No01 Overview of the cloud technology

基盤構築演習

Cloud Infrastructure Design and Deployment

1. _{技術 概要}

2017.v1

 本章 目的

o _{情報産業 変化 い 理解}

 市場 ー 技術 視点

 以前 以後

o _{OpenStack 概要 理解}

 成 立

 基本的 考え方

本講義 扱う

 ン ー ン 共用 構成可能 ン ー ン ソー

ネ ワー ー ー ー ー ン ー 集積

簡便 必要 応 ネ ワー 経由 可能

あ 最小限 利用手続 ー 速

割当 提供 あ ^*1

業務

( _{会計 CRM等様々)}

OS _各種

CPU,MEM 等

DISK,NW _等

SaaS

Software as a Service

PaaS

Platform as a Service

IaaS

Infrastructure as a Service

業務 ・

実行環境

ン ー ン 資源

提 供

機 能

種 別

ー 範

囲

差

利用者が整備

利用者が整備

講義 対象範囲

Table of contents

 ン ー ン 資源 変遷

 以前 以後 資源調達

 OpenStack 概要

 今後 講義 流

コン ュー ン 資源 変遷

IT _{ッ ー 変化}

 ン ー ン 資源 提供 ー 変

遷 IT 適用範囲

一部 基幹

社会 ン

業務 ン ーネ

ン ー ン ン 生活

一部 基幹

社会 ン ^{一部 基幹} 社会 ン

業務 ン ーネ

ン う 変化 ？

適 用

範 囲

拡 大

変化

 投資 変化

 時間 感覚 変化

 方 変化

 変化 生 新 い

変化 ：企業 投資先

経営者 視点

業務 効率化 _{必要不可欠} ^{企業活動 企業価値 向上} _直結

抑え い 手間 く い

企業内 ン 整備 投資

現 在

投 資

先

投 資

先 ^{皆 同 持 う 当 前 使う う 競争力 影響 く}

変化 ：コ 時間 感覚

 安く 短 ー 化 減価償却期間 大幅 短

期化

 ^IT 活用 部分へ 適用範囲 拡大

ン ー

1970 _～ ^{ー ン} 1990 _～ 2010 _～

数億円

7 _～10年

1 _年

数百万円

3 _～5年

数ヶ月

数百円

数時間～数日

数秒～数分

ソー 単価

減価償却期間 利用期間

準備時間 ー

変化 ：コ け方

 時間経過 共 資源 単価 安く いく ・・・

o _{例 ー ー 初期設定}

 100万円 資源 100万円 人件費

 1万円 資源 100万円 人件費

 1万円 資源 1万円 人件費

時間経過

ネ 変化点

Before the Cloud After the Cloud

資 源

単 価

ーキ

 手厚い管理 割 切 機械的 管理

資源単価 高価 数

少 く 長期間

維持 必要 状況下

考え方

資源単価 安価 数

多く 短期間 維

持 良い場合 考え

方

新 い評価軸

 OpenStack Summit 2014

o Walt Disney Company

 社内IT ン ^OpenStack 導入

 ン ー ー向 IT ー 同 ー 感 社内IT ー 提供

https://www.youtube.com/watch?v=SREEnNQ6zqg

ま

 ー 変遷

o _ン ー → ー ン →

 背景 あ 変化

o _{投資 時間 方}

 伴う

o _{新 い ーキ 評価軸}

以前・以後 資源調達

以前 け コン ュー ン 資源 制約

 直 困難

o 買う手間 企業 資産購入手続 等 起因

o _{設定 手間 方・管理手法等 起因}

処理性能 足 い

組織内 関わ

コ 時間 問題

設定 後 発覚

技術的 複雑性 関わ

人件費 問題

途中 要件 変更 _{や 直 困難}

追加 見積

社内稟議 予算 調整

納期 調整 等々

追加作業 再 等

追加 工数 発生 等々

・・・等多数 要因

や 直 困難 状況 資源調達

 間違い 発生 い う 事前 確認や準備を入念

行い 資源 準備 進 時間

絵 見 わ ン ^API 仕組 ^P105 図 4.2 物理環境 ー ー仮想化環境 構築作業 比較

要件 発注 準備 物理作業 設定 引 渡

Doc

Doc

Doc

Doc

Doc

Doc

Doc

Doc

様々 キ ン

利用側ニー

IT _自社製品

価値を向上 競

争 勝

新 い ー

ー 完成 ^{ー ョン ン} 願い ^{準備 ン 準備中…}

完了 ー ン前 ー 増設 願い

…

足 ー …

く ー ン い

ン 準備中…

待 …

完了

直 ー ン

う遅い …

事業責任者

素早く環境

準備 い ？

制約を発生させ 要因

 企業 組織内 購入 関わ 予算 資産 取扱い

o _{計画 ー 予算 決定 う 実行 ー 不足 判明}

簡単 計画 変更 い

o _{途中 使わ く 資産 処分 場合} 損失計上等 会計処理 必要

計画 ー ^{見積 予算申請 承認 予算化}

発注 納入 設定等 検収

資産登録 ^減価償却

^償却完了

廃棄

実行 ー

維持 ー

制約を発生させ 要因

 ー ン化 資源 ー 多様性 伴う

複雑化

o _{選択肢 多様化 IT} 利用範囲 拡大 強力 推進

o _{一方 組合わ 膨大 新 複雑性 生 出}

ン ー

資源

HW

ー ー A_社 ー ー

B_社 ー ー

C_社

ネ ワー

D_社

ネ ワー

E_社

ネ ワー

F_社

ー G_社

ー H_社

ー I_社

資源 一体

提供 い

ン ー ー ン

資源

多様 選択肢

・ ・機能

・性能

選択肢

組合わ 膨大

・ 組合 動く ？

・性能 満 ？

・要件 満 ？

新 複雑性

一方 ・・・

人 複雑性を解消

複雑性 弊害：多様 キ 必要性

 各社独自 思想 目的 持 製品 開発 同 領域

製品 操作方法 全く異 い

 目的 一緒 採用 製品 変わ 設定

ン キ 別々 必要

o _{製品 設定 ン 確保 育成 学習}

ネ ワー ン ¹ 作 い

X _社製

ネ ワー 装置 ネ ^Y ワー 装置 ^社製 ネ ^Z ワー 装置 ^社製

ネ ワー ン 一

X _用

手順書 手順書 ^{Y 用} 手順書 ^{Z 用}

複雑性 弊害：機能・コ ・複雑性 ン

 時 最 良い製品 選 行く 環境 複雑化 い人件費 上昇 いく

 一方 環境 一貫性 取 時 一番良い 使え く う

 ン 取 時間 必要 う

X _社

Y _社

Z _社

Y _社製

ネ ワー 装置 ネ ^X ワー 装置 ^社製

X _社製

ネ ワー 装置

Z _社製

ネ ワー 装置

初期導入 ^数年後 _拡張 ^{更 数年後} _ー

Y _社製

ネ ワー 装置

Y _社製

ネ ワー 装置

製 品

ー

初年度 Y社製 製 品 性能ン 良

時 X社 製品 方 良く い

時 Z社 製品

最 ン 良

新 い ン 撤去

IaaS _{解決 課題}

 資源調達 関 社内 緩和

o _{ー ー 低価格化 従量課金 短期利用 可能}

 従来 ン ー ー／VPS ン 同様 提供

更 大規模 展開 事業者 登場

 技術的 複雑性 隠蔽

o _{資源操作 標準化 API 実施可能}

o 人間 関わ 作業 大幅 自動化

資源

HW

ー ー A_社 ー ー

B_社 ー ー

C_社

ネ ワー

D_社

ネ ワー

E_社

ネ ワー

F_社

ー G_社

ー H_社

ー I_社

ー ン

資源

標準化 ン ー ー

決 手順

資源 要求 ^要求_{資源 返}

ー ー ネ ワー ー

隠蔽 何 使 い 見え 人 行 い 操作 自動化 い

本講義 こ 部分 着目

技術的 よう 実現さ い を

学習 い ま

企業内 処理 低価格 資産購入 い場合 承認 ー 簡単 場合 多い

利便性

ン API を押 け 必要 手 入

 利用者 対 複雑性 隠蔽 自動販売機 ン API

押 必要 資源 調達

o _{従来 複雑性 解消} 人 様々 作業 調整 行う必要 あ

以後 資源調達

 従来 複雑性 解消 費 い 労力 ^API 使

自動化等 効率化 当 う

o _{直 簡単}

 自動化 環境 再現 複製 容易 行え

 性能 変更 容易 行え

要件 準備 設定 引 渡

物理的 作業 伴わ

直 容易

絵 見 わ ン ^API 仕組 ^P108

普及を加速 技術・市場 背景

 化 進行

o _{ー ン 構成 各種製品 性能向上 低価格化}

使用頻度 高い機能 差 く あ

A _{社 B社 C社}

機能 ○ ○ ○

機能 ○ ○ ○

機能 ○ ○ ○

機能 ○ ○ ○

機能 ○ ○ ○

機能 △ ○

機能 △ △

機能 ○ ○

現在

A _{社 B社 C社}

機能 ○ △

機能 △ ○ ○

機能 ○ △

機能 ○ ○

機能 ○ ○ △

製品

い あ

何 選ぶ 重要

使い い機能

差 ほ 無

い 選 変わ

＝価格勝負 い

ほ 使わ

IaaS _選択肢

 各種 ン ー 提供 ー 利用 方法

 基盤ソ 使 構築 環境 利用 方法

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Amazon Web Services

Google App Engine

( 後 Google Cloud Platform)

Microsoft Azure

Eucalyptus

cloud.com

( 後 Apache CloudStack)

OpenStack

( _{本講義 教材 利用)}

ソ

ソ 使 ー 多数存在 い

ベー / ッ

 万人向 最大公約数 要望 満 ー 提供

 ー 特定企業 必要 機能 要件 満 目的 提供

 優劣 機能 キ 等 様々 要素 判断

ー

ま

 以前 資源調達 制約

o _{直 困難}

 制約 要因

o _{予算 資産 取扱い}

o _{ー ン化 生 複雑性}

 課題 解決

o _社内 緩和 低価格化 従量課金 短 ー

o _{複雑性 隠蔽}

 本講義 部分 い ^OpenStack 題材 学習

 う 複雑性 隠蔽 い ？

 う 人手 介在 く い ？

OpenStack _概要

OpenStack _ま

 2010年末 米RackSpace社 ^NASA 共同

OpenStack _{立 あ 開発 ー}

o _{RackSpace 自社開発 利用 い Swift S3 相当 機能}

提供 ^NASA 作 い ^{Nova EC2} 相当 機能

提供 ー ンソー 化 提供 ー

開発 開始

http://www.zdnet.com/article/rackspace-nasa-launch-openstack-can-it-prevent-cloud-lock-in/

当時 ー

当初 台頭 ^AWS 対抗 同等 機能 OSS _実現 OpenStack _目的

あ 初期 OpenStack

こ ま 開発 ー ョン

 年 2〜3回程度 ー ー ン

 開発 進 中 ン ^AWS へ 対抗 様々 資源 機能 抽象化

CloudOS _{実現 へ 変化}

 開発初期 RackSpace社 主導 2012年 非営利団体 OpenStack

Foundation _へ移管

Austin 2010/10/21

Bexar 2011/02/03

Cactus 2011/04/15

Diablo 2011/09/22

Essex 2012/04/05

Folsom 2012/09/27

Grizzly 2013/04/04

Havana 2013/10/17

Icehouse 2014/04/17

Juno 2014/10/16

Kilo 2015/04/15

Liberty 2015/10/15

Mitaka 2016/04/7

★OpenStack Foundation設立

最低限動く

目指 地道 開発 ^IaaS機能(EC2/S3相当) 固

全体 ン 明確

ー ー ン PaaS層 実装 盛 行わ 特 PaaS

無数 実装

認証 ー ン機能 実

装 乱立 管理体

制 見直 行わ

★OpenStack認定管理者 制度 提供

★Big Tent ^PJ管理

Newton 2016/10/06

★OpenStack Project 発足

Ocata 2017/02/22

P 2017

Q 2018

R 2018

S 2019

Foundation _{体制へ 移行 背景}

 OpenStack 拡大 中立

性 永続性 確保 目的

http://sourceforge.jp/magazine/12/04/13/0359223

OpenStack _{ン ー企業 一部抜粋}

ー ッ ー OSS

Server Mobile Cloud

OpenStack _{を利用 い 企業・組織}

 国内企業抜粋

o _{NTT ー}

 日本電信電話会社

 NTT

 NTT ー ン

o _{キ ン}

o _ー

o _{国立情報学研究所}

o Cyber Agent

o _{GMO ン ーネ}

o _{JFE ー}

o _Sony

o _凸版印刷

o _自動車

o _{日産自動車}

o _{日本電気 NEC}

o _富士通

o _ー

o Yahoo! Japan

o _楽天

 海外企業抜粋

o _AT&T

o Banco Santander

o _BBVA

o _BMW

o _CERN

o China Mobile

o _Comcast

o Deutsche Telekom

o _eBay

o _Folksam

o _Expedia

o _NASA

o _Paypal

o Postal Savings of China

o _Rackspace

o _Sky

o _{TD Bank}

o Time Warner Cable

o _VISA

o _Volkswagen

o _Walmart

OpenStack _概要

 OSS 開発 ^CloudOS

 様々 IT ソー 抽象化 標準的 操作手法 提供

o _{中心 ー ー ー ネ ワー}

http://www.openstack.org/software/

OpenStack _構造

 操作 管理 実行 階層化

o _{複雑性 隠蔽}

 ン ー ー間 相互連携

o _{ー 分散 OSS 開発 円滑 進}

仮想 ー ン ー

Nova

ン 仮想NW ー

Neutron

仮想 ー

ン ー

Cinder

認証/ ー 管理

Keystone

ー ー ン

OpenStack API

OpenStack

OSS/ _製品

OSS/ _製品 OSS/ _製品

実行層

管理層

仮想化機能 ー

汎用 ー

仮想ー ^仮想ー

仮想化機能 ー

汎用 ー /

ネ ワー

仮想化機能

汎用 ー /

仮想ー ^仮想FW

API/ _{独自 ン ー}

検証 組 合わ 提供

※簡略化 主要機能 概略 記載

仮想 ー

WebUI

Horizon

実行層 コ

層 コ

操作層

OpenStack _{を構成 要素}

 機能単位 ン ーネン 分割 個別 開発 進 い

o _{OpenStack いう巨大 ソ あ わ く ン ー}

ネン 集合 ^OpenStack 形成 い

 以下 主要 ン ーネン 一部

機能 ^AWS 対応

Horizon Web _{ー ン ー} Management Console

Keystone _{認証 ー} -

Nova _{仮想 ン管理 ー} EC2/VPC

Neutron _{仮想ネ ワー 管理 ー} EC2 _一部

Glance _{仮想 ン ー 管理 ー} EC2 _一部

Cinder _{ー 管理 ー} EBS

Swift _{ー 管理 ー} S3

Ceilometer _{ー ン ・監視 ー} CloudWatch

Heat _{仮想環境 ン ー} CloudFormation

Trove RDBMS _ー RDS

Sahara BigData _{解析 構築} EMR

全体像 一部抜粋

 本講義 赤色部分 機能 ー

Nova Glance Cinder Swift

Neutron

仮想ネッ ワー 制御 _ー制御^ー _SnapShot^ー _{管理 ー 制御}^ッ _ー

VPNaaS

L3

L2/LBaaS

FWaaS

Heat

Trove

Sahara

Ironic

ベ ョニン

拡大

 機能 拡張・新機能 実装 伴い 年々 内部 ー 増加

 2015年 Kilo ^BigTent 適用 数 急増

o _{BigTent 配下 全}

o https://governance.openstack.org/reference/projects/

https://www.openstack.org/videos/video/the-big-tent-one-year-later

OpenStack nova _例

 ン ーネン 内部 実行層 差異 吸収 ー

ー 対 標準化 操作 API 提供 い

構成管理 ー ー

KVM _用 Xen _{用 商用製品用}

ー ー ^{VMware ー}

Nova API

ー

OpenStack _利用方法

知 い 環境 操作 可能

ン 用

LXC

従来 階層構造 比較

 従来 ー ン ー 違

い あ ー 構造 類似点 多い

ー

CPU, MEM, NIC

ーネ (Linux等)

ー

ー ネ ー ワー ー

OpenStack

OpenStack API

k8s, openshift, mesos _等

ー ン

実 資

源 層

資 源

管 理

層

ー

層

SaaS

PaaS

IaaS

OpenStack _備え

 ー ー制御

2015 Oct User Survey http://www.openstack.org/assets/survey/Public-User-Survey-Report.pdf

OpenStack _備え

 ー 制御

2015 Oct User Survey http://www.openstack.org/assets/survey/Public-User-Survey-Report.pdf

OpenStack _備え

 ネ ワー 制御

2015 Oct User Survey http://www.openstack.org/assets/survey/Public-User-Survey-Report.pdf

OpenStack _備え

 認証制御

2015 Oct User Survey http://www.openstack.org/assets/survey/Public-User-Survey-Report.pdf

OpenStack _{を構成 要素}

 様々 ン 技術 集大成

 以下 各要素 組合 例

Nova Glance Cinder Swift

Neutron

仮想ネッ ワー 制御 _ー制御^ー _SnapShot^ー _{管理 ー 制御}^ッ _ー

VPNaaS

L3

L2/LBaaS

FWaaS

Ironic

ベ ョニン

iptables VLAN Open vSwitch

Open Flow

KVM/QEMU Libvirt 公開鍵認証

仮想 ン ー

ー ン

OS_基礎技術

cloud-init

LVM

iSCSI rsync

ー ン認証 REST _相互連携

キ ー 使 分散環境 一貫性 維持

OpenStack IaaS _機能

 ー ー 対 提供

o _{標準化 API化 さ ン ソー 操作を提供}

 ー ー 作成・編集・削除

 仮想・物理

 ネ ワー 作成・編集・削除

 L2, L3, 各種ネ ワー 機能 FW, LB等

 ー 作成・編集・削除

 ー 切 出 接続 等

 上記 付随 関連 作業

 キー 管理 OS ー 管理等

 OpenStack 裏側 行わ い

o _{人 介入を必要 い資源 管理}

 資源 抽象化

 資源 ー ン

 資源 論理分割

今後 講義 進 方

1. _{ー ン時代 ーキ 確認}

o _{OpenStack 利用 Linux 機能 理解}

 Linux 認証 ネ ワー 基礎

 ー ー 仮想化 ー 基礎

2. OpenStack _理解

o _{基本的 機能解説}

o _{環境 構築}

o _{内部構造 理解}

o _{応用環境 構築}

3. _{時代 ーキ 理解}

o _{API 自動化}

o _{OpenStack 取 巻く各種 ー}

ー ーン 自動化