![© 2015 Internet Initiative Japan Inc.
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Dockerの利用事例
- 1. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. Docker の利用事例紹介 ～ 商用サービスの基盤として利用 ～ maebashi @ IIJ
- 2. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 2 本日の話 「IIJ GIOストレージ&アナリシスサー ビス」という商用サービスでDocker を使ってみた
- 3. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. サービス概要
- 4. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 4 IIJ GIOストレージ&アナリシスサービス • http://www.iij.ad.jp/biz/storage/ • REST API(AWS S3互換)を持つクラ ウドストレージサービス • Hadoop/Hiveを用いたデータ解析機能 (オプション) +
- 5. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 5 サービス全体図 storage API ストレージ ノード analysis API ユーザー data query IIJ GIO ストレージ&アナリシスサービス 計算 ノード container data data data
- 6. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 6 計算ノード • Hiveを使用 – 複数ノードで分散処理 • マルチテナント – 複数物理ホストを複数ユーザで共有
- 7. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 7 計算ノード(図) analysis API query Hive NN RM DN NM metastore task storage API DN NM task ユーザ毎に用意 NN: Name Node RM: Resouce Manager DN: Data Node NM: Node Manager ノード ノード ノード
- 8. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 8 計算ノード部分 要件 • ユーザ毎に実行環境が隔離されてい ること • 公平なリソースの共有 • ノードはユーザにより増減可能なこ と
- 9. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 9 サービス検討時の候補 • Hypervisor型仮想マシンによる隔離 – 隔離という面では一番確実 – 起動が遅い、オーバーヘッドがある • コンテナによる隔離 • アプリケーションレベルでの隔離 – Hiveだけ(UDF禁止)等、やれることを限 定すれば可能
- 10. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 10 仮想マシン vs コンテナ Server Host OS Hypervisor Guest OS Bins/Libs App A Guest OS Bins/Libs App B Server Host OS Docker Engine Bins/Libs App A Bins/Libs App B Hypervisor型仮想マシン Dockerコンテナ Dockerコンテナは、隔離 された単なるプロセス ゲスト毎に任意のOS使用可 高い隔離性 オーバヘッドが少ない 起動が速い こちらを採用
- 11. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 11 実際のサービスの制限 • 現時点では、ユーザが任意の MapReduceプログラムを動かすこと はできない – 使えるのはHiveQLのみ • Dockerによる隔離は将来への布石
- 12. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. Dockerを商用サービスの基盤に 使うにあたって
- 13. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 13 Dockerが向いていること • 単体のホスト上での開発・ビルド・ テスト環境 • 環境のパッケージングと配布
- 14. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 14 Dockerの課題 • 複数ホスト上の多数のコンテナの管 理(オーケストレーション) • 複数ホストをまたいだネットワーク • ログの管理 • 監視、モニタリング
- 15. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. コンテナの管理
- 16. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 16 doma(docker manager)とは? • 独自開発 • 多数のDockerコンテナを管理する – 複数ホストをリソースプールとする – analysis APIからの要求によりプールか ら必要数のコンテナを自動確保し起動 • 類似品 – Mesos, Kubernetes, fleet, Swarm, ...
- 17. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 17 doma 構成図 Docker daemon Container slave 構成情報DB (MySQL MHA) master request / response Docker Remote API master API docker ホスト群 使用可能ホスト リソース空き情報 IPアドレス空き情報 etc LB(nginx) HTTP slave API HTTP HTTP over Unix domain socket analysis API
- 18. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 18 master • 多数のコンテナをクラスタ単位で管 理 – クラスタ ＝ コンテナの集合 • クラスタ操作 – 予約、アップデート、起動、停止、再 起動、解放(削除) • Ruby + Rack + EventMachine
- 19. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 19 クラスタ • 互いに通信できるコンテナの集合 – 1つのクラスタは1つのユーザに属する – 別のクラスタとは通信できない Docker Daemon Docker Daemon Docker Daemon 空き Container Container Container Container Container Container Container Container クラスタ1 クラスタ2 クラスタ3 Host
- 20. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 20 コンテナの種類 • グレード – 性能を決める(CPUコア数、メモリ量) • タイプ – dockerイメージ名に対応 – アプリケーション毎に複数用意されて いる
- 21. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 21 masterが管理するもの • ホスト – dockerが動く物理ホスト – CPU、メモリ割当て状況 • IPアドレス – コンテナは1個ずつ(プライベート)IPア ドレスを持つ
- 22. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 22 slave • Docker daemonのwrapper (reverse proxy) – masterからは、ほぼDocker daemonに 見える – いくつかAPIを拡張 • Goで記述 Docker daemon slave Docker Remote API HTTP HTTP over Unix domain socket master
- 23. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 23 Docker Remote API • HTTP、REST、JSONベース • dockerコマンドはすべてこのAPIを経 由している Host Docker daemon docker pull docker run docker ... container container container Docker client HTTP over Unix domain socket または TCP Docker Remote API
- 24. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 24 slave追加機能 • コンテナ起動関連 – サイズ制限されたディスク領域提供 – ネットワーク設定 – iptablesチェイン設定 • コンテナのメトリクス取得 • コンテナ内にファイルを送り込む • コンテナ非同期削除
- 25. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. コンテナのリソース制限
- 26. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 26 リソース制限概略 • 主にcgroupを使う • CPU – cpuset • メモリ – memory • ディスク使用量 – cgroupではできない
- 27. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 27 CPU制限 • (Docker Remote API経由で)cgroupの cpuset.cpusを使う – コンテナのプロセスが実行されるCPU コアの番号を指定 – 例: "CpusetCpus":"0-2,7" • 各コンテナおよびシステムプロセス それぞれが使うCPUコアを分離
- 28. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 28 ディスク使用量制限 • 特定サイズのloopbackデバイス用 ファイルを作って、それをmount – あらかじめmkfs済sparseイメージ入り tarファイルを用意 – コンテナ起動時にそれを展開して mount(0.1∼0.2秒くらい) – コンテナ解放時はファイルを1個削除す るだけ
- 29. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. ネットワーク
- 30. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 30 通常のDockerのネットワーク docker0 NIC IPマスカレード 仮想ネットワーク インターフェース (veth) container network namespace eth0 vethA コンテナA eth0 vethB コンテナB host network namespace ホスト 仮想ブリッジ
- 31. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 31 通常のDockerのネットワーク docker0 NIC IPマスカレード eth0 vethA コンテナA eth0 vethB コンテナB ホスト1 docker0 NIC IPマスカレード eth0 vethC コンテナC eth0 vethD コンテナD ホスト2 ホストをまたいだコンテナ間通信は困難 (ポートが固定されていればEXPOSEでできるが Hadoopと相性が悪い)
- 32. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 32 解決策 • pipework, weave, flannel 等を使う • または独自に頑張る こちらを採用
- 33. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 33 本サービスのネットワーク • dockerのネットワーク設定は使用せ ず("NetworkDisabled": true) • 代わりにslaveがコンテナ起動時に ネットワーク設定をする
- 34. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 34 NIC 本サービスのネットワーク docker0 NIC IPマスカレード eth0 vethA bridge0 host-geth host-veth ホスト 通常のdockerの ネットワーク container network namespace コンテナA eth0 vethB コンテナB eth0 vethA コンテナA eth0 vethB コンテナB 本サービスの ネットワーク host network namespace ホスト
- 35. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 35 論理的にはこんな感じ eth0 コンテナA eth0 コンテナB host-geth ホスト1 eth0 コンテナC eth0 コンテナD host-geth ホスト2 (コンテナのIPアドレスはmasterが決定しslaveが設定する)
- 36. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 36 ネットワークの隔離 • クラスタ間はiptablesで隔離 – コンテナはCAP_NET_RAWを禁止
- 37. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. その他
- 38. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 38 Dockerイメージ • Docker HUBのイメージは使用せず – 同じrepository名:tag名でも内容が変 わっていることがある • 独自にOSイメージ作成 – febootstrap で CentOS 6ベースで作成 • そのOSイメージからJDK, Hive, Hadoop入りなどをDockerfileで生成
- 39. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 39 ログの管理 • コンテナ内の各種ログは、コンテナ 内の特定ディレクトリに一時保存 • ホスト上(コンテナ外)のfluentdで外に 飛ばす • 本サービスのストレージ部分(管理用) に保存
- 40. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 40 監視 • ホストが障害を起こしたらdomaはコ ンテナ割り当て対象から除外 – 障害コンテナを別ホストに自動移動し たり再起動はしない • コンテナのアプリケーションレイヤ の監視はanalysis APIが行っている
- 41. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 41 コンテナのモニタリング • slaveに、コンテナ単位のメトリクス を返す機能追加 • cgroupの統計情報と、コンテナ内の / proc/net/dev等からメトリクスを得る (今なら cAdvisor を使えば良いと思う)
- 42. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 42 slaveはメトリクスをJSON形式で返す "memory": { "failcnt": 0, "stats": { "unevictable": 0, "total_unevictable": 0, "total_swap": 0, "total_rss": 380928, "total_pgpgout": 681084, "total_pgpgin": 697086, "total_mapped_file": 1433600, "total_inactive_file": 38936576, "mapped_file": 1433600, "inactive_file": 38936576, "inactive_anon": 0, "hierarchical_memsw_limit": 9223372036854776000, "hierarchical_memory_limit": 9223372036854776000, "cache": 102838272, "active_file": 63901696, "active_anon": 380928, "pgpgin": 697086, "pgpgout": 681084, "rss": 380928, "swap": 0, "total_active_anon": 380928, "total_active_file": 63901696, "total_cache": 102838272, "total_inactive_anon": 0 }, "max_usage": 139268096, "usage": 104189952 }, "interfaces": { "outpackets.0": 3021223, "inbytes.0": 8228044607, "indrop.0": 0, "inerrs.0": 0, "inpackets.0": 6429687, "name.0": "eth0", "outbytes.0": 199687042, "outdrop.0": 0, "outerrs.0": 0 }, "cpuacct": { "throlling_data": {}, "cpu_usage": { "usage_in_usermode": 2.668e+10, "usage_in_kernelmode": 8.181e+10, "percpu_usage": [ 22599918565, 987624379, 65146098, 36705600, 18221767943, 5890326, 22768005795, 4033968, 218211598, 4302652, 5437296326, 23781278563, 18992360915, 18712487134, 55742891, 18522722054 ] } }
- 43. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 43 ↓CPU Accounting Memory→ ↓Network traffic 定期的にメトリクスを収集して Grafanaでグラフ化
- 44. © 2015 Internet Initiative Japan Inc. 44 まとめ • Hadoop/Hiveをマルチテナントで動か すためにDockerを採用 • Dockerは多数のコンテナを扱うには 課題がある – 解決のためいくつかのツール類を開発 – 今ならもっと楽な方法があるはず