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第2章 OpenStack Compute 用のストレージの設定

本章では、OpenStack Compute (nova) のイメージのバックエンドストレージのアーキテクチャーについて説明し、基本的な設定オプションを記載します。

2.1. アーキテクチャーの概要

Red Hat OpenStack Platform では、OpenStack Compute サービスは KVM ハイパーバイザーを使用してコンピュートのワークロードを実行します。libvirt ドライバーが KVM とのすべての対話を処理し、仮想マシンが作成できるようにします。

コンピュートには、2 種類の libvirt ストレージを考慮する必要があります。

  • Image サービスのイメージのコピーをキャッシュ済み/フォーマット済みのベースイメージ
  • libvirt ベースを使用して作成され、仮想マシンのインスタンスのバックエンドとなるインスタンスディスク。インスタンスディスクデータは、コンピュートの一時ストレージ (libvirt ベースを使用) または永続ストレージ (例: Block Storage を使用) のいずれかに保存されます。

Creation of Virtual Machines

Compute は、以下の手順で仮想マシンのインスタンスを作成します。

  1. Image サービスのバッキングイメージを libvirt ベースとしてキャッシュします。
  2. ベースイメージを Raw 形式に変換します (設定されている場合)。
  3. 仮想マシンのフレーバーの仕様に一致するようにベースイメージのサイズを調節します。
  4. ベースイメージを使用して libvirt インスタンスディスクを作成します。

上図では、#1 のインスタンスディスクは一時ストレージを使用し、#2 のディスクは Block Storage ボリュームを使用します。

一時ストレージとは、インスタンスで追加で利用可能な、フォーマットされていない空のディスクのことです。このストレージの値は、インスタンスのフレーバーにより定義されます。ユーザーが指定した値は、フレーバーで定義した一時ストレージの値以下でなければなりません。デフォルト値は 0 です。0 を指定すると、一時ストレージが作成されません。

一時ディスクは、外付けのハードドライブや USB ドライブと同じ方法で表示されます。一時ディスクはブロックデバイスとして利用でき、lsblk コマンドを使用して確認することができます。ブロックデバイスとして通常使用するように、フォーマット、マウント、使用が可能です。アタッチ先のインスタンス以外では、このディスクの保存や参照をする方法はありません。

ブロックストレージボリュームは、実行中のインスタンスがどのような状態であっても、インスタンスを利用できる一時ストレージです。

2.2. 設定

libvirt ベースとインスタンスディスクを処理するための Compute の設定により、お使いの環境のパフォーマンスとセキュリティー両方を決定することができます。パラメーターは、/etc/nova/nova.conf ファイルで設定します。

表2.1 Compute のイメージのパラメーター

セクションパラメーター説明デフォルト

[DEFAULT]

force_raw_images

non-raw でキャッシュしたベースイメージを raw (ブール型) に変換するかどうかを設定します。non-raw イメージが Raw に変換された場合には、コンピュートは以下の操作を行います。

  • セキュリティー上問題がある可能性があるバッキングファイルを無効にします。
  • 既存の圧縮を削除して、CPU のボトルネックを回避します。

ベースを Raw に変換すると、ハイパーバイザーが直接使用可能なイメージの容量よりも、容量が多く使用されます (例: qcow2 イメージ)。I/O が遅いシステムや空き容量が少ないシステムを使用している場合は、「False」に指定して、圧縮の際のCPU 要件を軽減することで入力の帯域幅を最小限に抑えます。

Raw ベースイメージは常に libvirt_images_type=lvm と合わせて使用されます。

true

[DEFAULT]

use_cow_images

libvirt インスタンスディスク (ブール型) に CoW (Copy of Write) イメージを使用するかどうかを設定します。

  • false: Raw 形式が使用されます。CoW を使用しない場合には、ディスクイメージの共通の部分により多くの容量が使用されます。
  • true: cqow2 形式が使用されます。CoW を使用する場合には、バッキングストアとホストのキャッシュによっては、各仮想マシンが独自のコピー上で稼働することで、並行処理が改善される可能性があります。

true

[DEFAULT]

preallocate_images

libvirt インスタンスディスクに対する事前割り当てモード。値は以下の通りです。

  • none: インスタンスの起動時にはストレージがプロビジョニングされません。
  • space: インスタンスの開始時には、(fallocate を使用して) ストレージが完全に割り当てられます。領域および I/O パフォーマンスの両方を確保しやすくします。

CoW インスタンスディスクを使用しない場合でも、各仮想マシンが取得するコピーはスパースであるため、仮想マシンが ENOSPC でランタイムに予期せず失敗する可能性があります。インスタンスディスクに fallocate(1) を実行すると、コンピュートは即時に、ファイルシステム内でイメージに領域を効率的に割り当てます (サポートされている場合)。ファイルシステムではランタイム時にブロックを動的に割り当てる必要がないため、ランタイムのパフォーマンスも向上されるはずです (CPU オーバーヘッドの削減、より重要な点としてファイルの断片化の軽減)。

none

[DEFAULT]

resize_fs_using_block_device

ブロックデバイス (ブール型) を使用してイメージにアクセスすることで、ベースイメージのサイズを直接調節することができるかどうかを設定します。これは、(それ自体ではサイズ調節ができないため) cloud-init のバージョンがより古いイメージでのみ必要です。

このパラメーターにより、セキュリティーの関係上、無効にされる可能性のあるイメージを直接マウントできるため、デフォルトでは有効化されていません。

false

[DEFAULT]

default_ephemeral_format

新規の一時ボリュームに使用されるデフォルトの形式。値は、ext2、ext3、ext4 のいずれかを使用できます。ext4 形式では、ext3 に比べ、サイズの大きい新規ディスクを初期化する時間が大幅に短縮されます。また、guest_format の設定オプションを使用することで、インスタンスごとの設定を優先させることも可能です。

ext4

[DEFAULT]

image_cache_manager_interval

libvirt コンピュートノードにキャッシュするベースに影響を与える、イメージキャッシュマネージャーを次に実行するまでの待機時間 (秒数)。この時間は、未使用のキャッシュされたイメージを自動削除する際にも使用されます (remove_unused_base_images と remove_unused_original_minimum_age_seconds 参照)。

2400

[DEFAULT]

remove_unused_base_images

未使用のベースイメージを自動的に削除できるようにするかどうかを設定します (image_cache_manager_interval の秒の間隔でチェック)。イメージは、remove_unused_original_minimum_age_seconds (秒) の期間アクセスされなかった場合に unused と定義されます。

true

[DEFAULT]

remove_unused_original_minimum_age_seconds

未使用となったベースイメージが libvirt キャッシュから削除されるまでの期間を設定します (remove_unused_base_images 参照)。

86400

[libvirt]

images_type

libvirt インスタンスディスクに使用するイメージ種別 (use_cow_images は廃止予定)。使用可能な値は、raw、qcow2、lvm、rbd、default のいずれかです。default が指定されている場合は、use_cow_images パラメーターに使用された値が使用されます。

default