物理データセンターでも NoOps

Transcript

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   NoOps Meetup Tokyo #6 物理データセンターでも NoOps サイボウズ株式会社 @ymmt2005

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   自己紹介 ▌サイボウズ株式会社で20年弱 ◼ cybozu.com 開発責任者とか ◼ メモリ 32 GB おじさんなど

   ◼現在は Neco というプロジェクトの責任者
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   今日の内容 ▌cybozu.com が抱える課題 ▌インフラ刷新プロジェクト Neco の紹介 ◼ アーキテクチャ ◼ 方法論

   ▌今後の予定
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   サイボウズ & cybozu.com ▌グループウェアの開発・販売 ◼ 「サイボウズ Office」は 20 年以上ベストセラー ◼

   もともとはパッケージソフトウェア販売 ▌cybozu.com ◼ 自社グループウェアを SaaS で提供 ◼ 2011年11月からサービス開始
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   cybozu.com の規模 ▌契約社数 28,000社 ▌契約ユーザー数 100万人以上 ▌リクエスト数 ２.6億/日 ▌サーバー台数 2,000台弱

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   単調に規模が拡大 -5000 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000

   40000 45000 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 契約社数 契約社数 二次回帰 線形回帰 需要予測が容易 強気の投資が可能
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   現在のインフラについて

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   現在のインフラ概要 国内数か所のデータセンターで稼働 • いわゆるオンプレミス サーバー数十台の頃からアーキテクチャ変わらず • 数千台を扱うのに無理を重ねている 分散システムの基盤は独自開発 • OpenStack

   や Kubernetes を使っていない • ssh で何とかするアレ
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   抱えている課題 手作業・Toil が多い 低いスケーラビリティ 自作に偏りすぎ

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    辛い例：プログラムの更新作業 ▌更新手順書を書き起こす ▌手順書をレビュー ▌複雑な手順はアドホックに自動化 ▌開発環境でリハーサル ▌本番環境でペアで手動適用 ▌完了まで何時間も端末前で待機することも 数え役満！

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    こうありたい ▌撃ちっぱなし可能な宣言的オペレーション ▌継続的なデリバリ ▌高速な開発・運用のワークフロー（DevOps） ▌数千台の規模を活かせるスケーラブルなシステム ▌自作からの脱却

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    インフラ刷新プロジェクト

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    Neco プロジェクト概要 ▌2018年１月から始動, 3ヶ年計画 ▌内容 ◼ Kubernetes 中心のアーキテクチャ ◼ オンプレミスデータセンター

    ◼ 成果物はほぼすべて OSS 公開 ▌体制 ◼ 私含め、現在 10 名
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    なぜ Kubernetes? ▌物理サーバーに直接依存させたくない ▌コンテナ・マイクロサービス時代の「勝ち馬」 ◼ 拡大を続けるエコシステム ◼ 自作から脱却するのに好都合 ▌優れた設計 ◼

    宣言的 API で大規模分散システムの運用を容易に ◼ 拡張性が高く、様々な機能をアドオンできる
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    データセンター内のシステム論理構成 ３～５台の管理サーバー群 数千台のノードで構成される Kubernetes クラスタ Elasticsearch や MySQL のマネージドサービス テナント

    テナント テナント … Neco
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    Neco の設計原則 １．Be Declarative • Kubernetes 以外もすべて、宣言的に操作可能にする ２．Define by Software

    • 特定の目的に縛られたサーバー・ネットワークを作らない • サーバー・ネットワークの役割をソフトウェアで変更する ３．Test Everything • 継続的なデリバリーには試験は自動化しないといけない • データセンターで動作するすべての機能を自動試験する
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    ここまでの成果 ▌宣言的 Kubernetes 管理ツール「CKE」 ▌BGP 中心で設計されたネットワーク ▌仮想データセンターを活用した CI / CD

    ▌ステージング用物理データセンター ▌その他いろいろ
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    CKE

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    CKE ▌Kubernetes クラスタの運用を自動化 ◼ 望みのクラスタ構成を宣言するだけ ◼ CKE が適当な物理サーバーを選んで構築・入れ替え ◼ Kubernetes

    の自動バージョンアップも ▌HashiCorp Vault で秘密管理 ◼ 証明書発行 ◼ Secret 暗号化
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    CKE の詳しい話は #CNDT2019 で！

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    BGP 中心のネットワーク

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    BGP + BFD + ECMP で経路管理＆冗長化 ▌Linux / Kubernetes から経路を自在に制御可能

    ◼ BIRD と組み合わせ可能な CNI プラグイン「Coil」を開発 ◼ MetalLB で LoadBalancer を実装 ▌ルータもソフトウェアで実装可能 ▌専門的な話はブログをどうぞ
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    ネットワーク概略図 Spine-Leaf アーキテクチャ コンテナ間の East-West 通信に最適

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    仮想データセンター

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    なぜ仮想データセンター？ ▌Neco はデータセンターを管理するソフトウェア群 ▌Neco の開発・試験にはデータセンターが必要 ◼ 開発者に自分専用データセンターが欲しい ◼ データセンターでの動作も自動試験したい ▌そこで

    placemat というツールを開発
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    placemat ▌仮想データセンター構築ツール ◼ L2 ネットワーク＝Linux ブリッジ ◼ ルーター＝BIRDコンテナ ◼ サーバー＝QEMU/KVM

    ▌機能 ◼ YAML で宣言的に環境構築 ◼ Virtual BMC (IPMI) ◼ UEFI HTTP Boot kind: Network name: ext-net type: external use-nat: true address: 192.168.1.0/24 --- kind: DataFolder name: data files: - name: sabakan file: sabakan - name: sabactl file: sabactl --- kind: Image name: ubuntu file: ubuntu-18.04-server-cloudimg-amd64.img --- kind: Node name: host1 interfaces: - ext-net cpu: 1 memory: 1G volumes: - kind: image name: root image: ubuntu copy-on-write: true - kind: vvfat name: data folder: data --- …
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    データセンターネットワークまるごと仮想化

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    宣言的デリバリ

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    再掲： Neco のシステム論理構成 ３～５台の管理サーバー群 数千台のノードで構成される Kubernetes クラスタ Elasticsearch や MySQL

    のマネージドサービス テナント テナント テナント … Neco
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    管理サーバーの構成 Ubuntu Ubuntu Ubuntu ……… 手作業管理はしんどい！ etcd etcd etcd Vault

    Serf etcdpasswd Sabakan CKE Vault Serf etcdpasswd Sabakan CKE Vault Serf etcdpasswd Sabakan CKE データは etcd クラスタに保存 Made by
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    Neco のデリバリー戦略 ▌システムを Kubernetes の上と下で分割する ◼ Kubernetes 上のアプリは Argo CD

    で宣言的にデリバリー ◼ Kubernetes の下は自作ツールで宣言的にデリバリー ▌システム全体をデリバリー前に試験する ◼ デリバリー前の状態を仮想データセンターで構築、 デリバリー後に壊れないことも試験 ◼ 全電源停止後の動作回復も試験
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    Neco as of June 2019 GitHub Argo CD Neco CD

    Ubuntu 管理サーバー Sabakan CKE 3~5台 管理サーバーを自動更新 CoreOS Coil CoreOS Coil CoreOS Coil CoreOS Coil ネット ブート Kubernetes 自動管理 Argo CD Prometheus MetalLB Calico Contour アプリを 自動管理 Made by push …
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    今後の予定

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    ストレージ管理 ▌自社製 CSI プラグイン TopoLVM を開発中 ◼ LVM でローカルストレージを PVC

    で利用可能 ◼ VG 空き容量などを考慮する拡張スケジューラー付き ▌Elasticsearch & MySQL オペレーター ◼ TopoLVM を活用して自動運用する予定 ▌Ceph / Rook ◼ オブジェクトストレージ用に
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    テナント管理 ▌2019年7月に本番データセンター構築予定 ▌テナント利用者向けの様々な環境整備 ◼ 各種ポリシー ◼ 利用者向けドキュメント ◼ 利用者向け開発環境 ◼

    …
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    以上 ご清聴ありがとうございました

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    Appendix

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    Neco OSS レポジトリ ▌全て github.com 上 ▌cybozu-go/neco 継続的デリバリーツール ▌cybozu-go/neco-ops Argo

    CD 用 ▌cybozu-go/cke Kubernetes 自動運用ツール ▌cybozu-go/sabakan ネットワークブートサーバー ▌cybozu-go/coil BIRD と組み合わせ可能な CNI プラグイン ▌cybozu-go/topolvm LVM を使う CSI プラグイン ▌cybozu-go/placemat 仮想データセンター構築ツール ▌ cybozu/neco-containers 各種コンテナイメージのビルド