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2016/09/02

Platform9 OpenStackでの仮想マシンの高可用性

本記事の原文:Virtual Machine High Availability with Platform9 OpenStackの公開は2016年の8月24日です。現時点では機能が拡張されたり、改善されている場合がございますのでご注意ください。

Platform9製品詳細についてはこちら

Platform9について詳しく知りたい方は是非以下のWebセミナーへもアクセスください。

【Webセミナー】Platform9 Managed OpenStack Web&デモセミナー
話題!日本上陸直後のPlatform9 Managed OpenStackを徹底解説 & デモを実施

昨年、OpenStack Summit 東京での開催、先日開催OpenStack Summit Days Tokyo 2016の大成功、大規模な導入事例発表など、OpenStackの熱気はいよいよ日本国内へも押し寄せてきています。
しかし、OpenStackはオープンソースプロジェクトでそのものはフリーで提供されていますが、そもそもインストールが難しい、運用管理していく手間とコストが膨大になる、アップグレードがうまくいかないなど、一般的な企業のお客さまにとっては多くのハードルを抱えています。

本セミナーではOpenStackの5つの展開方法とそのメリット・デメリットを上げた上で、
Platform9社が提供するユニークなOpenStack-as-a-serviceについてご紹介致します。
これまでになかったアプローチでのOpenStackの利用開始、運用、そしてその効果についてあますところなくお伝え致します。
本セミナーへご参加方にのみ、Platform9 Managed OpenStackのフリートライアルアカウントをお渡し致します。是非奮ってご参加ください。

https://networld.smartseminar.jp/public/seminar/view/666

エンタープライズのためのあらゆるクラウド商品において、仮想マシンの高可用性(HA)はアプリケーションの可用性をインフラストラクチャの障害時にも維持するためになくてはならない機能です。高可用性を高所してクラウドを設計すればクラウドネイティブなアプリケーションだけでなく、従来型のアプリケーションの障害からの保護にも役立ちます。これまで、HAの機能はVMwareやHyper-Vなどといった、仮想化インフラストラクチャだけのものでした。Platform9 Managed OpenStackを利用することで同じ機能をKVM環境においても利用できるようになりました。

モダンアプリケーションは複数階層のアーキテクチャとデータ共有で障害時にも一貫したパフォーマンスの提供を保証します。アプリケーションはスケールアウト、もしくは負荷状況に応じて拡張することが可能になっています。各々のインスタンスの障害は大抵はモダンワークロードに影響をあたえることはありません。しかし、大規模なデータセンタの障害ともなると、こうしたアプリケーションの可用性にもまだ影響をおよぼすことが有ります。クラウドスケールのデータセンタはこうしたハードウェアの障害も考慮して設計されているべきなのです。OpenStackでは管理者が障害ドメインを指定して、可用性ゾーン(AZ)を構築することが出来るようになっています。Platform9 manged OpenStackはこうした障害から、クラウドネイティブアプリケーションを複数のAZにわたってワークロードを配置することで保護することが出来るようになっています。

従来型のアプリケーションはインフラストラクチャが常に利用できることを前提としています。アプリケーションのアーキテクチャはハードウェアの障害に耐性をもちません。仮想マシンやハイパーバイザーの障害はこうしたアプリケーションの可用性に影響を及ぼします。Platform9 managed OpenStackを利用すれば、こうしたアプリケーションをもほぼすることが可能です。もしアプリケーションの仮想マシンがクラッシュしたり、その下のハイパーバイザーノードがダウンした場合、こうした仮想マシンはPlatform9のHA機能によって新しいホストを再割当てすることが出来るのです。

クラウドネイティブアプリケーションを保護する

Platform9 Managed OpenStackでインフラストラクチャ管理者とアプリケーション開発者は大規模なハードウェア障害に備えることができます。データセンタの設計によって、AZはサーバのシャーシであったり、ラックであったり、データセンタ環境全体であったりします。アプリケーション開発社はクラウドネイティブアプリケーションをAZの障害に耐性を持つように設計することが出来ます。

OpenStackはクラウド対応アプリケ-ションをリソースの利用状況に応じて自動的に拡張させるためのオートスケーリンググループを構築することが出来るようになっています。Platform9のHA機能を用いれば、オートスケーリンググループに可用性ゾーンの要件を追加することも可能です。例えば、以下のテンプレートは可用性とともにオートスケーリンググループはを記述したものです。

Fig009可用性ゾーンを組み込んだHeatテンプレート

heatテンプレートはアプリケーションのスケールアウトの青写真を記載したものです。複数のインスタンスにまたがるワークロードが増加すれば、それに応じて追加でアプリケーションのインスタンスを展開します。Platform9では、開発者は可用性ゾーン(AZ)を指定してアプリケーションのインスタンスを展開することが出来ます。AZは"availability_zones"というプロパティにコンマで区切られたリストとして指定することが出来ます。Platform9 Managed OpenStackはアプリケーションのインスタンスがテンプレートで指定されたAZに最低1つずつ展開されることを保証します。以下の様な障害イベントに対応がなされます。

  • AZ内のホスト障害 : 同じAZの内の別のホストで新しいアプリケーションのインスタンスが開始される
  • AZ全域に及ぶ障害 : 他のAZ内のアプリケーションのインスタンスがユーザーリクエストに継続対応、クラウドネイティブアプリケーションとしては動作に影響が出ない

従来型アプリケーションを保護する

Platform9 Managed OpenStackはHAを従来型アプリケーションに拡張します。AZは古くからのアプリケーションの保護を構成するためにも利用ができるのです。クラウド管理者は以下のようにして可用性ゾーン上にHAを有効にすることが出来ます。

Fig010Platform9で仮想マシンのHAを管理

仮想マシンを障害ホストから復旧するためには共有ストレージが必要です。HAクラスタに参加する全てのホストは同一の共有ストレージに仮想マシンに固有のストレージパスを利用して接続することで、ノード障害時に適切に仮想マシンを復旧することが出来ます。OpenStackの可用性ゾーンにHAを有効にするため、Platform9は可用性ゾーン内のすべてのKVMホストに分散クラスタリングサービスを展開します。クラスタリングサービスはGossipプロトコルを利用してクラスタ内のすべてのノードの死活を監視します。従来からのハートビートを利用したノードの健全性の監視を行うアプローチと比べ、分散クラスタは以下の様な利点があります。

  • Gossipプロトコルはハートビートベースの手法に比べ、確実にそして素早く障害を検知、仮想マシンのダウンタイムもより短くなる
  • ネットワークパーティション(分断)のようなわかりにくく、ハートビートでは検知できない障害も検知

ホスト障害発生時にはそのホストは隔離され、クラスタから切り離されます。以下に示したように、そのノードで動作している全ての仮想マシンは同じAZ内の他のノードで再起動されます。

Fig011障害時の仮想マシンの避難

AZのサイズと起こりうる仮想マシンの障害の数によって、障害ホストの仮想マシンを復旧するための予備のキャパシティを展開しておく必要があります。

Platform9は分散クラスタを自動的に管理することが出来ます。障害時に手動で構成を行う必要はありません。クラスタはAZにハイパーバイザーのホストが追加されたり、削除されたりする毎に自動的にメンテナンスされます。まとめです。Platform9 Managed OpenStackは現在企業に必要とされるHAの機能を一元的に提供することが出来ます。クラウド対応のみならず、古くからのアプリケーションのための固有のHAの要件に応えることが出来るようにし、ワークロードの可用性について不安を抱えることなくクラウドへ簡単に移行できるようにしてあります。このHAの機能についてのデモは以下のビデオを御覧ください。

記事責任者 マーケティング本部 三好哲生 (@Networld_pf9)