OpenStack Days Tokyo 2015 NEC プライベートセッション講演資料 OpenStack ベースの大規模クラウド基盤 NECシステムソフトウェア事業部土門渉 注 : 本資料の内容は現在開発中であり 仕様が変更される可能性があります

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1 OpenStack Days Tokyo 2015 NEC プライベートセッション講演資料 OpenStack ベースの大規模クラウド基盤 NECシステムソフトウェア事業部土門渉 注 : 本資料の内容は現在開発中であり 仕様が変更される可能性があります

2 もくじ 1. プライベートクラウドに対する NEC の取り組み 2. OpenStack ベースの大規模プライベートクラウド基盤 3. まとめ Page 2 NEC Corporation 2015

3 1. プライベートクラウドに対する NEC の取り組み Page 3 NEC Corporation 2015

4 今後も高成長が続くクラウド市場 国内クラウド市場は今後も成長を継続 IT 市場全体を牽引 プライベートクラウドを中心に市場が成長 プレゼンのみ Page 4 NEC Corporation 2015

5 クラウドによるビジネス アジリティの向上 クラウドは組織の機敏性を高める手段として認知 パブリック クラウドで磨き上げられてきたクラウド テクノロジーをプライベートなど種々の環境で活用するため OpenStack に注目 増大する市場の変化に柔軟に対応 ビジネス アジリティ コストダウン リーン スタートアップ 本業への集中 クラウド テクノロジー リソースプール セルフサービス オンデマンドスケーラブルポータブル Page 5 NEC Corporation 2015

6 OpenStack 2010 年に開始されたクラウド基盤オープン ソース ソフトウェアのプロジェクト 現在この領域の OSS で最も注目を集めており 大手ベンダ ディストリビュータも正式サポート NEC もゴールドメンバとして積極貢献 商用クラウドサービス提供中 半年に 1 回のペース (4 月と 10 月 ) で新バージョンをリリース 最新版は Juno 次回は 2015 年 4 月 Kilo がリリース予定 Junoで正式リリースされているコンポーネント (11) の一覧 : コンポーネント機能概要 New Nova Cinder Neutron Horizon Keystone Glance Swift Ceilometer Heat Trove Sahara 仮想サーバ管理 ブロックストレージ管理 ネットワーク管理 ダッシュボード ID 管理 アクセス管理 イメージ管理 オブジェクトストレージ管理 メータリング オーケストレーション データベースサービス データプロセッシング 18,674 People 463 Supporting Companies 148 Countries 20M+ Lines of Code 成長するコミュニティの規模 Page 6 NEC Corporation 2015

7 クラウドにおける NEC の OSS への取り組み NEC は 3 つの主要なオープンソースコミュニティへの参加を通して OSS の普及発展に寄与するクラウド基盤を提供 クラウド管理 SDN Operating system Openstack Foundation OpenStack の開発 配布 導入を推進 Open Daylight Project Software-Defined Networking Open Source project (SDN) Linux Foundation Linux の配布 保護 標準化 ゴールドメンバー ゴールドメンバー プラチナメンバー NEC は 次世代クラウドコンピューティングに向けて OSS アプリケーションの適用の拡大を推進し さらに業界全体の発展に向けて貢献を目指します Page 7 NEC Corporation 2015

8 OpenStack 開発コミュニティへの参画 Juno のコントリビューションでグローバルのトップ 7 にランクイン プレゼンのみ 開発コミュニティで積極的かつ多大な成果をあげたことから Havana 以降 3 テーマで 3 名がコアデベロッパとして認められ活動中 1. Tempest シナリオテスト の開発 2. Nova API バリデーションフレームワーク 3. Neutron NEC プラグインの開発 Page 8 NEC Corporation 2015

9 NEC の新クラウド基盤サービス NEC Cloud IaaS クラウド基盤サービス NEC Cloud IaaS は 2014 年 4 月より提供を開始 プロビジョニング機能で2 種類のIaaSを調達 管理 統合運用管理機能により クラウド以外の個別システムも含めた運用管理が可能 NEC Cloud IaaS ( スタンダード :STD) NEC Cloud IaaS ( ハイアベイラビリティ :HA) プライベートクラウド ( オンプレミス ) プロビジョニング 統合運用管理 セルフサービスポータル ハウジングサービス 個別システム お客様 パブリッククラウド (BIGLOBE 他 ) Page 9 NEC Corporation 2015

10 NEC のプライベートクラウド SI 事例 プレゼンのみ

11 プライベートクラウドに対する NEC の取り組み プライベートクラウドに必要な SW/HW 製品および導入 運用サービスをシステムのライフサイクルに渡って一貫してご提供 プライベートクラウド向けソリューション部品 NEC のクラウドソリューション体系図 Page 11 NEC Corporation 2015

12 SDN に対する NEC の取り組み プライベートクラウドを支える SDN ソリューションも NEC の得意領域としてご提供 SDN: Software-Defined Networking Page 12 NEC Corporation 2015

13 プライベートクラウド指向のクラウド基盤 SW 製品 情報システム部門のガバナンスが効いた運用をきめ細かく支援 ProgrammableFlow 製品との連携など SDN 対応の強化を推進 クラウドサービス管理ソフトウェア : WebSAM Cloud Manager テナント ( A 部門 ) 利用者 ( テナント管理 ) 管理ポータル レポーティング モニタリング 障害監視 性能分析サービス利用者向けカスタム監視 パッチ適用 サービスカタログ管理 インフラ管理者 ( 情シス部門 ) ソフトウェアリポジトリ Page 13 NEC Corporation 2015 サーバ 利用者 ( サービス利用 ) セルフサービスポータル サブリソースプール (A 部門 ) サブリソースプール (B 部門 ) リソースプール ストレージ 仮想マシン操作 ネットワーク 稼働状況参照 契約情報管理承認ワークフロー VLAN/LB 課金元情報集計 Webサーバ APサーバ DBサーバ リソースプール管理 利用申請 オーケストレーション ( 要求管理 ワークフロー制御 ) プロビジョニング DC 運用自動化ソフトウェア : vdc Automation/ Network Automation 切り出し ( 複数仮想マシン群単位 ) レガシー NW OpenFlow ミドルウェア VMテンプレートパッチ ソフトウェア

14 SDN を実現する OpenFlow 対応製品 SDNを実現するOpenFlowプロトコルを実装した世界初の商用製品 UNIVERGE PFシリーズ OpenFlowに NWシンプル化 +NW 仮想化 +NW 可視化を加えたNECの技術 ProgrammableFlow を搭載 従来ネットワーク OpenFlow ネットワーク 自律分散制御 通信経路制御 ProgrammableFlow Controller 集中制御 ソフトウェア ネットワークのブラックボックス化 通信経路制御機能 ハードウェア パケット転送機能 分離 パケット転送制御 ネットワークの複数スイッチを集中管理 OpenFlow ProgrammableFlow Switch コントローラからの指示に従いデータ転送 ネットワーク全体を 1 台の仮想スイッチのように管理 Page 14 NEC Corporation 2015

15 2. OpenStack ベースの大規模プライベートクラウド基盤 Page 15 NEC Corporation 2015

16 大規模プライベートクラウド基盤のコンセプト NEC の豊富な ICT の実績 NEC の自社クラウド DC での商用実績と 先端テクノロジー群とを融合し 仮想化を追求することで サービスオリエンテッドな SDN ベースの DC を実現します SDN Page 16 NEC Corporation 2015 ICT 実績 仮想化の徹底追及 NEC の DC ソリューション 仮想化 NEC のクラウド DC での商用実績 OpenStack SDN: Software-Defined Networking DC: データセンタ

17 監視 API OpenStack API OpenStack API 全体概要 ~ コンポーネントスタック ~ OpenStack を全面採用したアーキテクチャイメージ 強化ポイント : グローバル管理層 マルチ DC 管理 OpenStack API マルチDC 管理 DC 内制御層 ポータル オートメーション & オーケストレーション ビジネスロジック DC 基盤リソース層 構成管理 DB インシデント管理 DB 強化ポイント共通機能 : 仮想 / ベアメタル統合管理 OpenStack OpenFlow API 呼び出し 監視 : 対応ハイパーバイザーは順次拡大 サーバ & ストレージ制御 サーバ & ストレージ仮想化基盤 サーバ仮想化 (nova) ストレージ仮想化 (Cinder) イメージ管理 (Glance) 認証 (Keystone) DC ネットワーク制御 リソースプール KVM Compute サーバ Hyper-V Compute サーバ VMWare Compute サーバ ストレージ ベアメタル Compute サーバ 強化ポイント : SDN 対応強化 NW 仮想化基盤 NW 仮想化 (Neutron) NWA UNC リソースプール OpenFlow スイッチ ロードバランサ FireWall 監視基盤 DC 監視 Page 17 NEC Corporation 2015

18 強化ポイントの概要 下記 3 ポイントの強化により 大規模プライベートクラウド案件のニーズに対応 No. 項目概要 1 SDN 対応の強化 2 マルチ DC 管理 3 仮想 / ベアメタル統合管理 OpenStack Neutron と ProgrammableFlow の連携を可能とする WebSAM Network Automation を適用 大規模化や広域化 レガシーとのハイブリッド運用を実現 複数のデータセンターにまたがる大規模なプライベートクラウドを構築 多様なハイパーバイザの対応に加え ベアメタルも同一操作性で管理可能 Page 18 NEC Corporation 2015

19 強化ポイント 1 SDN 対応の強化 OpenStack Neutron の現状の課題 課題 きめ細やかなネットワークリソースの管理 説明 NW リソース (IP アドレスや VLAN ID 仮想アプライアンス等 ) のリソースプール化やサブリソースプール化 プール単位での多様なリソース管理としきい値監視 リソース総量 リソース使用量 / 未使用量 リソース予約済み量 SDN/NW 仮想化技術への対応 OpenFlow 技術を活用した UNIVERGE PF シリーズとの連携 仮想ファイアウォール 仮想ロードバランサの払い出し WebSAM Network Automation で解決 Page 19 NEC Corporation 2015

20 強化ポイント 1 SDN 対応の強化 ProgrammableFlow と WebSAM による SDN 対応の強化 OpenFlow 導入によるメリットの享受 NW の仮想化 リソースプール化 NW 構築 運用の効率化 大規模 広域ネットワークの運用 VLAN の規模制限からの解放 DC をまたがる仮想 NW の運用 レガシー NW とのハイブリッド運用 仮想アプライアンスや従来 NW 機器の管理 WebSAM 仮想サーバコントローラ 仮想ネットワーク NW プール クラウドオーケストレータ 仮想テナント A 仮想テナント B 仮想テナント C ネットワークコントローラ ProgrammableFlow ロードバランサ ロードバランサ ファイアウォール ファイアウォール VM VM VM VM VM 仮想アプライアンス仮想サーバ アプライアンスプールサーバプール クラウドデータセンター Page 20 NEC Corporation 2015

21 強化ポイント 1 SDN 対応の強化 参考 ) ネットワーク仮想化イメージ ユーザからのリクエストに応じて クラウドオーケストレータからの指示で OpenFlow ネットワーク上に仮想ネットワークを設定 WebSAM Network Automation DB Web 論理構成 PFC ProgrammableFlow Controller LB VTN10 VTN20 VTN90 FW Server LB ProgrammableFlow Switch 物理構成 FW Virtual Tenant Network : VTN Page 21 NEC Corporation 2015

22 強化ポイント 1 SDN 対応の強化 参考 ) ネットワークプロビジョニング自動化イメージ 事前にシナリオを設定しておくことで ファイアウォールやロードバランサも含めて テナントごとの仮想ネットワークの生成や設定を自動化 ProgrammableFlow Controller ファイアウォール ロードバランサ サーバ テナント契約時 VTN 作成 仮想ファイアウォール作成 仮想ロードバランサ作成 仮想 NW 作成仮想マシン作成 vrt vbr 作成 VLink 設定ファイアウォール VLAN 接続ファイアウォール設定ロードバランサ VLAN 接続ロードバランサ設定サーバ作成 ロードバランサ ロードバランサ設定 仮想サーバ ファイアウォール ファイアウォール設定 仮想ロードバランサ VLAN 設定 PFC ProgrammableFlow Controller/Switch VTN 仮想ファイアウォール Virtual Tenant Network : VTN Page 22 NEC Corporation 2015 vrt vbr

23 強化ポイント1 SDN 対応の強化 VLAN ID 数の限界 (4 千 ) を超える大規模 NW 運用の実現 複数のドメイン ( 物理プール ) を統合管理 ドメイン間で異なる VLAN ID の VLAN を接続可能とし大規模化を実現 VLAN ID: 1 VLAN ID: 1 VLAN ID: 100 VLAN ID: 100 ドメイン #1 ドメイン #2 Page 23 NEC Corporation 2015

24 強化ポイント 2 マルチ DC 管理 マルチ DC 管理の概要 各 DC でプール化された仮想リソース ( サーバ ストレージ ネットワーク ) を利用して複数の物理 DC をまたがる仮想 DC(vDC) を構築 クラウド利用者に提供 クラウド利用者は DC を意識した仮想リソースが配備可能 マルチ DC コンポーネント FW DC Management DC Resource Pool LB DC Management DC Resource Pool VTN for vdc#1 VTN for vdc#2 VTN for vdc#3 VTN for vdc#4 DC Management OpenStack OpenStack OpenStack DC Resource Pool クラウド利用者 セルフサービスポータル Global Management プール化 DC Infrastructure Resouces vdc #1 vdc #4 プール化 DC Infrastructure Resouces vdc #3 vdc #2 プール化 DC Infrastructure Resouces DataCenter #Main site DataCenter #A DataCenter #B Page 24 NEC Corporation 2015

25 強化ポイント 2 マルチ DC 管理 参考 : リージョン アヴェイラビリティ ゾーンの考え方 リージョン (Region): 物理的なデータセンターの単位 アヴェイラビリティ ゾーン (Availability Zone; AZ): ハイパーバイザ / ベアメタル種別毎のノード群 リージョン (Region) Region Region KVM Zone#3 KVM Zone#2 VMWare Zone#3 VMWare Zone#2 Beametal Zone#3 Beametal KVM Zone#A KVM Zone#X KVM Zone#1 Compute VMware Zone#1 Compute BeametalZone#1 Compute KVM Zone#B KVM Zone#Y Storage Storage Storage KVM Zone#V KVM Zone#Z DC#A(Main site) Availability Zone (AZ) DC#B (Sub site) DC#C (Sub site) Main Site : 複数のデータセンタを束ねる機能を持ったデータセンタ Sub Site :MainSiteから管理されるデータセンタ Page 25 NEC Corporation 2015

26 強化ポイント 2 マルチ DC 管理 マルチ DC コンポーネント 複数のリージョンに構築された OpenStack をマルチ DC コンポーネントで統合管理 リソースの配置位置に応じて DC 間 NW を配備し 各リージョンの仮想 NW を相互接続 openstack api neutron-api nova-api AZ 名に応じて cinder-api glancce-api keystone-api 振り先を決定 Global region DC 間 NW Network Automation インスタンス接続構成に応じて振り先を決定 neutron-api neutron-api cluster db nova-api cluster マルチ DC コンポーネント nova-api mq cinder-api cinderscheduler cinder-db cinder glance-api glanceregistry glance-db glance keystone keystone-db keystone 全リージョンを管理 X region nova-api cindervolume A B Y region neutronapi neutronapi nova-api cindervolume C D DC#1 etc... neutron etc... nova cinder AZ etc... neutron etc... nova cinder AZ DC#2 Page 26 NEC Corporation 2015

27 強化ポイント 2 マルチ DC 管理 : ユースケース 1 課題 :DC 内 ICT リソースの枯渇 DC 利用の需要増加に伴い DC のフロア満床 電力枯渇などが発生 ICT リソースの増強ニーズに応えるために 他 DC を有効活用したい 異なるネットワークセグメントのため 他 DC からリソース融通するためには DC 間のルーティング設定が必要 検討中 テナント管理者 クラウド基盤 ( インフラ管理 ) 仮想マシン セルフサービスポータル 仮想テナントネットワーク WebSAM Network 業務 B Automation 払い出し要求 ファイアウォールロードバランサ SDN コントローラ Resource UNIVERGE usage: PF % ネットワークリソース IT リソース クラウド基盤 ( 広域インフラ管理 ) WebSAM Network Automation 拡張不可 異なるネットワークセグメント SDN コントローラ UNIVERGE PF6800 他 DC に余剰があっても融通できない WebSAM Network Automation ネットワークリソース クラウド基盤 ( インフラ管理 ) Resource usage: 60% IT リソース データセンタ A データセンタ B Page 27 NEC Corporation 2015

28 強化ポイント 2 マルチ DC 管理 : ユースケース 1 解決 :DC 間でのリソース融通自動化 DC 間ネットワークの SDN 化により 複数拠点をまたがったネットワークの統合管理が可能になり 複数 DC を 1 つの仮想 DC として運用可能 従来の DC 間ネットワーク 課題需要の増加に伴い フロア満床 電力枯渇などが発生 他 DCのリソースを活用したいが 複雑なルーティング設定なしに融通できない 払い出し要求セルフサービスポータル クラウド基盤 ( 広域インフラ管理 ) 解決 DC 間ネットワークの SDN 化 DC 間で同じセグメントを利用できるため 空き状況をみて 自動的に他 DC からリソースを融通 セルフサービスポータル クラウド基盤 検討中 データセンター A クラウド基盤 ( インフラ管理 ) データセンター B クラウド基盤 ( インフラ管理 ) 複数のSDNコントローラを統合管理データセンター A データセンター B クラウド基盤 UNC クラウド基盤 仮想テナントネットワーク (VTN) リソース利用率 :99% 拡張不可 異なるネットワークセグメント VTN リソース利用率 :60% SDN コントローラ UNIVERGE PF6800 L2 延伸 SDN コントローラ 他 DCに余剰があっても DC 間を跨った融通できない仮想ネットワークメリット UNC: UNIVERGE PF6800 Network Coordinator データセンター間でのリソース利用の融通により初期コスト 設備コストを改善 (CAPEX 改善 ) VTN Page 28 NEC Corporation 2015

29 強化ポイント 2 マルチ DC 管理 : ユースケース 2 課題 :DR における機器 構築コスト 運用煩雑さ 検討中 災害対策 事業継続観点で DC の広域 分散配置 ディザスタリカバリ導入が増加 DC ごとにネットワーク環境が異なるため 本番と同じ構成のリソースを用意し バックアップサイトの環境に合わせた設定が必要 機器 設定構築コストが膨大 バックアップサイトへの切替は リソースごとに設定 起動が必要で 運用が煩雑 同じ構成のリソースを両方に用意し 設定する必要あり ネットワーク部分は個別設定 DC#A 管理者 本番用 (Active) 業務 A 業務 B 異なるネットワークセグメント 業務 A A 業務 B 業務 B 業務 A バックアップ用 (Cold Standby) DC#B 管理者 ファイアウォール ロードバランサ 仮想マシン 仮想テナントネットワーク 災害発生 SDN コントローラ FW や LB は 手動設定 個別起動 Hypervisor で自動設定 起動 データセンタ A 全てのデータコピー データセンタ B Page 29 NEC Corporation 2015

30 強化ポイント 2 マルチ DC 管理 : ユースケース 2 解決 : 物理構成に依存しない DR 環境の構築 検討中 災害対策 事業継続観点で データセンター (DC) の広域 分散配置 ディザスタリカバリ (DR) 導入が増加 DC 間ネットワークの SDN 化により 本番サイトのリソースをバックアップ側で再稼働 ネットワーク環境が異なるDR 課題本番 バックアップサイトで同一構成を用意する必要があり 機器 設定構築コストが膨大 切替時 リソース毎の設定 起動が必要で 運用が煩雑 DC 管理者 本番用 ( アクティブ ) 業務 A A データセンター A 業務 B ネットワークは個別設定 異なるネットワークセグメント データセンター B 業務 A DC 管理者 バックアップ用 ( コールドスタンバイ ) 業務 B DC 間ネットワークの SDN 化による DR 解決本番構成を バックアップ側で再稼働可能 バックアップ側は 本番と同一構成の物理リソースの用意 設定不要 セルフサービスポータル データセンター A クラウド基盤 UNC データセンター B 業務 A A 業務 B 業務 A 業務 B DR クラウド基盤 ( 広域インフラ管理 ) クラウド基盤クラウド基盤 ( インフラ管理 ) X 仮想テナントネットワーク (VTN) 災害 X FW や LB は手動設定 個別起動 VM はハイパーバイザで自動設定 起動 全てのデータコピー FW:Firewall LB:Load Balancer SDN コントローラ UNIVERGE PF6800 L2 延伸 X 必要分だけデータコピー データの同期はSIで対応 UNC: UNIVERGE PF6800 Network Coordinator メリット データセンター間を跨ったVTNを構築することで バックアップサイト側の機器 設定コスト削減 災害 業務システム単位で再稼働 Page 30 NEC Corporation 2015

31 = 強化ポイント 2 マルチ DC 管理 : ユースケース 2 解決 : 業務システム単位での DR 自動化 サーバ ストレージ ネットワーク (FW/LB) をポータブルなリソースとして定義 そのプロファイルを物理環境に割り当てておくことで 業務システム単位で一括再稼働 リソースプロファイルとディザスタリカバリ定義によるシステム再稼働 1 リソースプロファイル設定 2 災害発生時 検討中 リソースプロファイル作成 ( アクティブ / スタンバイシステム作成 ) 登録 ディザスタリカバリ定義リスト DC リソースプロファイル ACTV STBY DC#A #Web3 層梅モデル DC#B #Web3 層梅モデル ディザスタリカバリ定義登録 DC#A( アクティブで登録 ) DC#B( スタンバイで登録 ) リソースプロファイル #Web3 層梅モデル vfw vlb 仮想ストレージ 仮想サーバ ディザスタリカバリ定義選択 スタンバイシステムへのフェールオーバ 選択 ディザスタリカバリ定義リスト DC リソースプロファイル ACTV STBY DC#A #Web3 層梅モデル DC#B #Web3 層梅モデル DC#B のシステムをスタンバイからアクティブに切り替え実施 業務システム単位での一括再起動 FW:Firewall LB:Load Balancer メリット 業務システムに必要なリソースをポータブルなプロファイルとして定義できるため 設計コスト削減 業務システム単位で一括で再稼働できるため 人手によるミス防止 構築時間 復旧時間を短縮 Page 31 NEC Corporation 2015 リソースプロファイル : リソースの属性や設定情報 プロビジョニング手順などの定義情報

32 強化ポイント 3 仮想 / ベアメタル統合管理 マルチハイパーバイザー / ベアメタル機能 各種ハイパーバイザー ( 仮想サーバ ) とベアメタルサーバを提供 柔軟なシステム サービス設計が可能 例 : ハイパーバイザ α= 低価格 ハイパーバイザ β= 高信頼 ベアメタル = 低レイテンシ等 事業者は全てのサーバリソースに対して統一的な管理が可能 利用者は全てのサーバサービスをポータル上の共通操作で利用可能 また 払い出されたサーバはテナント内の仮想ネットワーク上で相互接続可能 ポータル画面 ポータル マルチ DC 管理 利用者 Nova Ironic リソースプール 共通操作で利用可能 Hypervisor α BareMetal Spec.A Hypervisor β BareMetal Spec.B Hypervisor γ Web #2 SpecA SpecB vfw vlb BM server#1 AP BM server#2 VTN Web #1 : 対応ハイパーバイザーは順次拡大 Page 32 NEC Corporation 2015

33 強化ポイント 3 仮想 / ベアメタル統合管理 セルフサービスポータルの画面イメージ 仮想サーバと同じ操作感でベアメタルサーバを払い出し可能 仮想サーバ ベアメタルサーバ Page 33 NEC Corporation 2015

34 3. まとめ Page 34 NEC Corporation 2015

35 まとめ OpenStack をベースにした大規模クラウド構築向け SI リファレンスの取り組みをご紹介しました SDN 対応の強化 マルチ DC 管理 仮想 / ベアメタル統合管理 本年 4 月から提供開始予定です NEC のクラウド基盤を是非ご活用ください! お問い合わせ先 NEC ソフトウェア技術統括本部 OSS 推進センター oss@osspf.jp.nec.com Hyper-V は 米国 Microsoft Corporation の米国および その他の国における登録商標または商標です VMware は VMware,inc. の米国および その他の地域における登録商標または商標です Page 35 NEC Corporation 2015

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