ではレコードタイプ 30、CICS トランザクションではレコードタイプ 110) を分析して、アクティブなバッチジョブと CICS トランザクションを識別できます。使用済み/未使用のトランザクション/バッチを検出し、トランザクション/バッチの MIPS 使用量を測定することで、組織は未使用のプログラムと消費量の多いリソースを特定できます。これにより、何を移行し、何を廃止するかについてデータ主導の意思決定が可能になり、メインフレームのリソース使用率をかつてないほど可視化できます。

フェーズ 2: フォワードエンジニアリング

フォワードエンジニアリングは、抽出されたビジネスロジックをマクロサービス/マイクロサービスのアーキテクチャに変換することを目的としています。

AWS は、お客様組織内の多様なニーズを認識し、パートナー主導型およびお客様主導型の柔軟なコード生成アプローチを採用しています。AWS は、既存の開発者ツールと競合するのではなく、リバースエンジニアリングで得られた豊富な理解を促進することに重点を置いています。これにより、既存のコードを複数の方法でモダンなアプリケーションに正確に変換できるようになります。

• Kiro やその他のコーディングアシスタントなどの好みの開発ツールを使用した、お客様主導またはパートナー主導の開発
• AI を活用したコーディングアシスタントとしての Kiro や AI エージェントの活用

AWS Transform は Kiro のような AI を活用したコーディングアシスタントと連携して、仕様駆動型の開発をサポートします。これらのツールは互いに補完し合っています。AWS Transform が提供するアウトプットは、Kiro がマイクロサービス仕様とソースコードの両方を生成するためのインプットになります。

Kiro と AI エージェントのアプローチについて詳しく見ていきましょう。このアプローチは 3 つの異なるステップで構成されており、正しさと品質を Human in the Loop で検証します。

以下の図は、Kiro または AI エージェントを使ったフォワードエンジニアリングのスコープを示しています。

Kiro / AI エージェントを使ったフォワードエンジニアリング

ステップ 1: マイクロサービス仕様の生成

このステップでは、ビジネスロジックの抽出を入力として、AI エージェントまたは Kiro を使い、各マイクロサービスの詳細な仕様を作成します。Kiro の仕様駆動型のアプローチにより、アーキテクトはマイクロサービスを設計して正式な仕様を作成し、実装を開始する前に、アプリケーションの対象分野の専門家が各仕様を確認して改良することができます。プロジェクト固有のステアリング文書を作成することで、Kiro はインプット (ビジネスロジック、データ分析、非機能要件など) と要件についての理解を深めることができます。このステップでは、トレーサビリティとビジネスルールの包括的な適用範囲を検証する必要があります。これにより、特定されたすべてのビジネスロジックが適切に分析され、関連するマイクロサービス仕様に組み込まれたかどうかを追跡できます。

Kiro にマイクロサービス仕様の生成を依頼するステアリングファイルのサンプルを次に示します。

マイクロサービス仕様を生成するためのステアリングファイルのサンプル

ステップ 2: ターゲットデータベースの生成

データベースのモダナイゼーションは、メインフレームトランスフォーメーションプロジェクトにおける極めて重要な課題です。レガシーメインフレームデータベースは、IMS/DB や IDMS などの階層型データベースやネットワーク型データベース、または Db2 などのリレーショナルデータベースを使って構成されています。これらのデータベースには、ビジネス上の重要なデータが何十年にもわたって蓄積されていますが、今となっては時代遅れのデータモデルに従って構造化されているものもあります。ターゲットデータベースの生成フェーズでは、これらのレガシーデータ構造を、データの整合性とビジネスルールを維持しながらマイクロサービスアーキテクチャをサポートするモダンなクラウドネイティブなデータベーススキーマに変換します。AWS Transform のデータ分析機能により、レガシーデータベース構造を包括的に理解できます。Kiro は、このデータ分析結果をターゲットアプリケーションの仕様と組み合わせてインプットとして使用し、ターゲットのモダナイズされたデータベースを作成します。

ステップ 3: ソースコード生成と Infrastructure as Code の生成

仕様を検証した後、Kiro は実装フェーズに移行し、本番環境ですぐに使えるマイクロサービスコードと Infrastructure as Code を生成します。実装プロセスは、要件定義、設計、実装タスクという Kiro の 3 フェーズのワークフローに従います。このフェーズでは、Kiro は実装タスクを自律的に実行できます。一方、開発者は生成されたコードのレビュー、フィードバックの提供、要件に対する実装の検証に集中できます。このプロセスにはステアリングファイルが不可欠です。これによって Kiro はプロジェクトの規約、ライブラリ、標準に関する永続的な知識を得ることができ、確立されたアーキテクチャガイドラインやコーディング標準に準拠することができます。この構造化されたアプローチにより、チームは実装戦略を見直し、改良することができます。また、品質保証活動のための包括的なテストケースとテストデータの生成にも役立ちます。

Kiro にマイクロサービスのターゲットソースコードの生成を依頼するステアリングファイルのサンプルを次に示します。

ターゲットソースコードの生成のためのステアリングファイルの例

以下は、マイクロサービスを実装するためのプロンプトとステアリングファイルから Kiro によって生成されたタスクファイルのサンプルです。

マイクロサービスを実装するタスクファイルの例

フェーズ 3: デプロイとテスト

最後のフェーズでは、生成されたマイクロサービスを、さまざまなコンピューティングオプションとストレージオプションを使用して AWS クラウドネイティブアーキテクチャにデプロイします。お客様は、コンピューティングサービスとして Amazon Elastic Container Service (ECS)、Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS)、AWS Lambda、AWS Fargate の中から選択できます。データベースオプションには、NoSQL ワークロード用の Amazon DynamoDB、リレーショナルデータベース用の Amazon Aurora、またはその他の AWS データベースサービスが含まれます。デプロイでは、AWS CloudFormation、AWS Cloud Development Kit (CDK)、Terraform などの Infrastructure as Code ツールを使って AWS リソースのモデル化とプロビジョニングを行います。

以下は、AWS CloudFormation テンプレートを使って新しいマイクロサービスアーキテクチャを AWS クラウドにデプロイするように生成された Infrastructure as Code のサンプルです。

生成された Infrastructure-as-Code の例

再構想 (reimagine) された新しいアプリケーションは、この新しい AWS クラウドネイティブアーキテクチャでテストされ、すべてのコンポーネントが期待どおりに動作することを検証します。

以下の図は、新しく作り直されたアプリケーションをデプロイするための一般的な AWS クラウドネイティブアーキテクチャを示しています。

新しく reimagine されたアプリケーションのデプロイとテスト

Reimagine パターンのための AI 駆動アプローチの主な利点

ディスカバリーと分析の加速

AWS Transform の AI エージェントは、複雑な COBOL コードベースを数時間または数日で分析し、アプリケーションドメインとビジネスロジックパターンを自動的に識別できます。組織はメインフレーム環境全体を分析するか、もしくは、特定のビジネスプロセスを対象として分析するか、選択することができます。

インテリジェントなマイクロサービス設計

AI を活用したアプローチでは、ドメイン駆動設計 (Domain-Driven Design: DDD) の原則を適用して、レガシーアプリケーション内の自然な境界のあるコンテキストを識別します。DDD は、中核となるビジネスドメインの理解、技術チームとビジネスチームの間に共通のユビキタス言語の構築、複雑なドメインを明確に境界付けられたコンテキストに分割することに重点を置いています。

高品質なコード生成

Kiro は、適切な階層型アーキテクチャ、REST API 設計、クラウドネイティブパターンなど、最新の開発標準に従った、本番環境に対応したマイクロサービスを生成します。

Infrastructure as Code

このアプローチでは、アプリケーションコードと、マイクロサービスを AWS クラウドにデプロイして実行するために必要なインフラストラクチャ全体の両方が生成されます。さらに、この Infrastructure as Code アプローチは AWS Well-Architected Framework の原則に沿ったものであり、自動化され繰り返し可能なデプロイによって運用上の卓越性を促進し、生成されたすべてのインフラストラクチャコンポーネントにセキュリティ、信頼性、パフォーマンス効率、コスト最適化、ベストプラクティスを一貫して適用できるようにしています。

AWS メインフレームモダナイゼーションの専門知識とパートナーエコシステム

メインフレームアプリケーションを reimagine するための AWS のアプローチは、AWS の AI 駆動の機能を活用し、パートナーの専門知識とスケールを補完するものです。AWS は、Global System Integrators (GSI) と専門技術パートナーの専門知識を組み合わせて、メインフレームモダナイゼーションプロジェクトに内在する複雑さに対処する強固なパートナーエコシステムを構築しました。

GSI パートナーは、さまざまな業界の大規模なメインフレームモダナイゼーションで成功を収めていることが実証済です。

AWS の戦略は、データ移行ユーティリティ、テストフレームワーク、言語変換ツールなどの AWS ネイティブ機能を補完する専用のモダナイゼーションツールを提供するテクノロジーパートナーに依存しています。

このような協業アプローチにより、お客様は AWS のクラウドネイティブ機能を活用しながら、複雑なモダナイゼーションの課題に対応する専門知識と実証済の方法論を活用できます。

まとめ

AWS がメインフレームモダナイゼーションを再構想 (reimagine) するために進めているのは、お客様のトランスフォーメーションジャーニーを加速させる包括的な AI 駆動のアプローチです。AWS Transform は、レガシーソースコードに対する深い理解と柔軟なコード生成を組み合わせることで、組織がリスクを最小限に抑え、ビジネス価値を最大化しながらメインフレームアプリケーションを変革できるようにします。

メインフレーム向けの AWS Transform と Kiro に関するその他の参考情報

1. インタラクティブデモを試す
2. AWS Transform for mainframe の詳細
3. 入門ガイドを読む
4. メインフレームから AWS への移行途中の過渡期に於ける両環境併存のための連携アーキテクチャ
5. メインフレームアプリケーションのモダナイゼーションに関する包括的な視点と配置戦略