予備審査プレゼン

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みそらわにべ
5 years ago
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1 国立情報学研究所におけるアカデミックインタークラウド構築事例国立情報学研究所 (NII) 横山重俊 1

2 1. はじめに 2

3 自己紹介国立情報学研究所 (NII) において, クラウド基盤の企画開発運用を担当本日の内容アカデミックインタークラウド構築事例として, NII の事例を紹介 3

4 国立情報学研究所について大学共同利用機関法人情報システム研究機構国立情報学研究所 (National Institute of Informatics) 情報学研究の他, 大学共同利用サービスの提供を行っていますコンテンツクラウド認証連携ネットワーク 4

5 2. 背景 5

6 NII で運用しているクラウド教育クラウド edubase Cloud ( ) 研究クラウド gunnii + tinii ( ) アカデミックインタークラウド基盤 ( ) 6

7 (1) 教育クラウド 7

8 edubase Cloud とは研究教育のための実験演習環境の提供 1 専有性他への影響を恐れずのびのび実験 2 改変性基盤からアプリまですべてを改良可能外部クラウド 3 連携性他のクラウドとの連携 4 保存性学術コミュニティ内で環境を検索利活用 8

9 実践的情報教育での利用 9

10 (2) 研究クラウド 10

11 研究クラウド構築の背景幹部側の要求 : 投資対効果向上 ( より大きな研究成果 ) 研究者側の要求 : 研究効率アップ ( より早く, より簡単 ) リソース共有化による利用率向上運用集中化による効率化大規模研究環境構築の迅速化運用作業の軽減クラウドの導入により一挙解決!! いいえ, 次の課題があります物理マシン相当の安定的性能確保既存計算機リソースと接続 11

12 研究環境の現状 1 物理マシンクラスタ提供研究環境 -C 研究環境 -A 研究環境 -B 物理スイッチ物理マシン物理ストレージ物理スイッチ物理マシン物理ストレージ物理スイッチ物理マシン物理ストレージ 2 仮想マシンクラスタ提供研究環境 -A 研究環境 -B 研究環境 -C (VM : 仮想マシン ) VM VM VM VM VM VM VM VM VM IaaS 物理スイッチ物理マシン物理ストレージ 12

13 Cluster as a Service(CaaS) の導入 1. ソフトウェア構成設定機能物理マシンクラスタ -A 物理マシンクラスタ -B 物理マシンクラスタ -C 2. ソフトウェアインストール機能貸出 Cluster as a Service (CaaS) 返却 3. クラスタ構築機能 4. リソースプール管理物理サーバプール 13

14 研究クラウド - gunnii+tinii - 物理マシンも扱え, 既存資産を活用できるベアメタルクラウド - 既存クラスタ研究クラウド既存クラスタの VLAN_ID とクラウド内クラスタ ID をマッピンググニー (gunniii) っと伸縮貸出クラスタ共有 Object Store Service tinii 既存クラスタ -A クラウド内クラスタ -A 返却既存クラスタ -B クラウド内クラスタ -B 物理マシンプールあたかもプロジェクトセグメントにクラスタが追加されたごとくあたかも仮想マシンのごとく GUI/CLI でクラスタ構築 14

15 アカデミックインタークラウドの必要性現状課題海外アカデミッククラウド九州大学クラウド大阪大学クラウド北海道大学クラウド NII クラウドパブリッククラウド単一クラウドでは以下のような課題への対応が難しい. リソース容量不足法定停電時バックアップ災害時バックアップ大学毎のクラウド構築が進行パブリッククラウドの SINET 接続と利用大規模分散データ処理実時間分散データ分析処理クラウド連携による解決への期待アカデミックインタークラウド 15

16 3. アカデミックインタークラウド 16

17 アカデミックインタークラウド地域クラウド海外アカデミッククラウド九州クラウド北海道クラウド東北クラウド北陸クラウドインタークラウド基盤関西クラウド東海クラウド関東クラウド四国クラウドパブリッククラウド地域クラウドが普及インタークラウド基盤により連携 17

18 4. 国立情報学研究所におけるアカデミックインタークラウド構築事例 18

19 4-1. アカデミックインタークラウド基盤 19

20 オンデマンドクラウド構築でクラウド連携既存アプローチクラウド連携は, クラウド運用者が運用している異種のクラウドをネットワーク機能とそれに付随する Glue 機能によって結びつけることにより作りだしたリソースを使って実現する. サービス実行用クラスタ - α クラウド -A ハードウェア -1 サービス実行用クラスタ -β Network with Glue software クラウド -B ハードウェア -2 サービス実行用クラスタ -γ クラウド -A 運用者クラウド -B 運用者提案アプローチサービス実行用クラスタ - α サービス実行用クラスタ -β サービス実行用クラスタ - γ クラウド運用者とクラウド基盤を支えるハードウェアの運用者を分離する. クラウド -A クラウド -B クラウド -C クラウド連携は, 複数のハードウェア運用者から確保したリソースを SINET で繋ぎその上にクラウドを作りだすことで実現する. クラウド -A 運用者ハードウェア -1 ハードウェア -1 運用者クラウド -B 運用者 SINET クラウド -C 運用者ハードウェア -2 ハードウェア -2 運用者分離 20

21 アカデミックインタークラウド基盤 - アカデミックコミュニティクラウドの Hub - 大学クラウド大学側クラスタの VLAN_ID 等とクラウド内クラスタ ID をマッピングインタークラウド基盤 (compute) インタークラウド基盤内クラスタ -A インタークラウド基盤 (storage) 大学内クラスタ -A 大学内クラスタ -B 連携インタークラウド基盤内クラスタ-B 連携インタークラウド基盤内クラスタ-C 物理マシンプールインタークラウド Object Store Service colony 大学内クラスタ -C 大学内クラスタ -D あたかも大学側クラスタにクラスタが追加されたごとく連携インタークラウド基盤内クラスタ -D 物理マシンプールあたかも大学間が同一データ内で直結されるがごとくあたかもローカルと同一オブジェクトストアのごとく 21

22 利用例 : クラウドマイグレーション実験 OpenStack@ 研究クラウド ( 先 ) 仮想マシン , OpenStack@ 北大 ( 元 ) 仮想マシン , , 物理マシン L2VPN 接続 , 物理マシン DBs Proposals Objects colony volumes snapshots , 35,

23 4-2 Overlay Cloud 23

24 海運とクラウドコンテンツコンテナコンテナ管理システムコンテナ管理システム連携 1950s - 海運積荷コンテナコンテナ船港湾システム海運システム IT アプリケーション仮想サーバクラウドインタークラウド 2000s -? 24

25 海運とクラウドコンテンツコンテナコンテナ管理システムコンテナ管理システム連携 1950s - 海運積荷コンテナコンテナ船港湾システム海運システム IT アプリケーション仮想サーバクラウドインタークラウド 2000s -? 25

26 海運における Separation of Concerns Separation of Concerns 26

27 海運における Separation of Concerns Separation of Concerns New System Separation of Concerns

28 海運とクラウドコンテンツコンテナコンテナ管理システムコンテナ管理システム連携 1950s - 海運積荷コンテナコンテナ船港湾システム海運システム IT アプリケーション仮想サーバクラウドインタークラウド 2000s - コンテナ = VM? 28

29 コンテナ = Container Virtual Cloud Provider Cluster Cluster Cluster L2Tunnels New System L2Tunnels L2Tunnels BM BM VM VM VM VM VM VM Real Cloud Provider Real Cloud Provider Real Cloud Provider Real Cloud Provider BM: Bare-metal Machine / VM: Virtual Machine

30 Overlay cloud Applications Overlay Cloud Separation of Concerns New Cluster System Cluster Cluster L2Tunnels L2Tunnels L2Tunnels BM BM VM VM VM VM VM VM Separation of Concerns Real Cloud Provider Real Cloud Provider Real Cloud Provider Real Cloud Provider : docker, BM: Baremetal Machine, VM: Virtual Machine 30

31 アカデミックインタークラウド基盤ベアメタルクラウド技術によるインタークラウド実現 Bare-metal Servers Data Center- α Cloud-A Bare-metal L2 On demand connection Bare-metal On demand Academic Inter-Cloud (AIC) Cloud-B Bare-metal L2 Servers Connection Data Center- β SINET ( L2VPN on demand ) 31

32 Overlay Cloud コンテナ技術によるインタークラウド実現範囲拡大 Cloud-A Cloud-B Docker Virtual Servers Public Cloud- 1 Docker Docker Docker Docker Bare-metal L2 Servers Connection Data Center- α Bare-metal On demand L2 connection Bare-metal On demand Bare-metal Servers L2 Connection Docker Virtual Servers L2 Academic Inter-cloud Connection Infrastructure (AIC) Data Center- β Public Cloud- 2 SINET ( L2VPN on demand ) 32

Virtual Cloud Provider と Container Hub Virtual Cloud

Cluster Automatic High Availability Secure Location

Internet Virtual Cloud # other Console / Dashboard

Provider Container Manager AICN Academic Inter-Cloud

33 Virtual Cloud Provider と Container Hub Virtual Cloud # JAIRO Backup Site SINET Virtual Cloud # Mesos Cluster Automatic High Availability Secure Location Awareness Cost Effective Portability Simple / Easy Internet Virtual Cloud # other Console / Dashboard Administrator Resource Aggregator Virtual Cloud Provider Container Manager AICN Academic Inter-Cloud Hokudai Cloud CloudLab Public Cloud App Templ Image Container Hub 33

34 5. おわりに 34

35 まとめクラウド利用の第 3 の波が訪れている. ( 第 1 波 ) パブリッククラウドの出現 (AWS, ) ( 第 2 波 ) オープンクラウドの出現 (OpenStack, ) ( 第 3 波 ) コンテナエンジンの活用 (Docker, ) それらは共存し, インタークラウド形成する. Internet Web Cloud Computing 第 1 波第 2 波第 3 波 35

36 Thank you

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予備審査プレゼン education and research on open cloud 2013.3.12 国立情報学研究所 (NII) 横山重俊 1 本日の内容教育研究手段 1. クラウド上での教育 3. クラウド上での研究対象 2. クラウドに関する教育 4. クラウドに関する研究 2 はじめに 3 自己紹介国立情報学研究所 (NII) において, 教育クラウドと研究クラウドの運用を担当本日の内容