CloudStackの概要と最新動向（OSC2012Nagoyaセミナー資料）

シトリックス・システムズ・ジャパン株式会社システムズエンジニアリング本部パートナーSE部

島崎聡史

•Amazonクラウドの東京データセンターが稼働開始

•クラウドサービスを中心としたエコシステム、コミュニティの形成 •バズワードからの脱却

•震災後のクラウド •インフラに求められる業務継続性とスピード

•オープンソースクラウドの発展 •CloudStack、OpenStack、Eucalyptus

2011年を振り返って

クラウドの隆盛によるシステムの変化

•企業のシステムは所有から利用へ •カスタマイズ費用の削減

•メンテナンスからの解放

•付加価値 •スケーラブル

•すぐに使える

•すぐに止められる

サーバ統合/集約の延長線上

クラウドサービスのタイプと主要なプレイヤー

SaaS

• アプリケーションのサービス化

• Salesforce.com

PaaS

• アプリケーションプラットフォームのサービス化

• Windows Asure Platform

IaaS

• インフラのサービス化

• Amazon Web Services

Amazon Web Servicesのカバー範囲

Source, はじめてのAmazon Web Service, http://www.slideshare.net/kentamagawa/amazon-web-services-7711671

クラウドの向き・不向き

•外部には置けないデータの存在 •機密事項、個人情報

•課金体系 •良くも悪くも従量 →ワークロードが一定であれば、所有したほうが安い

•サービスレベル •○aaS部分はサービス業者次第

•自社でコントロール可能なレイヤーでのカバーが必要

パブリック＆プライベートクラウドからハイブリッドクラウドへ

•パブリッククラウド •前述の各種サービス

•マルチテナント

•サービスを「利用」

•プライベートクラウド •クラウドライクなサーバ仮想化環境

•セルフサービス

•サービスを「所有」「構築」

•ハイブリッドクラウド •パブリックとプライベートの互換/連携

Amazon のクラウドはどのように構築されているか

Commodity

Servers Block Storage Networking

Open Source Xen Hypervisor

Amazon Proprietary Orchestration Software

EC2 API

Amazon eCommerce Platform

Citrixのクラウドソリューションで Amazonスタイルのクラウド構築すると

Commodity

Servers Block Storage

Networking

(NetScaler)

Open Source Xen Hypervisor

Amazon Proprietary Orchestration Software

EC2 API

Amazon eCommerce Platform

XenServer Hypervisor

CloudStack Orchestration Software

CloudPortal

EC2 API

北海道大学情報基盤センター

L2 Tunnel

Cloud Broker

Public Cloud Private Cloud

ハイブリッドクラウド

サーバーネットワークストレージ

仮想化レイヤー

一般的なIaaS のアーキテクチャ

アベイラビリティとセキュリティー



サーバストレージネットワーク

ダイナミック・ワークロード管理

バックアップロードバラン

サー冗長化監視

イメージ・ライブラリ

アプリケーションカタログ

カスタム・テンプレート

オペレーティングシステム、ISOs リソース管理


ユーザインターフェース開発者用API

Amazon Open Stack

カスタム管理者エンドユーザコンソール













インテグレーション用

API


Amazon Open Stack













統合オペレーション

(O

SS/B

SS,監視

, ID管理

, その他

) 一般的なIaaS のアーキテクチャ

統合オペレーション

(O

SS/B

SS,監視

, ID管理

, その他

)

インテグレーション用

API


Amazon Open Stack









イメージ・ライブラリィ





CloudStackのインテグレーション

ユーザディレクトリ

課金システム

CRM

エンドユーザポータル

ユーザディレクトリ

課金システム

CRM

エンドユーザポータル

CloudStackのインテグレーション

Citrix CloudStack 概要

• CloudStackとは • 2011/07/13: Citrix Sysmtems、Cloud.comを買収

•プライベートとパブリッククラウドのIaaSサービスを実現するためのソリューションを提供

• 2008年、仮想化技術、サービス事業者、インフラストラクチャー・ソフトウエアの業界のリーダーが設立

•本社: カリフォルニア州、クパチーノ市

•OpenStack のFounding Member

•現Citrix Cloud Platform Group • XenServer, Xen

•OpenStack, CloudStack, CloudPortal

CloudStackの特徴

• リッチなGUIが標準装備

• GUIのカスタマイズドキュメントもあり

• Load BalancerとFirewallも標準で

• コンソール(VNC)が使える

• スケーラブルなアーキテクチャ

• クラウドに適したネットワーク設計

• RightScaleやenStratus等でもサポートされている

CloudStackの特徴

• Hypervisor Support • KVM、XenServer、XCP

• VMware vSphere ESX/ESXi

• Oracle VM

• Guest OS Support • Windows, Linux

• API Support • CloudStack API

• Amazon Web Services API ※Connectorが別途必要

• ライセンス • GPLv3 Apache License 2.0

(OSS)

• ソースコード • githubにて取得可

http://github.com/tryggvil/cloudstack

• 実装言語 • Java




ユーザーインターフェイス

Citrix CloudStackの仕組み

• Hosts • ハイパーバイザー

• Primary Storage • 仮想マシン用のストレージ

• Cluster • HostとPrimary Storageを組み合わせたグループ単位

• Pod • クラスタを組み合わせたグループ単位

• Network • サービスオファリングに関連付けられた論理ネットワーク

• Secondary Storage • テンプレートや、スナップショット、ISO用のストレージ

• Zone • Pod、ネットワークオファリング、セカンダリストレージを組み合わせたグループ

• Management Server Farm • 管理機能や仮想マシンのプロビジョニング機能の提供

CloudStackのコンポーネント

Zone

CloudStack Pod

Cluster

Host

Host

Network

Primary Storage

VM

VM

CloudStack Pod

Cluster Secondary Storage

プライマリストレージ

セカンダリストレージ

Management Server

Host

アーキテクチャ概要

拡張性に富む設計

VMOps Pod VMOps Pod VMOps Pod CloudStack Pod CloudStack Pod CloudStack Pod CloudStack Pod

利用可能なゾーン

NFS Server

Secondary

Storage

Primary

Storage

Hosts

(Computing Nodes)

Management

Server

Layer-2

Switch Router &

Firewall

Public IP

62.43.51.125

Internet

192.168.10.0/24

192.168.10.10 to 192.168.10.13

192.168.10.3 192.168.10.4

構成例 – 小規模、検証環境

NFS

Primary Storage

NFS

Secondary Storage

Po

d 1

Po

d 2

Management

Server Cluster

Layer-3 switches with firewall modules

Layer-2 switches

NFS

Primary Storage

NFS

Primary Storage

NFS

Primary Storage

NFS

Secondary Storage

Hosts

(Computing Nodes)

Primary

Storage Servers Secondary

Storage Servers

構成例 - 中規模、大規模環境

40

Data Center 1

構成例 - マルチサイト環境

Availability

Zone 1

Primary

Managemen

t Server

Data Center 2

Secondary

Managemen

t Server MySQL

Replication

Data Center 3

Data Center 4

Availability

Zone 2

Availability

Zone 3

Availability

Zone 4

Domain 1

• Domain: • 最も大きいグループ単位

• 複数のSub domainを含めることができる

• 例: 企業、もしくはサービス事業者が再販事業者に割り当てる単位

• Account: • 独立したグループ単位

• Account毎に仮想ルーターが作成され、ネットワークサービスを提供

• Domainは複数のAccountの組み合わせ

• 例: テナント（企業）単位、もしくは組織単位

• User: • もっとも小さい単位

• AccountはUserの組み合わせ

• Project: • Accountを横断したグループを作成することができる

ユーザー管理 - ユーザー、アカウント、ドメイン、プロジェクト

Account 2

User 2

User N

Account N

User 2

User N

Sub Domain 2

Account 1

User 1

User N

Account N

User 1

User N

Sub Domain 1

Project 1

ハイパーバイザーサポート

• Primary Storage • Cluster毎に必要なストレージ

•仮想マシンのディスク

• Hostに直接接続

• NFS, iSCSI, FC, Local が利用可能

• Secondary Storage • Zone毎に必要なストレージ

•テンプレートやISOやスナップショット

• NFS, OpenStack Swift が利用可能

• CloudStack System VMにより管理

• テンプレート / ISO •インポート、エクスポート

•公開、非公開

ストレージ、テンプレート、ISO

Zone

Secondary Storage

Pod

Cluster

Host

Host Primary Storage

Template

CloudStack

System VM

•ベーシックモード •VLAN未対応

• IPアドレスのアロケーション

•セキュリティグループ

ネットワーク

•アドバンスモード •VLAN対応

•VPN, Load Balancing, Firewalls

•NetScaler MPX, VPX and SDX

仮想ルーター

System VMと仮想ルーター

• Secondary Storage VM

• ZoneへのTemplateのアップロード

• Zone間でのTemplateのコピー

• Primary Storageへテンプレートのコピー

• Snapshotのセカンダリストレジへのコピー

• Console Proxy VM • ブラウザ埋め込み型コンソールを提供

• ユーザーのブラウザをVNCのポートへ接続

• 仮想ルーター

• アカウント毎に作成

• ベーシックネットワーク: IPアドレスアサイン、DNSの設定

• アドバンスネットワーク: DHCP, Firewall, LB, VPNを提供

s-500-vm v-501-vm

r-14-vm

•XenServer Self Service Manager •仮想マシンの提供 ⇔ 仮想インフラの提供

•シングルテナント ⇔ マルチテナント

•プライベートクラウド ⇔ ハイブリッドクラウド

•VMware vCloud Director •プロプライエタリ ⇔ オープンソース

•vSphere only ⇔ マルチハイパーバイザ

•vCloud API ⇔ CloudStack API、AWS API

他のツールとの違い

セットアップの流れ

•前提スキル •Linuxのコマンドライン操作

•管理サーバはLinux上で動作

•サーバ仮想化の基礎知識（概念・基本操作）

CloudStackを使うために必要なもの - その1

•ハードウェア •最少で2台

•管理サーバー：複数の機能を兼任 •管理サーバ、プライマリストレージ、セカンダリストレージ、 DNS、Internal DNS

•計算ノード：ハイパーバイザー •ユーザーが仮想マシンを展開する先のサーバー


•管理サーバー

•Linux

•CloudStack 3.0 • http://cloudstack.org/download.html

•バイナリ版

•Red Hat Enterprise Linux/CentOS 6.2



•Red Hat Enterprise Linux/CentOS 5

•Ubuntu 10.04 LTS


http://cloudstack.org/download.html



•ハイパーバイザー

•Tips：マニュアルで細かく手順が紹介されているのは以下の3つ •Citrix XenServer（無償版があります）

•KVM

•vSphere


1. システム要件の確認

2. 管理サーバーのインストール

3. UIの開始

4. ゾーンの設定

5. ホストの設定

6. ストレージの設定

7. 動作テスト

インストールの流れ

クラスター

•管理サーバー、管理DB、ストレージ •商用ユーザー：RHEL 6.2以降（64ビット版）またはCentOS 6.2以降（64ビット版）

•コミュニティユーザー：RHEL 6.2以降（64ビット版）、CentOS 6.2以降（64ビット版）、Ubuntu 10.04、またはFedora 16

•64ビットx86 CPU 4GBのメモリ

•250GBのローカルディスク（500GB推奨サイズ）

•少なくとも1枚のNIC

•静的に割り当てられたIPアドレス

•hostnameコマンドで返される完全修飾ドメイン名

1. システム要件の確認

•ハイパーバイザ（XenServerの例） •XenServer 6.0 http://hcl.xensource.com/ 『Citrix Hardware Compatibility Guide』を参照

•CPU：Intel VT or AMD-V、64bit

•4GBのメモリ、30GBのローカルディスク

•少なくとも1枚のNIC、静的に割り当てられたIPアドレス

【注意】既存のホストを再使用する場合： •以前にインストールしたホストを再使用する場合は、Citrix XenServerを再インストールする必要があります。

•CloudStackを展開するときに、ハイパーバイザーに実行中の仮想マシンがあってはいけません。

http://hcl.xensource.com/



1. オペレーティングシステムの準備

2. 管理サーバーのインストール

3. MySQLデータベースのインストール

4. ストレージ用NFS共有の準備

5. システム仮想マシンテンプレートの準備

2.管理サーバーのインストール

•hostname --fqdn でFQDNが返されるように設定 •必要に応じて/etc/hostsを編集

•SE Linuxはpermissiveに変更

•インターネットに接続できる環境が必須 •yumで不足パッケージを追加するため

•システムVMのダウンロードするため

インストール作業時の注意

•http://<management-server-ip-address>:8080/client

•デフォルトアカウントは admin / password

Tips

•ハイパーバイザが無くても管理UIを確認可能 •ゾーン未設定時に表示される基本設定ウィザードをスキップすると確認可能。ウィザードを使用せずに設定することも可能。

3.UIの開始

•ゾーン＝データセンター≒自宅 •最大の管理単位

•2つのDNSを設定 •外部用（Public DNS）

•ゲストVMが外部に接続する際に使用

•内部用（Internal DNS）

•ゾーン内通信用

4.ゾーンの設定

•ポッド＝同一サブネット •同一のゲートウェイ

•同一のネットマスク

•システムVM用のIPアドレス範囲

•ゲストVMやハイパーバイザ、管理サーバと重複しないように注意

ポッドの追加

•クラスターによる管理 •プライマリストレージをクラスタ内の全ホストで共有

•ホストには静的アドレス

【注意】 •ハイパーバイザーに実行中の仮想マシンがあってはいけません。

5.ホストの設定 & 6.ストレージの設定

•http://support.citrix.com

•Productsの中から CloudStackを選択

•日本語ドキュメント •Choose Language→[日本語]

日本語マニュアルも充実

http://support.citrix.com/

•CloudStackを学ぶ為の有効な情報のリンク •http://blogs.citrix.com/2011/12/24/cloudstack-2/

参考

http://blogs.citrix.com/2011/12/24/cloudstack-2/



ユーザー事例

CloudStackの利用事例

国内最大級のアカデミッククラウドの事例

北海道大学情報基盤センター

•全国の大学、研究機関の活動を支援する情報環境に ※平成23年11月よりサービス開始予定

•日立のBladeSymphonyハイエンドモデル「BS2000」を採用 • 最新のIntel XeonプロセッサE7ファミリ、共有メモリ128GB、10GbEx2を有するスパコン並みの性能を有する演算ノード114台から構成

• 全体として4000コア、40TFlops以上、500TBの大容量ストレージ

•仮想化基盤ソフトウェア: Citrix XenServerを採用 • 管理運用コストの大幅な低減

• 消費電力 1/5 ～ 1/10程度まで削減

• クラウド管理ミドルウェア: Cloud.com社のCloudStackを採用 • ポータルから一元的にバーチャルマシンの申請、管理、運用を可能

•提供サービス • 仮想サーバー、クラスタシステム、コンテンツマネジメントシステム、アプリケーションサービス、オンラインストレージサービス、ブログサービス等、研究者にとって必要となる各種サービスの提供

Source, http://www.hucc.hokudai.ac.jp/gakusai_info.html

http://www.hucc.hokudai.ac.jp/gakusai_info.html

商用クラウドサービスの事例

IDCフロンティアクラウド（セルフタイプ）

• 国内で初めてCloudStackとCloudPortalを採用した商用クラウド – リッチなインターフェースでポータルから仮想マシンや物理マシンの作成、リソース監視、上限予算設定などの運用が可能

– クレジット決済でサインアップに5分、仮想マシンを5分で作成 – APIの公開により、クラウド管理サービスなどとも連携

• 日本品質SLA99.99%と東西マルチリージョン提供 – 仮想マシン稼働率、ネットワーク接続可用性の2つを保証 – 東日本（首都圏）・西日本（北九州）の複数拠点から提供地域の選択が可能＜予定＞

• 広域サーバー負荷分散 – NetScalerがもつGSLB（Global Server Load Balancing）の機能を使用し、クラウドおよびデータセンター間での負荷分散やバックアップサイトへの切り替えも可能 URL: http://www.idcf.jp/noah/

http://www.idcf.jp/pressrelease/2011/20110512001.html

×

http://www.idcf.jp/noah/

http://www.idcf.jp/pressrelease/2011/20110512001.html

商用クラウドサービスの事例

SCSK - netXCloud

• CloudStackで構築したパブリッククラウドとプライベートクラウドアプライアンス(Cloud System Enabler)を同時リリース。異なるCloudStack環境を一元的に管理。

• データセンター、オンプレミス連携などインテグレータならではのエンタープライズクラウドサービスを提供。

プライベートクラウドアプライアンスリソース専有型

“Cloud System Enabler”

CloudPortal

異なる環境をCloudPortalで一元的に管理

アプリケーション・データ連携

URL:http://www.netxcloud.jp/

パブリッククラウド基盤サービス

企業向け／リソース共用型

http://www.netxcloud.jp/



グローバルパブリッククラウドの事例

NTTコミュニケーションズ

• 低価格なIaaSパブリッククラウド

• 月額上限料金つき、従量課金制

• 豊富なAPI • Amazon互換を含む約150種類のAPI

• グローバルなパブリッククラウド • 米データセンター (3/30)

• 日本データセンター (6月)

• 今後のロードマップ • トラフィックやCPUの使用率を監視

• オートスケール

• CDN連携機能

• オブジェクトストレージベースのストレージ機能

スケーラブルなWebシステム、ハイブリッドクラウド環境

Zynga (世界最大級のゲーム会社）

• はじめはAmazon EC2を使用

•最近プライベートクラウドを構築し使い分け •パブリッククラウド（AWS）とプライベートクラウドの両方を1つのクラウド管理ソフトウェアで管理 •プライベートクラウドでは予測可能なシステム（リリースして時間がたっているゲームや、プロトタイプ） •プライベートクラウドを2つのデータセンターで運用（東海岸、西海岸）

• コンセプトからわずか6カ月で運用開始

• XenServerとCloudStackを使用

• 10,000以上の物理サーバーで運用

• 22分で100の仮想サーバーを展開可能

まとめ

• 多数の導入実績

• GUIの操作性・完成度

• 大規模なクラウドにも対応できるアーキテクチャ

• スケールアウトを考慮した合理的な設計

• クラウドインフラ構築の実装・機能のリファレンスに準拠

• クラウド間の機能連携 • RightScaleやenStratusによる連携

• 活発なコミュニティ • CloudStackユーザ会

http://groups.google.com/group/cloudstack-ja





米国からの最新情報

• Apache CloudStackの商用リリースとして、 Citrix CloudPlatformのリリースを6月に予定

ブランド名の変更のみ、今開発中の次期バージョンからこの名前を採用予定

• SDN OpenFlow Tech Preview 詳細はslideshare (CloudStack + SDNで検索）

• Nexus vSwitch対応

• Amazon API -> CloudStack API 変換 • CloudBridgeで提供していたものを、CloudStackに統合

米国からの最新情報 Citrix CloudPlatform Powered by Apache CloudStack の発表

米国からの最新情報 60以上のベンダー (Engine Yard, CumLogic, etc) Apache CloudStackへ貢献

CloudStack.org アクセス数

x4

CloudStack 月間ダウンロード数

x3

CloudStack.org コミュニティーメンバーの数

x15

• Amazon S3ライクなクラウドオブジェクトストレージとして、 Cloudianを利用可能

• セカンダリストレージとしても利用可能

• CloudStackの管理コンソールのUIからCloudianを設定

米国からの最新情報 Cloudian + CloudStack / CloudPlatform

最も簡単なコントリビューション 1. [email protected] に登録 2. パッチやドキュメントのコントリビューションを行う場合、上記メーリングリストかbugs.cloudstack.orgへ登録

Apache CloudStack Contributor

Citrix Open Source Cloud エバンジェリスト Citrix CloudPlatform / CloudPotal SE

@kkitase: [email protected]

@smzksts: [email protected]

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本資料について

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