第1章 はじめに

Red Hat OpenStack Platform director は、完全な OpenStack 環境のインストールおよび管理を行うためのツールセットです。director は、主に OpenStack プロジェクト TripleO (「OpenStack-On-OpenStack」の略語) をベースとしてます。このプロジェクトは、OpenStack のコンポーネントを活用して、完全に機能する OpenStack 環境をインストールします。これには、OpenStack ノードとして使用するベアメタルシステムをプロビジョニングし、制御する新しい OpenStack のコンポーネントが含まれます。

Red Hat OpenStack Platform director は、アンダークラウドとオーバークラウドという 2 つの主要な概念を採用しています。以下の数項では、それぞれの概念について説明します。

Basic Layout of undercloud and overcloud

1.1. アンダークラウド

アンダークラウドは、director の主要ノードで、OpenStack をインストールした単一システムです。このノードには、OpenStack 環境 (オーバークラウド) を構成する OpenStack ノードのプロビジョニング/管理のためのコンポーネントが含まれます。アンダークラウドを形成するコンポーネントは、複数の機能を提供します。

環境のプランニング
アンダークラウドは、ユーザーが特定のノードロールを作成するためのプランニング機能を提供します。アンダークラウドには、コンピュート、コントローラー、さまざまなストレージロールなどのデフォルトのノードセットが含まれるだけでなく、カスタムロールを使用する機能も提供されています。さらに、各ノードロールにどの OpenStack Platform サービスを含めるかを選択でき、新しいノード種別をモデル化するか、独自のホストで特定のコンポーネントを分離する方法を提供します。
ベアメタルシステムの制御
アンダークラウドは、各ノードの Intelligent Platform Management Interface (IPMI) などのアウトバウンド管理インターフェースを使用して電源管理機能を制御し、PXE ベースのサービスを使用してハードウェア属性を検出し、各ノードに OpenStack をインストールします。この機能により、ベアメタルシステムを OpenStack ノードとしてプロビジョニングする方法が提供されます。電源管理ドライバーの完全一覧については、「付録B 電源管理ドライバー」を参照してください。
Orchestration
アンダークラウドでは、環境のプランとして機能する YAML テンプレートセットが提供されています。アンダークラウドは、これらのプランをインポートして、その指示に従い、目的の OpenStack 環境を作成します。このプランには、環境作成プロセスの途中にある特定のポイントで、カスタマイズを組み込めるようにするフックも含まれます。
コマンドラインツールおよび Web UI
Red Hat OpenStack Platform director は、ターミナルベースのコマンドラインインターフェースまたは Web ベースのユーザーインターフェースで、これらのアンダークラウド機能を実行します。
アンダークラウドのコンポーネント

アンダークラウドは、OpenStack のコンポーネントをベースのツールセットとして使用します。これには、以下のコンポーネントが含まれます。

  • OpenStack Identity (keystone): director のコンポーネントの認証および承認
  • OpenStack Bare Metal (Ironic) および OpenStack Compute (Nova): ベアメタルノードの管理
  • OpenStack Networking (Neutron) および Open vSwitch: ベアメタルノードのネットワークの制御
  • OpenStack Image サービス (Glance): ベアメタルマシンへ書き込むイメージの格納
  • OpenStack Orchestation (Heat) および Puppet: director がオーバークラウドイメージをディスクに書き込んだ後のノードのオーケストレーションおよび設定
  • OpenStack Telemetry (Ceilometer): 監視とデータの収集。これには、以下が含まれます。

    • OpenStack Telemetry Metrics (gnocchi): メトリック向けの時系列データベース
    • OpenStack Telemetry Alarming (aodh): モニタリング向けのアラームコンポーネント
  • OpenStack Workflow サービス (mistral): プランのインポートやデプロイなど、特定の director 固有のアクションに対してワークフローセットを提供します。
  • OpenStack Messaging Service (zaqar): OpenStack Workflow サービスのメッセージサービスを提供します。
  • OpenStack Object Storage (swift): 以下のさまざまな OpenStack Platform のコンポーネントに対してオブジェクトストレージを提供します。

    • OpenStack Image サービスのイメージストレージ
    • OpenStack Bare Metal のイントロスペクションデータ
    • OpenStack Workflow サービスのデプロイメントプラン

1.2. オーバークラウド

オーバークラウドは、アンダークラウドを使用して構築した Red Hat OpenStack Platform 環境で、以下のノード種別の 1 つまたは複数で構成されます。これには、作成予定の OpenStack Platform 環境をベースに定義するさまざまなロールが含まれます。アンダークラウドには、以下などのオーバークラウドノードのロールがデフォルトで含まれます。

コントローラー

OpenStack 環境に管理、ネットワーク、高可用性の機能を提供するノード。理想的な OpenStack 環境には、このノード 3 台で高可用性クラスターを構成することを推奨します。

デフォルトのコントローラーノードには、以下のコンポーネントが含まれます。

  • OpenStack Dashboard (horizon)
  • OpenStack Identity (keystone)
  • OpenStack Compute (nova) API
  • OpenStack Networking (neutron)
  • OpenStack Image サービス (glance)
  • OpenStack Block Storage (cinder)
  • OpenStack Object Storage (swift)
  • OpenStack Orchestration (heat)
  • OpenStack Telemetry (ceilometer)
  • OpenStack Telemetry Metrics (gnocchi)
  • OpenStack Telemetry Alarming (aodh)
  • OpenStack Clustering (sahara)
  • OpenStack Shared File Systems (manila)
  • OpenStack Bare Metal (ironic)
  • MariaDB
  • Open vSwitch
  • 高可用性サービス向けの Pacemaker および Galera
Compute

これらのノードは OpenStack 環境にコンピュートリソースを提供します。コンピュートノードをさらに追加して、環境を徐々にスケールアウトすることができます。デフォルトのコンピュートノードには、以下のコンポーネントが含まれます。

  • OpenStack Compute (nova)
  • KVM/QEMU
  • OpenStack Telemetry (ceilometer) エージェント
  • Open vSwitch
ストレージ

OpenStack 環境にストレージを提供するノード。これには、以下のストレージ用のノードが含まれます。

  • Ceph Storage ノード: ストレージクラスターを構成するために使用します。各ノードには、Ceph Object Storage Daemon (OSD) が含まれており、Ceph Storage ノードをデプロイする場合には、director により Ceph Monitor がコンピュートノードにインストールされます。
  • Block Storage (Cinder): HA コントローラーノードの外部ブロックストレージとして使用します。このノードには、以下のコンポーネントが含まれます。

    • OpenStack Block Storage (cinder) ボリューム
    • OpenStack Telemetry (ceilometer) エージェント
    • Open vSwitch
  • Object Storage (swift): これらのノードは、OpenStack Swift の外部ストレージ層を提供します。コントローラーノードは、Swift プロキシーを介してこれらのノードにアクセスします。このノードには、以下のコンポーネントが含まれます。

    • OpenStack Object Storage (swift) のストレージ
    • OpenStack Telemetry (ceilometer) エージェント
    • Open vSwitch

1.3. 高可用性

Red Hat OpenStack Platform director は、OpenStack Platform 環境に高可用性サービスを提供するためにコントローラーノードクラスターを使用します。director は、各コントローラーノードにコンポーネントの複製セットをインストールし、それらをまとめて単一のサービスとして管理します。このタイプのクラスター構成では、1 つのコントローラーノードが機能しなくなった場合にフォールバックするので、OpenStack のユーザーには一定の運用継続性が提供されます。

OpenStack Platform director は、複数の主要なソフトウェアを使用して、コントローラーノード上のコンポーネントを管理します。

  • Pacemaker: Pacemaker はクラスターリソースマネージャーで、クラスター内の全ノードにおける OpenStack コンポーネントの可用性を管理/監視します。
  • HA Proxy: クラスターに負荷分散およびプロキシーサービスを提供します。
  • Galera: クラスター全体の OpenStack Platform データベースを複製します。
  • Memcached: データベースのキャッシュを提供します。
注記

Red Hat OpenStack Platform director は複数のコントローラーノードの高可用性を一括に自動設定します。ただし、フェンシングや電源管理制御を有効化するには、ノードを手動で設定する必要があります。本ガイドでは、これらの手順を記載しています。

1.4. Ceph Storage

一般的に、OpenStack を使用する大規模な組織では、数千単位のクライアントにサービスを提供します。OpenStack クライアントは、ブロックストレージリソースを消費する際には、それぞれに固有のニーズがある可能性が高く、Glance (イメージ)、Cinder (ボリューム)、Nova (コンピュート) を単一ノードにデプロイすると、数千単位のクライアントがある大規模なデプロイメントで管理することができなくなります。このような課題は、OpenStack をスケールアウトすることによって解決できます。

ただし、実際には、Red Hat Ceph Storage などのソリューションを活用して、ストレージ層を仮想化する必要もでてきます。ストレージ層の仮想化により、Red Hat OpenStack Platform のストレージ層を数十テラバイト規模からペタバイトさらにはエクサバイトのストレージにスケーリングすることが可能です。Red Hat Ceph Storage は、市販のハードウェアを使用しながらも、高可用性/高パフォーマンスのストレージ仮想化層を提供します。仮想化によってパフォーマンスが低下するというイメージがありますが、Ceph はブロックデバイスイメージをクラスター全体でオブジェクトとしてストライプ化するため、大きい Ceph のブロックデバイスイメージはスタンドアロンのディスクよりもパフォーマンスが優れているということになります。Ceph ブロックデバイスでは、パフォーマンスを強化するために、キャッシュ、Copy On Write クローン、Copy On Read クローンもサポートされています。

Red Hat Ceph Storage に関する情報は、Red Hat Ceph Storage を参照してください。


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