2015.6.5 emc主催openstackセミナー - 日本仮想化技術様講演スライド

OpenStack最新動向と構築のポイント

日本仮想化技術株式会社 VitrualTech.jp

玉置伸行

EMC様セミナー「あなたのビジネスを高速化！ OpenStackが実現する戦略的なクラウドインフラ」

自己紹介

•  玉置伸行（たまおきのぶゆき）

–  [email protected] –  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

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

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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


OpenStack最新情報セミナー

OpenStackへの取り組み①

•  コード開発・提供 –  Nova bare-metal provisioning

(現在のIronic) –  Bug fixes in various projects

•  イベント企画・運営 –  OpenStack最新情報セミナー –  10回開催、1500人参加注

•  ドキュメント公開 –  Slideshareで一般公開 –  50万ビュー、1万ダウンロード注

注：2013年9月から2015年4月までで集計

Stackalytics – VirtualTech’s contributions

Commit 数は 120


OpenStackへの取り組み②

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2014/11 OpenStack Summit Paris

100台の物理サーバでOpenStack POC環境を構築・運用した際のノウハウやTipsを公開 (Neutron HA, VXLAN performance,,,)

2012/10 OpenStack Summit San Diego

仮想マシンのように、ベアメタルサーバをプロビジョニングするフレームワークを発表 Grizzlyでupstreamにマージされました


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

•  各種プレゼン資料 •  その他ブログ記事

7 http://EnterpriseCloud.jp


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10回実施（括弧内は申込者数） –  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) –  2015/2 プロビジョニング (80名) –  2015/4 NFV (190名)

8



OpenStack およびその周辺領域について分かりやすく解説します。 3回に分けて下記のテーマを深掘りします。 1.  OpenStackを知るには何を学ぶべきか

2.  OpenStackで何ができるのか？

3.  OpenStackを導入検討するには

9

本日お話ししたいこと

1.  OpenStack を学ぶ理由 2.  OpenStack を構成する要素 3.  OpenStack をより理解するために 4.  OpenStack Summit 出張報告

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OpenStack を学ぶ理由

•  クラウド・ファースト •  クラウド技術 •  2020年のITシステム

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1. OpenStack を学ぶ理由

企業システムへのクラウドの適用

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ネットワーク

基盤基盤基盤

ビックデータ解析アプリ

スマホ向け情報アプリ

業務アプリバックオフィス

アプリ（会計、人事）

変化しやすいところから適用していく

クラウドの選択肢（IaaS）

•  パブリッククラウド – Amazon Web Services – Microsoft Azure –  IBM SoftLayer – NTTコミュニケーションズ Cloud n、など

•  プライベートクラウド – VMware vSphere – OpenStack、など

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クラウドの選択肢（PaaS, SaaS）

•  PaaS –  IBM Bluemix – Salesforce force.com、など

•  SaaS – Salesforce.com – Microsoft Office 365、など

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クラウド適用の目的

•  クラウド技術適用による – コストの削減（CAPEX, OPEX） – Time to Market の実現 – クラウド技術を有したエンジニアの育成 – など

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クラウド適用の目的

•  クラウド技術適用による – コストの削減（CAPEX, OPEX） – Time to Market の実現 – クラウド技術を有したエンジニアの育成 – など

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私が指摘したい Point of View は 2 点 •  クラウド技術の深掘り •  2020年のITシステムに向けた取り組み



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質問①

「ネットワークの仮想化」の仕組みを説明できますか？

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回答①

既存のシステムこれからのシステム

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Prj A Prj B

サーバ A サーバ B

ネットワーク機器

物理ネットワーク

Prj A Prj B


ネットワーク機器

論理（仮想）ネットワーク

Prj A Prj B


Tag:A Tag:B

Tag:A Tag:B

クラウド技術の深掘り

エンジニア（もしくはエンジニアをより理解するために）自身の技術バックグラウンドを更新する必要がある

– 仮想化技術 – 自動化技術

詳細は次章で説明 20

クラウド技術はOSSから生まれている

クラウド基盤 OpenStack

サーバ仮想化 KVM, Xen, など

コンテナ Docker, LXC, など

ネットワーク仮想化 Open Contrail, MidoNet Open Daylight, など

ストレージ仮想化 OpenStack Swift, Ceph, Project CoprHD(EMC ViPR) など

ビックデータ Hadoop, など

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OpenStack を勉強すること

•  クラウド技術を習得する近道 •  IT = Innovation Technology を実感できる

– API Economy がネットワークやストレージにとどまらず、機器・端末なのでエッジ領域やデータセンターまで拡大している

–  IoT のエッジサーバや NFV のインフラ基盤は OpenStack で動作

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23


2020年のITシステム

現在のITシステム 2020年のITシステム

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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

ＲＴＲＴ

ＲＴＲＴ

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

2020年のITシステム

5年後のITシステム

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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

参考：『スイッチはもはや「サーバ」だ』

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10ギガビット/秒のイーサネットポート 48個

アリスタネットワークのToRスイッチ「7050」

プロセッサ •  ＡＭＤ (デュアルコア) •  インテル (クアッドコア)

•  スイッチングチップ •  ブロードコム (Triden+, Trident2) •  インテル (FM4000, FM6000)

参考：仮想アプライアンス＋共通リソース

NFV(Network Functions Virtualization)

メッセージルータ

CDN SBC WAN 高速化

DPI ファイヤウォール

CGN テスター/ QoEモニタ

SGSN/ GGSN

PEルータ BRAS 無線/固定網ノード

従来のネットワークアプライアンス NFV(Network Functions Virtualization)

VA VA VA

VA VA VA

CDN: Contents Delivery Network SBC: Session Border Controller DPI: Deep Packet Inspection CGN: Carrier Grade NAT NAT: Network Address Translation QoE: Quality of Experience SGSN: Serving Packet Radio Service Support Node PE: Provider Edge VA: Virtual Appliance GGSN: General Packet Radio Service Support Node BRAS: Broadband Remote Access Server

機能毎の専用ハードウェア仮想アプライアンス（VA）＋汎用ハードウェア

2020年のITシステムで必要なもの

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リソースプールリソースプール

ベアメタルを仮想ＳＷ

ベアメタルを仮想ＲＴ

ベアメタルを仮想マシン

インフラ管理者

①ベアメタルサーバの追加

②リソースプールを管理

③用途に応じてプロビジョニング

業務アプリもネットワークもストレージも

“ベアメタルクラウド“

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リソースプールリソースプール

ベアメタルを仮想ＳＷ

ベアメタルを仮想ＲＴ

ベアメタルを仮想マシン

インフラ管理者

①ベアメタルサーバの追加

②リソースプールを管理

③用途に応じてプロビジョニング

ネットワーク機器やストレージもベアメタルクラウドに含まれるとしたら自分で制御できないと困るよね。

再掲）OpenStack を学ぶ理由


30




31


クラウド基盤のスタック図

② クラウドコントローラ

コンピューティングストレージネットワーク

仮想化レイヤー

仮想コンピューティング

仮想ストレージ仮想ネットワーク

③ リソースプール

クラウドコントローラ

コンピュート管理ストレージ管理ネットワーク管理

① クラウドオーケストレータ

クラウドオーケストレータ

④ プ

ロビ

ジョ

ニン

グツ

ール

⑤ 運

用監

視ツ

ール

参考) OpenStack コンポーネント

② クラウドコントローラ

コンピューティングストレージネットワーク



仮想ストレージ仮想ネットワーク

③ リソースプール

Nova + Keystone + Glance + Horizon

Nova compute Swift / Cinder Neutron

① クラウドオーケストレータ

Heat

④ T

riple

O

⑤ 運

用監

視ツ

ール

OpenStack を構成する要素

•  仮想化 – サーバ仮想化 – ネットワークの仮想化 – ストレージの仮想化

•  自動化 – 環境構築の自動化 – 構成管理の自動化 – 運用監視の自動化

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仮想化：サーバー仮想化①

•  サーバー仮想化を支援するソフトウェア・ハードウェア

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製品名・コンポーネント名説明

① ハイパーバイザー

1. KVM Linux標準のハイパーバイザー、OpenStackの本番環境で7割で使用

2. VMware ESXi VMware のハイパーバイザー、ハイパーバイザーとしての実績は一番多い

② 仮想スイッチ・仮想ルータ

1. Open vSwitch OpenStack標準の仮想スイッチ、テナントネットワークを実現するにはOpen vSwitchを選択する

2. Linux Bridge Linux標準の仮想ブリッジ

3. ベンダー独自のスイッチやルータ

ネットワーク仮想化を実現する製品の中にはベンダー独自のスイッチやルータを提供しているものもある

仮想マシンを使用することを前提としているため、ベアメタルマシンやコンテナについての記述はありません。

疑問：サーバ仮想化との違い

サーバ仮想化 •  ネットワーク管理はスコープ外 •  管理者が仮想マシンを作成 •  対象マシンは100台ぐらいまで

クラウド基盤 •  ネットワーク管理もスコープ内 •  利用者が仮想マシンを作成 •  対象マシンは100台以上

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仮想マシン仮想マシン

コンピューティング

Prj A

API 仮想化レイヤー

仮想マシン仮想マシン

コンピューティング

Prj A

API

ネットワーク

Prj B

仮想化：サーバー仮想化②

•  サーバー仮想化を実現するために必要な技術要件

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技術要件説明

③ 仮想化仮想マシン仮想ネットワーク仮想ストレージ

クラウドコントローラが管理するリソース

④ リソース 1. リソースの変更リソースの追加・変更・削除

2. 使用量の計測リソースの使用量を計測する

⑤ オンデマンドオンデマンド操作必要な時に必要なリソースを追加・削除できる

⑥ 高可用性 OpenStackの高可用性クラウドコントローラを多重化する

⑦ マイグレーション P2V、V2V P2V(物理サーバから仮想マシンへの移行)やV2V(仮想マシンから仮想マシンへの移行）を行う

本番環境でのシステムを検討する場合には、パッチの適用やクラウド基盤のバージョンアップの要件なども必要になります。

仮想化：ネットワーク仮想化①

•  ネットワーク仮想化を支援するソフトウェア・ハードウェア

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製品名・コンポーネント名説明

① クラウドコントローラ

1. Neutron OpenStack 標準のネットワーク仮想化機能

2. Neutron プラグイン Neutron 標準のML2(Modular Layer 2 )プラグインやネットワーク機器メーカーが提供するプラグインが数多くあり、Neutron と連携して動作する

② オーバーレイ方式の仮想ネットワーク

1. VMware NSX 仮想ネットワーク製品として有名、大規模な導入事例もある

2. Open Contrail オープンソースの仮想ネットワーク製品、Juniper Networks 社が製品版を提供する、大規模な導入事例もある

3. Nuage VNS Nuage Networksが提供する仮想ネットワーク製品

4. MidoNet オープンソースの仮想ネットワーク製品、Midokura 社が製品版を提供する

③ SDNコントローラ OpenDaylight ネットワーク機器の仮想化や抽象化を行う、NFVのリファレンスアーキテクチャにてOpenDaylightが採用された

疑問：ネットワーク仮想化製品の違い

仮想スイッチコントローラオープンソース化

VMware NSX 独自

(Open vSwitch ベース)

NSXコントロールクラスタで管理

-

Juniper Contrail 独自 vRouter

Contrailコントローラで管理

Open Contrail で提供

Nuage VNS 独自

VRS (Virtual Routing & Switching )

VSC (Virtualized Services Controller )

で管理 -

Midonet 独自 midolman

各ノードで管理、ネットワークステートノードか

ら取得

Midonet OSS版で提供

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仮想化：ネットワーク仮想化②

•  ネットワーク仮想化を実現するために必要な技術要件

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技術要件説明

④ ネットワークサービス L2 / L3サービス Load balancerサービス Firewallサービス

ネットワーク仮想化により提供されるサービスサービス

⑤ リソースリソースの割り当てネットワークサービスをリソースに割り当てる

⑥ マルチテナント VXLANなどのトンネリングプロトロルを使用して、マルチテナントを実現する

⑦ ネットワーク機器のプロビジョニング

1. SDNコントローラからの操作

ネットワーク機器をSDNコントローラでリソースに追加・変更を行う

2. クラウドオーケストレーションからの操作

ネットワーク機器をクラウドオーケストレーションでリソースに追加・変更を行う

⑧ 高可用性ネットワークサービスの高可用性

クラウドコントローラを多重化する

仮想化：ストレージ仮想化

•  ストレージ仮想化を支援するソフトウェア

•  ストレージ仮想化を実現するために必要な技術要件

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製品名・コンポーネント名 / 技術要件説明

① ブロックストレージ永続的な記憶領域として仮想マシンにアタッチして使用する、ストレージ機器メーカーがプラグインを提供しOpenStack と連携して動作する

② オブジェクトストレージプロビジョニング用のOSイメージやスナップショットを格納する

③ リソースリソースの割り当てブロックストレージをリソースに割り当てる

④ ストレージ機器のプロビジョニング

1. ストレージコントローラからの操作

ストレージ機器をストレージコントローラでリソースに追加する

2. クラウドオーケストレーションからの操作

ストレージ機器をクラウドオーケストレーションでリソースに追加する

⑤ バックアップブロックストレージをバックアップする

自動化：　環境構築の自動化

•  環境構築の自動化を支援するソフトウェア

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① プロビジョニングツール 1 メーカー提供のプロビジョニングツール

UbuntuのJuju/MAASやCentOSのPackstackなどメーカーが提供したツールを使用し環境を構築する、環境を手早く構築できるなどのメリットがある

2 オープンソースのプロビジョニングツール

AnsibleやChefなどオープンソースのツールを使用し環境を構築する、細かい要件を対応できるなどのメリットがある

② ソースコード管理ツール GitHubなどのソースコード管理ツールを使用し、プロビジョニングツールの設定ファイルや付属ドキュメントを管理する

③ 継続的インテグレーションツ−ル

Jenkinsなどの継続的インテグレーションツールを使用し、ソースコード管理ツールと連携し、プロビジョニングツールの設定ファイルが変更されたなど時に自動的に環境準備・インストール・設定変更・動作確認を行うフレームワークを用意する

疑問：環境構築の自動化とは？

• メーカー提供のプロビジョニングツール –  Mirantis Fuel –  Ubuntu Juju/MAAS –  CentOS Packstack –  など

• オープンソースのプロビジョニングツール –  OpenStack TripleO –  Ansible –  Chef –  Puppet –  など

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クラウドコントローラ

クラウド基盤を構築するためにプロビジョニングツールを用い、ハードウェアと事前定義スクリプトにより環境を構築

OSプロビジョニング

アプリプロビジョニング

コンフィグレーション

OS OS OS

HW HW HW

OS OS OS

HW HW HW

OS OS OS

HW HW HW

MyS

QL

Nov

a

Neu

tron

MyS

QL

Nov

a

Neu

tron

疑問：継続的インテグレーションツールとは？

プログラムの追加・修正

プログラムの登録

環境の自動作成

テストの自動実行

不具合の報告

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ソースコード管理ツールによる一元管理

継続的インテグレーションツールによる、「環境の自動作成」「テストの自動実行」「不具合の報告」

継続的インテグレーションツールからプロビジョニングツールを呼び出し「環境の自動作成」

継続的インテグレーションツールを活用して開発・運用プロセスを見直すことを指す

自動化：　構成管理の自動化

•  構成管理の自動化を支援するソフトウェア

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① クラウドコントローラモニタリング機能クラウドコントローラが管理するリソースをモニタリングする

② クラウドオーケストレーション

オートスケール機能

リソースの使用状況に応じて仮想マシンの追加・削除を自動的に行う、リソースの使用状況に対して閾値を設定し、閾値を超えたときに実行するプログラムを定義する

疑問：オートスケール機能とは？

•  リソースの使用状況に対して閾値を設定し、閾値を超えたときに実行するプログラムを定義する

•  閾値としてよく設定されるリソース –  CPU使用量 –  メモリ使用量 –  ネットワーク流量 –  ロードバランサーのネット

ワーク流量 46

クラウド基盤のオートスケール機能を用い、リソースの使用状況に応じて、仮想マシンの追加・削除を行う

仮想マシン

仮想マシン

仮想マシン

仮想マシン

仮想マシン

オートスケール前オートスケール後

自動化：　運用管理の自動化

•  運用管理の自動化を支援するソフトウェア

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① 運用監視ツールテナント毎に仮想マシンやクラウド基盤の稼働状況を監視する



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OpenStack 研修コース

•  ミランティス社 –  OpenStackブートキャンプ(OS101) http://bit.ly/1dB7tkD

•  日本HP社 –  OpenStack Foundations http://bit.ly/1abl9O0 –  OpenStack ネットワーキング http://bit.ly/1LPn36E –  OpenStack ブロックストレージ http://bit.ly/1FGLamo

•  ミドクラ社 –  OpenStack ファンダメンタル http://bit.ly/1FRgrVc –  OpenStack ネットワーキングとMidoNet

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日本仮想化技術 OpenStack 検証支援サービス

•  OpenStack 検証支援サービス –  OpenStack 環境構築を支援します

•  OpenStack + SDN 検証支援サービス –  OpenStack + VMware NSX / Contrail / MidoNet 環境の

評価・検証を支援します •  ベアメタル OpenStack 検証支援サービス

–  ベアメタルサーバを活用した OpenStack 環境の評価・検証を支援します

本サービスにご興味のあるかたは、玉置までご連絡ください。

玉置 (ntamaoki at virtualtech.jp)



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OpenStack Summit

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•  OpenStackの開発者が今後の開発ロードマップや機能実装について語るDesign Summit

•  200を超える事例セッションやテクニカルセッション •  年に2回開催、次回は10月に東京で開催

OpenStack Summitの参加者数

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過去10回の開催地と参加者数 Vancouver (2015/5): 6,000 Paris (2014/11)： 4,700 Atlanta (2014/5)： 4,300 Hong Kong (2013/11): 3,000 Portland (2013/4): 3,000 San Diego (2012/10): 1,400 San Francisco (2012/4): 1,000 Boston(2011/11)、Santa Clara(2011/4)、San Antonio（2010/11）

Yahoo! 事例

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•  数十万台のベアメタルサーバを保有 •  数万の仮想マシンとベアメタルサーバを OpenStack で管理

–  ベアメタルサーバの管理方法を解説

Horizontal Migrations: How Yahoo is Moving it's Existing Hardware into a Bare-metal Cloud https://www.youtube.com/watch?v=nhlwz6yHyto

OpenStack Summit 事例

Walmart 事例

•  Walmart のECサイト(11サイト)の管理にOpenStackを活用 –  15 億ページビュー/日を 10 数万の仮想マシンで処理 –  様々なスマホアプリや、店舗とECサイトとの連携を実現

•  Physical と Digital の複雑性(Complexity)を解決する

Walmart's Cloud Journey https://www.youtube.com/watch?t=940&v=vDT47reUP2I


KVH & サイバーエージェント事例

日本からは KVH とサイバーエージェントの発表がありました。

Building Managed Private Cloud for Enterprises with OpenStack and MidoNet https://www.youtube.com/watch?v=R9sAxbTynF0 Accelerating an Ad-Tech Service with OpenStack Cloud https://www.youtube.com/watch?t=10&v=TRYyqr90o58


OpenStackでコンテナ技術を管理

•  利用者は仮想マシン/ベアメタルマシン/コンテナを選択可能に •  Kubernetes / Docker Swarm と OpenStack とを統合管理

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仮想マシンベアメタル

マシンコンテナ

New

KVM, ESXi, etc Atomic, CoreOS

OpenStackでコンテナ技術を管理

•  Container as a Service (Magnum)としてプロジェクトを開始

Magnum: OpenStack Wikis https://wiki.openstack.org/wiki/Magnum

OpenStack の高可用性構成

•  OpenStack の高可用性構成についてのセッション •  高可用性構成のベストプラクティスについて解説

Deep Dive Into a Highly Available OpenStack Architecture https://www.youtube.com/watch?t=1504&v=6Uys1ezjk4k

OpenStack の監視管理

60 https://github.com/Solinea/goldstone-server

OpenStack　の監視管理

61 https://github.com/Solinea/goldstone-server

次回は Tokyo

10/27-30

62

https://www.openstack.org/summit/tokyo-2015/

お問い合わせ先

「仮想化環境を構築したいが、どこに相談すればいいの？」

まずは我々にご相談ください

http://VirtualTech.jp/ [email protected]

050-7571-0584

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日本仮想化技術 OpenStack 検証支援サービス

•  OpenStack 検証支援サービス –  OpenStack 環境構築を支援します

•  OpenStack + SDN 検証支援サービス –  OpenStack + VMware NSX / Contrail / MidoNet 環境の

評価・検証を支援します •  ベアメタル OpenStack 検証支援サービス

–  ベアメタルサーバを活用した OpenStack 環境の評価・検証を支援します

本サービスにご興味のあるかたは、玉置までご連絡ください。

玉置 (ntamaoki at virtualtech.jp)