概要

NutanixやHPE SimpliVityやVMwareなどハイパーコンバージドインフラが人気です。
ハイパーコンバージドは、サーバ、ストレージ、ネットワークを集約した仮想基盤になります。
ハイパーコンバージドを導入することによって、高可用性、高密度、運用効率向上になります。
ただ、どのベンダーから出ている製品も豪華構成であり、ものすごい高額な製品になっています。

そこで、オープンソースでも同じような構成ができないか考えましたので紹介します。
OSSハイパーコンバージドインフラです。

OSSハイパーコンバージドインフラとは

一般的なOSSと一般的なx86サーバを使うことによって、ハイパーコンバージド仮想基盤を作ります。
基本は2ホスト構成のActive/Activeで、1ホストが故障した場合、別のホストから起動できるようにします。
ゲストOSがのっている領域は、分散ファイルシステム(GlusterFS)で両ホストから同じデータがみえるようにします。

推奨OSS

Linux (CentOSでもUbuntuでも可能です。)
GlusterFS （分散ファイルシステム）
LXC（システムコンテナ）
KVM（ハイパーバイザー） ※Windowsを動かしたいなど必要があれば

OSSハイパーコンバージドインフラの特徴

プラス評価

高可用性
- ２ホスト構成で、１ホストが故障しても、別のホストからゲストOSを起動できます。
低コスト
- x86サーバ2台から作れます。
- x86サーバは、好きなベンダーを使いましょう。（HPEでも、DELLでも、Huaweiでも、Supermicroでも大丈夫です）
シンプル構成
- GlusterFS/LXC/KVMという一般的で、長年の実績のあるOSSを利用します。
- シンプルな構成のため、仮想ホストのリプレースもやりやすいです。
  別の2台構成のOSSハイパーコンバージドを用意しておき、ゲストを移動させるだけです。
大掛かりな構成ではないので、パフォーマンスの問題が発生した時にも、構成を変えやすいです。
- 例えば、HDDからSSDに変更する。
- 例えば、仮想ゲストの数を変更する。
- 例えば、どうしてもパフォーマンスがでないなら、GlusterFSをやめる

マイナス評価

性能はそこまでよくはありません。
- ネットワークで両ノードにデータを書き込む分散ファイルシステムのためです。
  商用ハイパーコンバージドでも同じように性能は高くないです。
  ただし、OSSハイパーコンバージドは、IOが遅いKVMなどのハイバーバイザーではなく、
  LXCのコンテナを使うことでできる限りIO性能を克服しようとしています。

サーバ構成

ハードウェアイメージ図

構成はあくまで例です。コストや利用状況によって全然違います。

ディスク利用イメージ図

２ホスト構成で、１ホストが故障しても、別のホストから起動できるようにします。
GlusterFS領域を作り、LXC用ディレクトリと、KVM用ディレクトリを作ります。
KVM不要なら、LXCディレクトリのみです。
仮想化がLXCだけなら数十個のコンテナをのせることができるでしょう。

GlusterFSを使う理由

分散ファイルシステムを使い、１ホストが故障しても、別のホストで同じデータが見えるようにします。
GlusterFSは、マスターレスで扱いやすいです。
GlusterFSは、2台から構成できます。管理サーバも不要です。
RedHat商用製品のRed Hat Gluster Storageの分散ストレージソフトウェアがGlusterFSです。

LXCを使う理由

仮想化には、システムコンテナのLXCを使います。
コンテナで有名なDockerはアプリケーションコンテナなので、用途が違います。
LXCの軽量コンテナにすることによって、１ホストに数十コンテナがのります。
LXDは高機能ですが、複数ホストで同じ領域を管理することができなそうなため、シンプルなLXCを使います。

設定方法

/var/lib/lxcをGlusterFSにして、両ホストから同じファイルが見えるようにします。

注意

LXDではなく、Directory BackendのLXCなので、OS停止しないとスナップショットは取得できないです。
LXDではなく、Directory BackendのLXCなので、OS CloneもＯＳ停止が必要です。

KVMを使う理由

LXCと同時に、KVMも利用することもできます。
CentOSを使う場合は、LXCの方が軽量で多くのゲストOSを乗せられるため、オススメですが、
RHELやWindowsを使いたい場合には、KVMも使うことができます。
GlusterFSは大きいサイズのファイルも得意のため、50GBのKVMイメージでも利用できます。

その他

ネットワーク

ホスト間は、直結のBondingにします。
- どのくらいの帯域が必要かによって、Bondingのやり方がちがいます。
- active-backup(mode=1)がシンプルです。
- ラウンドロビン(mode=0)にすることによって、1G2本で2G、4本で4Gのスピードになるようにもできます。
- リンクアグリゲーション(mode=4)にしても、１本しか使えないので注意が必要です。

OSSハイパーコンバージドの利用場面

Active/Standby構成の代替

■１ホストだけで高可用性を実現
Active/Standby構成ですと、設定はすべてお互い同期されているのか？
アプリはVIPで接続に来ているのかなど、
スタンバイ切り替わった時に問題ないのか不安になります。
ホストの問題発生時には、同じイメージを別ホストから起動できる効果は大きいと思います。

■クラスターソフト不要で高可用性を実現
Active/Standbyを実現するためのクラスターソフトは設定や仕様が難しいミドルウェアであり、
デファクトスタンダードのクラスターソフトもありません。
全ての機能、パラメータを知っているわけではないので、変な動きをしないか不安になります。
テストでは問題なかったのに、いざという時に動かないこともあります。

OSSハイパーコンバージドなら、クラスターソフト不要で高可用性構成のシステムを作れます。
１ホストで起動していたLXCのサーバが、問題が発生しましたら、
自動で別のホストでLXCを起動するようにシェルスクリプトを組むのです。
LXCのコンテナなら、5秒以内には起動してくれるでしょう。

■共有ボリューム不要で高可用性を実現
同じイメージを起動することによって、共有ディスク不要のシンプルな構成が作れます。
ストレージやFCSWのメンテナンスの影響を受けなくなります。

社内システムサーバ、開発サーバ

社内システムサーバや開発サーバではコストの関係から、１台構成のことも多いです。
サーバが故障した場合、修理するまでに時間がかかってしまいます。
OSSハイパーコンバージドにすることによって、別ホストからも起動できるため、利用者に影響を与えことが少ないです。

低コストで実現！OSSハイパーコンバージドインフラ

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