JOSUG 34th Meetup

第34回勉強会
さわって理解するOpenStack
2017/5/22
Tomoaki Nakajima @irix_jp
1
⽇本OpenStackユーザ会

素材集
§ 演習環境など
o Etherpad
ü https://etherpad.openstack.org/p/josug-study34
§ 演習補助
o https://github.com/irixjp/josug-34th-materials
ü https://irixjp.github.io/josug-34th-materials/01-basic_server_operations.html
ü https://irixjp.github.io/josug-34th-materials/02-basic_storage_operations.html
ü https://irixjp.github.io/josug-34th-materials/03-heat_orchestration_demo.html
2

簡単に⾔うと、OpenStackとは
§ ユーザー視点
o 標準化（API化）されたインフラリソースの操作を提供
ü サーバーの作成・編集・削除
v 仮想・物理
ü ネットワークの作成・編集・削除
v L2, L3, 各種ネットワーク機能（FW, LB等）
ü ストレージの作成・編集・削除
v ボリュームの切り出し、接続、バックアップ等
ü 上記に付随した関連する作業
v キーペアの管理、OSイメージの管理等
§ インフラ管理者視点
o ⼈の介⼊を必要としない資源の管理
ü 資源の抽象化
ü 資源のスケジューリング
ü 資源の論理分割など
4

OpenStackのはじまり
§ 2010年末に「⽶RackSpace社」と「NASA」が共同で、OpenStackプロジェクト
を⽴ちあげて、開発をスタートしました。
o RackSpaceが⾃社開発で利⽤していた「Swift」（S3相当の機能を提供）とNASAが作り
かけていた「Nova」（EC2相当の機能を提供）をオープンソース化して提供して、それ
らをベースにコミュニティモデルでの開発を開始しました。
5
http://www.zdnet.com/article/rackspace-nasa-launch-openstack-can-it-prevent-cloud-lock-in/
当時のニュース
当初は台頭するAWSに対抗して、
「パブリッククラウドと同等の機能」を
OSSで実現することがOpenStackの⽬的で
あった。
初期のOpenStackロゴ

これまでの開発とバージョン
§ 年に2〜3回程度のメジャーバージョンアップ。
§ 開発が進む中で、ビジョンも「AWSへの対抗」から「様々な資源や機能を抽象化した
CloudOSの実現」へと変化。
§ 開発初期はRackSpace社がプロジェクトを主導、2012年に⾮営利団体「OpenStack
Foundation」へ移管。
6
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
「最低限動くもの」を
⽬指して地道に開発。
IaaS機能(EC2/S3相当)が固まり、
全体のコンセプトが明確になる。
オーケストレーション、PaaS層の
実装が盛んに⾏われた。特にPaaS
は無数のサブプロジェクトが実装。
認証のフェデレーション機能の実
装、乱⽴するプロジェクト管理体
制の⾒直しが⾏われた。
★OpenStack認定管理者制度の提供
★Big TentモデルのPJ管理
Newton
2016/10/06
★OpenStack Projectの発⾜
Ocata
2017/02/22
P
2017
Q
2018
R
2018
S
2019
http://releases.openstack.org/

OpenStackの概要
§ OSSで開発されるCloudOS
§ 様々なITリソースを抽象化し、標準的な操作⼿法を提供
o 中⼼はサーバー、ストレージ、ネットワーク
7
http://www.openstack.org/software/

OpenStackの構造
§ 操作、管理、実⾏の階層化
o 複雑性の隠蔽
§ コントローラー間の相互連携
o グローバルに分散したOSSコミュニティでの開発を円滑に進める。
8
仮想サーバ
コントローラ
（Nova）
仮想NW
コントローラ
（Neutron）
仮想ストレージ
コントローラ
（Cinder）
認証/ユーザ管理
（Keystone）
ユーザアプリケーション
OpenStack API
OpenStack
ドライバ
（OSS/製品）
ドライバ
（OSS/製品）
ドライバ
（OSS/製品）
実⾏層
管理層
サーバ
仮想化機能
汎⽤サーバ
仮想
サーバ
仮想
サーバ
ストレージ
仮想化機能
汎⽤サーバ/
ストレージ製品
ネットワーク
仮想化機能
汎⽤サーバ/
NW製品
仮想
ルータ
仮想
FW
API/独⾃インタフェース
（検証された組み合わせを提供）
※簡略化のため主要機能の概略のみ記載
仮想ストレージ
WebUI
（Horizon）
実⾏層のエコシステム
アプリ層のエコシステム
操作層

OpenStackを構成する要素
§ 機能単位でコンポーネントが分割され、個別に開発が進められている。
o OpenStackという巨⼤なソフトウェアが１つあるわけではなく、これらのコンポーネント
が集合して「OpenStack」を形成している。
§ 以下は主要なコンポーネントの⼀部
9
プロジェクト機能 AWSとの対応
Horizon Web ユーザインタフェース Management Console
Keystone 認証サービス -
Nova 仮想マシン管理サービス EC2/VPC
Neutron 仮想ネットワーク管理サービス EC2の⼀部
Glance 仮想マシンイメージ管理サービス EC2の⼀部
Cinder ブロックストレージ管理サービス EBS
Swift オブジェクトストレージ管理サービス S3
Ceilometer メータリング・監視サービス CloudWatch
Heat 仮想環境プロビジョニングサービス CloudFormation
Trove RDBMSサービス RDS
Sahara BigData解析アプリ構築 EMR

全体像（⼀部抜粋）
10
Nova Glance Cinder SwiftNeutron
仮想ネットワーク制御
ハイパーバイ
ザー制御
イメージ
SnapShot管理
ブロック
ストレージ制御
オブジェクト
ストレージ
VPNaaS
L3
L2/LBaaS
FWaaS
Heat オーケストレーションTrove DBaaS
Ceilometer 統計情報の収集・アラート発信 Keystone 認証・認可
Sahara DPaaS
Ironic
ベアメタル
プロビジョニング

プロジェクトの拡⼤
§ 機能の拡張・新機能の実装に伴い、年々コミュニティ内部のプロジェクトチームが増加。
§ 2015年（Kilo）からBigTentモデルが適⽤されプロジェクト数が急増。
o BigTent配下の全プロジェクト
o https://governance.openstack.org/reference/projects/
11
https://www.openstack.org/videos/video/the-big-tent-one-year-later

OpenStackのモデル（novaの例）
§ コンポーネント内部のドライバで実⾏層の差異を吸収し、ユーザーに対して標準
化された操作（API）を提供している。
12
構成管理、スケジューラー
KVM⽤
ドライバ
Xen⽤
ドライバ
商⽤製品⽤
ドライバ
KVMサーバ Xenサーバ
VMwareサーバ
Hyper-Vサーバ
Nova API
ユーザやプログラムは、
OpenStackの利⽤⽅法だけを
知っていれば環境の操作が可能
コンテナ⽤
ドライバ
LXC
Docker

クラウドと従来の階層構造の⽐較
§ クラウドと従来のオープンシステムは、スケールの違いはあるが、レイヤーの構
造には類似点が多い。
13
ハードウェア
（CPU, MEM, NIC）
カーネル(Linux等)
ドライバ
ライブラリ
システムコール
ハードウェア
（サーバ、ネットワーク、ストレージ）
OpenStack
ドライバ
OpenStack API
クラウドエコシステム
（k8s, openshift, mesos等）
アプリケーション
エコシステム
実
資
源
層
資
源
管
理
層
ユ
ザ
層
SaaS
PaaS
IaaS

OpenStackが備えるドライバ
§ サーバー制御
14
2015 Oct User Survey http://www.openstack.org/assets/survey/Public-User-Survey-Report.pdf

§ ストレージ制御
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§ ネットワーク制御
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§ 認証制御
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OpenStackの操作⽅法
§ OpenStackでは以下の３つの操作⽅法が提供されています。
o Dashboard(Horizon)
ü 最も簡単で直感的。ただし⼀部複雑な操作はできない
o コマンドライン
ü 最も⼀般的で利便性が⾼い。ほぼ全ての操作が可能。ただし⾼度な⾃動化には限界がある。
o REST API
ü 最も柔軟性があり全ての操作が可能。他のプログラムから連携することが前提で、⾼度な⾃動化を実
現したい場合に利⽤する。
18
openstack
openstack client library
Dashboard コマンドライン Other Programs/Tools
REST API
REST API

Dashboard(Horizon)
§ コンポーネントの⼀つである Horizon が提供する、Webのダッシュボードです。
o 簡易的な操作が⼀通り⾏えますが、複雑な作業はできません。
o 主に、コマンドラインやREST APIを利⽤して作成した環境の確認に利⽤します。
19

コマンドライン
§ OpenStackのコンポーネントに対応したコマンドです。代表的なコマンドは以下
です。
o nova, neutron, glance, cinder, keystone, swift, heat
§ これらのコマンドはPythonのクライアントライブラリを含んでおり、導⼊すると
このライブラリも利⽤可能になります。
20
$ nova list
（見やすいように整形しています）
+--------------------------------------+------------------+--------+------------+-------------+----------------------------------------+
| ID | Name | Status | Task State | Power State | Networks |
+--------------------------------------+------------------+--------+------------+-------------+----------------------------------------+
| 5173dd67-abd0-41b5-b41f-ff89ed7e3311 | console | ACTIVE | - | Running | work-net=192.168.100.4, 157.1.141.210 |
| 75c6d969-fbb0-4082-a56c-f0532339d9ef | openstack-single | ACTIVE | - | Running | floating-net=172.16.100.100, |
| | | | | | 172.16.100.101, 172.16.100.102, |
| | | | | | 172.16.100.103, 172.16.100.104; |
| | | | | | work-net=192.168.100.10 |
+--------------------------------------+------------------+--------+------------+-------------+----------------------------------------+
$ neutron net-list
+--------------------------------------+--------------+-------------------------------------------------------+
| id | name | subnets |
+--------------------------------------+--------------+-------------------------------------------------------+
| fc8869b7-aca1-4e06-84c0-94a831374753 | floating-net | 722ba04e-66db-4035-9da2-44b3edf95209 172.16.100.0/24 |
| 359235e4-7090-40f5-93dc-be105041d46a | work-net | a01624a3-c340-475b-b124-006fdc30bd11 192.168.100.0/24 |
| 63c67570-ba92-463a-b34c-2b9c1fff628c | public | a2f49fe1-ac9b-4189-86da-2ef24328a883 |
+--------------------------------------+--------------+-------------------------------------------------------+

REST API
§ OpenStack が提供する最も基本の機能です。
§ それぞれのコンポーネントが独⾃のAPIサーバープロセスを持ち(nova-api, neutron-api 等)、
そのプロセスへREST形式のアクセスを⾏うことで、操作を⾏います。
§ 以下は仮想マシンの⼀覧を取得する例です。
o 実⾏するとJSON形式の応答が返ります。
21
$ curl -g -i -X GET http://157.1.141.7:8774/v2/243f55729ce9487e933c1608c6673f6b/servers/detail -H "User-Agent: python-novaclient" -H "Accept:
application/json" -H "X-Auth-Token: {SHA1}27c18d7e2b198f8b04eec2e8140f3e00d8c5931a"
{"servers": [{"status": "ACTIVE", "updated": "2015-11-18T06:33:08Z", "hostId": "a39630fb6d291f98e2ca123f727e816d4caaa6799d4eaa54f9079ced",
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DCF:diskConfig": "AUTO", "os-extended-volumes:volumes_attached": [], "accessIPv4": "", "accessIPv6": "", "progress": 0, "OS-EXT-STS:power_state": 1,
"config_drive": "", "metadata": {"role": "console-server"}}]}

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