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クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化
- 1. オープンクラウド・キャンパス クラウドが実現する ソフト開発・運用の変革と自動化 Ver1.2 2012/11/13 中井悦司 (Twitter @enakai00)
- 2. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 自己紹介 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. 好評発売中 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） 2 Open Cloud Campus
- 3. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 はじめに：クラウドの自動化における問題意識 クラウドコンピューティングの実現により、さまざまな「インフラの自 動化」が可能になりました。 – アクセス変動に敏感なWebアプリケーション（現在のパブリッククラウド利 用の主流）では、「オートスケール」などは確かに便利な機能です。 今後、一般企業の業務アプリケーションをクラウドで利用する場合、ど のような観点で、どのような処理を自動化することが必要なのでしょう か？ – 既存の手作業をそのまま自動化するのでは、「自動化のための自動化」に陥 る危険性はないでしょうか？ – 「アプリケーション開発、システム運用プロセスの変革/改善と一体化した自 動化の適用」を研究するべき時期がきているのではないでしょうか？ いけてる自動化？ いけてない自動化？ 3 Open Cloud Campus
- 4. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 Contents システム運用の現状と課題 運用自動化への道 − ソフトウェアライフサイクルの観点から アプリケーションデプロイの自動化の現状 サービス継続性から見る将来の自動化 4 Open Cloud Campus
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- 6. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 システム運用業務の目的 サービスの継続提供 – システムの機能/性能を維持して安定したサービスを継続すること システムの予防保守 – 障害が発生しないように健全なシステム状態を保持すること 障害対応 – 障害発生時に迅速にサービスを復旧して、再発を防止すること アプリケーション開発 インフラ構築 アプリケーション配備 サービス継続 予防保守 コ 要 ー 運用引き継ぎ デ テ 件 設 定 計 ィ ス システム運用 ン ト 義 グ 障害対応 6 Open Cloud Campus
- 7. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 システム運用業務の現状 運用手順書による 手作業が前提 主な運用業務 – アプリケーション配備（デプロイ） OS導入手順書 – 予防保守 アプリケーション導入手順書 パッチ適用手順書 – システム監視と障害対応 バックアップ手順書 障害対応手順書 – バックアップ etc... – キャパシティ管理とシステムの増強 デプロイ アプリケーション 監視 予防保守 OS 障害対応 データ バックアップ システム増強 7 Open Cloud Campus
- 8. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 手順書ベースの運用の課題 まずここに注目 運用中のソフトウェアの変更に時間/コストがかかる – ビジネス要件とそれを支える技術、双方の変化の速度が上がり、アプ リケーション、ミドルウェアなどの頻繁な更新が必要に。 – しかしながら、ソフトウェア変更に伴う手順書の書き換え、検証、手 順変更の周知徹底などに時間とコストがかかり、変更を気軽に行うわ けにはいかず・・・。 環境の複雑化への対応が困難 – 仮想化によりシステム環境が複雑化し、動的な変更・変化も可能に。 – しかしながら、それに伴う運用手順も複雑になり、作業時間が長くな る、作業ミスによる問題発生が起きやすくなるなどの課題が・・・。 変化に弱いのが 手順書運用の弱点 8 Open Cloud Campus
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- 10. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 ソフトウェアの変更要求が高まる背景 ビジネス要件の変化と技術の進歩に開発速度が追いつかない現状 要件定義 設計 コーディング テスト 運用 要件定義の際に決めたシステムが・・・ 運用開始時は既に時代遅れに！ 10 Open Cloud Campus
- 11. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 ソフトウェアの変更要求が高まる背景 開発期間の短縮と継続的なアップデートが必要に。 「継続的インテグレーション」 開発期間の短縮 （CI) の適用 コ コ コ 要 ー 要 ー 要 ー テ テ テ 件 設 デ 件 設 デ 件 設 デ ィ ス ィ ス ィ ス 定 計 定 計 定 計 ン ト ン ト ン ト 義 義 義 グ グ グ 継続的なアップデート 運用 「継続的デリバリー」 の実践 11 Open Cloud Campus
- 12. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 参考書籍 12 Open Cloud Campus
- 13. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 継続的デリバリーの課題は開発と運用の「プロセスの断絶」 この問題の根本原因は 変化が激しくて 何でしょうか？ 内容を伝えきれない コ 要 ー テ 件 設 デ 開発環境と本番環境の違いが ィ ス 定 計 不明でデプロイ時に ン ト 義 何がおきるが分からない グ 「越えられない壁？」 受け入れテストの 運用 時間が足りない 内容が分からないから サービスを止めずに 運用手順書が更新できない 更新する方法が分からない 13 Open Cloud Campus
- 14. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 CIプロセスにおける「マシン」と「人間」の役割分担 マシンと人間の役割を明確に 分離したプロセスがCIの肝 CIツール コード リポジトリ ビルドとテストの自動実行 マシンの世界 結果レポートの作成 コード コミット 人間の世界 テスト結果、コード分析結果 カバレッジの推移など レポートのフィードバック 開発者 14 Open Cloud Campus
- 15. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 開発、引き継ぎ、運用プロセスの現状イメージ 開発（作る）プロセス 運用（使う）プロセス 運用引き継ぎ マシンの世界 人間の世界 完成したものを人手で 検証・修正・再配置 15 Open Cloud Campus
- 16. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 開発、引き継ぎ、運用プロセスの現状イメージ 開発（作る）プロセス 運用（使う）プロセス 運用引き継ぎ マシンの世界 作った環境と使う環境が 異なるので品質担保が困難 人間の世界 マシンの役割と人間の役割が プロセス的に分離できていない 16 Open Cloud Campus
- 17. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 開発、引き継ぎ、運用プロセスの理想イメージ 開発（作る）プロセス 運用引き継ぎ 運用（使う）プロセス マシンの世界 人間の世界 運用引き継ぎにおける自動化を追求して、 ソフトウェアとインフラのライフサイクルを統合することが、 「いけてる自動化」の第一歩 17 Open Cloud Campus
- 18. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 自動化の追求で開発と運用の断絶を乗り越える 運用引き継ぎのプロセスを可能な限り自動化して、「デプロイ」の苦痛を 軽減することが「継続的デリバリー」実現の鍵 1. デプロイ処理を自動化して、開発、テスト、本番、すべて同じプロセスでデ プロイしたアプリケーションを使用する。 ⇒ 環境差異を小さくして、「環境の違いで起きる問題」の発生を防止 2. 受け入れテストなど、運用引き継ぎに伴う作業を可能な限り自動化して、さ らには、既存サービスに影響を与えずに自動更新する仕組みを導入する。 ⇒「安全で容易、そして頻繁なデプロイ」を可能に 3. 運用業務を手順書による手作業から、プログラムによる自動化に置き換え。 ⇒ 手順書のメンテナンスと運用作業の負荷を軽減 開発と運用を一体化したプロセスを策定して、 ソフトウェアとインフラのライフサイクルの統合を 実現することが最終的な目標（いわゆる「DevOps」） 18 Open Cloud Campus
- 19. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 自動化の追求で開発と運用の断絶を乗り越える 運用引き継ぎのプロセスを可能な限り自動化して、「デプロイ」の苦痛を 軽減することが「継続的デリバリー」実現の鍵 1. デプロイ処理を自動化して、開発、テスト、本番、すべて同じプロセスでデ プロイしたアプリケーションを使用する。 ⇒ 環境差異を小さくして、「環境の違いで起きる問題」の発生を防止 2. 受け入れテストなど、運用引き継ぎに伴う作業を可能な限り自動化して、さ らには、既存サービスに影響を与えずに自動更新する仕組みを導入する。 今回は、まずは この部分のツールに注目 ⇒「安全で容易、そして頻繁なデプロイ」を可能に 3. 運用業務を手順書による手作業から、プログラムによる自動化に置き換え。 ⇒ 手順書のメンテナンスと運用作業の負荷を軽減 開発と運用を一体化したプロセスを策定して、 ソフトウェアとインフラのライフサイクルの統合を 実現することが最終的な目標（いわゆる「DevOps」） 19 Open Cloud Campus
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- 21. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 アプリケーションデプロイにおける管理対象 エクセルシートに DVDメディアから エクセルシートに 手書き入力 手動インストール したがって設定 手作業による デプロイ パラメータシート記述 OS導入・環境設定 アプリケーション / 作業手順書作成 導入・環境設定 環境構築における管理対象 環境設定（Config） OS・アプリケーションの構成管理 アプリケーションプログラム アプリケーションの導入管理 インフラ環境 仮想マシン構成、OSイメージなどの管理 データ 21 Open Cloud Campus
- 22. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 アプリケーションデプロイ自動化の現状 自動化の3大パターン 1. 仮想アプライアンス方式 • アプリケーション導入済みの環境をマシンイメージ化して利用。 2. JEOS(Just Enough OS)方式 • 最小限のOS環境をマシンイメージ化して利用。アプリケーションの導入・設定を自動化。 3. 自動インストール方式 • OSのインストールからアプリケーションの導入・設定まで、すべての作業を自動化して適用。 環境構築における管理対象 環境設定（Config） 1. すべてをイメージ化して利用 アプリケーションプログラム 2. インフラ環境をイメージ化して利用 インフラ環境 3. イメージ化せずにすべてを自動構築 データ 22 Open Cloud Campus
- 23. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 各パターンの特徴 手軽に利用できるが 仮想アプライアンス方式 柔軟性にかける 「環境の塩漬け方式」 – メリット • テンプレートから仮想マシンを起動するだけで簡単に利用できる。 – デメリット • デプロイ時のカスタマイズが難しい。 • テンプレートの修正は手作業となり、メンテナンスに手間がかかる。 • クラウドごとに対応するテンプレートの作成が必要。 カスタマイズが容易だが 大掛かりな仕掛けが必要な 自動インストール方式 「自動生産方式」 – メリット • 自動化の大元となる設計ファイルを修正することで、デプロイ時のカスタマイズや 構成のアップデートが容易に行える。 – デメリット • 自動化ツールの整備が必要。 • テンプレート起動が前提の環境には適用できない。 • テンプレート方式に比べると、デプロイ処理に時間がかかる。 23 Open Cloud Campus
- 24. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 各パターンの特徴 事前準備した環境から カスタマイズを行う JEOS (Just Enough OS) 方式 「サンドイッチ方式 (?)」 – メリット • テンプレート起動が前提の環境でも利用可能。 • デプロイ時にアプリケーションのカスタマイズが可能。 – デメリット • OSバージョンアップなどは、新規テンプレートの作成が必要。 • クラウドごとに対応するOSテンプレートの作成が必要。 • アプリケーションの構成によってはデプロイに時間がかかる。 ※ 自動インストールとJEOSの組み合わせについて – JEOS方式のデメリットを回避する方法として、JEOS作成の自動化があります。共通の 設定ファイルから、使用する環境（クラウド）ごとに同一内容のJEOSを事前に（自動 インストールで）作成して利用します。 – 複数環境（クラウド）に同一構成のアプリケーション環境を自動構築できるメリット があります。 • 後ほど紹介するAeolusでは、この方式を採用しています。 24 Open Cloud Campus
- 25. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 アプリケーションデプロイ自動化ツールの例 個別ツールの組み合わせ – KickStart, virt-install, Oz, etc... • OS導入、JEOSイメージ作成の自動化 – Puppet, Chef, etc... • アプリケーション導入、環境設定の自動化 これらツールの一部を この後のセッションで 統合化された自動化ツールの例 デモと一緒に紹介します – Aeolus Conductor (Red Hat CloudForms) – Amazon Cloud Formation – Dell Crowbar – Dodai Project – juju – VMware vCloud Director – etc... 25 Open Cloud Campus
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- 27. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 サービス継続性における自動化の役割 サービス継続性の観点で適用できそうな自動化のエリア – 既存サービスを停止せずに新規アプリケーションを自動デプロイ – 障害発生時にサービスを自動復旧 – キャパシティ不足時にシステムを自動増強 デプロイ アプリケーション 監視 予防保守 OS 障害対応 データ バックアップ システム増強 27 Open Cloud Campus
- 28. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 サービスを停止せずにバージョンアップする手法の例 ブルーグリーン・デプロイメント – 本番環境を2種類用意して、旧バージョンと新バージョンを並行稼働させながら、切り替 える手法。新バージョンに問題が起きた場合は、すぐに旧バージョンにフォールバック が可能。 • クラウドでインフラ準備が自動化できるようになると、コスト的にも現実性がでてくる。 – ユーザデータの複製などが課題。 • アプリケーションのアーキテクチャから見直しが必要。 カナリアリリース – 一部のユーザのみに新機能を提供して、問題がなければ、全ユーザに新機能を開放する – 機能レベルで小さなバージョンアップを繰り返すことが前提。機能変更に伴うデータ構 造の変化の取り扱いが難しい。（とくに新機能使用ユーザと未使用ユーザは同じデータ を共有する場合） • アプリケーションのアーキテクチャから見直しが必要。 28 Open Cloud Campus
- 29. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 障害復旧の観点での自動化 自動化による「障害復旧」の発想転換 – アプリケーション環境のデプロイが完全自動化されているのであれば、「壊れ た環境を修復する」よりは、「新しい環境を作り直す」方が安上がり。（単純 なインフラ障害は、すべて再デプロイで回復してしまう。） • 現実には、「再デプロイ」で復旧する問題かどうかの判断が難しい場合もあるが、復 旧オプションの一つとしては検討の価値あり。 – アプリケーション実行環境とユーザデータを明確に分離して、再デプロイが データに影響しないことが必要。 • AWSなどは、この方向性を示唆するクラウドインフラ。（インスタンスが停止したら インスタンス上のデータは全て消える。永続データは、EBS、S3への外部保存が前 提。） いずれにしても、ソフトウェア自体が自動化を前提とした 機能・アーキテクチャを持たないと実現は難しい 29 Open Cloud Campus
- 30. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 ソフトウェア開発における自動化との融合 ソフトウェア開発では、既にさまざまな自動化が利用されています。 – 継続的インテグレーション実現の観点で、ビルド/テスト/エラーレポート作成の自動化 – 品質向上の観点で、コードインスペクションの自動化、形式手法適用の自動化など – その他には、DSLによるコードの自動生成など ⇒ 基本的には「機能要件の確実な提供」を目指したもので、「非機能要件の実現」という 観点は多くありません。 今後、運用の自動化が進むと、ソフトウェア開発の段階から「自動化されたイン フラとの連携」を想定した手法が生まれるのではないでしょうか？ – 今まで「非機能要件」と思っていたものが、ソフトウェアで制御可能な「機能要件」に 変わる可能性はないでしょうか？ 30 Open Cloud Campus
- 31. クラウドが実現するソフト開発・運用の変革と自動化 最後に：継続的デリバリーのその先へ・・・ 継続的デリバリー デプロイ手順 テスト手順 自動実行可能な手順 （ただし手順自体は人間が作成） 開発 運用 継続的？？？ デプロイ手順 テスト手順 環境変化に応じて 手順そのものを自動生成 開発 運用 31 Open Cloud Campus
- 32. オープンクラウド・キャンパス クラウドの自動化とソフトウェア開発の 未来を一緒に考えて行きましょう！ 中井悦司 Twitter @enakai00