OpenStack勉強会

OpenStack勉強会

～その時何が起こっているのか～

TIS株式会社
コーポレート本部
戦略技術センター

小原雄樹

目次

1.OpenStack概要
1. OpenStackとは
2. OpenStackの歴史
2.OpenStackの機能説明（デモ）
1. デモ環境の説明
2. 管理画面（Horizon）
3. 認証（Keystone）
4. イメージ管理（Glance）
5. コンピューティング機能（Nova）
6. ボリューム機能（Cinder）
7. ネットワーク機能（Quantum）
3.他サービスとの比較

勉強会の目的

目的

OpenStackのインスタンス操作に必要となる一連の動作をデモ環境で
実行しながら、内部でどういった機能を使って動作しているのかを広く
浅く理解する。

OpenStackとは

OpenStackとは

オープンソースのIaaS基盤です

OpenStackとは
XaaSについてのまとめ（Wikipedia[クラウドコンピューティング]より）

SaaS
インターネット経由のソフトウェアパッケージの提供。電子メール、グループウェア、CRMなど。セール
スフォース・ドットコムのSalesforce CRM、マイクロソフトのMicrosoft Online Services、Googleの
Google Appsがある。オープンソースのSaaS構築フレームワークとしてはLiferayがある。

PaaS
インターネット経由のアプリケーション実行用のプラットフォームの提供。仮想化されたアプリケーショ
ンサーバやデータベースなど。ユーザーが自分のアプリケーションを配置して運用できる。セールスフ
ォース・ドットコムのForce.comプラットフォーム、GoogleのGoogle App Engine、AppScale、マイクロ
ソフトのWindows Azure、Amazon.comのAmazon S3やAmazon DynamoDBやAmazon
SimpleDBなど。

HaaSまたはIaaS
インターネット経由のハードウェアやインフラの提供。サーバー仮想化やデスクトップ仮想化や共有デ
ィスクなど。ユーザーが自分でOSなどを含めてシステム導入・構築できる。Amazon.comのAmazon
EC2など。

OpenStackの歴史

OpenStackの構成概要図
AWSのS3相当

AWS Management
Consoleに相当

AWSのEC2相当

 機能毎にモジュール化されている
AWSのEBS相当  開発言語はpython

引用元：http://ken.pepple.info/

OpenStackの歴史
2010年に2つのオープンソースを組み合わせてプロジェクトがスタート
Swift
– Rackspace社が提供している商用クラウドサービス（CloudFiles）をオープンソース化したもの。オブジェクトストレージ機能
を提供する。
Nova
－ NASAがクラウド基盤開発のために独自開発したソフトウェア（Nebula）をオープンソース化したもの。クラウド基盤のコンピ
ューティング機能などを提供する。

Swift

Nova

2010

Oct 21 OpenStack first release (Austin)
この時点ではNovaとSwiftをOpenStackとして1つにパッケ
ージングしただけ


OpenStackの歴史

Glance Swift

Nova
2011

Feb 3 OpenStack (Bexar) release
イメージ管理（Glance）が登場することで初めてNovaと
Swiftが連携できるようになる

Apr 15 OpenStack (Cactus) release
Sep 22 OpenStack (Diablo) release
この辺からリリーススケジュールが半年に一回になる

OpenStackの歴史

Horizon

Glance Swift

2012

Nova Apr 5 OpenStack (Essex) release
統合認証（Keystone）と管理画面（Horizon）が登場

Sep 27 OpenStack (folsom) release
Novaからネットワーク機能（Quantum）とボリューム
Keystone 機能（Cinder）が分離

Apr 4 OpenStack (Grizzly) release予定


OpenStackの歴史

Horizon

quantum

Nova Glance Swift

2012

Apr 5 OpenStack (Essex) release
統合認証（Keystone）と管理画面（Horizon）が登場
cinder
Sep 27 OpenStack (folsom) release
Novaからネットワーク機能（Quantum）とボリューム
Keystone 機能（Cinder）が分離

Apr 4 OpenStack (Grizzly) release予定


2．OpenStackの機能説明（デモ）

環境
本日使用するデモ環境

 ハードウェア

項目値

CPU Xeon(R) E5405 (2GHz/12MB) x 1 (4 core)

メモリ 4GB

NIC 8port

ディスク 73GB x 2 (RAID1) （実効73GB）

外部ディスク 147GB x 5 (RAID5) （実効550GB）

 ホストOS： Ubuntu 12.04 LTS
 OpenStack導入方式： devstack

【注意点】
OpenStack All-in-one環境を構築する場合のサーバ推奨スペック

vCPU：1個以上
メモリ：2GB以上（OpenStack起動、インスタンス未起動状態で1GB超消費します）
ディスク：20GB以上（OS最小インストール＋OpenStackコンポーネントで10GB程度消費します）
NIC：1個以上

devstackとは
devstackとは

• OpenStackのインストール用スクリプト。
• OpenStack自体の導入を簡略化するためにOpenStackの開発者が開発している。

devstackの使い方

4ステップでOpenStack環境のできあがり！

1. # git clone http://github.com/openstack-dev/devstack.git
2. # cd devstack
3. 環境にあわせてlocalrcを作成する githubから最新の
devstackをとってくる
4. # ./stack.sh
devstack実行スクリプ
トをたたく

stack.sh初回実行時はOpenStack関連パッケージをネットワーク経由でダウンロー
ドしてくるため構築完了に30分～1時間程度かかる。（ネットワーク転送速度次第で
すが）
2回目以降は5～10分程度で完了。

devstackとは
devstackの主要なファイル

 stack.sh
devstackの構築用スクリプト本体。
既に構築済みの環境で実行すると全設定を削除して再構築される。
 unstack.sh
devstackを停止する場合に実行する。
 rejoin-stack.sh
devstack構築済みの環境で停止しているdevstackを再実行する場合に実行する。

 localrc
devstackの最初に読み込まれる。デフォルトの環境変数を変更したい場合にはこれに
記載する。
 local.sh
stack.shの一番最後に呼び出されるスクリプト。自前で実行したいコマンドがある場合
はこれに記載する。

 openrc
OpenStack操作時の環境変数をセットするための定義ファイル
# source openrc [username] [tenantname]

システム構成
devstack導入後のシステム構成
複数台構成する場合は時
刻同期必須。
ホスト

Dashboard
(Horizon)
Apache NTP

OpenStack各コンポーネン
トが情報置き場として利用
するデータベース。
Identity Image
(Keystone) (Glance) MySQL

AMQPのOSS実装。

Compute Block
Network ソフトウェア間の処理のや
(Nova) Storage RabbitMQ
(quantum) りとり（メッセージング）を仲
(Cinder)
介するものと思ってくださ
い。

QEMU Open vSwitch LVM

HW

システム構成

ホスト

Dashboard
(Horizon)
Apache NTP

Identity Image

コントローラ機能
Compute Block
Network
(quantum)
(Cinder)
下の機能のみ切り出して
構成したホストはコンピュ
QEMU Open vSwitch LVM ーティングノードと呼ばれ
たりする
HW

システム構成

ホスト

Dashboard
(Horizon) こんな風にノードの追加が
NTP 可能。
Apache （ネットワーク、ボリューム
機能も同様）

Identity Image

追加ホスト
Compute Block （コンピューティングノード）
Network
(quantum)
(Cinder) Compute
(Nova)

・・・
QEMU Open vSwitch LVM QEMU

HW HW

管理画面
ホスト

Dashboard
(Horizon)
Apache NTP

Identity Image

Compute Block
Network
(quantum)
(Cinder)


HW

管理画面
Dashboard (Horizon) : 管理画面の提供

【役割】
• 管理者、一般ユーザが利用する管理画面
の提供
【機能】
• GUIによる各種操作
• コンポーネントへのAPIアクセス

HTTP(S)

horizon

nova-api glance-api keystone-api cinder-api quantum-api

管理画面
horizon-demo 1) 管理画面の裏側

 HorizonはDjango（pythonで記述された
Webアプリケーションフレームワーク）で
作成されていて、apache上で動作してい
ます。

サーバ:80にきたアクセス
を全てdjango.wsgiに飛ば
している

Horizon用apache設定ファイル（/etc/apache2/sites-available/horizon）
<VirtualHost *:80>
WSGIScriptAlias / /opt/stack/horizon/openstack_dashboard/wsgi/django.wsgi
・
・
・

認証
ホスト

Dashboard
(Horizon)
Apache NTP

Identity Image

Compute Block
Network
(quantum)
(Cinder)


HW

認証
Identity Service (Keystone) : 統合認証基盤

【役割】認証処理フロー
• OpenStack各コンポーネントが利用する
統合認証機能の提供
client keystone-all
【機能】
• 認証および認可
1) 認証要求
• ユーザID／パスワードで認証を行い
トークンを発行する。 2) トークンの発行

• ユーザはトークンを利用して
3) テナント情報の要求
OpenStack各サービスにアクセスす
ることができる。 4) テナントリスト

OpenStack Identity API 5) エンドポイント情報の要求
（Horizon,コマンド等）ホスト上で起動する
デーモン。keystone 6) エンドポイントリスト
本体。
keystone-all
対応しているバッククライアントは指定されたエンドポイントにトー
エンド（プラグイン形クンを指定してアクセスすることで各
式で選択可能） OpenStackの操作をすることができるようにな
Backend KVS, SQL, PAM, る。
LDAPなど

参考：http://www.slideshare.net/h-saito/openstack-study9-josug

認証
keystone-demo 1) 認証処理

ユーザー名、パスワードを
入れてログインをクリックす
ると管理画面が表示される

認証
keystone-demo 1.a) 認証処理の裏側 - トークンの発行 -

client keystone-all  クライアントからkeystoneに対してユーザ
ID・パスワードで認証する。
1) 認証要求  認証が通るとトークンが発行される。

2) トークンの発行
トークン：keystoneに認証されたユーザに発行され
る許可証

コマンドでトークンを発行する
$ curl ¥
-X 'POST' ¥
-d '{"auth":{"passwordCredentials":{"username": "demo", "password":"password"}}}' ¥
-H 'Content-type: application/json' ¥
http://localhost:5000/v2.0/tokens
ユーザ名、パスワードをセットしてkeystone
のAPIに投げる

結果
{"access": {"token": {"expires": "2012-12-22T05:55:05Z", "id":
"a62be0784aee470d883ede36abcbd509"}, "serviceCatalog": {}, "user": {"username": "demo",
"roles_links": [], "id": "fc6e7accbdde47a8931d0ba772e1001d", "roles": [], "name":
"demo"}}}
発行されたトークン

認証
keystone-demo 1.b) 認証処理の裏側 - テナントの取得 -

client keystone-all  取得したトークンを使ってテナント情報を
要求する。
テナント（=プロジェクト）：ユーザが所属するグループ
4) テナントリスト

devstackにより作成されるユーザとテナント

tenant: admin

tenant: demo

user: admin user: demo

tenant:
invisible_to_ad
min

認証
keystone-demo 1.b) 認証処理の裏側 - テナントの取得 -

要求する。
4) テナントリスト

コマンドでテナントリストを取得する先ほど取得したトークンIDセッ
トしてリクエストを投げる
$ curl ¥
-H "X-Auth-Token: a62be0784aee470d883ede36abcbd509" ¥
http://localhost:5000/v2.0/tenants

結果
{ "tenants": [ { "description": null, "enabled": true, "id":
"596b667667d44abc8c834561eb9d3af5", "name": "demo" }, { "description": null, "enabled":
true, "id": "8664a5810ba540508c304dc5b9b6e133", "name": "invisible_to_admin" } ],
"tenants_links": [] }

所属しているテナントIDとテナント名
（demoユーザは、demoとinvisible_to_adminというテナントに所属
している）

認証
keystone-demo 1.c) 認証処理の裏側 - エンドポイントの取得 -

要求する。
5) エンドポイント情報の要求
エンドポイント：OpenStackの各コンポーネントにアク
6) エンドポイントリストセスするAPIのURL情報

horizon ここのURL

nova-api glance-api keystone-api cinder-api quantum-api

認証
keystone-demo 1.c) 認証処理の裏側 - エンドポイントの取得 -

要求する。
5) エンドポイント情報の要求
エンドポイント：OpenStackの各コンポーネントにアク
6) エンドポイントリストセスするAPIのURL情報

トークンIDとテナントセットし
てリクエストを投げる
コマンドでエンドポイントリストを取得する
$ curl -X 'POST' ¥
-d '{"auth":{"token":{"id": "a62be0784aee470d883ede36abcbd509"}, "tenantId":
"596b667667d44abc8c834561eb9d3af5"}}' ¥
-H "X-Auth-Token: a62be0784aee470d883ede36abcbd509" ¥
-H 'Content-type: application/json' ¥
http://localhost:5000/v2.0/tokens

結果
エンドポイントのリストとそこにアクセスする
{"access": {"token": {"expires": "2013-01-12T08:15:30Z", "id": ためのトークンが取得できる。
"8778b2cbc63640e9b7a181f194fcfeac",
（省略）
{"endpoints": [{"adminURL": "http://192.168.56.101:9696/", "region": "RegionOne",
（省略）

認証
keystone まとめ

 OpenStack各コンポーネントが認証基盤として利用している。
 認証したアカウントにトークンを発行する。
 キーワード
トークン：keystoneに認証されたユーザに発行される許可証


エンドポイント：OpenStackの各コンポーネントにアクセスするAPIのURL情報

その他まめ知識

 トークンの有効期限はデフォルトで1日もしくはユーザが削除されるまで。

イメージ管理
ホスト

Dashboard
(Horizon)
Apache NTP

Identity Image

Compute Block
Network
(quantum)
(Cinder)


HW

イメージ管理
Image Service (Glance) : インスタンスイメージの管理

【役割】
対応しているイメージ形式
• インスタンスイメージの管理
種類説明
【機能】 raw RAWイメージ
• イメージの追加・削除 iso ISOイメージ
vhd
各種仮想環境の仮想ディスクイメー
vmdk
OpenStack Image API ジ（Hyper-V、VMware、VirtualBox）
（Horizon,コマンド等） APIアクセスの待 vdi
受け
QEMUによってサポートされている
qcow2
イメージ形式
aki
keystone glance-api
ari Amazonのイメージ形式
イメージメタデー ami
タの管理

DB glance-registory 対応しているコンテナ形式
種類説明
ovf OVF形式
対応しているイメージストア
aki
Store （格納場所はプラグイン形式
で選択可能） ari Amazon形式
ファイルシステム, Swift, ami
RADOS block devices, コンテナやメタデータがない場
Amazon S3, HTTP bare
合

イメージ管理
glance-demo 1) イメージリストの取得

devstackは構築完了後初期状態で
cirrosというOSイメージが登録されて
いる。
有識者によるとubuntuの軽量版みた
いなものらしい。

イメージ管理
glance-demo 1) イメージリストの取得
登録されているイメージリストの取得
$ glance image-list 今管理画面に表示され
+--------------------------------------+---------------------------------+-------------+------------------+-----
ているのはこれ。
-------+--------+
| ID | Name | Disk Format | Container Format | Size
| Status |
+--------------------------------------+---------------------------------+-------------+------------------+-----
-------+--------+
| cf055b1d-a7f7-4a92-b2b8-df53f7bb06a3 | cirros-0.3.0-x86_64-uec | ami | ami |
25165824 | active |
| 87f37a8d-f121-4411-9e54-e9804e16a254 | cirros-0.3.0-x86_64-uec-kernel | aki | aki |
4731440 | active |
| 5c1bbfad-2d53-4e6f-adb8-5d2c48b7aed6 | cirros-0.3.0-x86_64-uec-ramdisk | ari | ari |
2254249 | active |
+--------------------------------------+---------------------------------+-------------+------------------+-----
-------+--------+

イメージ保存先（ファイルシステム）
$ ls -l /opt/stack/data/glance/images/
-rw-r----- 1 user user 2254249 12月 6 16:10 5c1bbfad-2d53-4e6f-adb8-5d2c48b7aed6
-rw-r----- 1 user user 4731440 12月 6 16:10 87f37a8d-f121-4411-9e54-e9804e16a254
-rw-r----- 1 user user 25165824 12月 6 16:11 cf055b1d-a7f7-4a92-b2b8-df53f7bb06a3

IDと同名でファイルが作
成されている。

イメージ管理
glanceまとめ

 OpenStackのインスタンスのイメージ管理を担当している。
 主要なイメージ形式（RAW,ISO,各種仮想マシンイメージ）に対応し
ている。


 イメージの登録はコマンドで実施する必要がある。管理画面からのイメージアップ
ロードは（まだ）できない。
※HTTP経由で利用可能なイメージのみ管理画面から登録可

 コマンドのオプション形式を他OpenStackコンポーネントと統一するために、
essex→folsomでオプションが大幅に変更されている。マニュアル通りにやってコ
マンドが通らないときは、helpでオプションを確認すべし。

コンピューティング機能
ホスト

Dashboard
(Horizon)
Apache NTP

Identity Image

Compute Block
Network
(quantum)
(Cinder)


HW

Compute (Nova) : コンピューティング機能

【役割】
• コンピューティングリソースの提供・管理
【機能】
• インスタンスの作成・削除、起動・停止
OpenStack Compute API
（Horizon,コマンド等）
APIアクセスの待
受け keystone

nova-api

DB
AMQP

インスタンス作成
ノードの管理
glance
nova- nova-
scheduler compute
quantum
Hypervisor
インスタンス作
成・起動・停止

この他にも nova-cert, nova-consoleauth といったデーモンが起動する。

nova-demo 1) インスタンスの作成
イメージの起動
をクリック

起動するイメージを
選択して、インスタン
ス名を入力

利用するネットワークに
チェックを入れて
「Launch」をクリック

完成！

nova-demo 1) インスタンスの作成の裏側

インスタンス作成フロー
1. API経由でリクエストを受け取る
2. インスタンスの作成＆起動命令をAMQPに投入 1

3. nova-schedulerがメッセージを受け取る nova-api
4. インスタンスの起動ホストを決定してAMQPに投入
2
5. nova-computeがメッセージを受け取る
6. quamtum経由でdhcpの設定（dnsmasq） AMQP
7. glance経由でイメージコピー 5
3 4 6
8. Hypervisorからインスタンス起動 quantum
nova- nova-
scheduler compute
glance
8 7
Hypervisor


novaから見えるインスタンス
$ nova list
+--------------------------------------+--------+--------+------------------+
| ID | Name | Status | Networks |
+--------------------------------------+--------+--------+------------------+
| 24207deb-8907-4eaa-bade-4b2782d1b7c0 | testvm | ACTIVE | net1=192.168.0.2 |
+--------------------------------------+--------+--------+------------------+

libvirtから見える仮想マシンイメージ
novaのインスタンスIDと
$ virsh list libvirtから見えるuuidは同じ
libvirtから見えるIDは同じ
Id Name State
----------------------------------
4 instance-00000001 running
$ virsh dumpxml instance-00000001
<domain type='qemu' id='1'>
<name>instance-00000001</name>
<uuid>24207deb-8907-4eaa-bade-4b2782d1b7c0</uuid>


インスタンス作成フロー
1. API経由でリクエストを受け取る
2. インスタンスの作成＆起動命令をAMQPに投入 1

3. nova-schedulerがメッセージを受け取る nova-api
4. インスタンスの起動ホストを決定してAMQPに投入
2
5. nova-computeがメッセージを受け取る
6. quamtum経由でdhcpの設定（dnsmasq） AMQP
7. glance経由でイメージコピー 5
3 4 6
8. Hypervisorからインスタンス起動 quantum
nova- nova-
scheduler compute
glance
8 7
ここをもうちょっと
Hypervisor
詳しく。

nova-demo 2) インスタンスのディスク構成

VMware ESX/ESXi

VM1 VM2

vm1.vmdk vm2.vmdk OS毎にディスク用のフ
ァイルが独立している

OpenStack

イメージファイルは共通
instance-00000001 instance-00000002 利用。更新データは各イ
ンスタンスのファイルに
更新用ファイル更新用ファイル記録される。
（qemuのbacking fileと
いう機能を使っている。）
glanceからコピーしてきたイメージファイル

nova-demo 2) インスタンスのディスク構成

glanceの保存イメージ
$ ls -l /opt/stack/data/glance/images/
total 31404
-rw-r----- 1 user user 2254249 12月 11 16:01 675b1da1-de4b-474e-91d4-2c1502895ec4
-rw-r----- 1 user user 25165824 12月 11 16:01 733979b4-78d5-4290-804d-48fd99a6b3a2
-rw-r----- 1 user user 4731440 12月 11 16:01 d59796ea-10ef-4ec8-8b3f-9b03a29198af

novaインスタンス用イメージ
$ ls -lR /opt/stack/data/nova/instances/
/opt/stack/data/nova/instances/: glance経由でコピーしてきた
total 8 イメージ
drwxrwxr-x 2 user libvirtd 4096 12月 11 16:53 _base
drwxrwxr-x 2 user libvirtd 4096 12月 11 16:53 instance-00000001

/opt/stack/data/nova/instances/_base:
total 31408
-rw-rw-r-- 1 user libvirtd 2254249 12月 11 16:53 675b1da1-de4b-474e-91d4-2c1502895ec4
-rw-rw-r-- 1 user libvirtd 4731440 12月 11 16:53 d59796ea-10ef-4ec8-8b3f-9b03a29198af
-rw-rw-r-- 1 libvirt-qemu kvm 25165824 12月 11 16:53 ff4afd2435d4ab51a6e62fe12d18ec7a89b32264

/opt/stack/data/nova/instances/instance-00000001:
total 13584
-rw-rw---- 1 libvirt-qemu kvm 16389 12月 11 16:53 console.log
-rw-r--r-- 1 libvirt-qemu kvm 7012352 12月 11 16:54 disk _baseとinstance-????????
-rw-rw-r-- 1 libvirt-qemu kvm 4731440 12月 11 16:53 kernel のセットで1つのインスタンス
-rw-rw-r-- 1 user libvirtd 1510 12月 11 16:53 libvirt.xml
-rw-rw-r-- 1 libvirt-qemu kvm 2254249 12月 11 16:53 ramdisk

nova-demo 3) インスタンスへのアクセス

初期状態では全ての通信が
遮断されているので、必要な
ポートを開ける

nova-demo 3) インスタンスへのアクセス

pingを許可

sshを許可

nova-demo 3) インスタンスへのアクセスの裏側

セキュリティ設定はホスト上
のiptablesで実現されている。

ホスト上のiptablesの設定
$ sudo iptables -L nova-compute-inst-1
Chain nova-compute-inst-14 (1 references)
target prot opt source destination
DROP all -- anywhere anywhere state INVALID
ACCEPT all -- anywhere anywhere state RELATED,ESTABLISHED
nova-compute-provider all -- anywhere anywhere
ACCEPT udp -- 192.168.0.1 anywhere udp spt:bootps dpt:bootpc
ACCEPT all -- 192.168.0.0/24 anywhere
ACCEPT icmp -- anywhere anywhere
ACCEPT tcp -- anywhere anywhere tcp dpt:ssh
nova-compute-sg-fallback all -- anywhere anywhere

nova-demo 3) スナップショット作成

スナップショットの作成
をクリック

スナップショット名を入
力して「スナップショット
の作成」をクリック

完成！

nova-demo 3) スナップショット作成の裏側


スナップショット作成フロー
1. API経由でリクエストを受け取りスナップショットの
nova-api
作成命令をAMQPに投入
1
2. nova-computeがインスタンスのスナップショット
を作成＆インスタンスイメージのコピー
AMQP
3. 1で作成したスナップショットの削除
3
4. 2でコピーしたイメージをglanceに登録
glance
nova- nova-
scheduler 2 compute
quantum
Hypervisor
4
qemuのイメージコピー機能を使ってい
る。
（イメージファイルをフルコピーしている。
VMwareで想像するスナップショットと
は違う）

nova-demo 3) スナップショット作成の裏側

新しいインスタンス用
のイメージとして扱わ
れる

novaまとめ

 インスタンスの作成・削除、スナップショットの作成を担当している。
 nova-schedulerがコントローラの役割、nova-computeがコンピュー
トノードの役割を実行している。


 auto scaleの機能はない。
 インスタンスが起動するホストはschedulerによって自動的に決定される。ホスト
指定はできない。
 novaホストのグループ（ゾーン）内に複数種類のハイパバイザーを混在すること
はできない。

ボリューム機能
ホスト

Dashboard
(Horizon)
Apache NTP

Identity Image

Compute Block
Network
(quantum)
(Cinder)


HW

Storage (Cinder) : ブロックストレージ機能

【役割】
• ブロックストレージの提供・管理
【機能】 OpenStack Storage API
• ボリュームの作成・削除（Horizon,コマンド等）

• ボリュームスナップショットの作成・削除

cinder-api keystone
受け

AMQP

ボリュームを払いストレージに対する各
cinder- cinder- 種操作
出すホストの決
定、管理 scheduler volume 対応しているストレー
ジはLVM, NFS等

DB storage

cinder-demo 1) devstack構築後のボリュームの状態

ボリューム提供用ファイルを作成
devstackではデフォルトでLVMの機能を利用してボリュームを提供する。
（stack-volume-backing-file）し、ブ
$ ls -l /opt/stack/data/ ロックデバイス（/dev/loop0）として利
total 5242916 用する。
drwxrwxr-x 3 user user 4096 12月 13 13:49 cinder
drwxr-xr-x 4 user user 4096 12月 13 14:06 dhcp
drwxrwxr-x 4 user user 4096 12月 13 14:05 glance
drwxrwxr-x 6 user user 4096 12月 13 14:05 nova
-rw-rw-r-- 1 user user 5379194880 12月 13 14:22 stack-volumes-backing-file

環境構築後のLVMの状態（VG）
$ sudo vgs
VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree cinderの作成したボリュ
localvol 1 2 0 wz--n- 67.74g 0 ームグループ
stack-volumes 1 0 0 wz--n- 5.01g 5.01g

環境構築後のLVMの状態（LV）
$ sudo lvs
LV VG Attr LSize Origin Snap% Move Log Copy% Convert
root localvol -wi-ao 65.88g
swap localvol -wi-ao 1.86g

cinder-demo 1) ボリュームの作成
「ボリュームの作成」
をクリック

「ボリューム名」「容量」を
入力して「ボリュームの作
成をクリック

完成！

cinder-demo 1) ボリュームの作成の裏側

VG
払い出した容量の分だけ
$ sudo vgs
Free領域が減っている。
VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree
localvol 1 2 0 wz--n- 67.74g 0
stack-volumes 1 1 0 wz--n- 5.01g 4.01g

LV
新しくLVが増えている。
$ sudo lvs これがcinderが払い出
LV VG Attr LSize した領域。
Origin Snap% Move Log Copy% Convert
volume-d47c3ee2-7d44-4b44-bdf7-109c705f5bd5 stack-volumes -wi-ao 1.00g

ちなみにcinderの管理しているIDはこちら。
LVM領域の名前は volume-<ID>となっていることがわ
かる。（命名規則はcinderの設定で変更可能）

$ cinder list
+--------------------------------------+-----------+--------------+------+-------------+----------+-------------+
| ID | Status | Display Name | Size | Volume Type | Bootable | Attached to |
+--------------------------------------+-----------+--------------+------+-------------+----------+-------------+
| d47c3ee2-7d44-4b44-bdf7-109c705f5bd5 | available | testvol | 1 | None | | |
+--------------------------------------+-----------+--------------+------+-------------+----------+-------------+

cinder-demo 2) ボリュームの接続
「ボリュームの接続」
をクリック

接続先のインスタンスと接
続デバイス名を入力して
「ボリュームの接続」をクリ
ック

完成

cinder-demo 2) ボリュームの接続の裏側

Hypervisorの機能を使
ハイパバイザーからみたボリュームの状態（# virsh edit instance-????????）ってデバイスを接続し
<domain type='qemu'> ている。
.
.（略）
.
<disk type='block' device='disk'>
<driver name='qemu' type='raw' cache='none'/>
<source dev='/dev/disk/by-path/ip-192.168.56.101:3260-iscsi-iqn.2010-10.org.openstack:volume-
d47c3ee2-7d44-4b44-bdf7-109c705f5bd5-lun-1'/>
<target dev='vdb' bus='virtio'/>
<serial>d47c3ee2-7d44-4b44-bdf7-109c705f5bd5</serial>
<address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x06' function='0x0'/>
</disk>
.
.（略）
.

cinder-demo 3) スナップショットの作成
「スナップショットの作
成」をクリック

スナップショット名を入力
して「ボリュームスナップ
ショットの作成」をクリック

完成

cinder-demo 3) スナップショットの作成の裏側

LVの状態
$ sudo lvs
LV VG Attr LSize Origin
Snap% Move Log Copy% Convert
_snapshot-839208c8-7e2c-46c4-abf7-d19c35319a1a stack-volumes swi-a- 1.00g volume-d47c3ee2-7d44-
4b44-bdf7-109c705f5bd5 0.00
volume-d47c3ee2-7d44-4b44-bdf7-109c705f5bd5 stack-volumes owi-ao 1.00g

LVMのsnapshot機能でス
ナップショットを作成してい
る。

cinderまとめ

 ブロックストレージの作成、削除、スナップショットの作成を担当して
いる。
 指定したデバイスから領域を切り出してインスタンスに接続する。


 cinderはnovaのソースコードを丸々コピーして、ボリューム関連以外のコードを削
除して作った。
 LVM,NFSどの種類のデバイスを利用してもインスタンスからはローカルディスク
として見える。
 ボリュームをcreateするときにホスト＆ボリュームを紐付けて管理しているため、
cinder-volumeが稼働しているサーバが障害でダウン → そのサーバで作成さ
れていたボリュームの消失となる。

ネットワーク機能
ホスト

Dashboard
(Horizon)
Apache NTP

Identity Image

Compute Block
Network
(quantum)
(Cinder)


HW

Quantum: ネットワーク機能

【役割】
• ネットワークリソースの提供・管理
【機能】
• 仮想ネットワークの追加・削除
OpenStack Network API
• インスタンスのIPアドレスの払い出し（Horizon,コマンド等）

受け quantum-
keystone
server

ネットワークプラグインの操
インスタンスIPアド AMQP 作。
レス払い出しとルー
対応しているプラグインは
ティング設定など
Open vSwitch, Linux
Bridge, OpenFlow 等。

quantum- quantum-l3- quantum-
dhcp-agent agent (plugin)-
agent

DB

quantum-demo 1) devstack構築後のネットワーク状態

devstackで構築するとデフォルトで
ext_netとnet1というネットワークが
作成される


eth0
ext_netはルータと
しての役割を持つ

ext_net

net1はdemoテナント用
のネットワーク。 net1
192.168.0.0/24のセグメ
ントが存在する

192.168.0.2
testvm

quantum-demo 2) ネットワークの作成

ネットワークの作成をク
リック

ネットワーク名を入力

セグメント情報、ゲート
完成！
ウェイを入力して
Createをクリック


eth0

新規にネットワーク
が作成される
ext_net

net1 testnet

192.168.0.2 この状態で作成したtestnet内でのインスタ
ンス間の通信はできる状態になるが、外部
testvm との通信はできない。
外部への通信を実現するには次ページの
作業が必要。

quantum上のルータのリスト
$ quantum router-list
+--------------------------------------+---------+--------------------------------------------------------+
| id | name | external_gateway_info |
+--------------------------------------+---------+--------------------------------------------------------+
| 5de02c83-4756-4241-a6c9-bfafa2c3dad7 | router1 | {"network_id": "126468b5-1850-45f9-853c-cb832c4fa183"} |
+--------------------------------------+---------+--------------------------------------------------------+

quantum上のサブネットのリスト
$ quantum subnet-list
+--------------------------------------+------------+----------------+---------------------------------------
-----------+
| id | name | cidr | allocation_pools
|
+--------------------------------------+------------+----------------+---------------------------------------
-----------+
| 292e57b4-2f0b-4fa0-9047-49cb4b7e3517 | testsubnet | 192.168.1.0/24 | {"start": "192.168.1.1", "end":
"192.168.1.253"} |
| 52d6960f-8e21-4aa9-941e-4bdbee1c0529 | | 10.103.2.0/24 | {"start": “10.103.2.1", "end":
"10.103.2.253"} |
| 916cb1dc-6244-4ba5-be88-e19e24643d09 | | 192.168.0.0/24 | {"start": "192.168.0.1", "end":
"192.168.0.253"} |
+--------------------------------------+------------+----------------+---------------------------------------
-----------+
quantumのルータに
testsubnet（testnetに作っ
$ quantum router-interface-add router1 testsubnet たセグメント）を接続
Added interface to router router1


eth0

これでtestnet内部から
ext_net 外部への通信ができ
るようになる。

net1 testnet

192.168.0.2
testvm

quantum-demo 3) floating ip の払い出し

floating ip (public ip)
• パブリックIPアドレス（AWSの
eth0 Elastic IP）
• インスタンスに関連付けることで
OpenStack外部からインスタンス
10.103.2.2
へのアクセスが可能になる
ext_net

net1 testnet

fixed ip (private ip)
192.168.0.2 • インスタンス作成時に割り当て
testvm られるプライベートIPアドレス
• OpenStack外部から疎通でき
ない


floating ip の払い出し
$ quantum floatingip-create ext_net
Created a new floatingip:
接続するfloating ipと
fixed ipのuuidを確認
する。
fixed ip の確認
$ quantum port-list
+--------------------------------------+------+-------------------+----------------------------------------
----------------------------------------------+
| id | name | mac_address | fixed_ips
|
+--------------------------------------+------+-------------------+----------------------------------------
----------------------------------------------+
| 005f1846-bccc-4a16-a8e7-72214397fafe | | fa:16:3e:08:c7:dc | {"subnet_id": "52d6960f-8e21-4aa9-941e-
4bdbee1c0529", "ip_address": “10.103.2.2"} |
| 398855fd-d2c5-47a8-8f4e-b7dc38736470 | | fa:16:3e:f4:93:2c | {"subnet_id": "916cb1dc-6244-4ba5-be88-
e19e24643d09", "ip_address": "192.168.0.2"} |
（中略）

floating ip と fixed ip の紐付け
$ quantum floatingip-associate 005f1846-bccc-4a16-a8e7-72214397fafe 398855fd-d2c5-47a8-8f4e-b7dc38736470
Associated floatingip 005f1846-bccc-4a16-a8e7-72214397fafe


eth0

10.103.2.2
ext_net

net1 testnet

floatingip-associateで内部の
fixedipと紐付けを行なっている。
192.168.0.2
testvm どういう技術でこれを実現している
が、どういう技術でこれを実現して
のかまで追っかけられていません。
いるのかまで追っかけられていま
（誰か分かった人は教えてくださ
せん。（誰か知っている人は教えて
い。）
ください。）

quantumまとめ

 OpenStack内の仮想ネットワーク全般（L2,L3）を担当している。


 テナントをまたいだネットワークは作成できない。
 folsomから新規に追加された機能で比較的新しいため、他コンポーネントとの連
携がいまいちなところがある。（管理画面からfloatingIPの払い出しができないと
か。）
 セキュリティグループの機能は今後nova→quantumに移る予定
 LBの機能はない。別プロジェクト（Atlus-LB）にて開発中

3．他サービスとの比較

OpenStackと関連する業界のお話

IaaS基盤比較

ここに使う場合に、
パブリックどれを使えばい
い？
クラウド

プライベート
クラウド
大手企業がIaaS基盤をつかって
サービスプロバイダとして構築

HP, Dell（OpenStack）
IDCフロンティア、NTTコミュニケ
ーションズ（CloudStack）

IaaS基盤比較
OSSのIaaS基盤

IaaS基盤比較

（http://incubator.apache.org/cloudstack/）
• Cloud.com社が開発したクラウド基盤をCitrixが買収しOSS化してApacheに寄贈
したもの。
• CitrixはCloudPlatformとしてサポートを提供。

OpenStackと比較したCloudStackの強み・弱み

• （本勉強会でお見せしたOpenStackの管理画面とは比べ物にならない）充実した
Webインターフェースを実装しており、操作が楽。
• 商用サービスを提供するための機能が充実しており、LB、HAの機能を搭載して
いる。オブジェクトストレージ（S3）に相当する機能はない。
• 独自APIだがAWS互換APIも利用可能。（CloudBridge）
• 商用導入実績多数。

IaaS基盤比較

（http://www.eucalyptus.com/）
• Eucalyptus Systems, Inc.が開発。OSS版と商用版あり。
• Amazon EC2／S3とのAPI互換のプライベートクラウドを簡単に構築できるように
するのが目標。

OpenStackと比較したEucalyptusの強み・弱み

• 開発当初からEC2/S3互換APIを実装している。Amazonとも提携しAPI対応の拡
充を表明しており、AWSとの親和性が高い。（EC2,S3,EBS,IAM等の互換APIを
提供）
• クラウド構築基盤としては古参であり、プライベートクラウドとしての導入実績多数。
• 機能的にできることはOpenStackと大差ない。
• OpenStack、CloudStackの話題に隠れてしまい、いまいち盛り上がっている感じ
がしない。

IaaS基盤比較
2つのOSSクラウド基盤と比較した時のOpenStackの優位性は？

コミュニティが活発である

出典：http://www.cloud-watch.net/

IaaS基盤比較
2つのOSSクラウド基盤と比較した時のOpenStackの優位性は？

コミュニティが活発である

機能的な面ではCloudStackの方が優位、AWS互換という点では
Eucalyptusの方が優位。。。ユーザとしての利用を考えるとまだ発展
途中のOpenStackを選択する強い理由は今のところ見当たらないとい
うのがホンネ。

参加企業が多く開発コミュニティが活発なので、今後化ける可能性は
大いにあると思います。

IaaS基盤比較

尐し話を広げて

IaaS基盤比較

パブリック
クラウド

全部パブリック使え
ばいいじゃない？

IaaS基盤比較
OSSのIaaS基盤と商用クラウドサービスの違いは？

IaaS基盤比較
OSSのIaaS基盤と商用クラウドサービスの違いは？

OSSはIaaS機能に限定。

商用クラウドサービスは、IaaS/PaaS
といった垣根を超えて幅広くサービス
を提供するようにシフト。（Google,
Microsoftも同様）

OSS IaaS基盤が
提供している機能
はこの辺。

IaaS基盤比較

パブリッククラウドが本格普及したらOSSのIaaS基盤って必要なくなる
んじゃ・・・

いや、そんなことはない。

 パブリッククラウドから移行したい
 パブリッククラウドで提供されていないサービスを利用したい
 カスタム性の高いクラウドを利用したい

こんなニーズがある。

IaaS基盤比較

クラウド環境を自社内に構築した
いという企業にとってはOSSの
IaaS基盤は有力な選択肢になる

パブリック
クラウド

IaaS基盤比較

もう尐し話を広げて

IaaS基盤比較

クラウドだらけ。。。
クラウド間の互換性
はどうなる？

IaaS基盤比較

異種クラウド間アプ
リケーションの移行
ができる

異種クラウド間を統一
管理できる（マルチクラ
ウド運用管理ソフト）

IaaS基盤比較

複数のクラウドのAPIを抽象化
して共通APIで操作できるよう
にする

Redhat: DeltaCloud

Citrix: OpenCloud
クラウド共通APIを作
る

IaaS基盤比較

まとめ

 OpenStackは現時点では話題先行で実力が伴ってない
感がある。今後の成長に期待。
 OSSのIaaS基盤という括りでは、パブリッククラウドが普
及してもプライベートクラウド環境としての需要はあり。
 ただし、クラウド業界自体が過渡期であるため今後何が
残っていくのかは注視する必要あり。

ネットワーク機能（補足）
ホスト

Dashboard
(Horizon)
Apache NTP

Identity Image

Compute Block
Network
(quantum)
(Cinder)


HW

quantum-demo 0) 操作をする前に用語説明

Network Namaspace

• 仮想ネットワーク機能。1つのホスト内に独立したネットワーク空間を構築できる。
• Ubunbu12.04、Fedora16以降で利用可能。RHEL6.4以降で対応予定？

利用方法
# ip netns

Open vSwitch

• 仮想スイッチ機能
• Ubuntu12.04は利用可能。RHEL6.3未対応

管理系コマンド
# ovs-vsctl


devstackで構築するとデフォルトで
ext_netとnet1というネットワークが
作成される


openvswitchの機能を利
用して、br-exとbr-intとい
う仮想スイッチと各ポート
が作られる

tapX

qg-X qr-X

eth0 br-ex br-int


net1

qdhcp-X

ext_net
192.168.0.1
qrouter-X tapX

192.168.0.254
qg-X qr-X
10.103.2.1
eth0 br-ex br-int

ネットワークネームスペースの機能で
qrouter-x(ext_net)とqdhcp-X(net1)の仮
想ネットワーク空間が作られる。

ext_netはルータとしての役割をもつ。
net1は192.168.0.1のセグメント。


net1

qdhcp-X

ext_net
192.168.0.1
qrouter-X tapX

192.168.0.254
qg-X qr-X qvoX VM1
192.168.0.2
10.103.2.1
eth0 br-ex br-int

インスタンスを作成すると
qvoXというポートが作成さ
れてインスタンスに紐付け
られる。


ネットワークの作成をク
リック

ネットワーク名を入力

セグメント情報、ゲート
完成！
ウェイを入力して
Createをクリック


net1

qdhcp-X

ext_net
192.168.0.1
qrouter-X tapX

192.168.0.254
qg-X qr-X qvoX VM1
192.168.0.2
10.103.2.1
eth0 br-ex br-int

新規にqdhcp-Y（testnet） 192.168.1.1
というネットワーク空間が tapX
作成される。

この状態で作成したtestnet内でのインスタ
ンス間の通信はできる状態になるが、外部
との通信はできない。 qdhcp-Y
外部への通信を実現するには次ページの
作業が必要。 testnet

quantum上のルータのリスト
$ quantum router-list
+--------------------------------------+---------+--------------------------------------------------------+
| id | name | external_gateway_info |
+--------------------------------------+---------+--------------------------------------------------------+
| 5de02c83-4756-4241-a6c9-bfafa2c3dad7 | router1 | {"network_id": "126468b5-1850-45f9-853c-cb832c4fa183"} |
+--------------------------------------+---------+--------------------------------------------------------+

quantum上のサブネットのリスト
$ quantum subnet-list
+--------------------------------------+------------+----------------+---------------------------------------
-----------+
| id | name | cidr | allocation_pools
|
+--------------------------------------+------------+----------------+---------------------------------------
-----------+
| 292e57b4-2f0b-4fa0-9047-49cb4b7e3517 | testsubnet | 192.168.1.0/24 | {"start": "192.168.1.1", "end":
"192.168.1.253"} |
| 52d6960f-8e21-4aa9-941e-4bdbee1c0529 | | 10.103.2.0/24 | {"start": "10.103.2.1", "end":
"10.103.2.253"} |
| 916cb1dc-6244-4ba5-be88-e19e24643d09 | | 192.168.0.0/24 | {"start": "192.168.0.1", "end":
"192.168.0.253"} |
+--------------------------------------+------------+----------------+---------------------------------------
-----------+
quantumのルータに
$ quantum router-interface-add router1 testsubnet testnetを接続
Added interface to router router1


net1

qdhcp-X

ext_net
192.168.0.1
qrouter-X tapX

192.168.0.254
qg-X qr-X qvoX VM1
192.168.0.2
10.103.2.1
eth0 br-ex br-int

192.168.1.254 192.168.1.1
qr-X tapX

testnet通信用のポート作
成＆ルーティングが設定
qdhcp-Y
される。
testnet


floating ip の払い出し
$ quantum floatingip-create ext_net
Created a new floatingip:
接続するfloating ipと
fixed ipのuuidを確認
する。
fixed ip の確認
$ quantum port-list
+--------------------------------------+------+-------------------+----------------------------------------
----------------------------------------------+
| id | name | mac_address | fixed_ips
|
+--------------------------------------+------+-------------------+----------------------------------------
----------------------------------------------+
| 005f1846-bccc-4a16-a8e7-72214397fafe | | fa:16:3e:08:c7:dc | {"subnet_id": "52d6960f-8e21-4aa9-941e-
4bdbee1c0529", "ip_address": “10.103.2.2"} |
| 398855fd-d2c5-47a8-8f4e-b7dc38736470 | | fa:16:3e:f4:93:2c | {"subnet_id": "916cb1dc-6244-4ba5-be88-
e19e24643d09", "ip_address": "192.168.0.2"} |
（中略）

floating ip と fixed ip の紐付け
$ quantum floatingip-associate 005f1846-bccc-4a16-a8e7-72214397fafe 398855fd-d2c5-47a8-8f4e-b7dc38736470
Associated floatingip 005f1846-bccc-4a16-a8e7-72214397fafe


net1

qdhcp-X

ext_net
192.168.0.1
qrouter-X tapX

192.168.0.254
qg-X qr-X qvoX VM1
192.168.0.2
10.103.2.1
eth0 br-ex 10.103.2.2 br-int

192.168.100.254 192.168.100.1
qr-X tapX
floatingip-createでqg-Xに新規にVIPが
作成される。（10.103.2.2）
floatingip-associateで内部のfixedipと紐
付けを行なっている。

が、どういう技術でこれを実現しているの
qdhcp-Y
かまで追っかけられていません。（誰か
知っている人は教えてください。）
わかった人は教えてください。）
testnet

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