OpenStackとDockerの未来像
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レッドハット 朝活セミナー（1/15, 2/18）の下記セッションでの発表予定資料です。 「Red Hat Enterprise Linux OpenStack Platform環境でのDocker活用テクニック」 https://www.redhat.com/ja/about/events/red-hat-asakatsu-seminar-2016
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- 1. OpenStackとDockerの未来像 〜 インフラ運用とアプリケーションアーキテクチャーの進化 レッドハット株式会社 中井悦司 / Etsuji Nakai Senior Solution Architect and Cloud Evangelist v1.2 2016/01/12
- 2. 2 OpenStackとDockerの未来像〜インフラ運用とアプリケーションアーキテクチャーの進化 Contents OpenStackのメリットのその限界 Dockerの概要 OpenStackとDockerを組み合わせるメリット（運用視点のアプローチ） OpenShiftによるマイクロサービス化（アプリケーション視点のアプローチ） 今後の方向性
- 4. 4 OpenStackとDockerの未来像〜インフラ運用とアプリケーションアーキテクチャーの進化 OpenStackが提供するコンピューティングリソース OpenStackのユーザは、Webコンソール/APIを利用して、 次のようなコンピューティングリソースを利用します。 – 仮想ネットワーク – 仮想マシンインスタンス – ブロックボリューム データ領域 ブロックボリューム 仮想ルータ 仮想スイッチ 外部ネットワーク プロジェクト環境 OpenStackユーザ OS領域 インフラの構成要素を抽象化してコン ポーネント化することで、セルフサー ビスによる迅速な環境構築を実現。 仮想マシンインスタンス
- 5. 5 OpenStackとDockerの未来像〜インフラ運用とアプリケーションアーキテクチャーの進化 「企業文化の変革」に挑戦するOpenStack導入企業 TD Bank – 金融市場の変化に応じた事業拡大に向けて積極 的に企業買収を実施 – システム基盤が統合されず「Vender Centric」 なサイロシステムが乱立 – 社内に高い専門性を有する「エンジニアリング センター」を設立して、エンジニアの教育を含 めた「User Centric」な基盤統合を推進 https://www.openstack.org/summit/vancouver-2015/summit-videos/presentation/architecting-organizational-change-at-td-bank https://www.openstack.org/summit/vancouver-2015/summit-videos/presentation/changing-culture-at-time-warner-cable Time Warner Cable – 「安定」が最重要の企業文化（決まった時間に 決まった番組を確実に配信することが使命） – ハードウェア中心のソリューションでシステム 構築はベンダーにお任せ – 「オンデマンド時代」に対応する苦しみの中、 アプリケーションの内製化を進めるために新し いツールとプロセスを導入
- 6. 6 OpenStackとDockerの未来像〜インフラ運用とアプリケーションアーキテクチャーの進化 OpenStackの価値は「Fast/Fast/Fast」 Walt Disney Company – 社内ITインフラとしてOpenStackを導入 – コンシューマー向けITサービスと同じスピード感で 社内ITサービスを提供 https://youtube.googleapis.com/v/SREEnNQ6zqg よくある誤解 OpenStackが必要だった 本当の理由
- 7. 7 OpenStackとDockerの未来像〜インフラ運用とアプリケーションアーキテクチャーの進化 OpenStackを含むIaaSの課題はアプリケーションデプロイ OpenStack／IaaSの機能的な限界 – OpenStackにより、仮想化インフラ（サーバー、ストレージ、ネットワーク）の構築は ほぼ完全な自動化が可能 – その一方で仮想マシン上へのアプリケーションのデプロイは、OpenStackの守備範囲外 – 従来のアプローチは、ゴールデンイメージ、もしくは、動的デプロイ ゴールデンイメージ方式 – アプリケーションをインストール済みのテンプレートイメージを作成して配布 – アプリケーションを含めたテンプレートイメージ作成の自動化方法、効率的な保守管理 手法は未だに確立していない – クラウド間でのテンプレートの移行手法が標準化されておらず、環境移行が困難 動的デプロイ方式 – 最小構成OSのテンプレートから仮想マシンを起動して、Chefなどの構成管理ツールで 動的にアプリケーションをデプロイ – テンプレートのOS構成への依存性を完全に排除できず、テンプレートの変更によるデプ ロイ失敗のリスク – 「構成管理ツールの設定（レシピファイル）管理」という新たな管理負担
- 8. Dockerの概要
- 9. 9 OpenStackとDockerの未来像〜インフラ運用とアプリケーションアーキテクチャーの進化 Dockerが提供する基本機能 Dockerfile ① Dockerイメージを自動作成 OSイメージ アプリケーション ライブラリー アプリケーション フレームワーク イメージの 作成手順を記載 Docker イメージ OS上にインストール可能な ものはすべてイメージ化可能 ② Dockerイメージを保存・公開 ③ Dockerサーバーに イメージを配布・実行
- 10. 10 OpenStackとDockerの未来像〜インフラ運用とアプリケーションアーキテクチャーの進化 Linuxコンテナーの仕組み コンテナー 物理サーバー／仮想マシン Linuxカーネル アプリケーション アプリケーション ・・・ 物理サーバー／仮想マシン Linuxカーネル ・・・ コンテナー 通常のLinux環境 コンテナーで分割した環境 コンテナーごとに 見える環境が異なる すべてのアプリケーション から同じ環境が見える 「Linuxコンテナー」は、プロセスグループごとに独立したOS環境を見せる技術 – ローカルディスクの内容（ディレクトリー内のファイル） – ネットワーク環境（NIC、IPアドレス） – CPU、メモリー割り当て ※ Dockerよりもずっと古くから存在する技術です。 アプリケーション アプリケーション
- 11. 11 OpenStackとDockerの未来像〜インフラ運用とアプリケーションアーキテクチャーの進化 Dockerとコンテナーの関係 コンテナー アプリケーション ディレクトリーツリー Linux上にマウント ルートディレクトリー として割り当て 「Dockerイメージ」の実体は、コンテナーに 割り当てるディスクイメージに、ネットワー ク設定などの環境情報を付与したものにすぎ ません。 Dockerの真の価値は、次のような「イメージ 管理機能」にあります。 – Dockerfile： Dockerイメージを自動作成する仕組み – Docker Hub： Dockerイメージを共有・配布する仕組み Dockerイメージ
- 13. 13 OpenStackとDockerの未来像〜インフラ運用とアプリケーションアーキテクチャーの進化 OpenStackによる自動化（オーケストレーション）手法 Dockerが無かった時代は・・・ – 仮想マシン、ストレージ、ネットワークなどのインフラは、OpenStackで自動構成 – ゲストOS上のアプリはChef/Ansible/Puppetなどの構成管理ツールで自動構成 ゲストOSとアプリの管理が別れているため「Immutable」な運用が困難！ – ゲストOSのテンプレートはOpenStack側で管理 – 仮想マシン起動時に動的にアプリの導入・設定を実施 「第14章 Dockerを利用したアプリケーション展開」より引用 ゲストOSの変更に起因する アプリ導入の失敗が発生
- 14. 14 OpenStackとDockerの未来像〜インフラ運用とアプリケーションアーキテクチャーの進化 OpenStackとDockerの組み合わせ手法 Dockerを用いた運用だと・・・ – OpenStackは、「インフラ＋DockerホストOS」の提供に専念 – アプリの実行環境は、Dockerイメージで作成・管理・デプロイ インフラとアプリの管理を分離することで「Immutable」な運用が容易に！ – ゲストOSのテンプレートはDockerの稼働環境を提供 – 事前作成済みのDockerイメージを配布してアプリを起動 「第14章 Dockerを利用したアプリケーション展開」より引用 アプリの導入・管理を OpenStackから分離可能
- 15. 15 OpenStackとDockerの未来像〜インフラ運用とアプリケーションアーキテクチャーの進化 「１VM - 1コンテナ」方式でのDocker活用メリット 仮想マシン上のアプリケーションをコンテナイメージ化することで、アプリケー ションのデプロイを安全／簡単にします。 – 「１仮想マシンに１アプリケーション」という配置はあえて変更しないことで、運用方 法やアプリケーションのデザインへの影響を最小限に留めます。 – 外部からアプリケーションに接続するユーザー／外部システムは、アプリケーションが コンテナ化されていることを意識する必要がありません。 OpenStack／仮想化基盤 仮想マシン （ゲストOS） アプリA ・・・ ・・・ これまでの環境 アプリケーションの コンテナイメージ化 OpenStack／仮想化基盤 仮想マシン （Dockerホスト） アプリA （コンテナ イメージ） 仮想マシン （Dockerホスト） アプリB （コンテナ イメージ） ・・・ ・・・ 仮想マシン （ゲストOS） アプリB
- 17. 17 OpenStackとDockerの未来像〜インフラ運用とアプリケーションアーキテクチャーの進化 （参考）Ansibleのプレイブック構成 インフラ構築に関連する個々の作業を「サブルーチン化」したプレイブックを組み合わせ ることで、作業全体をまとめて自動化します。 – このデモで使用するプレイブックは、下記で公開しています。 • https://github.com/enakai00/ansible_eplite - include: lib/prep_tenant.yml - include: lib/create_instances.yml vars: servers: - name: epmysql meta: "managed=yes" - name: eplite meta: "managed=yes" - include: lib/attach_volumes.yml vars: volumes: - name: mysql_volume volsize: 2 server: epmysql - include: lib/check_reachable.yml vars: servers: - epmysql - eplite - include: lib/mount_volume.yml vars: server: epmysql - include: lib/deploy_eplite.yml OpenStackのテナント環境を初期設定 仮想マシンインスタンスを起動 ブロックボリュームを作成して接続 ゲストOSの起動を確認 ブロックボリュームをフォーマットしてマウント Dockerイメージを配信してアプリケーションを起動
- 20. 20 OpenStackとDockerの未来像〜インフラ運用とアプリケーションアーキテクチャーの進化 サーバーの境界を意識しないアプリケーションデプロイ コンテナーの配置先を自動的に振り分ける仕組みを用いて、複数ホストを「１つ のコンピューティングリソース」として活用します。 アプリケーションを機能単位に分割してコンテナ化することで、さらなるメリッ トが得られます。 – 必要な機能を負荷に応じてオートスケールします。 – 機能単位でコンテナーを入れ替えることにより、稼働中のアプリケーションの動的な機 能変更が可能になります。 Dockerホスト Dockerホスト Dockerホスト ・・・ 複数ホストを束ねて「１つのコンピュータ」として活用 マイクロサービス化 アプリケーション
- 21. 21 OpenStackとDockerの未来像〜インフラ運用とアプリケーションアーキテクチャーの進化 OpenShift 仮想マシン／ ベアメタルサーバー Docker Kubernetes 実行リソース提供 複数サーバーに跨る オーケストレーション ・・・ ・・・ コンテナ化 アプリケーション 仮想マシン／ ベアメタルサーバー Docker OpenShift：Dockerによるマイクロサービス管理を実現 OpenShiftは、Docker/Kubernetesをコアコンポーネントとして、次のような機能 拡張を提供します。 – CIシステムと連携したコンテナーイメージの自動作成 – コンテナーのオートスケール – 稼動中のコンテナーの動的な入れ替え
- 24. 今後の方向性
- 25. 25 OpenStackとDockerの未来像〜インフラ運用とアプリケーションアーキテクチャーの進化 今後の方向性 コンテナ化とマイクロサービス化は、アプリケーションの特性に応じた併用が可 能だと考えます。 – 複数サービスの共通機能（ある程度固定化した機能）は、コンテナ化でSaaS的に提供 – サービス特有の機能（頻繁な変更が求められる部分）は、マイクロサービス化して OpenShiftで開発・実行 – いずれの場合もアプリケーションとインフラ環境の分離性を高めることで、クラウド間 での環境移行は圧倒的に容易 OpenStack 仮想 マシン ・・・ ・・・ アプリケーションのコンテナ化で 本番デプロイを安全・迅速に OpenStack ベアメタル サーバー ベアメタル サーバー ・・・ アプリケーションのマイクロサービス化 でオートスケール、動的機能拡張を実現 仮想 マシン 仮想 マシン Dockerによるコンテナ化 OpenShiftによるマイクロサービス化
- 26. EMPOWER PEOPLE, EMPOWER ENTERPRISE, OPEN INNOVATION.