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Copyright © 2016
Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved 自己紹介
3.
Copyright © 2016
Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved 自己紹介 •名前:山下祐生 •年齢:25歳 •所属:ビットアイル・エクイニクス •職種:OpenStack Enginner •社会人歴:4年 •経歴:某大手NIerに新卒入社し3年勤務したあと、 2016年4月からビットアイル・エクイニクスにJoin •業務:OpenStackのコンサル、設計、構築、運用、RD的活動を幅広く行って います •OpenStack歴:本格的に初めて2年 2
4.
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5.
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved OpenStack運用の課題
6.
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved 5
7.
Copyright © 2016
Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved 6 悩ましい問題がいっぱい… •クリティカルなバグが多い ‣パッチ適用、アップデートの機会が多い •アップデート、パッチ適用問題 ‣オープンスタックはスケールできる柔軟性があるのが売り ‣しかし、スケールしていけばアップデート台数が途方も無い規模に・・・ ‣Controllerのアップデートには断時間が発生してしまう •大規模での運用コスト問題 ‣OpenStackが大規模になればなるほど、ハードウェア故障から逃れられない • 特にHDDの故障が顕著・・・
8.
Copyright © 2016
Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved 7 悩ましい問題がいっぱい… •クリティカルなバグが多い ‣パッチ適用、アップデートの機会が多い •アップデート、パッチ適用問題 ‣オープンスタックはスケールできる柔軟性があるのが売り・ ‣Controllerのアップデートには断時間が発生してしまう •大規模での運用コスト問題 ‣OpenStackが大規模になればなるほど、ハードウェア故障から逃れられない • 特にHDDの故障が顕著・・・ この問題はなぜ難しいか ■パッケージのアップデートをした後の検証が必要となること ■止めるにしても停止時間をより短くする工夫が必要
9.
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved 8 悩ましい問題がいっぱい… •クリティカルなバグが多い ‣パッチ適用、アップデートの機会が多い •アップデート、パッチ適用問題 ‣オープンスタックはスケールできる柔軟性があるのが売り ‣しかし、スケールしていけばアップデート台数が途方も無い規模に・・・ ‣Controllerのアップデートには断時間が発生してしまう •大規模での運用コスト問題 ‣OpenStackが大規模になればなるほど、ハードウェア故障から逃れられない • 特にHDDの故障が顕著・・・ この問題はなぜ難しいか ■大規模になるとアップデートを適用するノードがとてつもない台数になる ■大規模環境ではHDD故障の度に交換する運用は大変 だからといって交換しないことは難しい
10.
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved この課題に対する解決を図る
11.
Copyright © 2016
Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved 10 immutable infrastructureだ!
12.
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved 11 これからのOpenStack運用を考える ~ immutable infrastructureの適用~
13.
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved immutableとは インフラでは、「設定変更などを行わない不変のままサーバを利用する」 手法のことを表す
14.
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved immutable infrastructure このように何か変更を加えるたび、サーバに変更を逐一入れていくのではなく、 サーバを新しく作りなおして運用を行っていく アプリケーションを変更 OSに脆弱性が判明 パフォーマンス問題 New!!!
15.
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16.
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved 17 OpenStackもコンテナで 管理だ!
19.
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20.
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved OpenStack on k8s •K8sのインフラ上にOpenStackコンポーネントがコンテナとして配置される ‣K8sの機能であるオートヒールなどの恩恵が受けられる •OpenStackコンポーネント配置の自由度が向上 ‣ホストのメンテナンス時にコンテナの退避などが非常に容易になる •コンテナなのでスケールも容易 ‣コンテナもk8s基盤上で増やすだけで可能に
21.
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved 20 この問題はなぜ難しいか 〜再掲〜 ■パッケージのアップデートをした後の検証が必要となること ➡︎コンテナはスクラップアンドビルドに適しており、検証が容易 ■停止時間をより短くする工夫が必要 ➡︎コンテナの起動時間は非常に短い、ブルーグリーンのような切り替えが可能 ■大規模になるとアップデートを適用するノードがとてつもない台数になる ➡︎アップデート適用済みコンテナを展開するだけでアップデートが完了する ■大規模環境ではHDD故障の度に交換する運用は大変 だからといって交換しないことは難しい
22.
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved やっぱり時代はコンテナ!
23.
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24.
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26.
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved Let me tell you about Infra Engineer •インフラエンジニアとは・・・ ‣インフラの面倒を見る裏方 ‣さっきの例であればOSをインストールして、Dockerを提供する側 •物理、OSからは逃げられない ‣インフラエンジニアにとってのimmutable infrastructureは低レイヤーから意識さ れたものでなければならない •スケールと運用 ‣スケールしていけばスケールしていくほど、一台一台に対するアップグレード や、パッチ修正などが大変に・・・
27.
Copyright © 2016
Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved 26 k8sを使っても起こりうる課題 •K8sホストのメンテナンス ‣コンテナの退避を行い、メンテナンスを行う ‣しかし、台数が増えれば増えるほどコストが増加 •コンテナはkernel共有なので、KVMなどのノードはベアメタルで動かしたい ‣コンテナは便利!だけどなんでもコンテナというわけにはいかない 残りの課題をどう解決するか ■大規模環境ではHDD故障の度に交換する運用は大変 ■k8sホストのメンテナンス、コンテナを使ってもホストOSのメンテが必要 ⬅️NEW ■kernelで動くアプリケーションはベアメタルで動かしたい ⬅NEW
28.
Copyright © 2016
Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved 27 ステートレスなノードは全 てDisklessにしてしまえ!
29.
Copyright © 2016
Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved Diskless ComputeNode
30.
Copyright © 2016
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved Diskless Boot •Diskless Bootとは・・・ ‣ディスクドライブを使わずに、ネットワークブートを利用してサーバーからオ ペレーティングシステムをロードするワークステーション、またはパーソナルコ ンピュータのことである。 ‣具体的な技術としてはISCSI boot ,PXE+NFSroot,gPXE+ISCSIなど •元々は会社の検証用保守切れサーバの再利用で活躍 ‣保守切れのサーバはどんどんHDDがやられていく・・・ ‣OSのデータを保持しているストレージだけ保護レベルを上げて、他のディスク はシングルでバックアップを取得し運用
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved Diskless ComputeNode
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved OpenStackにおけるComputeNode •OpenStackのコンピュートリソースを提供するノード ‣具体的には仮想マシンが動くノード、一般的にはKVMとOVSが同居している ‣最近はHypervisorとしてLXDやdockerが使われたりすることも •ステートレスなノード ‣コンピュートノードには消えてはいけないデータはなく、増減したりする ‣ステートフルなデータはDB、MQ、ストレージが持っている •OpenStackというシステムの中で一番台数を占めるコンポーネント ‣OpenStackの中でスケールと言われればNova Compute
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved Disklessを実際にやってみた
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved Diskless ComputeNodeってなに? •今回後述するOpenStack運用上の課題を解決するために考えたアーキテク チャ •技術的にはその名の通り、Diskless BootするCompute Node ‣工夫している点として、NFSをROマウントしてオンメモリに移しBoot するよう になっている •増設、廃棄、アップデートをより簡単にコンテナのような使い勝手をベア メタルで目指してみた •ComputeNodeにはDiskを搭載しないで作ったほうがメリットがでるのではと いう問いかけ
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved 今回構築した構成 Controller Controller Controller NFS Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved Diskless Bootの流れ NFS PXE Boot
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved Diskless Bootの流れ NFS NFS Mount NFS Read only
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved Diskless Bootの流れ NFS NFS tempfs Read onlyKernel boot Copying tempfs
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved Diskless Bootの流れ NFS Consul Cluster Join
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved Diskless Bootの流れ consul template hosts.tmpl nova.conf.templ Etc… setting configure file /etc/hosts /etc/nova/nova.conf
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved Complete deploy ComputeNode Controller Controller Controller NFS Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved 何が嬉しいの? •ComputeNodeの増設が非常に簡単になる ‣従来の仕組みではOSをインストールして、そこからアプリケーションをデプロ イすると言う手順を踏んでいた ‣Deployにかかる時間が大幅短縮可能に! •HDD障害が起きない ‣一番故障確率の高いHDDを搭載しないで済むならそれに越したことはない •オンメモリで動くので再起動すると変更されたデータが消える ‣仮想マシンのスナップショットのような使い方が可能 ‣検証が容易にできる
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved メンテナンス時 NFS 現用イメージからコピーを作成 Gitのブランチを切るイメージ
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved メンテナンス時 NFS Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute ブランチしたイメージを使って オンメモリブートし検証 AZ1 AZ”M”
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved メンテナンス時 NFS Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute NFS RootでBootし、イメージの 作りこみ AZ1 AZ”M”
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved メンテナンス時 NFS Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute 新しいイメージの配信
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved 47 残りの課題をどう解決するか ■大規模環境ではHDD故障の度に交換する運用は大変 ➡︎Disklessにすることで解決 ■k8sホストのメンテナンス、コンテナを使ってもホストOSのメンテが必要 ➡︎k8sもコンテナのような使い勝手のDiskless化 ■kernelで動くアプリケーションはベアメタルで動かしたい ➡︎Disklessでベアメタルデプロイできる
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved ImmutableをOpenStackに
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved immutable infrastructureとOpenStack •もともとOpenStackは疎結合なアーキテクチャ ‣Immutable infrastructureとの親和性が高い •Stackanetes+DisklessでOpenStackにおけるimmutableを適用可能に ‣コントローラノード群はkubernetesで管理し、コンピュート郡は今回のアーキテ クチャを適用 •コンテナなのでスケールも容易 ‣コンテナもk8s基盤上で増やすだけで可能に
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved Immutable OpenStack Controller Controller Controller NFS Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Compute Controller Controller Controller
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved 現状での課題 •Diskを全く使わないため、メモリが枯渇するとノードがダウンする ‣Diskにデータを蓄積していくようなアプリケーションは載せられない →実際に利用するとなると、オンメモリブートのAZとトラディショナルな構成の AZを分けて運用をしていくことになる •ディスクイメージを管理する仕組みが必要 ‣イメージファイルのディレクトリを管理できる「git」のような仕組みが欲しい •PXEブートのラベル生成を自動化したい ‣イメージのブランチを作ってcommitしたらラベルが生成されるような仕組みが あると便利
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved まとめ
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved まとめ •OpenStackを運用をより良くしていくために ‣いろいろな考え方を吸収して反映していかなければならない ‣Disklessの発想も一例 •OpenStackのもっと得意なことを伸ばす設計、アーキテクチャを考える ‣守りに徹するとOpenStackの良い所が失われ、もったいない ‣何かが起こらないシステムより、何かが起こっても即時対応できるシステムを 目指す ‣ステートレスなノードとステートフルなノードで運用を分けるなど
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Bit-isle Equinix Inc. All Rights Reserved ビットアイル・エクイニクス株式会社 TEL 03-5805-8154 FAX 03-3474-5538 URL http://www.bit-isle.jp/ 54
Editor's Notes
今日はコンピュートノードをDiskLessにすることで生まれるメリットを知って帰ってもらうと思います こういった考えもあるんだ、面白そうと思って帰って貰えれば私の中の目標は達成だと思ってます もう少し欲張るなら、この発表がなにか新しいアイデアの種、議論のきっかけになってくれればと思います
ComputeNodeの一般的な説明
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