openstack入門 2016/06/27

Copyright© 2016 NTT Software Corporation

OpenStack入門

OpenStackってなに？ゼロから始めるOpenStack入門セミナー

2016年6月27日

NTT ソフトウェア株式会社

クラウド&セキュリティ事業部

Copyright© 2016 NTT Software Corporation 2

【著作権・免責事項】

• 本セミナーコースの内容、本資料のすべての著作権は、NTTソフトウェア株式会社に帰属します。

• 無断での本資料の複写、複製、再利用、転載、転用を禁じます。

• 本資料は、NTTソフトウェア株式会社から保証なしに提供されます。

• 本資料に記載されている会社名および製品名は、一般に各社の商標または登録商標です。


本資料の位置づけ＜対象＞

• OpenStackをまだ良く知らない方

• OpenStackに興味がある方

• OpenStackの利用を検討(評価)している方

• OpenStack開発に関わる方

• OpenStackの人材育成を検討されている方

• OPCEL認定試験の受験を検討している方

＜OpenStackクラウド運用に向けた道のり＞

• 勉強：OpenStackとはなにか、どういうことができるのかを知る

• 勉強（実践）：試しに使ってみる

• 検討：OpenStackを自社で活用できるのかを検討する

• 要件定義～導入：要件定義、設計、構築、テストをおこない、導入する

• サービス展開：安定してきたらサービス拡大する

• 保守運用：長期運用する

主なターゲット

（デモあり）


目次

1. 講師紹介＆弊社紹介

2. OpenStackとは何か？

3. 世の中の動向

4. OpenStack導入のメリット・デメリット

5. 各コンポーネントの役割、できること

1. Horizon( Web GUI )

2. Keystone ( 認証 )

3. Glance ( イメージ )

4. Neutron ( ネットワーク , ルーター)

5. Nova (インスタンス )

6. Cinder ( ボリューム )

6. OpenStackの本格導入へ向けて


弊社紹介

NTTソフトウェア株式会社

• 社員数1,463名(2016年3月末現在)

• OpenStackエンジニア⇒およそ100人

• OpenStackに関する主な活動

• 2012年 Essex版からNTT研究所と共に活動開始

• OpenStackの検証

• NTTG会社にOpenStackを導入するために必要な独自機能の開発

• OpenStackベースのプライベートクラウド構築

• 保守運用サポート

• サービス展開に向けたコンサルティング

• コミュニティUpstream活動

• OpenStack関連イベントでの講演


OpenStackとは何か？


・・・の前に。本日使うデモ環境を、いまここで構築してみよう。


デモ環境構築

• インストーラはdevstackを使用

• https://wiki.openstack.org/wiki/DevStack

• ３ステップで簡単構築！

1. Githubからdevstackを持ってくる。

2. local.confに必要な設定を書き込む。

3. devstackディレクトリにあるstack.shを実行。

・・・あとは待つだけ。

devstackを使えば、All-in-oneの環境は簡単に構築できる


では本題。OpenStackとは何か？


OpenStackとは何か？

• OSS製品のクラウドオペレーティングシステム（クラウド操作基盤）

• IaaS (Infrastructure as a Service)を実現するコンポーネント群

• IaaS：仮想マシン、仮想ネットワーク、仮想ストレージなどのインフラを、サービスとして提供するもの

• VMware vSphereやAWSの基盤部分に相当

画像引用元:http://www.openstack.org/software


OpenStackプロジェクトってどうやってできたの？

• 2010年、”クラウドといえばamazon！”の時代に、1人勝ちさせてはいけない、

と、RackspaceがSwift（オブジェクトストレージ）、NASAがNova

（コンピュート）を作成

• それらが合流して共同開発としてプロジェクトがスタート

• その後、各方面からメンバが集まり、2012年にOpenStack Foundationを設立

• オープンソースソフトウェアであるOpenStackのソースコード開発や、世の中への

普及活動をしていく非営利団体


OpenStackって、誰が作ってるの？

開発団体180ヶ国599社

41,507人

弊社はNTTグループの一員として活動

SIer

利用者

運用者

個人

ディストリビュータ

NTTグループ

• 現在、世界中から多数のメンバがコミュニティに参加し、開発が進められている

• 多方面からメンバが集結し、日々開発が進んでいる

• みんなの想いが集約されているプロジェクト

企業


OpenStackのバージョンと歴史

2010 2016

Austin

Esse

x

Havana

Icehouse

Juno

Kilo

Mita

ka

New

ton

• ユーザたちの「こんな機能あったら便利だよね」という想いが常にコミュニティで共有され、OpenStackは成長し続けている

2015

成長期安定成長期発展期

Lib

erty

拡張機能の増加PaaS,SaaS分野の拡大

• 初期はNova,swiftのみ • コアコンポーネント

（※次頁参照）が確立する

• AWSのEC2/S3相当が完成

• 商用利用ケースが出始める

• 大規模導入事例やIoT活用が増える

～～

IaaS部分が成熟

2014


OpenStackのコンポーネント全体図

Keystone

Big Tent

• OpenStackはコア部分（特に利用度の高いコンポーネント）と、それ以外のBig Tent部分で成り立っている

• Big Tent部分は80を超えるコンポーネントが存在する

NeutronNova

Glance

Cinder Swift

認証機能

仮想ネットワーク管理機能

仮想マシン管理機能

ブロックストレージ管理機能

イメージ管理機能

オブジェクトストレージ管理機能

コアコンポーネント

ダッシュボード

Horizon

ダッシュボード機能


Heat

オーケストレーション機能

ダッシュボードリソース収集

機能

Ceilometer


世の中の人はOpenStackをどのように使っているの？


アンケート結果から動向をみてみよう

• OpenStack Foundationは半年に1回サミットを開催しており、

その都度アンケートをとっている

• 2016年4月に開催したOpenStack Summit Austinのアンケート結果から、

世の中のOpenStack利用者はどのような使い方をしているのかを紹介する


誰がOpenStackを使っていますか？

• SDNやNFVとの親和性が高く、

仮想化によりコスト削減と、

提供スピードの高速化を実現している

引用元：http://www.openstack.org/assets/survey/April-2016-User-Survey-Report.pdf

• 政府,公共系• 自動車• 小売・通販• ゲーム

[一番多い] IT企業

その他

[二番目に多い] 通信事業

今回はここに着目！

• 通販サイトや、ソーシャル

ゲームサービスの基盤に導入

されている


どのような人たちが仮想化を必要としているのか？

• たくさんの物理サーバを使ってサービスを提供している人たちが抱える課題

• 利用者が急激に増えるサービスへの対応

• ソーシャルゲームアプリを開始した直後

• 通販サイトで、ある人気商品を販売開始した直後

• 物理サーバが故障したら買わなければいけない

• サーバの利用効率が悪い

• バッチ用サーバのような負荷が低く利用頻度の少ない用途に、物理サーバをまるごと

割り当てるのはオーバースペック

• 運用コストがかかる

ビジネスのスピードや柔軟性、コスト削減が必要

これらの課題を解決するために、様々な企業が仮想化を導入している


なぜ仮想化＝OpenStackなのか？

• 品質が向上してきたから

• コミュニティがサポートしている限り品質は保証されている

• ベンダーがサポートするディストリビューションがある

• 大手企業の導入事例も増えてきた

• 機能が揃ってきたから

• IaaS部分はすでに確立されている

• Big tent部分が充実している

• コミュニティが活発だから

• ユーザのフィードバックにより、日々改善され続けている

様々な評価を総合した結果、OpenStackに決めている


なぜOpenStackを使うのですか？


[最重視] コスト削減

運用自動化

デプロイ高速化

[総合的に重視]標準的なプラットフォーム

• コスト削減

• 運用自動化、デプロイ高速化

• HeatやMuranoといったPaaS機能で実現可能

• 標準的なプラットフォームとAPIがプライベート/パブリックともに使えること

• ConoHa by GMOはOpenStack APIを公開している


OpenStack導入はどのフェーズですか？


• 次頁のVolkswagen社の事例をみれば、

本格導入に向けて進んでいる企業が増えていることが納得できる

本格導入

試験中

プレ導入（PoC）

近年、本格導入の割合が大幅に増えてきている


自動車業界のOpenStack導入事例

Volkswagen社

• オープンソースのクラウドプラットフォームを採用することで、グループ全体

で標準化し、ITコストを削減したい

• 開発者は運用や調達の部署を通すことなく、セルフサービスで活用できる

• 2015年末に本番運用を開始した

• 新Webサイト、オンライン見積もり、ドライバー向けアプリケーションなどの基盤

• OpenStack専用のデータセンタを設けており、2017年中に、

900コア、26万GBのメモリ、2,500TBのストレージを導入する。

• 今後も、同様なデータセンタを各国へ展開する予定。

https://www.youtube.com/watch?v=HL_pzkDnal4http://www.atmarkit.co.jp/ait/articles/1604/26/news066.htmlhttp://www.atmarkit.co.jp/ait/articles/1604/07/news066.html

OpenStackの品質・信頼性が上がっている

今後もOpenStackを本格導入する企業は増えていくだろう


OpenStack導入のメリットは？デメリットは？


仮想化によるシステム運用形態の比較

• 同スペック500台でシステム構築する場合を想定し、

仮想化統合/パブリッククラウド/OpenStackで比較

• 仮想化統合

• ITインフラを仮想化して統合すること。ここでは、VMWareもしくは、KVMを

使ってVMを作って管理すること。

• 管理者がVMの払い出し受付～払い出しまで手動で管理する形態。

• パブリッククラウド

• クラウドインフラのベンダーが提供するクラウドコンピューティングサービスを

使用すること。

• 例えばAWS。

• OpenStack

• OpenStackを利用して独自にクラウド構築し、運用すること。

• 利用者が使いたいときに必要な分をセルフサービスで利用する形態。


仮想化によるシステム運用形態の比較

仮想化統合（VMware）

パブリッククラウド（AWS）

OpenStack

スクラップ&ビルド

△リソース払い出しまでに時間がかかるため（下記参照）容

易には行えない。

×1作成最低1hぶんの料金がかかる。1h以内に30回作成/削除すると、30hぶんの料金が

発生する。

◎作成/削除にかかる

費用はゼロ

利用可能までに掛かる時間

×利用申請->承認->リソース払い出しまでに様々な事務処理が発生するため、すぐには

使えない

◎(セルフサービス)

◎(セルフサービス)

機能の豊富さ ○幅広いソリューションを展開しており、必要な機能は揃っ

ている

○機能は充実している

◎機能は充実しており、

カスタマイズして使用できる

設計の容易さ ○それほど困難ではない

◎（不要）

△冗長化や性能を考慮して複雑な構成を作ろうとすると、

検討課題が多くなる

利用者・開発者側

基盤提供側


（参考）AWSとOpenStackのトータルコスト比較

https://www.mirantis.com/comparing-openstack-and-aws-total-cost-of-ownership/

VM5,000台4年稼働した場合のコスト比較

たくさん作成し、長期稼働した場合、OpenStackのほうが有利


OpenStack導入のメリット

運用コスト削減

•利用者の多いサービスを展開し、長期運用を想定している場合には、コスト削減できる

作成コストがゼロ

•試しに構築してみてダメなら壊してもう一度作りなおす、が簡単にできる

柔軟性

•オープンな技術を共有することで、ベンダーロックインが解消される

•DevOps基盤として、CI/CD基盤として、柔軟に活用できる

機能の充実

•仮想マシン/ネットワーク/ストレージ作成などのコアサービスが安定してきたため、拡張機能や運用

ツールが増え続けている

•これらのサービスを、使いたいものだけカスタマイズできる

メリット：

開発者には魅力的！


OpenStack導入のデメリット

学習コストがかかる

•コミュニティ版を使えば製品自体はタダだが、学習コストはどう考えるか

設計、構築、トラブル対応が難解

•OpenStackに障害が発生した場合に対応できる人が少ない

•開発当初から著しく成長しているため、ドキュメントが追い付いていない(ソースコードが神様です)

コミュニティのサポート期間が短い(1年,2バージョン)

•バージョンアップの際に再稼働中のサービスを停止できない等の制約があると、難易度が高くなる

デメリットと対応策：

デメリットはあるが、対応策の検討次第で有効に使える！

⇒小規模ならパブリッククラウドのほうが安い。技術支援してくれる企業をみつける。

⇒ディストリビューション版であれば、3~5年サポートのものもある

⇒ドキュメントの修正をコミュニティに投稿して、自分たちの力でOpenStackを改善していく

⇒自社でOpenStack技術者を育てる。構築支援をしている企業をみつける。


OpenStack導入こんな人にオススメ

利用者が多く、活発的なサービス展開をしたい

• 運用コストを削減したい

• 品質が保証された、安心したシステムを導入したい

OpenStackの特徴を活用したい

• VMを作ったり消したり、自分たちで手軽に使いたい

• OpenStackが提供している様々な運用・拡張機能を組み合わせて便利にしたい


コンポーネントの概要


OpenStackのコンポーネント全体図

Keystone

Big Tent

• OpenStackはコア部分（特に利用度の高いコンポーネント）と、それ以外のBig Tent部分で成り立っている

• Big Tent部分は80を超えるコンポーネントが存在する

NeutronNova

Glance

Cinder Swift

認証機能

仮想ネットワーク管理機能

仮想マシン管理機能

ブロックストレージ管理機能

イメージ管理機能

オブジェクトストレージ管理機能

コアコンポーネント


Horizon

ダッシュボード機能


Heat

オーケストレーション機能

ダッシュボードリソース収集

機能

Ceilometer

再掲


Nova:仮想マシンの作成削除,移動,停止等を司る。仮想マシンと他コンポーネント資源のアタッチ,デタッチも主にNovaが行う

Neutron:仮想スイッチ,仮想ルータ等のネットワーク資源を司る

Cinder:ボリューム,スナップショットといった外部ストレージ資源を司る

Glance:VMのOSとなるイメージ資源を司る

Horizon:OpenStackを操作するためのダッシュボード

Keystone:OpenStack資源の情報取得や操作を行うための権限管理と認証を司る

OpenStackコンポ―ネント超概略図


Horizon


Horizon(Web GUI)

• WebブラウザからOpenStackを操作する機能

• インスタンス、ネットワーク、ストレージ等の

OpenStackコンポーネントの操作が可能

• HTML5をサポートしているブラウザから利用

できる

• 別のCSSやJavaScriptを読み込ませる等の

カスタマイズが可能


Keystone


Keystone(認証)

• OpenStackの認証機能

• 権限階層は、ドメイン、プロジェクト(テナント)、ユーザー、ロールの４種類

• ドメインを跨ぐ権限は持てない

• プロジェクトを跨ぐ権限は持てる

• 操作する箇所の権限が必要

• APIを操作するためのTokenを発行する

ドメイン

プロジェクト(テナント)


ユーザー

ユーザーユーザー

ユーザーロール(

権限)

ドメイン



ユーザー

ユーザーユーザー

ユーザー


Glance(イメージ)


Glance(イメージ)

• インスタンス起動のための元ディスクとなるイメージを管理する機能

• raw、qcow2、ami、isoが扱える

• イメージ作成

• イメージアップロード、ダウンロード

• インスタンスのイメージバックアップ

• イメージからボリュームの作成


デモ開始時の状態

いまの状態(1/4)

Horizon:OpenStackを操作するためのダッシュボード

Keystone:OpenStack資源の情報取得や操作を行うための権限管理と認証を司る



Neutron ( NW, Router, LB)


Neutron ( NW, Router, LB )

• 仮想ネットワークを管理する機能

• 仮想ネットワーク、仮想ルータ、仮想ポートを操作する

• 追加機能としてLBaaS、FaaS、VPNaaSがある

• APの冗長性を考慮するのであれば、LBaaSを使うことをオススメ

• Plugin形式で、外部機能を連携することで、各機能を実現している。

• Linux Bridge plugin

• Open vSwitch plugin

• Nicira NVP (VMWare NSX) plugin

• etc

※API実行してもすぐには仮想資源の実態は作られない。関連するリソースに紐付いたときに作られる。


Neutronの典型的な仮想NWイメージ

VM

External 仮想NW

Internal 仮想NW

仮想ルータ

P

P

P

Subnet172.24.17.0/24

Subnet10.100.100.0/24

P

P 仮想ポート

FloatingIP10.100.100.5

ssh to 10.100.100.5

FixedIP172.24.17.5

外部NW

CreateFloatingIP APIAssociateFloatingIP

APICreateNetwork API

(external=true)CreateSubnet API

CreateNetwork API (external=false)

CreateSubnet APICreateVM API(specified port)

CreateRouter API(specified external

nw)Add interface to router API


仮想NW作成Neutron:仮想スイッチ,仮想ルータ等のネットワーク資源を司る



Nova ( インスタンス )


Nova ( インスタンス )

• 仮想化ハイパーバイザを制御して、仮想マシンを管理する機能

• 仮想マシンの作成、削除

• LinuxKVM、XenServer、VMWare ESX、Hyper-Vなどを

ハイパーバイザとして扱う

• インスタンスとフレーバ(インスタンスタイプ)を管理

• スナップショット機能(実体はGlance)

• 共有ストレージ上にVMの実体が存在し、CPU等が同一機種であれば、

ライブマイグレーション(無停止移動)が可能

• 上記以外でも、VM停止後にマイグレーションは可能


VM作成

Nova:仮想マシンの作成削除,移動,停止等を司る。仮想マシンと他コンポーネント資源のアタッチ,デタッチも主にNovaが行う




Cinder ( ボリューム )


Cinder ( ボリューム )

• インスタンスにブロックストレージを追加する機能

• ボリューム作成、削除とスナップショット機能を持つ

• ボリュームの中身をGlanceのイメージにアップロードして、

イメージを資源化することも可能

• Glanceのイメージをボリュームに書き込むと、

ボリュームからVMを起動できる(ボリュームブート)

• バックアップによく使われる


仮想ストレージ作成&マウント

Cinder:ボリューム,スナップショットといった外部ストレージ資源を司る



もっとOpenStackを知りたい。導入を検討したい。・・・まず何をすればいいの？


OpenStackをもっと知ろう

動かす

• ローカル環境でAll-in-oneを構築

• devstack、packstack、

fuel、・・・

勉強する

• 本を読む

• サイトから情報収集する

資格をとる

• OPCEL

• OpenStack認定管理者(COA)

② さらに欲が出てきたら・・・

• OSSとは、ユーザがフィードバックして育っていくもの• 積極的にコミュニティに関わって、より良いものにしていくべき

① まずは・・・

コミュニティ

に発信する

• バグを報告する

• 新機能の提案をする

サミットに

参加する

• OpenStackの現状を把握する

• 今後の展望を知る


OpenStackを長期稼働させるまでのステップ

PoC

•はじめは数台程度の小規模で導入

•OpenStackの導入は企業にとって有益なのか検討

本番環境

•社内のまずは1部門に絞って試験的にサービス展開

•冗長構成、監視運用を考慮した構成を導入

サービス

拡大

•1部門から全部門へサービス拡大

•設備増強や機能追加

長期稼働

•バージョンアップ

•新バージョンがリリースされたらバージョンアップ

•メンテナンス

•セキュリティパッチ適用,バグの修正パッチ適用

CT CP

NW CP

CTNW CP

DB swift 監視系

CT:Controller NodeNW:Network NodeCP:Compute Node

お試し構成

本格構成


当社が展開しているサービス


お困りごとがありましたら…

By Book Sprints

みなさまの様々なご要望にお手軽価格でお応えいたします。

あれ？動かない。設定ファイル壊しちゃったかも…。

インストール難しくて。

技術者呼んで相談してみたら？

入門研修、ここのオフィスでもやってもらえないかな。

また怪しげなログが出てる…。無視してて大丈夫なんだろうか？

https://www.flickr.com/photos/129798087@N03/16931577421/


お問い合わせ先

• お問い合わせはこちらまで

[email protected]


以上です。ありがとうございました。

openstack入門 2016/06/27

Technology