Windows Server

Windows Azure から教わる
クラウド時代のエンジニアが持つべきスキル
日本マイクロソフト株式会社
エバンジェリスト
高添修
http://blogs.technet.com/b/osamut
時間
内容
『Windows Azure だけでどこまでできるか?』
14:00 – 16:15
『自社運用と Windows Azure 仮想マシンの運用の違いにみる必要なスキル』
日本マイクロソフトエバンジェリスト高添修
16:15 – 16:30
16:30 – 17:30
17:30 - 19:00
途中休憩有り
休憩
『Windows Azure を使ったエンジニアの生の声』
ビットアイル後藤諭史様
Q&A を兼ねた(その場) 懇親会
2
その前に
Project Management
IDE
統合開発環境
Multi Language
ALM
Agile
Auto Deploy
Release Management
Intelligent Test Env
DevOps
Monitoring
ダウン
サイジング
Configuration
Management
Scripting
ITIL
Change
Management
仮想化
Runbook
Automation
IT as a
Service
Private
Cloud
SDN/SDS
非所有
5
※ 更に進化中
アプリケーション
ネットワーク
Virtual Network
Point to Sites VPN
Traffic Manager
*無償ﾌﾟﾚﾋﾞｭｰ
キャッシュ
キャッシュ
データ
アクセス
コントロール
Azure AD
多要素認証
システム
連携
キュー BizTalkサービス
サービスバス
*有償ﾌﾟﾚﾋﾞｭｰ
データ周辺
Blob
ホスティング
VM 管理
Table
*有償ﾌﾟﾚﾋﾞｭｰ
Cloud Services
（PaaS)
スケール
管理
ポータル
BackUp
RDB PaaS
*ﾌﾟﾚﾋﾞｭｰ
運用
Virtual Network
(S2S VPN)
*有償ﾌﾟﾚﾋﾞｰ
認証
CDN
ミ
ド
ル
ウ
ェ
ア
Ruby
PowerShell
レポート
Virtual Machines
（IaaS)
ロード
バランサ
ファブリック
コントローラ
ファイアー
ウォール
Federation
Datasync
Mobile
Services
*一部有償ﾌﾟﾚﾋﾞｭｰ
スタート
アップタスク
オンプレミス
連携
Import/Export
*無償ﾌﾟﾚﾋﾞｭｰ
Websites
外部アクセス
グローバルIP制限
Windows Server 2012
System Center 2012
オンラインバックアップ
Media
Services
通知ハブ
アラート
SQL Server 2012 SP1 CU2
Native Backup & Restore
HDInsight
*有償ﾌﾟﾚﾋﾞｭｰ
6
7
8
需要に応じて
伸縮可能な柔軟性
適時利用による
大幅なコスト削減




従量制と定額制を選択可能
年間契約によるディスカウント
コンピュート環境 10.49 円/h
ストレージ環境 12.24 円/GB




SQL Server とのデータ同期
VPN 機能による NW 連携
Active Directory 認証
他社認証サービスとの ID 連携








データとデータベースの3重化保護
DC 間でのデータの自動複製
パッチ管理の自動化
99.9％の SLA を提供
インフラサービスへの依存度の軽減
グローバルなサービス展開
Visual Studio ベースの開発
LAMP 資産とツールの利用
容易な
運用管理作業
自動化による
運用負荷の低減
オンプレミス環境
との親和性




柔軟な仮想サーバー構成の選択
負荷に応じたリソース供給
インスタンス数の即時変更
6 拠点の DC を選択可能
迅速な
サービスの展開




シンプルな構成管理モデル
GUI 版の管理者ポータル
容易なリソースの調達/解放
アップグレードの自動化
9
10
クラウドサービスへの戦略的投資の継続
Windows Azure のサービス拠点
• 3 つの地域、8 ヵ所の DC からサービスを提供
大規模データセンター整備への投資
• クラウドサービスの基盤整備に 23 億ドルを投資
• 第三世代（コンテナ型）から
第四世代（モジュラー型）データセンターへの移行
• シカゴデータセンターの構成
•
•
•
1 コンテナ = 1,800 ～ 2,500 サーバー
DC 毎に約 200 基のコンテナを収容
PUE *1 (Power Usage Effectiveness) = 1.22
*1: PUE (Power Usage Effectiveness): DC の電力効率の評価基準。「DC 全体の消費電力 ÷ IT 機器による消費電力」で算出（最低は 1.0）。効率が良い DC の目安は 2.0 以下）
11
Windows
Azure
IaaS
 Windows Server あるいは Linux 仮想マシンを
作成し、任意のアプリケーションをインストール
することができるため、用途は多様です。
 既存の社内サーバーのクラウド移行に
 検証・テスト環境として
 自社データセンター被災時の災害対策用に
※ Hyper-V ベース
数クリックで
仮想マシンを稼働状態に
13

サーバーOS

Windows Server

Linux Server

ミドルウェア

SQL Server

BizTalk Server 2013

SharePoint Server 2013 Trial

Oracle Database

Oracle WebLogic Server

JDK (Preview)
非MSプラットフォーム

openSUSE

SUSE Linux Enterprise Server

Ubuntu Server

OpenLogic CentOS

Oracle Linux

テンプレートの持ち込みも可能
※ 2014年1月8日現在
14
 ディスク1本当たりの最大サイズは 1023 GB
 接続可能な最大数は、仮想マシンのサイズによって
異なりますが、S →2 , M → 4, L → 8, XL → 16
 これは固定サイズ VHD なので、空の VHD でも
BLOB は指定したディスクサイズ分確保されます
(32 GBのディスクを作成すると 32 GB の BLOB)
 しかし、実際には「疎」(スパース)な BLOB であり、
課金は実際に使用した容量分のみ行われます。
 ゲストOSでフォーマットする際は、
必ず「クイックフォーマット」してください。
 フルフォーマットをするとディスク全体を舐めるので
全体容量分課金されます。
15
16
Windows Azure
S2S と P2S の両方をサポート
<subnet 1>
<subnet 2>
<subnet 3>
DNS
Server
サイト間 VPN
Gateway
自社内データセンター
Static &
Dynamic
Routing
VPN
デバイス
ローカルサブネット
専用の仮想ネットワーク
Point-to-Site
VPN
社内ユーザーの
インターネット
経由のアクセス
17
IPSec トンネルによる
暗号化通信可能な
VPN 機器が対象
<米国本社検証済み>
メーカー名
Cisco
Juniper
WatchGuard
F5
Citrix
Win Server
2012 RRAS
<メーカー様検証済み>
静的
動的
ルーティングルーティング
ASA 非対応
○
○
○
○
○
○
メーカー名 (静的ルーティングのみ)
アライドテレシス株式会社
株式会社インターネットイニシアティブ
ジュニパーネットワークス株式会社
パロアルトネットワークス合同会社
富士通株式会社
○
ヤマハ株式会社
msdn.microsoft.com/ja-jp/windowsazure/dn132612.aspx
18
S2S VPN Tunnel
Virtual Network
Gateway
19
Windows
Azure
PaaS
2012年
国内クラウドコンピューティング市場の動向
• 国内のクラウドコンピューティング市場は
今後も急速な拡大を継続
• 2011 - 2016 の CAGR は 39%
• 2016 年の国内市場は 3,000 億円規模に成長
21
22
Gateway
(Stateless)
…
Compute
(Stateful?)
…
Storage
Database
(Stateful)
23
xyz.cloudapp.net
xyz を利用する
Production
デプロイ
アプリ
Web Role
実行
エンドユーザー
VIP スワップによる
Production と Staging 環境の切替
管理者
Staging
デプロイ
サ管
ブ理
ド者
メ指
イ定
ンの
名
アプリ
Web Role
正式公開前のテスト目的でアクセス
パッチ適用後の動作確認目的、問題なければ
VIP スワップで Production/Staging を切替
サ自
ブ動
ド割
メり
イ当
ンて
名の
24
簡単なパラメーター設定だけで1台から n台のプロビジョニングまで実施可能
Visual Studio
マシンスペックと台数を指定
ご利用のポート番号を指定
※明示ポート以外は全て閉じ
ますので、特定外のアクセスは
遮断されます
25
(参考) Inside a Physical Server
TOR Switch
Physical
Server
VM
VM
CPU
CPU
PaaS VM Role
Instance
CPU
VM
CPU
PaaS VM Role
Instance
CPU
CPU
IaaS VM Role
CPU
CPU
Unallocated
CPUs
…
PDU
Trust boundary
Host Partition
26
Windows
Azure
究極の PaaS
スケールアップ、スケールアウト、スケールダウン、オートスケールが自由自在
ギャラリーからのデプロイ、開発環境とのシームレスな連携も完備
28
Windows
Azure
Other
Services
SQL / NoSQL / BLOB を利用可能
99.9% の SLA の提供
SQL データベース
• これまでの SQL Azure
SQL Server と同様のツール
を利用してアプリケーションを迅速
にクラウドへ展開
•
ニーズに応じて DB 構成の
変更および拡張が可能
SQL データベース
• データ移行やエクスポートの
機能を提供
SQL Data Sync
• オンプレミス環境の
SQL Server データベースと
Windows Azure 上の
データベースの同期機能を提供
テーブル
• スキーマを持たないデータに
キーによってアクセスする
NoSQL データベース
• シンプルなデータアクセス
BLOB
• 大量の画像、音声、動画の
格納に最適化された記憶域
• 非常に低価格なストレージ
30
31
アカウント
テーブル
エンティティ
Name =…
Email = …
•
Windows Azure の
key-value 型の
NoSQL データベース
Name =…
EMailAdd= …
•
大量の半構造化データを
低コストで格納可能
Photo ID =…
Date =…
•
高性能なストレージの
利用が必要とされる
ワークロードに最適
customers
contoso
photos
Photo ID =…
Date =…
32
http://<account>.blob.core.windows.net/<container>/<blobname>
アカウント
コンテナ
BLOB
ページ/
ブロック
PIC01.JPG
Images
Contoso
Block/Page
•
大量の非構造化テキスト、又
は、バイナリデータ (映像や
音声)を格納
•
高い読み取り性能を得る
ための最も容易な手段
•
高い拡張性と可用性を
持つファイルシステム
•
HTTP で公開可能
•
アクセスの設定が可能
PIC02.JPG
Video
Block/Page
VID1.AVI
33
•
•
34
CDN
• コンテンツを利用者に
近い場所にキャッシュ
• アプリケーションと
データアクセス性能を
大幅に改善
35
インメモリキャッシュサービス
(NEW)
•
•
データを保持したまま、キャッ
シュサイズを動的変更
アプリケーションの
スケールアップ＆ダウンに
容易に対応可能
36
いつでも、どこからでも
アプリケーションを接続
「キュー」
• 常時接続されていない相手との
メッセージ交換手段
• アプリケーションに
高い信頼性と拡張性を実装
「トピック」と「サブスクリプション」
• 複数の宛先にメッセージの配信のための、
リーズナブルな手段
• 高い拡張性と柔軟性の提供
「リレー」
• ファイアウォールや NAT の内側
のプライベートクラウドで
動作するアプリケーションの
安全な呼び出しを実現
37
SQL レポート
Windows Azure アプリケーションに
レポーティング機能を統合
Windows Azure
業務アプリケーション
レポートや
サービス利用者
業務アプリケーションの（組織外）
URL をインターネットに公開
SQL
レポーティング
レポート開発者
SQL
データベース
サービス利用者
（組織内）
レポーティングツール
38
Windows Azure HDInsight Service
 2013年10月正式リリース済み
 利用可能なリージョンは以下の 5 箇所
 東南アジア (AsiaPacific Southeast)
 北ヨーロッパ (Europe North)
 西ヨーロッパ (Europe West)
 米国東部 (US East)
 米国西部 (US West)
 インスタンスサイズ
 ヘッドノード（ネームノード）は XL
 データノードは L サイズ
 OS
 Windows Server 2008 R2
 バージョンは以下の3種から選択可能
 HDInsight-1.6 (Hadoop 1.0.3)
 HDInsight-2.1 (Hadoop 1.2.0)
 HDInsight-3.0 (Hadoop 2.2.0) ※ プレビュー
39
Windows (Azure|Server) HDInsight
Hortonworks と協業し、Windows 環境で Hadoop を提供します
 元々 Java で書かれたオープンソースプロジェクトである
Hadoop ですが、 Windows 環境でスムーズに動かすた
めにはいくつか工夫が必要でした。
 マイクロソフトは Hortonworks 社と協業し、 Hadoop
の Windows 環境への移植と最適化を行っています。
 Hortonworks は Yahoo! で Apache Hadoop の
開発に携わっていたチームが独立して設立された企業。
 “Hortonworks Data Platform” (HDP) という
Hadoop ディストリビューションを開発しており、
その Windows 版が HDInsight のコア部分です。
http://hortonworks.com/products/hdp-windows/
40
HDInsight Service システム構成
Windows Azure の PaaS 機能と BLOB ストレージを活用します。
 ネームノード、データノードは
どちらも Worker ロールの
インスタンスです。
 多数のノードを素早く
デプロイできます。
 また、Windows Azure の
「BLOB ストレージ」を、
デフォルトのファイルシステム
として利用します。
 もちろん HDFS も
利用可能です。
ネームノード
データノード
BLOB ストレージ
41
Hadoop は Java だけ？ .NET は？
Java 以外の言語でもプログラムを開発できます！
元より多言語対応
 Hadoop 自体が Java で書かれているため、
MapReduce プログラムを書く言語としては Java が
メジャーです。
 しかし、 Hadoop には “Hadoop Streaming” という
仕組みがあり、およそありとあらゆる言語で
MapReduce できるようになっています。
 Hadoop Streaming は、
「標準入出力に対してプログラミングするだけで、
MapReduce ジョブができあがる。」
という、ある意味 inetd のような存在です。
Microsoft .NET SDK For Hadoop
 Codeplex でホストされているオープンソースプロ
ジェクトです。下記のモジュールがあります。




Hadoop Streaming を活用した “.NET MapReduce”
LINQ で Hive にクエリを行える “LINQ To Hive”
HDInsight 管理用の PowerShell コマンドレット
WebHDFS クライアント
 https://hadoopsdk.codeplex.com/
42
PowerQuery for Excel による接続
Excel から直接 HDInsight 上のデータを取得できます
43
44
自社システム
HPC ヘッドノード
• MPI
• SOA
• Excel
Desktop 計算グリッド
(Windows PC)
HPC クラスタ
(Windows Server)
WCF ブローカー
クラウド
Windows Azure
Azure 計算プロキシ
Azure 計算インスタンス
45
サードパーティ
CDN
メディアサービス
エンコーディング
フォーマット
変換
コンテンツ
保護
オンデマンド
ストリーミング
Windows Azure
CDN
ライブ
ストリーミング
分析
46
47
価格体系
利用条件
48
49
Windows
Azure
仮想マシン
自社運用仮想化基盤
ハイパーバイザー
SR
仮想マシン
HA：High Availability
SR：Site Recovery
SDN：Software Defined Network
HA
HW スペック
事前定義
(SS,S,M,L,XL)
コスト
高
参考
テンプレート
Windows & Linux
OS 環境
事前定義
(管理パスワードや
ドメイン参加等)
VHDX VHDX VHDX
高度化する
管理ツール
共有ストレージ
SDN
ネットワーク
仮想化を
越えた自動化
52
作業用
ディスク容量
(GB)
データ
ディスク数
最大 IOPS
サイズ
コア数
メモリ容量
(GB)
XS (A0)
共有
0.768
20
1
1 x 500
S (A1)
1
1.75
70
2
2 x 500
M (A2)
2
3.5
135
4
4 x 500
L (A3)
4
7
285
8
8 x 500
XL (A4)
8
14
605
16
16 x 500
A5
2
14
135
4
4 x 500
A6
4
28
285
8
8 x 500
A7
8
56
605
16
16 x 500
http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windowsazure/dn197896.aspx
53
A8 and A9 Compute Intensive Instances: Quick Start with HPC Pack
http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windowsazure/dn594431.aspx
CPU メモリ
A8
A9
OS = Guest OS size
Local resource = 1.77 TB
Apps = approx. 1.5 GB
8
56 GB
16
OS = Guest OS size
112 GB Local resource = 1.77 TB
Apps = approx. 1.5 GB
54
 クライアント(この場合、仮想マシンインスタンス)
からの書き込み要求があった場合、3 つの複製の
作成が完了して初めて「書き込み成功」が返され
ます。
 つまり、『仮想マシン』のディスクは通常の
シンプルボリュームであっても、3本のディスクを
ミラーリングした場合と同等の堅牢性を持ちます。
BLOB ストレージ
 ゲスト OS 上でミラーボリュームを構成すること
はあまり意味がありません。
55
東日本
西日本
> 500 miles
 セカンダリ地域への転送は、プライマリへの書き込みとは非同期に行われます
56
FC
・
・
・
FC
・
・
・
クラスタ 1
FC
アフィニティ
グループ “AG1”
・
・
・
・
 たとえば、2台の仮想マシンを同一のアフィニティ
グループ”AG1”に配置します。
 この場合、2台は同一クラスタ内に配置されるように、
FC が配置の調整を行います。
 ネットワーク的に近く配置され、通信が高速に行えるよう
になります。
・
・
クラスタ 2
・
・
・
・
・
・
クラスタ 3
しかし、この場合「クラスタ 2」に障害が
発生すると2台が共倒れになるのでは？
57
 クラスター内の各ラックは、電源やネットワーク装置が
冗長化され、これら装置の障害が他のラックに影響を
及ぼさないように設計されています。
 このくくりを「障害ドメイン (fault domain)」と呼びます。
障害ドメイン
障害ドメイン
障害ドメイン
ルータ
ルータ
ルータ
FC
 たとえば、2台の仮想マシンを同一の可用性セット “AS1”
でくくります。
 この場合、2台は異なる障害ドメインに配置されるように、
FCが調整を行います。
 いずれかのラック内で障害が発生しても、可用性セット内
の別インスタンスは生き残ることができます。
・
・
・
FC
可用性セット
“AS1” ・
・
・
・
ラック
・
・
FC
・
・
・
ラック
・
・
・
・
・
・
ラック
58
Windows Azure 管理ポータル
・・・× Attach 可能なディスク数
59
 複数のディスクを束ねて一つのボリュームを作成することが可能です。
60
普段から
Hybrid
を意識
仮想マシンの相互利用
Hyper-V
Hyper-V
VHD on Hyper-V
データベースの同期
SQL Data Sync
アプリケーションの
接続とメッセージング
プライベート
クラウド
リソースプール
パブリック
クラウド
リソースプール
Services Bus
サーバーとの VPN 接続
Point to Site
Windows
Linux & OSS
サイト間の VPN 接続
Virtual Network
共通の開発ツールと
アーキテクチャ
稼働管理
Windows
Linux & OSS
構成管理
運用監視
更新管理
共通のツールで統合的に管理
共通の開発ツールと
アーキテクチャ
ログ収集
仮想管理
バックアップ
ウイルス対策
62
VHD ポータビリティ
(プライベート – パブリック)
VHD ポータビリティ
(物理 – 仮想化)
Windows &
Linux
Windows &
Linux
VHDBoot
HW
Hyper-V
Hyper-V
Hyper-V
VHDBoot
物理環境
自動展開
(ベアメタル)
マルチテナント
データセンター
(/w SDN)
Hyper-V
VHDBoot
Windows
Azure
サイト間 VPN
Windows
Azure
(/w SDN)
63
コピー＆貼り付けで
VHD ファイルをクラウドへ
仮想マシンのリストには
社内とクラウドが並ぶ
64
ハイブリッドクラウド管理も自動化
PowerShell
Get-AzureVM … |
# Return the VM Config
Add-AzureDataDisk … | # Modify the returned VM
Add-AzureEndpoint … | # Modify the returned VM
Update-AzureVM
# Call Update
System Center
Orchestrator
例
アプリケーション
Windows
Azure
回復
サービス
Hyper-V
ストレージ
System Center
Data Protection Manager
StorSimple
65
• クラウドを活用した自動復旧を
実現
System Center が管理する
クラウド間で Hyper-V レプリカ
を構成
• 連携するシステム
Windows Azure
Hyper-V Recovery Manager
システム A
システム B
フェール
オーバー
 Windows Azure
Hyper-V Recovery Manager
 System Center 2012 SP1 以降
Virtual Machine Manager
 Windows Server 2012 以降
Hyper-V レプリカ
レプリケーション
チャネル
データセンター 1
データセンター 2
66
• Azure API
• SCOM Azure 監視パック
• SCOM + Global Service Monitor
インターネット経由
外部監視
System
Center
Operations
Manager
(SCOM)
• Azure 標準ポータル (簡易監視機能)
• MetricsHub
Azure ポータル
Application
Windows
Azure
HyperV
VPN 経由
内部監視
• SCOM アプリケーション監視
3rd party Tools &
Services
67
Visual Studio 連携も !
レスポンス
タイム
世界中から
テスト実行
アラート
テスト
状況
Global
Service
Monitor
(on Azure)
SCOM
アプリ
68
仮想ネットワークサイト
VPNによる拡張
Virtual Network
Active
Directory
Active
Directory
ID 情報の同期
AD Directory Sync
Active
Directory
ADFS
2.0
仮想サーバー上の
Active Directory
•
•
•
検証/開発サイト
DR サイト
BCP 向け IT サービス
Windows Azure
Active Directory
ADFS
2.0
プライベート
クラウド
リソースプール
Active Directory
フェデレーション
サービス 2.0
ID サービス間の連携
ADFS Directory Sync
Active
Directory
Services
SNS との ID サービス連携
SaaS への
SSO サービス
Microsoft アプリケーション
独自の
アプリケーション
サードパーティ
アプリケーション
69
ディスクバックアップ
(高速なバックアップ/リストア)
バックアップ対象
Exchange Server
SharePoint
SQL Server
15 分間隔で
バックアップ
遠隔地の System Center
Data Protection Manager
Windows Azure Storage の
高い価格性能比と冗長性
• データを3重化して格納
(バックアップの冗長化と災害対策)
•
•
テープバックアップ
DC 間でのデータの複製
(Geo-Replication)
利用者と管理者への低負荷
(長期保管)
運用管理ツールによるバックアップ
Dynamics
System Center DPM SP1
Windows Azure Online Backup
OS の標準機能によるバックアップ
Windows Server 2012
Windows Azure Online Backup
アプライアンス機器を利用した
バックアップ
Storsimple
プライベートクラウド
リソースプール
70
まとめ
72
73
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