失敗しない仮想化環境の設計・構築法

失敗しない仮想化環境の設計・構築法
1 失敗しない仮想化環境の設計・構築法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 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：14,250,000円 •  本社：東京都渋谷区渋谷1-1-10 •  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：8名（うち、5.5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 2 ベンダーニュートラルな独立系仮想化技術専業会社
2 導入仮想化環境構築をトータルサポート設計 •  設計 –  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 –  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レガシーマイグレーション） •  運用保守 –  エンジニア教育 –  技術サポートの提供 –  Xenソースコードレベルサポート運用保守 3 ベンダーニュートラルなワンストップ・サポートをご提供本日のアジェンダ仮想化導入に失敗しないためには •  仮想化技術のメリット・デメリットの把握 –  メリットが多いが、デメリットもある •  しっかりとした要件定義と適切な構成設計 –  何のための仮想化導入ですか？ •  導入後のトラブルを未然に防ぐ事前検証 –  こんなはずではなかったと嘆く前に •  仮想化環境における運用管理 4
3 仮想化技術のメリット・デメリットを把握する物理サーバーと仮想化を比較する 5 メリット・デメリットの検討 •  仮想化しない場合と、ラックマウント型、ブレード型で仮想化する場合を比較 –  一般的な業務システムで利用されている、負荷が低めのWeb＋DBサーバーをリプレース、または新規導入を想定 •  比較ポイントは以下の6つ –  導入コスト、ランニングコスト、管理コスト、拡張性、耐障害性、性能 6
4 物理・仮想化比較一覧表物理仮想化（ラック）仮想化（ブレード）導入コスト △ ○ ○ ランニングコスト △ ○ ◎ 管理コスト △ ○ ◎ 拡張性 △ ○ ◎ 耐障害性 ○？ ◎ ○ 性能 ◎ ○ ○ 合計点 9 13 15 7 ◎ 3点・○ 2点・△ 1点メリット・デメリットまとめ •  仮想化は導入コストやランニングコスト、管理コストの削減に効果が高い •  拡張性の必要度合いを検討しておく •  仮想化集約により、ハードウェア障害が SPOFになる可能性が高まるが、HA構成による冗長化が可能なので設計が重要 •  仮想化による性能劣化はI/O周りに来るので、性能設計をしっかりと行う必要がある 8
5 要件定義と構成設計なぜ仮想化するかどう仮想化するか 9 仮想化のための要件定義 •  目標・目的の明確化 –  仮想化すること自体を目的にしない •  実現したいことの優先順位付け –  実現手段の選択における判断基準は何か？ •  効果測定方法の事前準備 –  何をもって成功とするか？ 10
6 課題とご提案(1) ① リソース利用率の向上 ② 新規サーバー用意の迅速化 →サーバー仮想化を活用し、リソース集約と素早いシステム展開を可能にする →OSSを活用し、ライセンスを気にせずサーバー増強を可能にする ③ ラック利用率の向上と電力消費量の削減 →省電力型サーバーに仮想化を組み合わせて、省電力を実現し、システム収容力を高める 11 提案例課題とご提案(2) ④ 拡張性の確保 →ブレードサーバーを活用し、キャパシティ追加を容易にする →ストレージの無停止容量追加 ⑤ 管理コストの削減 →インフラ標準化による管理コスト削減 →障害対応の自動化 12 提案例
7 消費電力削減効果 •  消費電力を3分の1に削減できます •  仮想化移行を行うことで年間約127万円、 5年間で約635万円の電気代削減効果が見込まれます –  1kWh=24.13円で計算しています 13 消費電力年間電気代既存環境 9000W ¥1,902,409 移行環境 3000W ¥634,136 削減効果 33%に削減 ¥1,268,273/年を削減 ※消費電力は概算値です提案例要件定義まとめ •  仮想化は銀の弾丸ではない –  何かを得れば、何かを失うこともある –  例）集約率と耐障害性 –  どこでバランスの線引きをするかがポイント •  性能や消費電力はサーバーを新型に改めるだけでも大きな成果を得られる –  仮想化はレバレッジ（てこ）でさらに大きな成果を得るためのテクニック 14
8 CPUの仮想化 15 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 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 CPU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 →12コア） 16
9 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. 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 18 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
10 無停止や耐障害性設計 •  ライブマイグレーションで無停止システム –  年に何回利用する機会があるかを考える –  ライセンス費用との費用対効果は？ •  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組で構成が基本 •  物理サーバーやストレージの冗長化も –  データバックアップをしっかりと行う 19 ネットワーク構成例 20 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少なくとも4系統は考える必要がある
11 ネットワーク構成設計 •  各インターフェースを冗長化 –  ポート数ではなく、コントローラー数で考える •  最低でも物理2系統 –  外向きサービス用と管理用 –  2ポート冗長×2系統コントローラー＝4ポート –  IPストレージ利用ならば1系統追加 21 C0 C1 P0 P1 P2 P3 A系統：P0+P2 B系統：P1+P3 ストレージの選定 •  高速なストレージの選定 –  どの程度の速度が必要か –  I/Oブロックサイズの大小 –  多いのは読み出し？書き込み？ –  HDDの台数 –  SSDの活用を検討 •  接続方法は？ –  FC接続：高速だが気軽ではない –  iSCSI接続：小規模向けに人気急上昇 –  NFS接続：扱いやすい、意外と高速 22
12 ベンチマーク結果（SSDx2） 23 参考 Fast ベンチマーク結果（SSDx4） 24 参考 Fast
13 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 •  バックアップは無理に仮想化対応させないでもよい 25 導入前の事前検証安心して仮想化するために何を確認するか 26
14 事前検証に関する基本的な考え •  日常的に仮想化環境を利用することによる「仮想化脳」の獲得 –  「仮想化するのが当たり前」の世界へのシフト –  仮想化技術に対する皮膚感覚を養う •  あり合わせのものでもシステムが作れる –  仮想化することで、物理ハードウェアの違いはある程度隠蔽できるので、何を使っても良い –  ストレージはiSCSIやNFSなどでカバー可能 •  本格的な検証を事前にどこまでやるか –  時間やコストとの兼ね合いで調整 27 ベンチマークによる性能検証 •  仮想化で性能が劣化するのはI/O周り –  VM→仮想デバイス→物理デバイス –  複数VMで物理デバイスを共有、競合が発生 •  デバイスそのものが遅い –  ストレージやネットワークの速度・帯域不足 •  よりリアルなベンチマークの実施 –  何の性能を求めるのか –  同時実行性か、単体処理の性能か 28
15 29 47%性能が向上 Fast Hyper-V 2.0+R2ゲストで最大47% 性能が向上例 ※1VMに4仮想CPU 仮想化環境における運用管理 30
16 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 •  死活監視だけでなく性能監視 –  ボトルネックの早期発見・早期対応 –  60%ルールの徹底とリソースの逐次強化 31 仮想マシン管理の注意点 •  仮想マシンの特性にあった管理は？ –  構成の変更が容易 –  便利なのでどんどん数が増えていく •  システムやミドルウェアのバージョンアップをコントロールしやすい特性を活かす –  仮想マシンの数が多いときは？ –  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 32
17 バックアップ・リカバリー •  D2Dバックアップが中心に –  必要に応じてD2D2Tも •  データの大容量化への対処は？ –  バックアップ・リカバリーにとても時間がかかる –  ストレージ冗長化やレプリケーション？ –  いずれにしろ、仮想化が銀の弾丸ではない •  従来通りのやり方を踏襲できるかどうか –  仮想マシン全体バックアップとコスト比較 –  データベースなどとの連動バックアップ 33 まとめ •  仮想化すること自体が当たり前 –  「仮想化できるかどうか」ではなく「仮想化するが、ここは仮想化しない方がいい」という発想 •  仮想化は決して難しくない –  コンピュータの原点に立ち返る –  最終的には慣れの問題 •  スモールスタートでOK –  拡張性が仮想化の最大のメリット •  運用管理もセットで考える –  仮想化だから特別というわけではない 34
18 仮想化について相談したい •  既存環境を仮想化移行する概要設計 •  他社提案に対する「セカンドオピニオン」無料コンサルティング実施中お気軽にお問い合わせください 35 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 36

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