CloudStack Overview@OSC2012Fukuoka

CloudStack Overview

シトリックス・システムズ・ジャパン株式会社
システムズエンジニア島崎聡史
Twitter:@smzksts

早速ですが、本日のまとめ
•CloudStackは…
•IaaS構築＆管理用OSS
•日本語UIが良くできてる☺
•導入実績が豊富☺
•自宅で試せる☺
#osc12fk

クラウドの分類と主要なクラウド

そもそもクラウドとは？

• コンピュータ資源/環境の利用/提供形態のひとつ
•モノではなく"サービス"として
•ネットワークを介して利用/提供

User Cloud
Network

#osc12fk

クラウドサービスのタイプと主要なベンダー
• アプリケーションのサービス化

SaaS • Salesforce.com

• アプリケーションプラットフォームのサービス化

PaaS • Windows Azure Platform

• インフラのサービス化
IaaS • Amazon Web Services

#osc12fk

Apache CloudStackとは

• オープンソースのIaaS構築・管理ソフトウェア
• 元はCloud.com社の商用プロダクト
• Citrixが2011年7月にCloud.com社を
買収後、完全にオープンソース化
• Apache Software Foundationの
Incubator Projectとして
よりオープンな開発体制に移行
• 最新版：4.0.0-Incubatingを11月にリリース☺

http://incubator.apache.org/cloudstack/

#osc12fk

FAQ：サーバ仮想化と(企業内)IaaSの違いは？

• マルチハイパーバイザー
ᵒ 適材適所の選択が可能（コスト⇔機能・性能）
ᵒ ハイパーバイザーの違いによる操作の差異を無くす
• セルフサービス
ᵒ サーバ仮想化ソフトよりも簡単なユーザーインターフェース
ᵒ 管理者はサービスメニューやリソース割り当ての定義を行い、
操作はユーザーが自分で行う
• マルチテナント
ᵒ テナント(利用者)間のセキュリティを確保する仕組みを備える
ᵒ クラウドサービスに適したユーザー管理体系

Amazon のクラウドはどのように構築されているか

Amazon e-Commerce Platform

EC2 API

Amazon Proprietary Orchestration Software

Open Source Xen Hypervisor
Commodity
Networking Block Storage
Servers
#osc12fk

Citrixのクラウドソリューションで
Amazonスタイルのクラウド構築すると

Amazon eCommerce Platform
Citrix CloudPortal

EC2 API
Citrix CloudPlatform
Amazon Proprietary Orchestration Software
powerd by Apache CloudStack

XenServerXen Hypervisor
Open Source Hypervisor
(or vSphere, (Hyper-V,) KVM, OracleVM)
Networking Commodity
Block Storage
(NetScaler) Servers
#osc12fk

一般的なIaaS のアーキテクチャ
ユーザインターフェース開発者用API
(OSS/BSS,監視, ID管理 , その他)

管理者エンドユーザコンソール AWS互換 CloudStack Native
統合オペレーション

インテグレーション用 API

アベイラビリティとセキュリティーイメージ・ライブラリ
バックアップロードバランサー冗長化監視
アプリケーションカタログ

ダイナミック・ワークロード管理
カスタム・テンプレート

リソース管理オペレーティングシステム、ISOs
サーバストレージネットワーク

仮想化レイヤー

サーバーネットワークストレージ

#osc12fk

一般的なIaaS のアーキテクチャ
ユーザインターフェース開発者用API
(OSS/BSS,監視, ID管理 , その他)

Open
管理者エンドユーザコンソール Amazon カスタム
Stack
統合オペレーション

インテグレーション用 API

アベイラビリティとセキュリティーイメージ・ライブラリィ
ロードバラン
バックアップ冗長化監視
サー
アプリケーションカタログ

ダイナミック・ワークロード管理カスタム・テンプレート

リソース管理オペレーティングシステム、ISOs

サーバストレージネットワーク

仮想化レイヤー

サーバーネットワークストレージ

#osc12fk

CloudPlatformのインテグレーション

エンドユーザポータル

課金システム

ユーザディレクトリ

CRM

#osc12fk

パブリッククラウドとプライベートクラウド

• パブリッククラウド • プライベートクラウド
–サービスを利用 –システムを所有(オンプレミス)

–圧倒的なスケーラビリティ –自社システムの規模に依存
–何ができるかは事業者依存 –何ができるかは自社次第
–サービスの基盤は –サービスの基盤は
クラウド事業者による管理自社による管理
#osc12fk

(パブリック)クラウドによる企業内システムの変化

• 企業のシステムは所有から利用へ
• カスタマイズ費用の削減
• メンテナンスからの解放

サーバ統合/集約の延長線上

• 付加価値
• スケーラブル
• すぐに使える
• すぐに止められる
#osc12fk

パブリッククラウドの向き・不向き

• 外部には置けないデータの存在
•機密事項、個人情報
• 課金体系
•良くも悪くも従量
• サービスレベル
•XaaS部分はサービス事業者次第
•自社でコントロール可能なレイヤーでのカバーが必要

#osc12fk

クラウドのタイプによる管理範囲の違い
Private Cloud IaaS PaaS SaaS
Applications Applications Applications Applications

Data Data Data Data

Runtime Runtime Runtime Runtime

Middleware Middleware Middleware Middleware

Operating System Operating System Operating System Operating System

Virtualization Virtualization Virtualization Virtualization

Servers Servers Servers Servers

Storage Storage Storage Storage

Networking Networking Networking Networking

#osc12fk

パブリック＆プライベートクラウドから
ハイブリッドクラウドへ
• パブリッククラウド
• 前述の各種サービス
• マルチテナント
• サービスを「利用」

• プライベートクラウド
• クラウドライクなサーバ仮想化環境
• セルフサービス
• サービスを「所有」「構築」

• ハイブリッドクラウド
• パブリックとプライベートの互換/連携
#osc12fk

ハイブリッドクラウド
北海道大学情報基盤センター Broker
Cloud

Private Cloud Public Cloud

L2 Tunnel

#osc12fk

Apache CloudStackと

Apache CloudStackとCitrix CloudPlatform

• CitrixはApache CloudStackを
ベースとした商用製品である
Citrix CloudPlatformを提供
• ソフトウェア
• サポート
• Citrix XenServerのライセンスをバンドル

• FedoraとRHELの様な関係に
• CloudStackには新しい機能を
• CloudPlatformには安定性や
ビジネスユーザーから強い要望のある機能を
#osc12fk

「第5回クラウドランキング」
（日経コンピュータ2012年10月9日号掲載）

ベストブランドに選ばれました

Info-tech クラウド基盤ソフトウェアの評価
Citrix CloudPlatformが
最も高い評価を獲得
「Citrix CloudPlatformは、企業やサービス事業者
向けにとって、インフラ基盤上にクラウドを構築す
る際の最適な製品である。
また、様々なオプションを提供し、マルチハード
ウェア、マルチハイパーバイザーに対応できる。」
• CloudPlatformは多数の実績がある。
• Citrixは非常に強力なクラウド製品
ポートフォリオを持っている。
• 非常に使いやすいGUIだけでなく、
API、CLIも備えている。
• Amazon API 互換機能を提供している

#osc12fk http://www.infotech.com/research/ss/it-vendor-landscape-cloud-management

シトリックスクラウド製品ポートフォリオ

ハイブリッド
プライベートパブリック
CloudBridge クラウド
クラウドクラウド

NetScaler NetScaler ネットワークサービス

CloudPortal Business Manager ビジネスサポート

CloudPlatform
BUILD & OPERATE クラウド基盤
powered by Apache CloudStack
XenServer KVM, vSphere, OracleVM 仮想化基盤

Servers Network Storage 物理基盤

エコシステムパートナー製品、技術、サービス
Public Clouds

Business Portals Migration&Monitoring Application Mgmt.

y

Management&Security PaaS Automation

Compute Storage Network

Apache CloudStack &
Citrix CloudPlatformの特徴

CloudStackの特徴(1/2)
•リッチな多言語（英語、日本語、中国語）GUIが標準装備
–4.0.0-Incubatingではロシア語、フランス語、ポルトガル語も
•クラウドインフラに必要な機能を完備
– マルチテナント（ユーザー管理、NW分割）
– サービスオファリング（ITリソースのサービス化）
• 計算リソース
• メモリ
• ネットワーク機能（LB、VPN、Firewall等）
– スケーラブルなアーキテクチャ
– クラウドに適したネットワーク設計
実用的なIaaSクラウドの
•多数の導入実績迅速な提供
#osc12fk

CloudStackの特徴(2/2) 自宅で試せる！
•Multi Hypervisor Support •オープンソース
– KVM、XenServer、XCP – Apache License 2.0 (OSS)
– VMware vSphere – ソースコード@ASF Git Repos
– Oracle VM • https://git-wip-
us.apache.org/repos/asf?p=incubator-
•Guest OS Support cloudstack.git
– 関連プロジェクト@GitHub
– Windows, Linux
• https://github.com/cloudstack
•API Support •実装言語
– CloudStack API
– Java
– Amazon Web Services API 互換

#osc12fk
高いオープン性

サービスオファリング

• 仮想化したHWリソースを、
サービスメニューとして定義し、
利用者に提供
• コンピューティングオファリング
• CPU個数、クロック周波数
• ディスクオファリング
• 仮想マシンのディスク容量
• ネットワークオファリング
• Firewall, Load Balancer, VPNなど

#osc12fk

マルチテナント：ユーザー管理の単位

• Domain:
• 最も大きいグループ単位 User 1 User 2
• 複数のSub domainを含めることができる User N User N
• 例: プライベートクラウドとして利用する企業。
IaaS事業者が再販事業者に割り当てる単位 Account 1 Account 2

• Account: User 1 Project 1 User 2
• 独立したグループ単位
• 例: テナント（顧客企業）単位、もしくは社内組織 User N User N

Account N Account N
• User:
• もっとも小さい単位＝個人 Sub Domain 1 Sub Domain 2

• Project: Domain 1
• Accountを横断した、ユーザーのグループ
#osc12fk

ユーザーインターフェイス

CloudStackの
アーキテクチャと概念

ハイパーバイザーとの接続

CloudStackアーキテクチャ概要
管理サーバーセカンダリストレージ

クラスター

インスタンス

ホスト

プライマリストレージ
49
#osc12fk

CloudStackのコンポーネント
• CloudStack管理サーバー VM

ᵒ 管理機能やインスタンスのプロビジョニング機能の提供 Host
• ホスト VM

ᵒ インスタンス等の展開先となるハイパーバイザー。 Host

• プライマリストレージ Primary
ᵒ インスタンス用のストレージ Storage

• クラスター Cluster
ᵒ HostとPrimary Storageを組み合わせたグループ
Secondary
• ポッド Storage
Cluster
ᵒ n個のクラスタを含む、同一管理ネットワークの範囲
CloudStack Pod
• セカンダリストレージ
ᵒ テンプレートや、スナップショット、ISO用のストレージ
CloudStack Pod
• ゾーン
ᵒ ポッドやセカンダリストレージを組み合わせた Zone
最大の管理単位

拡張性に富む設計
ゾーン

VMOps Pod VMOps Pod
VMOps Pod CloudStack Pod
CloudStack Pod CloudStack Pod CloudStack Pod

構成例 – 小規模、検証環境
192.168.10.3 192.168.10.4

Management
Server
Primary Secondary
Storage Storage

NFS Server
Public IP
62.43.51.125 192.168.10.0/24

Internet
Layer-2
Router &
Switch
Firewall

Hosts 192.168.10.10 to 192.168.10.13
(Computing Nodes)

構成例 - 中規模、大規模環境

Layer-3 switches with firewall modules

Layer-2 switches

Hosts
(Computing Nodes)
Management
Server Cluster

NFS NFS NFS
Secondary Storage Primary Storage
Pod 1

Primary Storage

Pod 2
Secondary Primary
Storage Servers Storage Servers
NFS NFS NFS
Secondary Storage Primary Storage Primary Storage
40

ストレージ

• プライマリストレージ
• インスタンスのディスク Host

• クラスターごと必要なストレージ Host

• NFS, iSCSI, FC, Local が利用可能
Primary Storage
Cluster

• セカンダリストレージ Pod

• テンプレート、ISO、スナップショット
• Zoneごとに必要なストレージ
• NFS, OpenStack Swift が利用可能 Secondary Storage CloudStack
System VM
Zone
• システムVMにより管理 Template

#osc12fk

システムVMと仮想ルーター
一部の管理系の処理を行うために、自動展開されるVM
s-500-vm v-501-vm
• セカンダリストレージVM
• ZoneへのTemplateのアップロード
• Zone間でのTemplateのコピー
• Primary Storageへテンプレートのコピー
• Snapshotのセカンダリストレージへのコピー
• コンソールプロキシVM r-14-vm
• ブラウザ埋め込み型コンソールを提供
• ユーザーのブラウザをVNCのポートへ接続
• 仮想ルーター
• 基本モード: IPアドレスアサイン、DNSの設定
• 拡張モード: DHCP, Firewall, LB, VPNを提供

ネットワーク：用途に合わせた2つの構成方法
•基本モード •拡張モード
–VLAN不使用 –アカウントごとの仮想ルーター
–セキュリティグループ –VLANによるアイソレーション
（L3でのアイソレーション） –VPN, Load Balancing, Firewalls
※実体がホストのiptatalesによる分離のため
セキュリティグループは –NetScaler MPX, VPX and SDX
XenServerとKVMのみ有効

仮想ルーター

#osc12fk

CloudStackを試してみよう 

ポイント

• 最小で2台構成
•1台目：CloudStack管理サーバー兼 NFSストレージ
• CloudStack管理サーバー、MySQL、
NFS（プライマリストレージ、セカンダリストレージ）
•2台目：ホスト（ハイパーバイザー）
• CloudStack管理サーバーは物理/仮想マシンともに構成可能だが、
CloudStackによる管理対象のハイパーバイザーホスト上には
載せられない
※CloudStack管理対象になる際にホストがリフレッシュされるため

#osc12fk

日本語情報も充実☺

• http://support.citrix.com
• Productsの中から
CloudStackを選択
• 日本語ドキュメント
• Choose Language→[日本語]

• 活発なコミュニティ
• CloudStackユーザ会
http://cloudstack.jp
#osc12fk

もう少しだけ
DeepDiveするためのヒント

ログ

• 管理サーバー：/var/log/cloud/management ディレクトリ
ᵒ management-server.log
• CloudStack管理サーバーの動作
• ホストとの通信状態や、インスタンスの生成、仮想ルーターの設定など
ᵒ api-server.log
• GUI操作時に内部で実行されたAPIコマンドのログ

• ホスト（KVMの場合）/var/log/cloud/agent/
ᵒ agent.log
• 管理サーバーとの接続情報

グローバル設定
クラウド全体の詳細な挙動や制限値・しきい値の設定

グローバル設定の例
たとえば…

• ユーザーへの制限
ᵒ max.account.user.vms ：1アカウントが作成できるインスタンスの数
ᵒ max.account.networks ：1アカウントが作成できるネットワークの数
• クラウドの挙動に関する設定
ᵒ cluster.cpu.allocated.capacity.notificationthreshold
：クラスター内のCPUの空きが少ないとみなして、アラートを行うしきい値（％）。
ᵒ cluster.cpu.allocated.capacity.disablethreshold
：クラスター内のCPUの空きが少ないとみなして、
そのクラスターへのインスタンス割り当てを無効にするしきい値（％）。
ᵒ cpu.overprovisioning.factor ：CPUのオーバープロビジョニングの倍率
ᵒ storage.overprovisioning.factor ：プライマリストレージの
オーバープロビジョニングの倍率
ᵒ enable.ec2.api ：Amazon EC2 互換APIの有効化
• 他多数…（300個くらい？）

リソースタグ
物理リソースとの紐づけ

• ホストタグ、ストレージタグ
ᵒ インスタンスを特定のホスト上や
特定のストレージ上で動作させたい時
• 使用例…
ᵒ インスタンス on フラッシュストレージ
サービスを定義して顧客に提供
ᵒ インスタンス on SATAストレージで
低価格なサービスを定義

• ネットワークタグ
ᵒ 各種トラフィックをどの物理NICで通信させるか定義

Citrix NetScaler連携

• 機能追加モジュールとして利用（Basic Network）
• Static NAT、Elastic IP、Elastic Load Balancing

• 仮想ルーターの代替として（Advanced Network）
• Load Balancing

• VPX, MPX & SDX シリーズすべてに対応
• Protocols: TCP、UDP、HTTP
• アルゴリズム: ラウンドロビン、リーストコネクション、ランダム
• セッション管理: 送信元アドレス, COOKIE
• NetScaler VPX Expressというフリー版でも試せます（帯域制限あり）

CloudStackと連携可能な機能の一覧
Feature Virtual Router NetScaler Juniper SRX F5 BigIP
Remote Access VPN YES N/A YES N/A

Firewall YES N/A YES N/A

Source NAT YES N/A YES N/A

Static NAT YES YES YES N/A

Load Balancing YES YES N/A YES

Port Forwarding YES N/A YES N/A

Elastic IP N/A YES N/A N/A

Elastic LB N/A YES N/A N/A

DHCP/DNS/User Data YES N/A N/A N/A

ユーザー事例
～多様な活用パターン～

CloudStackの利用事例:世界中で100以上の本番環境

#osc12fk

IDCフロンティアクラウド（セルフタイプ）
パブリッククラウドサービスの事例

• 国内で初めてCloudStackとCloudPortalを
採用した商用クラウド
• リッチなインターフェースでポータルから仮想マシンや物理マシンの作成、
リソース監視、上限予算設定などの運用が可能
• クレジット決済でサインアップに5分、仮想マシンを5分で作成
• APIの公開により、クラウド管理サービスなどとも連携

• 日本品質SLA99.99%と東西マルチリージョン提供
• 仮想マシン稼働率、ネットワーク接続可用性の2つを保証
• 東日本（首都圏）・西日本（北九州）の複数拠点から提供地域の選択が可能＜予定＞

• 広域サーバー負荷分散
• NetScalerがもつGSLB（Global Server Load Balancing）の機能を使用し、クラウドおよびデータセン
ター間での負荷分散やバックアップサイトへの切り替えも可能

URL: http://www.idcf.jp/noah/
#osc12fk http://www.idcf.jp/pressrelease/2011/20110512001.html

北海道大学情報基盤センター
国内最大級のアカデミッククラウドの事例

• 全国の大学、研究機関の活動を支援する情報環境に
• ※平成23年11月よりサービス開始予定

• 日立のBladeSymphonyハイエンドモデル「BS2000」を採用
• 最新のIntel XeonプロセッサE7ファミリ、共有メモリ128GB、10GbEx2を有するスパコン並みの性能を有する演算ノ
ード114台から構成
• 全体として4000コア、40TFlops以上、500TBの大容量ストレージ

• 仮想化基盤ソフトウェア: Citrix XenServerを採用
• 管理運用コストの大幅な低減
• 消費電力 1/5 ～ 1/10程度まで削減

• クラウド管理ミドルウェア: CloudStackを採用
• ポータルから一元的にバーチャルマシンの申請、管理、運用を可能

• 提供サービス
• 仮想サーバー、クラスタシステム、コンテンツマネジメントシステム、アプリケーションサービス、オンラインストレ
ージサービス、ブログサービス等、研究者にとって必要となる各種サービスの提供
#osc12fk Source, http://www.hucc.hokudai.ac.jp/gakusai_info.html

NTTコミュニケーションズ
グローバルパブリッククラウドの事例
• 低価格なIaaSパブリッククラウド
• 月額上限料金つき、従量課金制
• 豊富なAPI
• Amazon互換を含む約150種類のAPI
• グローバルなパブリッククラウド
• 米データセンター (3/30)
• 日本データセンター (6月)
• 今後のロードマップ
• トラフィックやCPUの使用率を監視
• オートスケール
• CDN連携機能
• オブジェクトストレージベースのストレージ機能
#osc12fk

SCSK - netXCloud
ハイブリッドクラウドの事例
• CloudStackで構築したパブリッククラウドとプライベートクラウドアプライアンス(Cloud System
Enabler)を同時リリース。異なるCloudStack環境を一元的に管理。
• データセンター、オンプレミス連携などインテグレータならではのエンタープライズクラウドサービスを
提供。

CloudPortal ア
パブリッククラウド基盤サービスプ
リ
企業向け／リソース共用型ケ
ー
URL:http://www.netxcloud.jp/ シ
ョ
ン
・
“Cloud S E
ystem nabler ” デ
ー
タ
プライベートクラウドアプライアンス連
リソース専有型携
異なる環境をCloudPortalで
一元的に管理
#osc12fk

Zynga (世界最大級のゲーム会社）
ハイブリッドクラウドによるスケーラブルなWebシステム

• パブリッククラウドからハイブリッドクラウドへ
• 当初はAmazon EC2を使用
• 現在はプライベートクラウド（CloudStack+XenServer）と使い分け
• プライベートクラウドではリソース消費が予測可能なシステムを稼働
（リリースして時間がたっているゲームや、プロトタイプ）
• プライベートクラウドは2つのデータセンターで運用（東海岸、西海岸）
• パブリッククラウド（AWS）とプライベートクラウドの両方を
1つのクラウド管理ソフトウェアで管理
• コンセプトからわずか6カ月で運用開始
• 30,000以上の物理サーバーで運用
• 22分で100の仮想サーバーを展開可能

#osc12fk

SoftLayer - SoftLayer Private Clouds
完全プライベートなCloudStack環境の提供

• Amazon, Rackspaceに次ぐ米クラウドベンダー
• １つのCloudStack環境を1顧客が占有できるサービス

#osc12fk http://www.softlayer.com/privateclouds

まとめ
•CloudStackは…
•IaaS構築＆管理用OSS
•日本語UIが良くできてる☺
•導入実績が豊富☺
•自宅で試せる☺
#osc12fk

本資料について
• 本書に記載されている事柄は、予告なく変更されることがありますので、予めご了承ください。
• 本書は「無保証」で提供され、市場性、特定の目的に対する適合性、または第三者の権利を侵害しないこ
とを含むいかなる明示または暗示保証は一切付与されません。Citrix Systems, Inc. (以下「Citrix」といい
ます) は、本書に含まれる技術的または編集上の誤りと欠落について、また、本書の内容の実行および使用
に起因する直接的、付随的、二次的、およびその他のあらゆる損害について、Citrixがそのような損害の可
能性について事前に知らされていた場合でも、一切責任を負いません。
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他社製品は一切保証いたしません。
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• Copyright© 2012 Citrix Systems, Inc All rights reserved.

#osc12fk

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