OpenStackネットワーク実装の現状と運用自動化開発の実際

2015年6月12日
ユニアデックス株式会社
吉本昌平 / 佐々木智一
SDI Showcase OpenStage
OpenStackネットワーク実装の現状
と運用自動化開発の実際

OpenStackの主要コンポーネント
1Copyright©2015 UNIADEX, Ltd. All rights reserved.
ボリュームオブジェクト
Neutron L2/L3Agent
Nova
コントローラーノード
ポータル画面
Horizon
仮想マシン管理
ネットワーク管理
Nova
ユーザ認証管理
リソース計測VMイメージ管理
オーケストレーション
Keystone Neutron
Ceilometer
Heat
Glance
データベース管理
Trove
AMQP
(RabbitMQ/QPID)
Cinder Swift
SDN製品or
ビッグデータ解析
Sahara
MySQL
ネットワークノード
コンピュートノード
ストレージノード

OpenStackを実運用する上でのネットワーク面での課題
 冗長化
 ソフトウェア処理負荷の分散
 物理スイッチの設定
 離れたフロアや遠隔データセンタとの接続
 ネットワーク状況の可視化
OpenStackはネットワークが苦手

標準OpenStackで実装できるネットワーク
標準Neutronで構成できるのはごく基本的なネットワークのみ

Neutron PluginによるSDNコントローラとの連携
Neutron
L3 Agent ネットワークノード
Horizon
Neutron-
Server
Neutron API
Neutron-
Plugin
コントローラノード
Neutron
L2 Agent
物理機器

Neutron PluginによるSDNコントローラとの連携
SDN API
SDNコントローラ
仮想スイッチ
Controller
API OpenFlow etc….
物理機器
Horizon
Neutron-
Server
Neutron API
Neutron-
Plugin
API

Neutron Pluginの実装

SDN製品によるNeutron実装連携パターン
Big Cloud Fabric
Controller
OpenFlow etc…
Horizon
Neutron-
Server
Neutron API
Neutron-
Plugin
SDN API
BigSwitch Networks
›Neutron L3/L2 が動作する為に必要な物理ネットワークを自動構成
API
Neutron
L3 Agent
Neutron
L2 Agent
L2機器

SDN製品によるNeutron実装連携／代替パターン
Cisco ACI
APIC
Controller
OpFlex
Nexus9000等
Horizon
Neutron-
Server
Neutron API
Neutron-
Plugin
SDN API
Cisco ACI
›ホスト内L2処理はNeutron/OVSを利用。ホスト間L2，L3、L4-7はSDN側で
処理。
API
Neutron
L2 Agent
DevicePack
L4-7機器
APIC WebUI
L3処理
L2 処理

SDN製品によるNeutron実装代替パターン
Nuage VSP
Nuage VSC
IPネットワーク
Horizon
Neutron-
Server
Neutron API
Neutron-
Plugin
SDN API
Nuage Networks VSP
›Neutron Plugin経由でほぼ全てのネットワーク機能をSDN側が代替
Nuage VSD
API
Nuage VRS
L3処理L2 処理

Neutron Pluginによる商用ロードバランサとの連携
Load
Balancer
Neutron
LBaaS Driver
HAProxy
LBaaS Driver
A10
vThunder
HAProxy
LBaaS neutron-lbaas.conf
provider=“xxxx.A10”
プール
メンバー
VIP
モニタを登録
REST API
CLI
Horizon
管理画面
Agent

SDN、OpenStack、自動化実装の関係
(運用自動化) オーケストレーター
OpenStack Heat等
A運用
自動化
B運用
自動化
C運用
自動化
SDN
スイッチ
SDN
スイッチ
サーバストレージ
新機能
①
新機能
②
新機能
①
新機能
②
新機能
③
SDNコントローラ OpenStack Nova等
APIAPI

Copyright©2015 UNIADEX, Ltd. All rights reserved.
後半のテーマは自動化とその開発の実際
SDI=ソフトウェア的定義＋定義されるインフラ
お話すること
›ブルーグリーンデプロイメント（BGD）とは？
›BGDをOpenStack上で構築した方法
›利用しているOpenStack機能
›商用SDN製品と商用ロードバランサ製品への対応
Software Defined
Infrastructure
定義される
対象
ソフトウェア
的定義
ブルーグリーンデプロイメント（BGD）

Copyright©2015 UNIADEX, Ltd. All rights reserved. 13
ブルー・グリーン
デプロイメント
（BGD）とは
Blue
Green

よくあるWebシステムの課題とBGD
Blue Green Deployment （BGD）はWebシス
テムの安全かつ迅速な配備を実現
14
検証・開発
WEB
AP
DB
本番系
WEB
AP
DB
一発勝負！
で移行する
従来のシステム BGD適用システム
Green系
WEB
AP
G系で新機
能テスト
Blue系
WEB
AP
DB
B系で
本番中
本番系を交
互に切替
テストや
り直し
バックエン
ド共用
本番へ反
映漏れ
どう切り
戻す？
計画停止
は機会損
失

Blue Green Deployment（BGD）とは
 BlueとGreen２つの本番環境を準備し、RouterやLoad
Balancerで切り替えることで新しいバージョンをデプロイ
› Blue系で本番中、Green系で新しいバージョンのデプロイとテスト
15
http://martinfowler.com/bliki/BlueGreenDeployment.html
Martin Fowler
2010年3月
 Amazon.comではWebフロントエンドを1時間に最大
1000回デプロイする
› AWS re:invent 2012 keynote day 2 にて「クラウドネイティブな
デプロイ」という BGD と同様な手法が紹介された。(*2014では１時間あたり5700回とも）

BGDデモ概要
Blue
Green

BGDデモ概要
運用者の切り替え操作で本番系が入れ替わる
17
運用者が
切り替え操作
クライアント
クライアントの
接続先切替

BGDデモ概要
OpenStackの仮想環境でBGDを構成
18
HAProxy版

BGDデモ概要
Blue, Greenの仮想ネットワーク
19
HAProxy版

BGDデモ概要
外部からの接続の様子
20
Green系N/W Blue系N/W
外部N/W
L/B
L/Bクライアント
仮想ルータ
仮想マシン
Webサーバ
仮想マシン
Webサーバ
HAProxy版

利用しているOpenStackの機能
1. Heat
›インスタンス起動等の自動化機構
›オートスケーリング
2. Neutron LBaaS
›Load Balancer as a Service
›インスタンスから利用可能なロードバランサを構成
›Heatから自動構成
3. Horizon（管理画面）への独自画面組み込み
›一定のルールに従って画面組み込みが可能な仕組み
21

(1) OpenStack Heat
OpenStackの各種操作を自動化するための仕組み
22
Before After
• Webサーバーの起動とセットアップ
• LB構成と外部からの接続設定
• オートスケーリング

オートスケーリングとは
負荷に応じて，自動的に処理サーバーの数を増減
›バズったらサーバーを増やし，暇になったら電気代を節約
するために台数を減らす．これを自動化
23
負荷
（利用者数）
時間
２
10
２

(2) OpenStack Neutron LBaaS
 インスタンスが利用可能なロードバランサを構成できる
›プール，メンバー，バーチャルIP，ヘルスモニタを設定
 複数のプロバイダ（ロードバランサ）に対応
›HAProxyがデフォルト．ドライバにより商用LBも対応
24
プール
メンバ
VIP
ヘルスモニタ
メンバ
プロバイダ
サブネット
ロードバランス方法
メンバモニタ方法
タイムアウト
リトライ数
バーチャルIP
プロトコル・ポート
パーシステンス
IP・ポート
ウェイト

(3) OpenStack Horizonで独自画面
独自画面の作り方が公式チュートリアルに存在
› http://docs.openstack.org/developer/horizon/topics/tutorial.html
Horizonはダッシュボードとパネルの集まり
›ダッシュボード内には複数のパネルが定義
›パネルの中には，部品としてのタブページや，表組み
ボタン押下時のアクションなどを定義する．
25
メニュー
組み込まれて
いるダッシュ
ボードとパネ
ルから生成
一枚の
パネル
ボタンに対する
アクション
表組み

SDI ShowCaseでの
デモで目指したところ

今回のデモで目指したところ
SDI=ソフトウェア的定義＋定義されるインフラ
27
Software Defined
Infrastructure
定義される
対象
ソフトウェア
的定義
Linuxサーバ内仮想NWBGD
商用SDN・商用LBBGD+
数ヶ月前
今回
“素の”OpenStack環境
実践的OpenStack環境
インフラ対応開発

BGDデモを構成する主なソフトウェア
OpenStack Juno
Nuage Virtual Service Platform 3.0
A10 vThunder 2.7.3
ユニアデックス独自 BGD
28

インフラが変わるだけ・・・ではなかった
OpenStackの標準NeutronをSDN製品に置き換え
るだけの簡単なお仕事・・ではなかった
標準NeutronとNuage VSPの違い
›ネットワークノードが無いために
標準LBaaSの実装であるHAProxyが利用できない
A10 vThunderを採用したことでさらに・・
›vThunderのLBaaSドライバはBGD環境に対応できず
LBaaSドライバを独自にカスタマイズ
›１つのテナント内に1インスタンスが前提という仕様
›仮想ネットワークの構成の見直し
29

最終的な仮想ネットワーク構成
A10 vThunder LBaaS＋Heatオートスケーリング
＋BGD構成 on Nuage VSP 3.0
30
詳しくは
ブースで！
Before After

まとめ

継続的インテグレーションと継続的デリバリ
継続的インテグレーション（CI）
継続的デリバリ（CD）
ブルーグリーンデプロイメントは１つの構成要素
32
Canary
Release
継続的インテグレーション（CI）
継続的デリバリ（CD）
Develo
p
SCM
/ ITS
Build
/ CI
Provisi
on
Config
ure
Deplo
y
Test
Releas
e
Agile
/Scrum
Dev
DevOps
Ops
BGD

まとめ
 OpenStackは壮大かつ未完の建造物に似て，実際に利
用するには様々な対応が必要になる
 OpenStackの弱点：ネットワークにSDN製品活用
 OpenStack周辺ではさまざまな自動化の要件があり
SDI/SDx的要素が強く求められている
 上の自動化は，DevOps, 継続的インテグレーション継
続的デリバリといった背景で語ることが出来て，この領
域への取り組みが望まれている
33
• SDI/SDxを体感できるBGDデモ御覧ください！
• ぜひユニアデックスにご相談ください！

34
SDN, OpenStackへ関わる全ての皆様へ感謝いたします

OpenStackネットワーク実装の現状と運用自動化開発の実際

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