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仮想化専門コンサルタントが教える「成功する仮想化導入のポイント」

イベント名:書籍出版記念 仮想化技術最新動向セミナー
講師:日本仮想化技術 宮原
日時:2013/4/23
アジェンダ:
• 仮想化技術の現状
• 仮想化環境設計の基礎
– 仮想化環境パフォーマンス
– ストレージ
• 仮想化環境の運用管理
• クラウド活用

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仮想化専門コンサルタントが教える「成功する仮想化導入のポイント」

  1. 1. 仮想化専門コンサルタントが教える 「成功する仮想化導入のポイント」 日本仮想化技術株式会社 代表取締役社長兼CEO 宮原 徹 miyahara@VirtualTech.jp
  2. 2. 日本仮想化技術株式会社 概要 •  社名:日本仮想化技術株式会社 –  英語名:VirtualTech Japan Inc. –  略称:日本仮想化技術/VTJ •  設立:2006年12月 •  資本金:20,000,000円 •  本社:東京都渋谷区渋谷1-8-1 •  取締役:宮原 徹(代表取締役社長兼CEO) •  伊藤 宏通(取締役CTO) •  スタッフ:9名(うち、6名が仮想化技術専門エンジニアです) •  URL:http://VirtualTech.jp/ •  仮想化技術に関する研究および開発 –  仮想化技術に関する各種調査 –  仮想化技術に関連したソフトウェアの開発 –  仮想化技術を導入したシステムの構築 ベンダーニュートラルな 独立系仮想化技術の エキスパート集団 2
  3. 3. 会社沿革 •  2001年1月 株式会社びぎねっと 設立 –  代表取締役社長に宮原 徹が就任 –  Linux/OSS技術者教育を中心に事業を展開 •  2006年1月 (株)びぎねっと 年間新規事業開発テーマを「仮 想化技術」に設定 –  日本で初めてXen上でWindowsの動作に成功 •  2006年12月 新規事業会社として「日本仮想化技術株式会社 」を設立 –  (株)びぎねっとの兄弟会社として設立 –  代表取締役社長に宮原 徹、CTOに伊藤 宏通が就任 •  2008年8月 第三者増資を行い、資本金を1425万に増資 •  2012年5月 第三者増資を行い、資本金を2000万に増資 •  2012年5月 オフィスを渋谷区渋谷1-8-1 第3西青山ビルに移転 3
  4. 4. 代表略歴 •  本名:宮原 徹 •  1972年1月 神奈川県生まれ •  1994年3月 中央大学法学部法律学科卒業 •  1994年4月 日本オラクル株式会社入社 –  PCサーバ向けRDBMS製品マーケティングに従事 –  Linux版Oracle8の日本市場向け出荷に貢献 •  2000年3月 株式会社デジタルデザイン 東京支社長および 株式会社アクアリウムコンピューター 代表取締役社長に就任 –  2000年6月 (株)デジタルデザイン、ナスダック・ジャパン上場 (4764) •  2001年1月 株式会社びぎねっと 設立 •  2006年12月 日本仮想化技術株式会社 設立 •  2008年10月 IPA「日本OSS貢献者賞」受賞 •  2009年10月 日中韓OSSアワード 「特別貢献賞」受賞 4
  5. 5. 導入・移行 仮想化環境構築をトータルサポート 設計 •  戦略立案 –  コスト削減、社内標準化、将来プランのコンサルティング •  設計 –  要求仕様の策定 –  サーバ、ストレージからネットワークまでアプリケ ーションまで考慮した設計最適化 –  キャパシティプランニング(ベンチマーク) •  導入 –  仮想化ソリューションパッケージの提供 –  仮想化統合(P2V既存環境移行) •  運用保守 –  エンジニア教育 –  技術サポートの提供 –  OSSソースコードレベルサポート 運用保守 ベンダーニュートラルなワンストップ・サポートをご提供 5 戦略立案
  6. 6. 本日のアジェンダ •  仮想化技術の現状 •  仮想化環境設計の基礎 –  仮想化環境のパフォーマンス –  ストレージ •  仮想化環境の運用管理 •  クラウドの活用 6
  7. 7. 仮想化技術の現状 7
  8. 8. サーバー仮想化は普及段階に •  ハードウェアの仮想化最適化 –  マルチコアCPU・大容量メモリ搭載 •  大規模なシステムほど仮想化に移行済み –  中小規模システムの仮想化移行フェーズに –  クラウドサービス利用も促進 •  仮想化の導入よりも運用管理に悩み –  性能不足・容量不足 –  障害対応・BCP対応 •  一層のランニングコスト削減要請 –  省電力サーバーへの変更による電力コスト削減 –  高集約環境へのV2V移行による仮想インフラ再圧縮 8
  9. 9. ハイパーバイザーの最新動向 •  VMware vSphere 5でのライセンスの変更 –  仮想マシンに割り当てたメモリ容量による課 金体系に変更 •  不評だったためvSphere 5.1から取りやめ –  ホスト数が多いとコストがネックに •  Hyper-V 2012の登場 –  Windows Server 2012に搭載 –  機能面でvSphereを追従 –  Windows多用の場合、コスト面でメリット 9
  10. 10. ストレージの課題と注目技術 一層の大容量化 仮想ストレージ 重複排除 バックアップ/リカバリ D2Dバックアップ バックアップ統合 性能要求の高速化・多 様化 SSD/SSSの採用 SANの高速化 分散ストレージ BCP対策 遠隔複製機能 クラウドストレージ 10
  11. 11. ネットワークの課題と注目技術 通信量の増加 10Gイーサネット InfiniBand 仮想ネットワークの一元 管理 分散仮想スイッチ OpenFlow ファブリック BCP対策 高速WAN モバイル 高速ワイアレス通信 11
  12. 12. 仮想化環境設計の基礎 12
  13. 13. 仮想化環境設計の基本方針 •  複数サーバで負荷分散と冗長化を図る –  無停止運用、HA(高可用性)構成を実現 –  サーバ単体性能は追求しない •  ネットワークは役割別にセグメントを分割 •  ストレージは容量、速度、耐障害性、コス トのバランスを –  バックアップ/リカバリも考慮して 13
  14. 14. 構成例 14 仮想マシンホスト 仮想マシンホスト ストレージ ストレージ用 管理用 ライブマイグレーション用 管理端末 クライアントネットワーク ネットワークは 少なくとも4系統は 考える必要がある
  15. 15. 無停止や耐障害性設計 •  冗長化・HA構成による耐障害性の向上 –  基本的な設計はこのレベル –  物理サーバーは3台1組構成を基本に •  ライブマイグレーションで無停止システム –  ハードウェアのシャットダウンを伴うメンテナ ンスもシステムを無停止で実施可能 •  ストレージの冗長化も –  データのバックアップをしっかりと行う 15
  16. 16. 障害に強いシステムの実現 •  Server Aに障害は 発生した場合 1. Server Aに障害発生 2. VM1をServer Bで 再起動(システムは 共有ストレージ上に) 3. Server A復旧後、 VM1をServer Aに 復帰 16 VM1 VM2 Server A Server B VM1 VM2 Server A Server B VM1 Server A Server B VM2 ライブ マイグレーション 1. 2. 3. 数分程度で フェールオーバー
  17. 17. 無停止運用の実現 •  Server Aをハードウェ ア的に停止してメンテ ナンスしたい場合 1. VM1をServer Bにライ ブマイグレーション( システムは無停止) 2. Server Aを停止し、メ ンテナンス 3. VM1をServer Aに復帰 17 VM1 VM2 Server A Server B ライブ マイグレーション VM1 VM2 Server A Server B VM1 Server A Server B 停止メンテナンス VM2 ライブ マイグレーション 1. 2. 3.
  18. 18. 仮想化環境のサイジング 仮想サーバ環境全体のリソース量を算定 –  既存環境から仮想化環境への移行見積もり •  各リソースの使用状況を調査・予測 –  CPU・メモリ・ストレージ・ネットワーク •  リソース使用率評価前にシステム性能 が不足していないか主観的に判断 –  主観的判断:システムが遅くないかどうか –  遅いと感じられる場合はボトルネック調査 18
  19. 19. 基本的な高速化の手法 •  仮想マシンを増やして負荷を分散 –  Webアプリケーションサーバー、メールサーバ ーなどに有効 •  マルチプロセス/スレッド処理はCPU追加で –  負荷の高いプロセスが並列化できる場合に有効 •  メモリ追加でアプリのチューニング –  DBなどメモリ上での処理が多いアプリに有効 •  ストレージ高速化でiowaitを減らす –  メモリを増やしてバッファキャッシュを増やすの も有効 19
  20. 20. CPUのサイジング •  仮想化のCPUオーバーヘッドは10%程度 •  旧世代CPUから新世代CPUへの移行に より性能アップ •  両者が打ち消し合うため、新旧のクロッ ク性能は同じと考える •  CPU使用率が計測できる場合は平均使 用率、あるいは最大使用率で必要クロッ ク数を算出 20
  21. 21. CPUの仮想化 21 OS OS OS OS OS OS OS OS 仮想CPU割当を減らす 物理CPU数を増やす VM1がCPUリソースを専有 VM切替でVM2がCPUリソース確保 or VM1 VM2 VM1 VM2
  22. 22. CPU利用状況の最適化 •  仮想CPUの割当数だけ物理CPUをロック –  ロックされている間、他の仮想マシンは物理CP Uを使用できない –  物理CPU割り当ては時分割で強制的なので、仮 想CPUがIdleでもロックは発生する •  ロックを回避し、スループットを向上 –  仮想CPU割当数を減らす –  物理CPU数を増やす(2コア→4コア→6コア→8コ ア→12コア→16コア) 22
  23. 23. 性能不足時のCPU使用率評価 •  使用率が長時間100%(高原型) –  詳細分析の上、高速化の手法を検討 –  CPU増設、負荷分散など •  使用率が特定の時間だけ高い(スパイ ク型) –  CPU増設、負荷分散などで対処 –  処理時間帯をずらして時差処理 •  使用率が乱高下(ノコギリ型) –  CPU以外のボトルネックを調査 23
  24. 24. メモリのサイジング •  実際のメモリ使用/空き容量の調査 –  空き容量が不足し、スワップイン/アウトが 大量に発生していないかどうかを確認 –  適度なスワップアウトは問題なし •  メモリオーバーコミット機能を考慮しない –  HAクラスタによるフェールオーバーのため に仮想ホストのメモリは空きが必要 –  メモリオーバーコミット機能はメモリ不足時 に仮想マシン自体をスワップアウトする機能 なので実際には必要とならない 24
  25. 25. ストレージのサイジング •  必要となる容量と性能からストレージの 接続方法およびHDD台数などを割り出す •  必要となる容量は現在の必要容量+1 年後の増加量で算出 –  不足した場合の対応方法も同時に検討 •  必要となる性能はIOPS中心に –  現在使用しているHDDの台数から簡易算出 –  データベース、メールサーバーを中心に –  SSDやキャッシュ技術の活用も考える 25
  26. 26. ネットワークのサイジング •  必要となるネットワーク帯域を試算 –  ネットワーク流量の多い特定のサービスは スイッチ、NIC等で実際に計測 •  ストレージ接続がiSCSI、NFSの場合、ス トレージ用ネットワーク帯域はストレージ 側のポート数・帯域に合わせて検討 –  iSCSI接続はマルチパス接続方式を考慮 26
  27. 27. 10GbE・FCoE・CNA •  10G Ethernet標準搭載サーバーの増加 •  今後、iSCSIやFCoEのHBAを兼ねたCN A搭載製品が標準に –  CNA:Converged Network Adaptor 27 Brocade社製品 QLogic社製品
  28. 28. 仮想化環境における ストレージの重要性 28
  29. 29. ストレージ選定 容量 耐障害性 速度 29
  30. 30. ストレージ選定時の考慮点 •  容量 –  今後の増加率の予測も合わせて行う –  無停止増設可能か •  速度 –  使用アプリケーションの読み書き特性を考慮 –  SSD/NANDフラッシュ、階層化ストレージ、キャッシュ 技術の活用 •  耐障害性 –  単一障害点の排除 –  バックアップリカバリも含めて検討 •  ローカルストレージの活用 –  共有の必要がなければ、ローカルの方が高速の場合も –  システムとデータの分離 30
  31. 31. ストレージで考慮すべき機能 •  バックアップリカバリー –  スナップショットとのバックアップ連動 –  リモートバックアップとDR •  ストレージ統合 –  複数ストレージの論理集約 –  統合管理 –  冗長性排除 –  階層化 31
  32. 32. 構成設計 まとめ •  元々のサーバーの利用率や性能が低 ければ、性能設計は緩めでも良い •  集約率と耐障害性は反比例するので、 バランスを考えて •  ボトルネックはI/O、特にストレージ –  HDD台数追加やSSDの利用を考慮 –  今後は10GbEによるネットワーク構成も 32
  33. 33. 仮想化環境における運用管理 33
  34. 34. 仮想化運用管理の基本 •  可能な限り既存の運用管理手法を踏襲 –  仮想化だからといって特別なことは無い –  仮想化することでマシン層とOS層の間に 標準化の線引きが行える –  仮想化レイヤーの監視が増える 34 ←サービス監視 ←OS監視 ←仮想化監視 ←ハードウェア監視
  35. 35. 仮想化環境における性能監視 •  死活監視だけでなく性能監視も重要 –  ボトルネックの早期発見・早期対応 •  リソース利用量の60%ルールの徹底 –  リソース総容量に対する水準線を決めておく –  リソース利用量が水準線を越えたらリソー ス追加を検討 •  リソースの逐次強化 –  リソース量を順次増やしていくビジネスプロ セス(稟議書→決済)への変革が必要 35
  36. 36. 仮想マシン管理の注意点 •  仮想マシンの構成変更が容易 –  メモリ量などすぐに変えられてしまう –  リソース使用量の急激な変動に繋がる •  仮想マシンの追加が容易 –  リソース使用量の急激な増加に繋がる –  当初想定していた以上のリソース不足 36 構成・変更管理とリソース容量調整が重要
  37. 37. 仮想化以外の管理 •  システムやミドルウェアの構成管理 –  仮想マシン毎の分離度が高いため、個別の コントロールは行いやすい –  仮想マシンの数が多いと、構成・変更管理 が煩雑になる •  ストレージの管理 –  スナップショットは便利だが、ストレージ性能 が低下するので注意 37
  38. 38. クラウドの有効活用 38
  39. 39. メリットのあるクラウド利用 •  短期の利用 –  「持たない」ことによるメリット •  迅速な配備 –  セルフサービスポータル •  大量のリソース要求 –  ネットワークトラフィックに注意 •  物理的な分散 –  BCPの一手段として 39
  40. 40. クラウドサービスの落とし穴 •  従量課金 –  特にネットワークトラフィック課金が大きくなる •  決済方法 –  「固定課金」では取られすぎの可能性も •  設計 –  性能が読めない –  ネットワーク設計の制約 •  運用管理 –  すべてをアウトソースできるわけではない 40
  41. 41. 発展的ハイブリッド活用 •  システム発展に合わせてリソース量調整 •  フロー部分はクラウドサービスを利用 •  リソース要求が一定量まとまった時に プライベートクラウド化 •  可能な限り両者間の移動が 柔軟に行えることが重要 41 時間経過 ー 量
  42. 42. プライベートクラウド成功のポイント まとめとして 42
  43. 43. 何のためのプライベートクラウドか •  コスト削減を目指した仮想化環境構築 •  サービスレベルの向上 •  レガシーマイグレーション •  システムインフラの標準化 •  情報システム部門の省力化 43 ITアーキテクチャの再構築
  44. 44. プライベートクラウド設計 •  機能要件 –  標準機能とオプション機能の必要性を検討 •  非機能要件 –  構築段階と運用段階のサイジングが重要 •  将来要件 –  標準化 –  ○aaS提供 –  セルフサービスポータル –  ハイブリッドクラウド 44
  45. 45. 標準機能とオプション機能 •  標準機能 –  HA(フェールオーバークラスタ) –  ライブマイグレーション •  オプション機能 –  性能最適化 •  性能不足に陥ることは少ない? –  仮想分散スイッチ •  仮想ホスト増加時の現実的な課題 –  DR対応 •  回線速度やBCP全体との整合性が必要 45
  46. 46. サイジングのポイント 厳密な分析の前に概算ベースでのサイジングを •  CPU –  現在の使用クロック数×使用率+α •  概算として使用率30%〜50%程度で計算 •  +αも仮に3割増し程度? •  メモリ –  現在の使用メモリ量の合算+α –  N+1台でHA用のキャパシティを確保 •  N台=必要メモリ総容量÷1台あたりの搭載メモリ量 •  ストレージ –  現在の使用データ量の合算+α 46
  47. 47. 運用方針の策定 •  VMあたりの標準リソース量の決定 –  H/Wスペックの個別最適化から標準ベースのシス テム展開への移行 –  サイジング情報から平均値、再頻出値を導出 •  リソース増強ポリシーの決定 –  リソース使用率のしきい値 •  例)ストレージ使用率80%でストレージ増設検討 •  運用監視の統合 –  監視サーバー、ログサーバーなどの導入 •  バックアップの統合 47
  48. 48. お問い合わせ先 「仮想化環境を構築したいが、どこに相談すればいいの?」 まずは我々にご相談ください http://VirtualTech.jp/ sales@VirtualTech.jp 050-7571-0584 48

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