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S&B Summit2015 SOFTLAYERクラウドデザインパターン
- 1. © IBM Corporation1 Presented by: SoftLayerクラウド デザインパターン解説 2015年9月2日 高良 真穂 日本IBM株式会社 クラウド事業統括 テクニカルサービス本資料は、発表者によって準備された資料であり IBMの公式の見解を代表するものではありません。
- 2. © IBM Corporation2© IBM Corporation 2 自己紹介 高良 真穂 (たから まほ） 勤務先 日本アイ・ビー・エム クラウド事業統括 テクニカル・サービス ITアーキテクト 担当部長 ウェブ記事 ソフトレイヤー活用ガイド http://www.gg-web.jp/document/ ソフトレイヤー探検隊 https://goo.gl/N7LjGC 冊子本 ソーシャル・ネットワーク Facebook https://www.facebook.com/maho.takara Twitter https://twitter.com/MahoTakara GitHub https://github.com/takara9 Qiita http://qiita.com/MahoTakara Docker Hub https://hub.docker.com/u/maho/ 得意技 たこ焼き作ること 趣味 工作とか いろいろ
- 3. © IBM Corporation3 インターネット上の日本語公開資料 ソフトレイヤーの活用ガイド デザイン・パターン： http://gg-web.jp/document/DesignPattern/ 一般のクラウドと同じことを、SoftLayerを使ってどの様に実現できるかの観点で、課題を 解決するための設計レベルの指南を得ることができるものです。マネージャー、コンサルタン ト、アーキテクトの方々が、読みやすく理解できる様に簡潔な文と図で解説する形式です。 コンフィグレーション・ガイド： http://gg-web.jp/document/ConfigGuide/ これまでSoftLayerを使ってシステムを構築してきたノウハウをベースに、実践的な逆引き の手引書になっています。 エンジニアが実現したい事を出発点にして、どの様に実現するの かをガイドしたもので、SoftLayerの仮想サーバー、ベアメタルサーバーの基本的利用方法 から、 アプライアンス等FortiGate, NetScaler, QuantaStor, VMware, Vyatta, EVault などを 網羅して、実現する方法を理解しやすく案内しています。 ユースケース： http://gg-web.jp/document/UseCase/ ビジネスの発展によって変化していく課題を、クラウドの特性を利用して、どの様に解決で きるのかといったシナリオベースの展開で、 上記のコンフィグレーション・ガイドやデザイン・ パターンを参照しながら、対応していくストーリとなっています。 今日はパターンを絞って 詳細に解説します
- 4. © IBM Corporation4 セッション内容 • デザインパターンの必要性 • 良く利用するパターン解説 • ロードバランサーによるサーバーの冗長化 • アクティブ・スタンバイ・パターン • まとめ
- 5. © IBM Corporation5© IBM Corporation 5 SoftLayerクラウド デザインパターンは、 なぜ必要なのか？
- 6. © IBM Corporation6 デザインパターンの必要性 – オンプレミスは、注文住宅の様なもの • 好きな様に設計できる • でも、値段が高い！ • でも、完成まで待たされる • プロジェクト方式で建築 – クラウドは、プレハブ住宅 • 工場制作部品を現地で組立て • 生活スタイルを合わせるしかない • でも、安価で、すぐ使える！ • 既製品を注文するのと同じ オンプレミスとクラウドの違い
- 7. © IBM Corporation7 デザインパターンの必要性 – クラウドは、自由度に制限を加え自動化を促進した運用 • サーバー構成を規格化画一化することで自動化を進め • 注文から利用開始までの時間を５分〜２時間以内に短縮 • サーバーLAN構成を単純化することでネットワーク管理を自動化 • クラウドで出来る事には制限がある。オンプレミスの様な自由度は無い – クラウドの制約と戦うのではく、適用可能な分野に当てはめる • オンプレミスの自由度を犠牲にして、自動化とスピードを得たのがクラウドという運用 • クラウドの制約を前提として、自動化とスピードで価値を生む分野に適用する – クラウドと親和性の高い設計パターンが求められていた • オンプレミスの設計をクラウドに適用するといった不毛な戦いを避ける • 適切なOSSを前提として、プロビジョニングと同じスピードで構築
- 8. © IBM Corporation8© IBM Corporation 8 良く利用する デザイン・パターン ロードバランサーによる サーバーの冗長化
- 9. © IBM Corporation9 LBは３つ方式から選択可能 ウェブ・サーバー 共用型／専用型 NetScaler N+1構成 ウェブ・サーバー LVS N+1構成 ウェブ・サーバー ウェブ・サーバー NetScaler DNS ①ローカル・ロードバランサー （共用型と専用型）及び、NetScaler ③グローバル・ロードバランサー ②Linux Virtual Server VIP VIP Virtual Servers Virtual Servers Virtual Servers Virtual Servers Virtual Servers NetScaler 出典 ソフトレイヤー活用技術情報 デザインパターン 2.1 ロードバランサーによるサーバーの冗長化 https://gg-web.jp/document/DesignPattern/02001/index.html 2.2 データセンターレベルの冗長化 https://gg-web.jp/document/DesignPattern/02002/index.html 注目
- 10. © IBM Corporation10 利用できる各LBの特徴 特徴 LVS (Linux Virtual Server) ローカル ロードバランサー （共用型） ローカル ロードバランサー （専用型） Citrix NetScaler VPX グローバル・サーバー ロードバランス GSLB NetScaler VPX 適用範囲 DC内 DC内 DC内 DC内 DC間 共用/専用 専用 共用 専用 共用 共用 VIP数 Public アドレス 1,2,4,8,16 から選択 Publicアドレス 1 Public アドレス 1,2,4,8,16 から選択 Public アドレス 1,2,4,8,16 から選択 Public アドレス 1,2,4,8,16 から選択 HA構成 可能 なし 可能 可能 可能 SSLオフロード 不可 可能 可能 可能 可能 オートスケール との連動 不可 可能 可能 不可 不可 能力 仮想サーバー に依存 同時250∼ 2500接続 同時15000∼150000 接続 10Mbps∼ 1000Mbps 10Mbps∼1000Mbps 費用 OSSのため サーバー費のみ $50∼ $2500 $999∼ $3998 $299∼ $1999 $499∼ $1999 その他 特徴 サーバー間の 負荷分散に適用可 低価格 AutoScale連動 高負荷対応 AutoScale連動 WAF, GSLBなども 利用可 SLB,WAFなども 利用可 注目
- 11. © IBM Corporation11© IBM Corporation 11 今日はLVS利用の デザインパターンに 注目して詳細に解説 します ちょっと、その前に LAN表記の説明
- 12. © IBM Corporation12 ここでネットワークの表示について Public LAN Private LAN コリジョン ドメイン 10Base/5 現在のスイッチLANイメージ Network Switch Network Switch Network Switch Network Switch Network Switch Network Switch Frontend Customer Router Backend Customer Router 25年前のLAN セグメント IPネットワーク アドレス ＝ 抽象化された 表現として便利だが。。。 （ちと古臭スギ） ユーザー毎にVLANとIPネットを付与し、メディア上に混在する 10Mbps 10Gbps 10Gbps 40Gbps 40Gbps 由来は コレ SOFTLAYER 現在は コレ
- 13. © IBM Corporation13 ここでネットワークの表示について Network Switch Network Switch Network Switch Network Switch Network Switch Network Switch Frontend Customer Router Backend Customer Router Public ネットワーク Private ネットワーク VLANとIPネット が複数含まれる VLANとIPネット が複数含まれる Public VLAN IP Subnet-B IP Subnet-A Private VLAN IP Subnet-Y 抽象化
- 14. © IBM Corporation14 LVSを利用するための準備 Public VLAN Primary Subnet Private VLAN Primary Subnet sjc01.bcr02a.1491 sjc01.fcr02a.1529 Subnet のビュー VLANのビュー 仮想サーバー 10.91.85.128/26 192.155.223.64/29 – 仮想サーバー(Debian 8.x 64bit)のオーダーでVLANが自動割当
- 15. © IBM Corporation15 LVS用サーバーのLAN環境 仮想サーバー mh01 mh02 Private VLAN Primary Subnet sjc01.bcr02a.1491 10.91.85.128/26 Public VLAN Primary Subnet sjc01.fcr02a.1529 192.155.223.64/29 178 134
- 16. © IBM Corporation16 LVS用サーバーのLAN環境 仮想サーバー mh01 mh02 Private VLAN Primary Subnet sjc01.bcr02a.1491 10.91.85.128/26 Public VLAN Primary Subnet sjc01.fcr02a.1529 192.155.223.64/29 178 134 67 70
- 17. © IBM Corporation17 Public VLAN Primary Subnet sjc01.fcr02a.1529 192.155.223.64/29 Primary Subnetは全て予約済み ウェブ・サーバー LVS N+1構成VIP VIP Virtual Servers Virtual Servers 勝手に使っちゃダメ 課題 このPublic IP アドレスは何処 から調達する？
- 18. © IBM Corporation18 VIP は Portable Public から割当 ウェブ・サーバー LVS N+1構成VIP VIP Virtual Servers Virtual Servers Network -> IP Management -> Subnets -> Order IP address
- 19. © IBM Corporation19 VIP は Portable Public から割当 追加サブネットのサイズを設定 VLANと紐付け設定 利用目的他 連絡先を設定
- 20. © IBM Corporation20 VIP は Portable Public から割当 オーダー処理が完了すると、 VLANにポータブルIPアドレスが 追加されているのが確認できる Public VLAN Primary Subnet sjc01.fcr02a.1529 192.155.223.64/29 Portable Subnet 198.23.109.56/30 VLAN1529に追加 されたので上記の 様に表記しておく
- 21. © IBM Corporation21 VIP用サブネットの準備完了 仮想サーバー mh01 mh02 Private VLAN Primary Subnet sjc01.bcr02a.1491 10.91.85.128/26 Public VLAN Primary Subnet sjc01.fcr02a.1529 192.155.223.64/29 178 134 67 70 Portable Subnet 198.23.109.56/30
- 22. © IBM Corporation22 LVSのVIP設定 mh01 Private VLAN Primary Subnet sjc01.bcr02a.1491 10.91.85.128/26 Public VLAN Primary Subnet sjc01.fcr02a.1529 192.155.223.64/29 178 134 67 70 Portable Subnet 198.23.109.56/30 keepalived LVS VIP eth1 eth0 mh02 keepalived LVS eth1 eth0 VIP VIP 198.23.109.58 LVSとHA化ソフトのインストールはコレだけ 設定はこれだけ mh02は BACKUPにする VIPの設定 ポータブルIPか ら自身で割当て
- 23. © IBM Corporation23 LVS DRの設定 Private VLAN Primary Subnet sjc01.bcr02a.1491 10.91.85.128/26 Public VLAN Primary Subnet sjc01.fcr02a.1529 192.155.223.64/29 Portable Subnet 198.23.109.56/30 VIP VIP 198.23.109.58 LVS#1 LVS#2 WebAPサーバー#1〜#3 • ダイレクト・ルーティングでは、keepalived.confに WebAPサーバーのPublic IPアドレスを割り当てる • リダイレクトされたパケットを受け取る様にWebAPサー バーのループバックにVIPを設定する VRRP keepalived.conf /etc/network/interfaces
- 24. © IBM Corporation24 LVS DRの通信の流れ Public VLAN Primary Subnet sjc01.fcr02a.1529 192.155.223.64/29 Portable Subnet 198.23.109.56/30 VIP VIP 198.23.109.58 LVS#1 LVS#2 WebAPサーバー#1〜#3 VIPに出されたリクエストは、WebAPサーバーに転送さ れて、WebAPサーバーから直接応答される リダイレクト リクエスト レスポンス
- 25. © IBM Corporation25 LVS NATの設定 Private VLAN Primary Subnet sjc01.bcr02a.1491 10.91.85.128/26 Public VLAN Primary Subnet sjc01.fcr02a.1529 192.155.223.64/29 Portable Subnet 198.23.109.56/30 VIP VIP 198.23.109.58 LVS#1 LVS#2 WebAPサーバー#1〜#3 WebAPサーバーにPrivate IP を利用したい場合に便利 であるが、 Private側にポータブル・サ ブネットが必要かつ、全 サーバーはポータブル・サ ブネットに接続する必要が ある VRRP Portable Subnet 10.91.174.128/26 VIP VRRP VIP 10.91.174.134 keepalived.conf 続き keepalived.conf
- 26. © IBM Corporation26 LVS NATの通信フロー Private VLAN Primary Subnet sjc01.bcr02a.1491 10.91.85.128/26 Public VLAN Primary Subnet sjc01.fcr02a.1529 192.155.223.64/29 Portable Subnet 198.23.109.56/30 VIP VIP 198.23.109.58 LVS#1 LVS#2 WebAPサーバー#1〜#3 NATは、WebAPのプライベートIPに出さないために利用される。 このた め、WebAPサーバーからのレスポンスをLVSのPrivate側VIPに送る必要 がある VRRP Portable Subnet 10.91.174.128/26 VIP VRRP VIP 198.23.109.58 リダイレクト リクエスト to VIP レスポンス レスポンス to VIP
- 27. © IBM Corporation27 水平分散 LVS パターンのまとめ DR方式は簡単に使え、WebAPサーバーから直接応答を返すので、料金と負荷で有利 – DR (ダイレクトルーティング)方式 • VIPでリクエストを受けて、WebAPサーバーからレスポンスを返す – 帯域プールを利用しなくても無料枠を使えるのでお得 – レスポンスがLVSのサーバーを通らないので負荷が軽い – WebAPサーバーのループバックI/FにVIPを登録しなければならない – WebAPにもパブリックIPアドレスが必要 – NAT (ナット）方式 • VIPでリクエストを受けて、VIPのアドレスでレスポンスを返す – WebAPサーバーはプライベート・アドレスが使える – 通信料金はLVSだけに掛ってしまう。 （帯域プールの利用が必要かも？） – WebAPサーバーのループバックI/FにVIPを登録しなければならない – プライベートIPのポータブル・サブネット • サーバー全てに、追加のポータブル・サブネットの設定 • LVSはプライベートIP側にもVIPの設定 • WebAPサーバーのデフォルトGWは、LVSのプライベート側VIPを設定 おす すめ
- 28. © IBM Corporation28© IBM Corporation 28 仮想で HA構成なら 別ハードに 載せたいよ ね！
- 29. © IBM Corporation29 基本は、出来るだけ分散させてデプロイするんだけど。。。 せめて確認したいよね。。。 Xenサーバー 管理LANの IPアドレス Xenサーバー 管理LANの IPアドレス KVM Console をクリックすると VNCクライアントの ポップアップが表示
- 30. © IBM Corporation30 仮想 サーバー 5902 仮想 サーバー 5901 物理サーバーが、同じか異なるかは、 KVM Console の IPアドレスを手がかりに判別できる Xen Server 10.3.14.205 仮想 サーバー 5900 物理サーバー 仮想 サーバー 5907 仮想 サーバー 5908 Xen Server 10.3.14.223 仮想 サーバー 5909 物理サーバー VNCポート番号 物理サーバーの 管理LAN IPアドレス このIPアドレスで 異なる物理サーバー に載っているのが判る
- 31. © IBM Corporation31© IBM Corporation 31 良く利用する デザイン・パターン アクティブ・スタンバイの サーバーの冗長化
- 32. © IBM Corporation32 text アクティブ・スタンバイ構成 – データベース・サーバーは、システムの単一障害点となるため、必須の構成 – 仮想サーバーとベアメタルの両方に適用できる方法でなければならない MySQLサーバー 待機サーバー 相互監視 VIP VIP WebAPサーバー 障害時は、VIPが 移動する事によって クライアントは 処理を継続できる iSCSI (エンデュランス・ストレージ, パフォーマンス・ストレージ) データ領域 主サーバー
- 33. © IBM Corporation33 text アクティブ・スタンバイ構成 – VIPは同じ様にポータブル・サブネットから割り当てる必要がある – WebAPサーバーの10.0.0.0のゲートウェイからポータブル・サブネットへの ルーティングを通す為には、VLANs SPANの設定が必須 Private VLAN Primary Subnet sjc01.bcr02a.1491 10.91.85.128/26 Portable Subnet 10.91.174.128/26 WebAPサーバー#1〜#3 MySQLサーバー 待機サーバー 相互監視 VIP VIP iSCSI (エンデュランス・ストレージ, パフォーマンス・ストレージ) データ領域 主サーバー
- 34. © IBM Corporation34 text アクティブ・スタンバイ構成 – VLANs Spanは、VLAN間の疎通だけでなく、プライベート・サブネット間の 疎通にも必要なので、必ずONにする Private VLAN Primary Subnet sjc01.bcr02a.1491 10.91.85.128/26 Portable Subnet 10.91.174.128/26 Private VLAN Primary Subnet sjc01.bcr02a.1491 10.91.85.128/26 Portable Subnet 10.91.174.128/26 デフォルトではOFF 同じVLAN内の異な るサブネットでも疎 通できない ONにすると プライベート・サブ ネット間の疎通が許 可される
- 35. © IBM Corporation35 text iSCSIの設定 – iSCSI として パフォーマンス・ストレージ、または、エンデュランス・ストレージ が利用できる – Heartbeat からは、サービスを持っている時だけ、ファイルシステムをマウン トする様に設定して、コンカレント・アクセスさせない – iSCSIのインストールは、以下のウェブページを参考に • ソフトレイヤー活用ガイド -> コンフィグレーションガイド -> 1 基礎編 – 1.6.6 パフォーマンス・ストレージを利用するには? • http://www.gg-web.jp/document/ConfigGuide/01006_6/index.html – 1.6.7 エンデュランス・ストレージを利用するには? • http://www.gg-web.jp/document/ConfigGuide/01006_7/index.html
- 36. © IBM Corporation36 text アクティブ・スタンバイのHAソフトウェアの導入 – HAソフトウェアは、Linux Distribution のリポジトリから導入することで、数分 以内に利用できる – 設定ファイルは３種類 ha.cf, haresources, authkeys Private VLAN Primary Subnet sjc01.bcr02a.1491 10.91.85.128/26 Portable Subnet 10.91.174.128/26 MySQLサーバー 待機サーバー 相互監視 VIP VIP iSCSI (エンデュランス・ストレージ, パフォーマンス・ストレージ) データ領域 主サーバー インストールはコレだけ このひな形を /etc/heartbeatに 展開して設定して も良い
- 37. © IBM Corporation37 text アクティブ・スタンバイのHAソフトウェアの導入 – 必須設定は、同じファイルを設定する アクティブ・スタンバイのノードを登録 クラスタのメンバー間の稼働確認用 クラスタのメンバー間の認証に利用 クラスタのメンバー （uname –n で表示される文字列） 主サーバー VIP iSCSIディスクのマウント パラメータ サービス
- 38. © IBM Corporation38 text VIPの確認 – VIPは ip addr コマンドで確認できる – プライマリ・サーバーをhaltすると、バックアップサーバーへVIPが起動、ファ イルシステムをマウント、MySQLが起動して処理が継続する
- 39. © IBM Corporation39 まとめ • デザインパターンの必要性 • クラウドの制約に逆らわず、効果的な適用 ができる為 • 良く利用するパターン解説 • ロードバランサーによるサーバーの冗長化 • LVSは安価で高性能、設定も簡単、HA構成 • Linuxディストリビューションに含むソフトを利用 • ダイレクト・ルーティングがお勧め • アクティブ・スタンバイ・パターン • iSCSIディスクを共用ディスクとして、高可用性構成 • VIP、ファイルシステムとサービスの待機系へ移動 • Linuxディストリビューションに含むソフトを利用