ベアメタルOpenStackで始めるクラウド環境構築
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講師：日本仮想化技術 玉置 日時：2014/12/12 タイトル：ベアメタルOpenStackで始めるクラウド環境構築 概要： - ベアメタルクラウドとは - ベアメタルクラウドの現状 --- Ubuntu Juju/MAAS --- OpenStack Ironic
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- 2. 自己紹介 • 玉置 伸行（たまおき のぶゆき） – ntamaoki@virtualtech.jp – twitter.com/ntamaoki – facebook.com/ntamaoki • 日本仮想化技術株式会社 2013/8 - – エンタープライズクラウド事業部 • OpenStackの価値を伝える – ThinkITでOpenStackディストリビューション8社比較記事を企画 • エンタープライズクラスのクラウド基盤構築の検討支援 • 日本オラクル株式会社 – 2013/7 2 イントロダクション
- 3. 日本仮想化技術株式会社 概要 • 社名：日本仮想化技術株式会社 – 英語名：VirtualTech Japan Inc. – 略称：日本仮想化技術／VTJ • 設立：2006年12月 • 資本金：2,000万円 • 売上高：1億3,000万円（2013年7月期） • 本社：東京都渋谷区渋谷1-8-1 • 取締役：宮原 徹（代表取締役社長兼CEO） • 伊藤 宏通（取締役CTO） • スタッフ：9名（うち、8名が仮想化技術専門エンジニアです） • URL：http://VirtualTech.jp/ • 仮想化技術に関する研究および開発 – 仮想化技術に関する各種調査 – 仮想化技術に関連したソフトウェアの開発 – 仮想化技術を導入したシステムの構築 – OpenStackの導入支援・新規機能開発 ベンダーニュートラルな 独立系仮想化技術の エキスパート集団 3 イントロダクション
- 4. 導入・移行 仮想化環境構築をトータルサポート 設計 • 戦略立案 – コスト削減、社内標準化、将来プランのコンサルティング • 設計 – 要求仕様の策定 – サーバ、ストレージからネットワークまでアプリケー ションまで考慮した設計最適化 – キャパシティプランニング（ベンチマーク） • 導入 – 仮想化ソリューションパッケージの提供 – 仮想化統合（P2V既存環境移行） • 運用保守 – エンジニア教育 – 技術サポートの提供 – OSSソースコードレベルサポート 運用保守 ベンダーニュートラルなワンストップ・サポートをご提供4 戦略立案 イントロダクション
- 5. OpenStackへの貢献 • 開発 – Nova bare-metal provisioning – DiskImage Builder – Bug fixes in various projects • イベント企画・運営 • ドキュメント公開 5 Stackalytics – VirtualTech’s contributions Commit 数は 120 OpenStack最新情報セミナー イントロダクション
- 6. OpenStack最新情報セミナー • OpenStackに関心のあるエンジニアを対象 とした技術セミナー • 過去8回実施（括弧内は申込者数） – 2014/2 HP Moonshot 紹介 (100名) – 2014/4 SDN&OpenStack (200名) – 2014/6 ストレージ (120名) – 2014/8 OpenStack Distribution (140名) – 2014/10 大規模×ネットワーク (120名) – 2014/12 導入事例・検証事例 (140名) 6 イントロダクション
- 8. EnterpriseCloud.jp • OpenStackで始めるエンタープ ライズクラウドの情報サイト • OpenStack導入手順書のダウ ンロード – 年間1,000ダウンロード • セミナー資料 • OpenStack環境構築ノウハウ 8 イントロダクション
- 9. 本日お話ししたいこと • ベアメタルクラウドとは • ベアメタルクラウドの現状 – Ubuntu Juju/MAAS – OpenStack Ironic 9
- 10. 対象 OpenStack環境構築の基本的な知識を身に つけていることを前提とし • ベアメタルクラウドに興味・関心がある • OpenStackのベアメタルプロビジョニングに 興味がある • ベアメタルサーバの管理業務を効率よくや りたい 10
- 11. ベアメタルクラウド • ベアメタルクラウドに関心が集まりつつある • 2種類のベアメタルクラウド – Softlayerみたいなクラウド基盤 – ベアメタルサーバを効率よくプロビジョニングしたい • 2種類のOSSのご紹介 – Ubuntu Juju/MAAS – OpenStack Baremetal Provisioning (Ironic) 11 要点
- 12. 本日お話ししたいこと • ベアメタルクラウドとは • ベアメタルクラウドの現状 – Ubuntu Juju/MAAS – OpenStack Ironic 12
- 18. ベアメタルクラウドに対する期待値 • データセンター事業者 – AWSが提供していない領域だから – 既存サービスへの付加価値 • 全ての事業者 – 仮想化が進展した世界において、コモディティ サーバと仮想アプライアンスによる企業システ ムの再定義が起こるのでは 18
- 19. 5年後の企業システム（仮） 現在の企業システム 5年後の企業システム 19 統合サーバ アプ リＡ アプ リB アプ リC アプ リD アプ リE SW SW SW SW ＲＴ ＲＴ ＲＴ ＲＴ SW SW SW SW 統合サーバ アプ リＡ アプ リB アプ リC アプ リD アプ リE クラウド基盤 アプ リＡ アプ リB アプ リC アプ リD アプ リE アプ リF 仮想SW 仮想ＲＴ パブリック クラウドＡ パブリック クラウドＢ SW:スイッチ RT:ルーター
- 20. 5年後の企業システム（仮） 5年後の企業システム 20 クラウド基盤 アプ リＡ アプ リB アプ リC アプ リD アプ リE アプ リF 仮想SW 仮想ＲＴ パブリック クラウドＡ パブリック クラウドＢ • クラウドネイティブアプリの増加 • オートスケールの一般化 • 仮想ネットワーク機器やオーケ ストレーションの一般化 • パブリッククラウドの活用とマル チクラウド環境の一般化
- 25. まとめ：ベアメタルクラウドとは • IBMのSoftlayerみたいなサービス • ベアメタルクラウドに対する期待値 – 仮想化が進展した世界において、コモディティ サーバと仮想アプライアンスによる企業システ ムの再定義が起こるのでは • 5年後の企業システムを考えてみたときに ベアメタルクラウドを自分で制御できないと 困ると思った 25
- 26. 本日お話ししたいこと • ベアメタルクラウドとは • ベアメタルクラウドの現状 – Ubuntu Juju/MAAS – OpenStack Ironic 26
- 28. ベアメタルクラウド ２つのユースケース① OpenStackの中でベアメタル プロビジョニングをやりたい IBM Softlayerみたいなサービス 大量のサーバを一元管理す るためにベアメタルプロビジョ ニングをやりたい リソースプールとプロビジョニング 28 リソースプール コンピュート ネットワーク ストレージ フィジカルプロビジョニング(Ubuntu MAAS / OpenStack TripleO) プロジェクトA 機能検証用 プロジェクトB 開発用 クラウドオーケストレータ プロジェクトC ステージング用 V M V M V M V M V M V M V M V M コントローラ(OpenStack) コントローラ(OpenStack) V M V M V M V M コントローラ(OpenStack) クラウドオーケストレータ＆プロビジョニング( Ubuntu Juju / DevStack / Red Hat RDO PackStack / Chef / Puppet / Ansible / Vagrant / etc )
- 29. ベアメタルクラウド ２つのユースケース② OpenStackの中でベアメタル プロビジョニングをやりたい メリット： • サーバ仮想化技術によるオーバーヘッド の削減 • ベアメタルマシンをAPIで制御可能 想定利用シーン： • サーバ負荷が高いサービス・サーバ • 物理サーバと仮想サーバの混在環境 • 分散ストレージサーバ • 本番環境で仮想マシンの採用を躊躇し ているお客様 大量のサーバを一元管理す るためにベアメタルプロビジョ ニングをやりたい メリット： • ベアメタルマシンをAPIで制御可能 • プロビジョニングの時間短縮 • オペレーション見直しによる、運用コスト の削減 想定利用シーン： • セルフサービス化 • プロビジョニングの自動化 • 物理サーバと仮想サーバの混在 • リソースの使用状況に応じた、リソースの 動的変更 29
- 30. ベアメタルクラウド ２つのユースケース③ OpenStackの中でベアメタル プロビジョニングをやりたい 大量のサーバを一元管理す るためにベアメタルプロビジョ ニングをやりたい 30 • OpenStack Ironic • OpenStack TripleO • Ubuntu MAAS • Mirantis Fuel • など
- 31. ベアメタルクラウド ２つのユースケース③ OpenStackの中でベアメタル プロビジョニングをやりたい 大量のサーバを一元管理す るためにベアメタルプロビジョ ニングをやりたい 31 • OpenStack Ironic • OpenStack TripleO • Ubuntu MAAS • Mirantis Fuel • など
- 32. 本日お話ししたいこと • ベアメタルクラウドとは • ベアメタルクラウドの現状 – Ubuntu Juju/MAAS – OpenStack Ironic 32
- 33. Ubuntu MAAS 33 MAAS 物理マシンプロビジョニング Ubuntu、CentOS、Windows OS対応 物理サーバも仮想サーバも一 元管理 プロビジョニングをコマンド やREST APIで提供 独自処理をスクリプト呼び出しで対応 1 3 2
- 35. Juju/MAASの構成 Ubuntu Juju • クラウド上に迅速かつ簡単にサービス （OpenStackのようなクラウドインフラも 含む）をデプロイ • サービスの設定や依存性などを事前定 義スクリプト(Charms)にまとめることが できる • AWSやAzureの他、MAASやLXCに対 してサービスをデプロイ可能 Ubuntu MAAS • ベアメタルマシンや仮想マシンを、クラ ウド上の仮想マシンと同様の簡単さとフ レキシビリティで管理 • Jujuと組み合わせて使用することで、ベ アメタルプロビジョニングに対応した OpenStack環境を容易に構築できる 35 フィジカルプロビジョニング (Ubuntu MAAS) ベアメタルマシン 仮想マシン クラウドオーケストレータ（Ubuntu Juju） Juju API Juju GUI 事前定義 スクリプト (Charms) MAAS API Amazon WebService Microsoft Azure HPPublic Cloud LXC
- 36. 筐体の一括登録も可能 (*1) 複数の電源管理方式に対応 (*2) サブネット単位で DHCP/PXE 管理 複数サブネットを 一元管理 MAAS アーキテクチャー 36 * 1. SeaMicro, UCS, libvirt * 2. IPMI, UCS Manager, iLO4, Moonshot iLO, Intel AMT, SeaMicro 15k, libvirt, etc.
- 37. MAASの動作イメージ 37 Server MAAS User Power-on, DHCP, PXE-boot Boot image, Power-off電源管理情報検出 Enlist Power-on DHCP, PXE-boot Boot image, Power-offインベントリ情報取得 Commissioning Declared Ready Request a machine Power-on DHCP, PXE-boot Deploy platform Installed successfully Return a machine 運用中 Allocated
- 38. MAAS API • RESTful • GET / POST / PUT / DELETE • http://<maas-controller>/MAAS – /api/1.0/<object>/<path>/?op=<operation>&<param>=<value>&… • object: account, maas, networks, nodegroups, nodes, node, tags, users, zone, etc. • 使用例： – GET /api/1.0/nodes/?op=list # MAAS 登録ノード一覧取得 – GET /api/1.0/nodes/{system_id}/ # ノード情報取得 – PUT /api/1.0/nodes/{system_id}/ # ノード情報更新 – GET /api/1.0/tags/?op=list # タグ一覧取得 – POST /api/1.0/tags/?op=new&name=‘Neutron’ # 新規タグ追加 – POST /api/1.0/nodes/{system_id}/?op=start # ノード電源オン – GET /api/1.0/nodes/?op=list_allocated # 使用中ノード一覧取得 – POST /api/1.0/nodes/{system_id}/?op=stop # ノード電源オフ – DELETE /api/1.0/nodes/{system_id}/ # ノード削除38
- 39. 運用オペレーション（例） • 初期化 $ juju bootstrap –e maas • OpenStack 環境構築 $ juju-deployer –c openstack.yml –e maas • ノード増設 – サーバー電源オン • Web コンソール – http://<maas-controller>/MAAS • ノード タグ付け $ maas login <profile> http://<maas-controller>/MAAS <apikey> $ maas <profile> update-nodes <tag> add=<system_id> • 等々 39
- 40. まとめ：Ubuntu MAAS • 物理マシンプロビジョニング – Ubuntu、CentOS、Windows OS対応 • プロビジョニングをコマンドやREST APIで 提供 – 独自処理をスクリプト呼び出しで対応 • 大量のサーバを一元管理するためにベア メタルプロビジョニングをやるには最適 40
- 41. 本日お話ししたいこと • ベアメタルクラウドとは • ベアメタルクラウドの現状 – Ubuntu Juju/MAAS – OpenStack Ironic 41
- 42. OpenStackのプロジェクト コンポーネント名 プロジェクト名 コンポーネント名 プロジェクト名 ① Compute Nova ⑫ Bare metal Ironic ② Object Storage Swift ⑬ Queue service Zaqar ③ Block Storage Cinder ⑭ Key management Barbican ④ Image Service Glance ⑮ DNS services Designate ⑤ Networking Neutron ⑯ Deployment TripleO ⑥ Identity Keystone ⑦ Dashboard Horizon ⑧ Metering/Monitoring Ceilometer ⑨ Orchestration Heat ⑩ Database Service Trove ⑪ Data processing Sahara 42 主要コンポーネント インキュベーション
- 43. Baremetal(Ironic) • NTTドコモ 2013年4月8日 クラウドサービスの性能を向上させる新技術を開発 クラウドサービスの応答時間を最大50%短縮 http://www.nttdocomo.co.jp/info/news_release/2013/04/08_00.html • USC/ISI(南カルフォルニア大学) • HP 43
- 45. Ironicで実現したいこと • OpenStackを使ってベアメタルを管理したい – 仮想マシンにはHyperVisorがある – ベアメタルマシンにはHyperVisorがない • HyperVisorに相当するものを用意する – ベアメタル用のイメージ（kernel+ramdisk）を用意 – ベアメタルマシンは物理リソースに直接アクセス – ベアメタルマシンの起動・停止にはPXEブートと IPMIを使用 45
- 46. ベアメタルプロビジョニング の処理手順 46 利用者 Nova-API Nova-Scheduler Image Service Block Storage USER 1 従来のOpenStack ベアメタルOpenStack Host OS Nova-Compute Hypervisor Host OS 1. Instance Request 2. Choose Nova-Compute VM USER 2 4. Network Isolation 5. Block Storage Attachment Machine 4. Network Isolation 5. Block Storage Attachment 3. Image Provisioning Hypervisor VM Machine Libvirtドライ バ Libvirt Nova-Compute Xenドライバ Xen API Nova-Compute Baremetal ドライバ
- 47. インスタンス起動 Glanceからイメージ等ダウンロード （あらかじめ登録しておく:後述） ディスク イメージ カーネル RAMディスク ノードをPower On プロビジョニング用ミニOSが起動 プロビジョニング用 （ミニOS） カーネル RAMディスク 通常用 管理ホスト ノード イメージをディスクに書き込み PXE設定を通常用に切替 再起動 以降はVMインスタンスと 同様の起動シーケンス (cloud-initなど) PXE設定はプロビジョニング用 ※対象ノードはスケジューラによって 決定済 IPMIPowerManager ディスク nova-barametal- deploy-helper power on OFF プ ロ ビ 通 常 PXE PXE 詳 細 後 述
- 48. OpenStackの構成例 48 ノードコントローラ&ベアメタルノード クラウド コントローラ ポータル サーバ イメージ サービス ノード Client Portal Cloud Controller Image Service Node Controller Baremetal Node Baremetal Node Baremetal Node Baremetal Node Baremetal Node Baremetal Node VLAN1 VLAN2
- 49. Client Portal Cloud Controller Image Service Node Controller Baremetal Node Baremetal Node Baremetal Node Baremetal Node Baremetal Node Baremetal Node VLAN1 VLAN2 プロビジョニングの仕組み 49 ①ポータルへアクセス ②コントローラにリクエストを送付 リクエストがキューに格納 ④PXEブート、イメージのコピー、 ネットワークの設定、ディスクの設定 ③プロビジョニング 先のノードの決定
- 50. OpenStack Ironicのロードマップ Havana Icehouse Juno Kilo “L”以降 参考：Blueprints for Ironic (Bare Metal Provisioning) https://blueprints.launchpad.net/ironic/ 2013年10月リリース 2014年4月リリース 2014年10月リリース 2015年4月リリース予定 Novaプロジェク トからIronic(ベア メタルプロビジョ ニング)プロジェ クトが派生 •Neutron連携 •Ceilometer連携 •HP iLO対応 •iPXE対応 •正式プロジェクト に昇格 •ベアメタルマシン のディスカバリ •UEFIセキュアブー トへの対応 •ベアメタルサーバ のリリース処理の 追加 •ファームウェア 更新機能の追加 •ベアメタルマシン の自動登録機能 の追加 •Neutron連携（仮 想ネットワーク機 能） Neutronに対応するも 仮想ネットワーク機能 は実装されず 現行のバージョン では、同じAvailability Zone(AZ)でベアメタル マシンと仮想マシンを 混在できない Junoで正式プロジェク トに昇格することを目 指していたが適わず
- 51. 今後のIronic • 仮想ネットワーク対応 • ベアメタルマシンの ライフサイクル管理 51 スイッチ Ironic Neutron Nova ベアメタル ノード ベアメタルサー バのアサイン ベアメタルサー バのリリース クリーニング リソースプール への追加 UEFI secure boot OSやBIOSのバージョンアップ
- 52. まとめ：OpenStack Ironic • 着実に成長しています • 正式プロジェクトになるのはKiloから？ • 仮想ネットワーク対応とベアメタルマシンの ライフサイクル対応に期待 52
- 53. 再掲：本日お話ししたいこと • ベアメタルクラウドとは • ベアメタルクラウドの現状 – Ubuntu Juju/MAAS – OpenStack Ironic 53
- 54. 再掲：ベアメタルクラウド • ベアメタルクラウドに関心が集まりつつある • 2種類のベアメタルクラウド – Softlayerみたいなクラウド基盤 – ベアメタルサーバを効率よくプロビジョニングしたい • 2種類のOSSのご紹介 – Ubuntu Juju/MAAS – OpenStack Baremetal Provisioning (Ironic) 54