エンジニア向け夏期特別講座 〜 Red Hat OpenStack徹底解説! 第一部 OpenStack入門

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エンジニア向け夏期特別講座 〜 Red Hat OpenStack徹底解説! 第一部 OpenStack入門

  1. 1. エンジニア向け夏期特別講座 〜 Red Hat OpenStack徹底解説! レッドハット株式会社 中井悦司 / Etsuji Nakai Senior Solution Architect and Cloud Evangelist v1.1 2013/07/29 第一部 OpenStack入門
  2. 2. 2 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 自己紹介 好評発売中!  中井悦司(なかいえつじ) – Twitter @enakai00  日々の仕事 – Senior Solution Architect and Cloud Evangelist at Red Hat K.K. 企業システムでオープンソースの活用を希望される お客様を全力でご支援させていただきます。  昔とった杵柄 – 素粒子論の研究(超弦理論とか) – 予備校講師(物理担当) – インフラエンジニア(Unix/Linux専門)
  3. 3. 3 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 目次  OpenStackのこれまで  RDO & Red Hat Enterprise Linux OpenStack Platform  利用者から見たOpenStackの機能 – 仮想ネットワーク – 仮想マシンインスタンス – ブロックボリューム – プロジェクト管理  メタデータとCloud-Init (*) 本資料は2013年7月時点のRDO(Grizzly)、および、Red Hat OpenStack v3.0に基づく情報を提供しています。
  4. 4. 4 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 OpenStackのこれまで
  5. 5. 5 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 OpenStackとは  Amazon EC2/S3相当のクラウドインフラを自分で構築するためのソフトウェア – 類似品としては、CloudStack, Eucalyptus などが有名。  2010年末に「米RackSpace社」と「NASA」が共同で、OpenStackプロジェクト を立ちあげて、開発をスタート – RackSpaceが自社開発で利用していた「Swift」(S3相当の機能を提供)とNASAが作り かけていた「Nova」(EC2相当の機能を提供)をオープンソース化して提供。それらを ベースにコミュニティモデルでの開発を開始。 – 目標は「オープンスタンダードなHWとSWで誰でもクラウドサービスが提供できるよう にすること」
  6. 6. 6 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 これまでの開発状況 EC2/S3相当機能が ほぼ完成 現在の最新リリース 「最低限動くもの」を目指して 地道に開発を継続
  7. 7. 7 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 これまでの開発状況 EC2/S3相当機能が ほぼ完成 現在の最新リリース OpenStack Foundation設立!
  8. 8. 8 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 Red HatはOpenStack Foundationのプラチナスポンサーに http://sourceforge.jp/magazine/12/04/13/0359223
  9. 9. 9 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 OpenStack開発への主要な貢献企業(Essex, Folsom) OpenStack Summit 2012 San DiegoでのRackSpace社による発表
  10. 10. 10 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 OpenStack開発への主要な貢献企業(Grizzly) http://blog.bitergia.com/2013/04/04/companies-contributing-to-openstack-grizzly-analysis/
  11. 11. 11 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 これまでの開発状況 ネットワーク仮想化機能を プラグイン化するQuantum(*) が コアコンポーネントに 現在の最新リリース (*) 現在はNeutronに名称変更
  12. 12. 12 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 RDO & Red Hat Enterprise Linux OpenStack Platform
  13. 13. 13 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 RDO : RHELでOpenStackを利用するユーザ向けのコミュニティ活動  RDOが提供するRHEL用OpenStackは、誰でも無償で利用ができます。 http://special.nikkeibp.co.jp/ts/article/ac0e/143743/
  14. 14. 14 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 RDO : RHELでOpenStackを利用するユーザ向けのコミュニティ活動 OpenStack Foundation  RDOは、RHEL/FedoraでOpenStackを利用するユーザのコミュニティです。  主な活動内容 – RHEL/Fedora用のRPMパッケージを提供 • http://repos.fedorapeople.org/repos/openstack/openstack-grizzly/ – Puppetベースのインストーラ「Packstack」を提供 – QAフォーラムを運営(Red Hatの開発者が回答してくれることもあります。) OpenStackを創る人々 のコミュニティ (RHEL/Fedoraで)OpenStackを 使う人々のコミュニティ http://openstack.redhat.com
  15. 15. 15 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 (参考)RDOとPackstackでデモ環境を簡単構築  下図の道具があれば、オールインワン構成のデモ環境を簡単に構築できます。 em1 em2 Intel-VT/AMD-V 対応サーバ ホストアクセス用NIC VMアクセス用NIC インターネット インターネットにアクセス できるネットワーク Fedora18 4GB以上のメモリ 「RDOデモ環境を確実に構築する手順」 http://d.hatena.ne.jp/enakai00/20130625/1372132365 手順はこちらを参照
  16. 16. 16 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 Red Hat Enterprise Linux OpenStack Platform  RDOをベースとした安定版を有償サポート付きの製品版として提供していきます。 開発版 製品版
  17. 17. 17 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 OpenStackが提供するコンピューティングリソース  OpenStackのユーザは、Webコンソール/APIを利用して、 次のようなコンピューティングリソースを利用します。 – 仮想ネットワーク – 仮想マシンインスタンス – ブロックボリューム データ領域 ブロックボリューム 仮想ルータ 仮想スイッチ 外部ネットワーク プロジェクト環境 OpenStackユーザ OS領域  各ユーザは特定の「プロジェクト」に 所属します。 – プロジェクト内でリソースを共有 – プロジェクト全体でのリソース使用 量の上限設定、リソース使用状況の レポーティングなどが可能 仮想マシンインスタンス
  18. 18. 18 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 利用者から見たOpenStackの機能 〜仮想ネットワーク〜
  19. 19. 19 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 仮想ネットワーク (1)  プロジェクトごとに仮想ルータを用意して、その背後にプライベートなネットワーク環境 を構成します。 – ブロードバンドルータで家庭内LANをインターネットに接続するような感覚です。  仮想スイッチを作成して、ルータに接続します。 – それぞれの仮想スイッチは、プライベートIPの独立したサブネットを持ちます。  仮想マシンインスタンス起動時は、接続する仮想スイッチを選択します。 – DHCPでプライベートIPアドレスが割り当てられます。 – 同じプロジェクトの仮想マシンインスタンス間は、プライベートIPで通信できます。 仮想スイッチ 192.168.101.0/24 プロジェクトA 専用ルータ 外部ネットワーク プロジェクトB 専用ルータ 仮想スイッチ 192.168.102.0/24
  20. 20. 20 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 仮想ネットワーク (2)  外部ネットワークと通信する際は、仮想マシンインスタンスに「フローティングIP」を割 り当てます。 – 外部ネットワークのサブネット上で、フローティングIPとして利用可能なIPアドレスを プールしておきます。 – 仮想ルータ上で、フローティングIPとプライベートIPのNATが行われます。 – フローティングIPを割り当てない場合でも、仮想マシンインスタンスから外部ネット ワークへの接続は可能です。(仮想ルータのIPアドレスを代表IPとして、マスカレード 接続します。) Webサーバー DBサーバー プライベートIP プライベートIP フローティングIP 外部ネットワークからは フローティングIPで接続 インスタンス同士は プライベートIPで接続
  21. 21. 21 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 セキュリティグループによるパケットフィルタリング  仮想マシンインスタンスの受信パケットを「セキュリティグループ」でフィルタリングし ます。 – セキュリティグループを作成して、「プロトコル、宛先ポート、送信元IP」などの条件 で受信を許可するパケットを指定します。 – 仮想マシンインスタンス起動時に適用するセキュリティグループを指定します。 TCP22番は任意の IPから受信許可 Pingは192.168.0.0/16 からのみ許可 セキュリティグループ「Development」の 仮想マシンインスタンスからは任意のTCP接続を許可
  22. 22. 22 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 利用者から見たOpenStackの機能 〜仮想マシンインスタンス〜
  23. 23. 23 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 外部ネットワーク 仮想マシンインスタンスの起動  仮想マシンインスタンスを起動する際は、次の項目を指定します。 – インスタンスタイプ – テンプレートイメージ (*) – 接続する仮想ネットワーク – セキュリティグループ – キーペア OS領域 テンプレート イメージ 複製 複数ネットワーク 接続も可能 セキュリティグループ 形式 説明 raw フラットなイメージファイル AMI/AKI/ARI Amazon EC2が利用する形式 qcow2 Linux KVMが利用する形式 VDI VirtualBoxが利用する形式 VMDK VMwareが利用する形式 VHD Hyper-Vが利用する形式 (*) テンプレートイメージ作成機能は、OpenStackは提供しません。外部ツールで作成したものをインポートします。 テンプレートとしてインポート可能なイメージ形式
  24. 24. 24 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 キーペアによるSSHログイン認証  事前に公開鍵を登録しておき、仮想マシンインスタンス起動時にゲストOSに埋め込みます。 – 公開鍵の登録は、ユーザ個別に行います。複数ユーザでキーペアを共有する形にはなりま せん。 ユーザー情報データベース 仮想マシンインスタンス ②公開鍵をゲストOSに埋め込み 秘密鍵 公開鍵 ①公開鍵を事前に登録 ③秘密鍵で認証
  25. 25. 25 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 インスタンスタイプの指定  デフォルトのインスタンスタイプ – ルートディスクは、テンプレートイメージを複製した後に指定のサイズまで拡張されます。 (m1.tinyでは拡張しません。)  管理者ユーザは任意のインスタンスタイプを定義することができます。 – 一時ディスクとスワップディスクを与えると、ゲストOSからは下図のように認識されます。 – これらのディスク領域は、仮想マシンインスタンスを削除すると、すべて破棄されます。(永続保 存が必要なユーザデータは、ブロックボリュームに保存します。) インスタンスタイプ 仮想CPU メモリ ルート ディスク 一時 ディスク スワップ ディスク m1.tiny 1 512MB 0GB 0 0 m1.small 1 2GB 20GB 0 0 m1.medium 2 4GB 40GB 0 0 m1.large 4 4GB 80GB 0 0 m1.xlarge 8 8GB 160GB 0 0 NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT vda 252:0 0 20G 0 disk └─vda1 252:1 0 20G 0 part / vdb 252:16 0 5G 0 disk /mnt vdc 252:32 0 1G 0 disk [SWAP] スワップディスク ルートディスク 一時ディスク
  26. 26. 26 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 仮想マシンインスタンスの「スナップショット」  仮想マシンインスタンスの「スナップショット」により、ルートディスクを複製して保存す ることができます。 OS領域 テンプレートイメージ テンプレートイメージから 仮想マシンインスタンス起動 インスタンスの スナップショット OS領域 ルートディスクを複製して スナップショットを作成 スナップショットから 仮想マシンインスタンス起動
  27. 27. 27 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 利用者から見たOpenStackの機能 〜ブロックボリューム〜
  28. 28. 28 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 ブロックボリュームの使い方  ブロックボリュームは、仮想マシンインスタンスを停止してもそのまま残るので、永続的な データ保存領域として使います。 データ領域 ③スナップショット作成 ④スナップショットを複製して 新たなブロックボリュームを作成 ②仮想マシンインスタンスに 接続してデータ領域として使用 データ領域 他の仮想マシンインスタンスに 再接続可能(同時接続は不可) ①新規ブロックボリュームを作成 OS領域 OS領域
  29. 29. 29 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 ブロックボリュームからの起動  ブロックボリュームにゲストOSをインストールして、ブロックボリュームから仮想マシンイ ンスタンスを起動することも可能です。 – 仮想マシンインスタンスを停止しても、OS領域への変更が破棄されずに残ります。 – スナップショットを作成しておき、仮想マシンインスタンスを起動するタイミングで、 スナップショットから新しいブロックボリュームを用意することも可能です。 OS領域 仮想マシンインスタンスに 接続してゲストOS起動 テンプレートイメージを複製して ブロックボリュームを作成(*) OS領域 テンプレート イメージ OS領域 スナップショット作成 OS領域 複製 (*) この操作はGrizzlyのHorizon Dashboardには搭載されていません。コマンドラインでのAPI操作が必要です。
  30. 30. 30 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 利用者から見たOpenStackの機能 〜プロジェクト管理機能〜
  31. 31. 31 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 新規プロジェクト/ユーザの作成
  32. 32. 32 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 プロジェクト単位のリソース使用レポート 現在の使用量 指定月の累計
  33. 33. 33 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 プロジェクト全体でのリソース使用量の上限設定
  34. 34. 34 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 メタデータとCloud-Init
  35. 35. 35 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 仮想マシンインスタンスのメタデータ  ゲストOSから「http://169.254.169.254」にアクセスすると、仮想マシンインスタンス固 有の情報が取得できます。これを「メタデータ」と呼びます。  ゲストOSに「Cloud-Init」というツールを導入すると、仮想マシンインスタンス起動時にメ タデータを利用して、ゲストOSの自動セットアップを行います。 – 一時ディスクのマウントやスワップディスクの構成は、Cloud-Initが行なっています。 – 公式ドキュメント http://cloudinit.readthedocs.org/en/latest/ $ curl http://169.254.169.254/2009-04-04/meta-data/hostname vm03.novalocal $ curl http://169.254.169.254/2009-04-04/meta-data/local-ipv4 192.168.101.4 $ curl http://169.254.169.254/2009-04-04/meta-data/public-keys/0/openssh-key Ssh-rsa AAAAB3NzaC1yc2EAAAABIwAAAQEA5W2IynhVezp+DpN11xdsY/8NOqeF8r7eYqVteeWZSBfnYhKn 8D85JmByBQnJ7HrJIrdMvfTYwWxi+swfFlryG3A+oSll0tT71FLAWnAYz26ML3HccyJ7E2bD66BSditbDITK H3V66oN9c3rIEXZYQ3A+GEiA1cFD++R0FNKxyBOkjduycvksB5Nl9xb3k6z4uoZ7JQD5J14qnooM55Blmn2C C2/2KlapxMi0tgSdkdfnSSxbYvlBztGiF3M4ey7kyuWwhE2iPBwkV/OhANl3nwHidcNdBrAGC3u78aTtUEwZ tNUqrevVKM/yUfRRyPRNivuGOkvjTDUL/9BGquBX9Q== enakai@kakinoha $ curl http://169.254.169.254/2009-04-04/meta-data/block-de-mapping/root /dev/vda $ curl http://169.254.169.254/2009-04-04/meta-data/block-device-mapping/ephemeral0 /dev/vdb $ curl http://169.254.169.254/2009-04-04/meta-data/bloe-mapping/swap /dev/vdc メタデータの例 ルートディスク/一時ディスク/ スワップディスクに対応するデバイス名
  36. 36. 36 Red Hat OpenStack徹底解説!〜第一部 OpenStack入門 カスタマイズ・スクリプト(User Data)による自動化  仮想マシンインスタンス起動時に「カスタマイズ・スクリプト(User Data)」を与えると 任意のテキストをメタデータとしてゲストOSに受け渡すことができます。  Cloud-Initは、カスタマイズ・スクリプトを解釈して、さまざまな自動化を実現します。 – 下図はシェルスクリプトを渡して、「/etc/motd」を設定しています。 – この他にもCloud-Init独自の構文で、処理内容を指示することができます。 $ curl http://169.254.169.254/2009-04-04/user-data #!/bin/sh echo 'Hello, World' > /etc/motd exit 0
  37. 37. Thankyou

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