クラウドネイティブなサーバー仮想化基盤 - OpenShift Virtualization.pdf
- 2. 全てのアプリケーションはコンテナ化すべきなのか？ (1/2) 2 ● アプリケーションの特性によりコンテナ化し易いワークロードとそうでないワークロードが存在します。 ○ ステートレス（データを持たない） ■ 最もコンテナ化し易い ○ ステートフル（データを持つ） ■ PVやStatefulSetなどk8sの仕組みを利用可能。DBに関してはOperatorとして実装。 ○ Windowsアプリ ■ Windowsコンテナは存在するが一般的ではない。 ○ コンテナ未対応のパッケージソフトウェア ■ コンテナに対応するかはベンダー依存。 ステートレス アプリケーション Windows アプリケーション コンテナ未対応の パッケージ ソフトウェア 複雑なステートフル アプリケーション （例. データベース） 単純なステートフル アプリケーション コンテナ化 し易い コンテナ化 しづらい
- 3. 全てのアプリケーションはコンテナ化すべきなのか？ (2/2) 3 ● アプリケーションの特性以外に、対象のシステムに対してどれだけ投資が可能か、がコンテナ化を判断する上では重要な要素 となります。 ○ 例えば、Windowsで動作するJavaアプリであっても、ビジネス戦略上重要であり、高頻度な機能追加が必要であれば、 OSをLinux化しコンテナ化するということは投資として考えられる。 ○ 一方で戦略上追加の投資が難しく、既存のコードに手を加えることが難しければ、現在の状態をなるべく変えず仮想マシ ンで動作するアプリとして保守し続けることが正しい場合もある。 ステートレス アプリケーション Windows アプリケーション 複雑なステートフル アプリケーション （例. データベース） 単純なステートフル アプリケーション 動作環境をLinuxに変えコ ンテナ化 Operatorを利用 アプリをリアーキテクトしス テートレス化 対象システムの状況によりアプリに変更を 加える判断が妥当かは変わる
- 5. 仮想マシンをどのように管理すべきか？ 5 これまでの仮想マシン管理 HW HW HW HyperVisor VM VM VM VM VM Container Orchestration コンテナ基盤 仮想化 基盤 以前は仮想化基盤とコンテナ基盤を別々のプラットフォームとし て管理する必要があった Cloud Nativeな仮想マシン管理 HW HW HW Container Orchestration Cloud Nativeな仮想化ではコンテナ基盤の中で仮想マシンも 管理することが可能に => 管理の一元化 VM VM コンテナ基盤
- 6. OpenShift Virtualization 6 ● OpenShift が標準で提供するサーバー仮想化機能 ○ Linux 仮想化機能KVM に基づくサーバー仮想化 ○ コンテナ内で実行、コンテナで管理 ○ Linux, Windows 仮想マシンをサポート ● Kubernetes の作法で VM を作成 ○ ポリシーに基づくスケジューリング ○ 宣言的なデプロイ ● OpenShift のリソース／サービスとの統合 ○ コンピュート: Pod, Project ■ CPU / メモリの割当、名前空間 ○ ネットワーク: Service, Route ■ クラスタ内部の仮想ネットワーク、外部ネットワーク接続 ○ ストレージ: Persistent Volume, Storage Class ■ 永続ボリューム ○ 運用管理系／開発系サービス ■ メトリクス監視 / ログ管理、発報、バックアップ / リストア、アプリ死活監視 (Probe) ■ CI/CD パイプライン、GitOps Virtual Machine Red Hat OpenShift OpenShift Virtualization
- 7. KubeVirt 7 Kubernetes上で仮想マシンを動かすことを目的としたオープンソースプロジェクト ● 2016年にRed Hatがプロジェクトを スタート ● 2017年初にOSSとして公開 ● 2019年にCNCFプロジェクトの一部に ● 2023年7月にversion1.0をリリース The v1.0 release signifies the incredible growth that the community has gone through in the past six years from an idea to a production-ready Virtual Machine Management solution. The next stage with v1.0 is the additional focus on maintaining APIs while continuing to grow the project. This has led KubeVirt to adopt community practices from Kubernetes in key parts of the project. v1.0のリリースは、過去6年間にコミュニティがアイデアから 本番稼動可能な仮想マシン管理ソリューションまで、信じられないほどの成 長を遂げたことを意味します。 v1.0の次の段階は、APIを維持しながらプロジェクトを継続的に成長させる ことにさらに重点を置くことです。 KubeVirtはプロジェクトの鍵となる箇所に おいて、Kubernetesのコミュニティ・プラクティスを採用していきます。 What does v1.0 mean to the community? KubeVirtのコミュニティブログより
- 8. Linux User Land KVM : Kernel-based Virtual Machine 8 ● Linux カーネルが持つ仮想化機能 ○ Kernel Land で稼働するカーネルモジュール ● KVM + QEMU + libvirt のスタックで仮想化 ○ QEMU ■ 仮想マシンのハードウェアエミュレーションを提供 ■ User Land で Linux プロセス (qemu-kvm) として稼働 ○ libvirt ■ 仮想マシンの管理レイヤーを提供 ■ User Land で Linux プロセス (libvirtd) として稼働 ● Red Hat Enterprise Linux Kernel のコアコンポーネント ○ 10 年以上にわたって本番利用されている実績 ■ Red Hat Enterprise Linux ■ Red Hat Virtualization ■ Red Hat OpenStack Platform の全てで KVM + QEMU + libvirt を使用 Hardware Linux Kernel Land KVM QEMU libvirt VM QEMU libvirt VM QEMU libvirt VM
- 9. OpenShift OpenShift Virtualization での実装 9 Hardware RHCOS Kernel Land KVM QEMU libvirt VM Project (Namespace) QEMU libvirt VM QEMU libvirt VM ● KVM は RHCOS の Kernel Land で実行し、OpenShift 上の仮想マ シンで共有される。 ● QEMU + libvirt は OpenShift の Project 内でコンテナ(Pod) の形 で実行される ○ virt-launcher Pod ■ qemu-kvm と libvirtd が一つのコンテナに同梱 ■ 1 つの VM に対して 1 つの virt-launcher Pod が対応 ■ “コンテナ化された仮想マシン” ○ virt-laucher Pod に CPU/RAM、ネットワーク、ストレージなどのリソー スを割り当てる ○ Project 内に複数の VM を作ることも可能 ● “Virtual Machine” カスタムリソースでVM を作成する ○ virt-launcher Pod を作るのではない
- 10. 仮想マシンの管理 10 ● VMの作成、更新、削除はGUI (OpenShift Web コンソール)、または CLI (oc コマンド) で実行 ● さらに OpenShift Virtualization の VM 操作 に特化した、virtctl CLI も使用可能
- 11. VM の作成方法 11 ● いくつかの作成方法があり、全てサポート ○ テンプレートからクローン ○ 既存の OS ディスク (DataVolume) からの Import ○ 事前に CPU/RAM の割り当てを定義したインスタンスタ イプから ○ YAML ファイル
- 12. VM テンプレート 12 ● ユーザが最も簡単にVM を作成できる方法 ● いくつかのOS はデフォルトで提供される ○ Red Hat Enterprise Linux, Fedora Linux, CentOS ○ Windows Server ○ 管理者がカスタムテンプレートを作ることも可能 ● テンプレートで定義する情報 ○ CPUとメモリ ○ ネットワーク構成 ○ ストレージ構成 ○ その他 ■ デフォルトユーザのパスワードなど ● 定義済みの情報はVM 作成時にカスタマイズ可能
- 13. VM の管理 - Overview 13 ● 様々な VM の設定情報 ○ CPU / メモリ、ネットワーク、ディスク ○ OS、IP アドレス、ホスト名など ● CPU / メモリ、ネットワーク、ディスクの使用率表示 ● Pod、スケジューリング、リソースに関するイベントの表示
- 14. VM の管理 - Actions 14 ● VMのライフサイクルを制御する操作 ● アクションメニュー ○ Start / Stop / Restart / Pause ○ Live Migration ○ Clone ○ Edit labels / annotations ○ Delete
- 15. VM の管理 - Console 15 ● ブラウザベースのコンソールアクセス ○ グラフィカル ○ シリアルコンソール ● virtctl CLI を使ったコンソールアクセスも可能 ○ virtctl console vmname ○ virtctl vnc vmname
- 16. VM の管理 - Configuration 16 ● VM の構成変更 ○ NIC の追加 / 編集 / 削除 ○ 仮想ディスクの追加 / 編集 / 削除 ○ スケジュールポリシー ○ 環境情報 (Secret, ConfigMap など) ● VM 無停止の変更反映(Hot-plug) は今後サポート予定
- 17. VM の管理 - Metrics 17 ● VM ごとのメトリクス情報 ○ CPU / メモリ 使用量 ○ ネットワーク In / Out スループット ○ ストレージ IOPS / スループット, Read / Write ○ ライブマイグレーション
- 18. 詳細なメトリクス 18 ● VM のメトリクスはOpenShift 標準のメトリクスサービス (OpenShift Monitoring) で収集 ● VM 単位で収集/ 閲覧可能なメトリクスの例 ○ Active memory ○ Active CPU time ○ Network in/out errors, packets, and bytes ○ Storage R/W IOPS, latency, and throughput ● カスタムのダッシュボードを作成可能
- 19. サポートするゲストOS 19 ● Red Hat Certified ゲスト OS ○ Red Hat Enterprise Linux ■ RHEL 6, 7, 8, 9 ○ Microsoft Windows ■ Windows 10, 11 ■ Windows Server 2012R2, 2016, 2019, 2022 ● その他のゲストOS についてはThird-Party Software Support Policy に沿ってサポート提供
- 20. VMの移行 - Migration Toolkit for Virtualization (MTV) 20 ● 様々なプラットフォームで稼働するVM を OpenShift Virtualization 上に移行するツール ○ OpenShift 上でインストールして実行 ● 移行元として選択できるProvider ○ VMware vSphere ○ Red Hat Virtualization ○ OpenStack ○ Open Virtual Appliances（OVA） ○ OpenShift Virtualization ● 移行元と移行先(=OpenShift Virt) で、ネットワークとスト レージのマッピングを行う ● 2種類の Migration タイプから選択 ○ Cold Migration ○ Warm Migration
- 21. OpenShift で仮想マシンを動かすことのメリット 21 クラウドのような体験で生産性を高める ● ネイティブなマルチテナンシーを活用したセルフサービスの実現 ● 人手を廃し徹底的な自動化による短時間での仮想マシン作成 仮想マシンとコンテナの統一で効率を上げる ● 同じ管理インターフェース（GUI, CLI, API）を使った管理手法の統一 ● インフラリソース（コンピュート, ネットワーク, ストレージ）の統一 様々な側面からのコスト抑制アプローチ ● 割安なサブスクリプション体系、無制限の Red Hat Enterprise Linux VM ● 標準で利用できる、運用管理およびアプリ開発を助けるサービス
- 22. Copyright © 2024 Red Hat K.K. All Rights Reserved. ユーザー事例 「伝統的でミッションクリティカルなシステム」と「アジリティが求められるモダンなアプリケーション」の両立を Red Hat OpenShift で実現 イスラエル国防軍 従来は仮想マシンの上でコンテナ化されたデータ処理サービスを提供していました。新しいプライベートクラウドとして OpenShift を採用し、仮想マシンとコンテナの両方を並列で実行することで、レガシーシステムをリファクタリングすることなく、 Kubernetes ベースの一貫した API を備えた統合プラットフォームに移行しました。 アメリカ海洋大気庁 米国内の気象観測データを収集・処理し、竜巻や洪水などの危機予測情報を配信するシステムを、従来型のサーバー仮想化 基盤上の仮想マシンで稼働していましたが、新たに OpenShift を採用し、アプリケーションのアーキテクチャを変更することな く、OpenShift Virutalization 上の仮想マシンに移行しました。 モルガン・スタンレー社 全世界に広がるプライベートクラウド基盤で、 OpenShift をセキュアなコンテナ・プラットフォームとして使用してきた同社は、近 年 VMware から仮想マシンを OpenShift Virtualization に部分的に移行し、アプリケーション・ワークロードの統合プラット フォームとして活用しています。
- 23. More information 23 ● Documentation: ○ OpenShift Virtualization: https://docs.openshift.com ○ KubeVirt: https://kubevirt.io ● Demos and video resources: https://www.youtube.com/playlist?list=PLaR6Rq6Z4IqeQeTosfoFzTyE_QmWZW6n_
- 24. linkedin.com/company/red-hat youtube.com/user/RedHatVideos facebook.com/redhatinc twitter.com/RedHat Red Hat is the world’s leading provider of enterprise open source software solutions. Award-winning support, training, and consulting services make Red Hat a trusted adviser to the Fortune 500. Thank you 24