Xenを用いたホスティングサービス
アウトソーシング部 エキスパート 國武 功一

弊社紹介• 昔、デジタルマジックラボと名乗ってました。
• ウェブ制作会社なのに、GPL下でルーティングソフトウェアのZebraとか、作ってました。みんな使ってくれて｛た|る｝？？
• 最近、自前で、データセンタまで作っちゃいました。

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弊社データセンター特徴• １/８免震で、地震発生時に、ハードウェアの保護を図ります。
• ラック環境– 電源容量：4kVA～8kVAにも対応– アルミラックの採用でラック重量を1/3程度に低減– 人員による冷却マネジメントと物理空調システムの強化– ＵＰＳ• 仮想化の取り組み– 2004年度からzSeries上のLinux運用サポートを提供– 2007年度よりXenによる仮想サーバの提供

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まぁそれはさておき……
今日はXenCopyright (C) 2007 Anchor Technology, Inc. All Rights Reserved.

Overview• 仮想化技術について• 他社サービス例• 仮想化のメリット• Xenで出来ること• Xenで憂う～運用・管理～

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仮想化技術について

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仮想化技術について• サーバの仮想化は、単一のハードウェア上で、複数のコンピュータ、もしくは、まったく別のマシンに見せることを可能にする。また、グリッドコンピューティングでは、逆に、複数のマシンを単一のマシンに見せる場合もある。これも仮想化技術の応用。

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仮想化のタイプ
一口に仮想化といってもさまざまな実現方法がある(*1)

ハードウェアエミュレーション
完全仮想化
擬似仮想化
OSレベルでの仮想化(*1) IBM developerWorks 2006年12月 仮想Linuxによる分類
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ハードウェアエミュレーション••

VMによって、ハードウェアをエミュレート– 異なるプロセッサをシミュレートすることも可能– 遅い例– Bochs, QEMU

ゲストＯＳ
ゲストＯＳ

ゲストＯＳ
ゲストＯＳ

HardwareHardwareVM
VM

HardwareHardwareVM
VM
HardwareHardwareCopyright (C) 2007 Anchor Technology, Inc. All Rights Reserved.

完全仮想化• ハードウェアとゲストOSとの仲介を行う仮想マシンを利用（VMM)• 基本的には、GuestOSは、大本のCPUアーキテクチャをサポートしている必要がある。
•例– VMware, z/VM
マネージメント
マネージメント

ゲストＯＳ
ゲストＯＳ

ハイパーバイザハイパーバイザHardwareHardwareCopyright (C) 2007 Anchor Technology, Inc. All Rights Reserved.

ゲストＯＳ
ゲストＯＳ

擬似仮想化• GuestOSに仮想化のためのコードが必要。
– パフォーマンスがよい•例– Xen, UML

マネージメント
マネージメント

ゲストＯＳ
ゲストＯＳ

ハイパーバイザハイパーバイザHardwareHardwareCopyright (C) 2007 Anchor Technology, Inc. All Rights Reserved.

ゲストＯＳ
ゲストＯＳ

OSレベルでの仮想化• OS自体を含めて、仮想化する。単一のOSしかサポートしないが、本来のパフォーマンスに迫る(が、ごにょごにょ）•例– Linux-VServer, OpenVZ, Solaris Containers

ＶＰＳ
ＶＰＳ

ＶＰＳ
ＶＰＳ

ＶＰＳ
ＶＰＳ

ＯＳＯＳ
HardwareHardwareCopyright (C) 2007 Anchor Technology, Inc. All Rights Reserved.

他社サービス例

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サービス例（リソース・オンデマンド）• ITFrontier
ZLSH
• 富士通
オンデマンドアウトソーシングサービス• 新日鉄ソリューションズ
absonne(アブソンヌ）＝＞グリッドCopyright (C) 2007 Anchor Technology, Inc. All Rights Reserved.

サービス例（リソース・固定)•アマゾン– VPSサービス（Xen)
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EC2
S3
SQS

クララオンライン– VPSサービス(Virtuozzo)•

GMOインターネット– VPSサービス固定であるため、安価に提供が可能

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サービス（固定＋オンデマンド）• Hoster-JP– グリッドホスティング• 標準で2台。負荷が高まると、最大8台の仮想サーバを自動で起動(詳細は不明）

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弊社Xenホスティングサービス例• ベンチャー企業向けWEBフレームワークインストール
済パック– 一昔前に流行ったLAMP構成のアドバンス版• 話題の最新ウェブフレームワークがプレインストール– すぐにサービスの展開が可能

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仮想化のメリット

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仮想化の利点（ここではグリッドは対象外）• 必要なリソースを共有– ハードウェア– CPUリソース＝＞ 厳密なハードウェア見積もりが不要（もちろん、十分にパフォーマンスの出るハードウェアをベースにしていれば）• セキュリティ– これは微妙。強化する面もあれば、弱体化する面もある

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ユーザの利点• サーバの仮想化サービス– ハードウェアを資産としてもつ必要がない。
– 従来よりも気軽にサーバを増やせる(サービスメニューに依存）• キャンペーンサイトを即時用意可能– 初期コストの削減• 各部門別にハードウェアを用意しなくてよい（共有化によるメリット）• サーバ設計の削減（負荷・台数など）

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Ｘｅｎで出来ること

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Xenで出来ること• サーバの準仮想化。ＶＴ技術を利用したサーバの完全仮想化• CPUスケジューラの選択– SEDF(Simple Early Deadline First scheduler)• default– BVT(Borrowed Virtual Timer Scheduler)• CPU割り当て数の変更• 物理CPUへのマッピング• ドメインUの一時停止・リブート・強制停止• ドメインUの稼動状態の保存、リストア、移動• ドメインUの別物理サーバへのライブ移行• メモリ割り当ての動的な割り当て（準仮想化）• ドメイン０からのコンソール接続• などなどCopyright (C) 2007 Anchor Technology, Inc. All Rights Reserved.

Ｘｅｎの構成要素(概略）

Dom0
Dom0
管理用ＯＳ
管理用ＯＳ

DomU
DomU
ゲストＯＳ
ゲストＯＳ
ハイパーバイザハイパーバイザHardwareHardwareCopyright (C) 2007 Anchor Technology, Inc. All Rights Reserved.

HVM
HVM
ゲストＯＳ
ゲストＯＳXenのネットワーク例（概要）

DomU

eth0
eth0
eth1
eth1

xenbr0xenbr0

DomU

eth0
eth0

xenbr1
xenbr1

eth1
eth1

Bridgeの状態(DomUx1の場合）
Bridgeの状態(DomUx1の場合）[root@dom0 ~]# brctl show[root@dom0 ~]# brctl show
bridge namebridge id
STP enabledbridge namebridge id
STP enabled
xenbr08000.feffffffffff noxenbr08000.feffffffffff no
peth0
peth0
vif0.0vif0.0xenbr18000.feffffffffff noxenbr18000.feffffffffff novif0.1
vif0.1(*)ＩＰマスカレード用のvirtbrもあり
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interfacesinterfaces
vif10.0
vif10.0
peth1
peth1

eth0
eth0
eth1
eth1

Xenでのストレージ• iSCSIなど共有ディスクを使っていると、ライブ移行も可能• ローカルディスク上に、ファイルを作り、それをディスクとして扱うことも、またパーティション（ＬＶでも可能）などを直接扱うことも可能
ストレージ(iSCSI)

Dom0

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Dom0

ＸｅｎでのＣＰＵ• 仮想ＣＰＵを物理サーバに固定することも可能
Dom0
Dom0

DomU
DomU

DomU
DomU

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Xenで憂う～運用・管理～

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Xenの管理・運用• コマンドラインベースでも運用出来るが、なんらかのGUI/Web UIツールを用いることが多い。
– RHEL標準のvirt-manager– XenServer– VirtualIron– 3tera– OracleVM– and so on….

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サーバ屋さんは楽になれるか？
• まず無理。
– 増え続けるサーバ• 集約したといっても、物理サーバが減るだけで、仮想サーバ数は減らない– 扱う知識の増大• Xen/VMwareなどだけでなく、それらの周りにある管理ツールの知識が必要。
• 仮想サーバ特有の運用ノウハウも必要– バッドノウハウ、再び、三度……

– サーバ設計が複雑化• 冗長性をDom0でもたせるのか、DomUレベルで持たせるのか。

– ボトルネックの特定も一筋縄ではいかない– 向いていない用途で使おうとするお客さまも……
– 障害時の再現条件を特定するのも、難しい• 構成の組み合わせが……

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ぼくらはどう立ち向かうべきか• SaaSに引き続き、HaaSとやらも言われ始めた– いずれ物理サーバへの回帰があるにしても、仮想化の流れは止められない。もしかしたらグリッドが成熟するようなことがあれば、さらに進むかも？

• いままでの知識は無駄にならない– I/Oなど、リソースを最適化するには、抽象化されたリソースを紐解くた
めに、物理レイヤの知識が必要– 無駄な冗長化の有無についても、基本は一緒。

• 大規模サーバ群の管理– これも仮想マシンであろうが、なかろうが一緒。cfengine、Puppetなど、必要があれば、これもそのまま利用可能。

ん？いままでと変わらないね？
ん？いままでと変わらないね？
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まとめ？
• 仮想化のメリットもあれば、デメリットもある。見極めは必要• サーバ設計においては、レイヤを跨いだ知識が必要とされる。
• リソースを共有するが故の、ノウハウも必要• つまりは、絶え間ない努力は、引き続き必要 ;-)Copyright (C) 2007 Anchor Technology, Inc. All Rights Reserved.

参考文献• IBM developerWorks 2006年12月 仮想Linuxhttps://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-linuxvirt/?S_TACT=105AGX90&S_CMP=content

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