【OpenStackチャレンジ】 第18回 HEAT紹介編

2016.7. 8


はじめに

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6/23(木)に開催された「日本OpenStackユーザ会 第28回勉強会」に参加してきました!
今回は、勉強会の内容をご紹介します!

開催地

勉強会は飯田橋にあるIIJ本社で行われました。会場はとても広い会議室で、参加者が200人を超えても大丈夫そうです。

今回もWiFiを準備いただいていたため、快適にハンズオンができました。

テーマ

今回のテーマは「Heatによるオーケストレーション入門」でした。HeatはOpenStack上での自動化を実現するOpenStackコンポーネントであり、オーケストレータとして使用できます。自動化するにはHOTというシステム構造が定義されているYAML形式のファイルをHeatに読み込ませる必要があります。

勉強会ではこのHOTの記述方法を紹介し、実際に自分たちでHOTを書いて動かすことでHeatを理解してもらうことを軸に講習内容が組まれていました。勉強の対象者としてはOpenStackの初心者でも気軽に参加できる雰囲気でした。

参加前の準備

勉強会に参加するにあたってハンズオンを行うため、Heatの動作環境をPCに準備する必要がありました。
動作環境はVirtualBox上にOpenStackを構築しました。OpenStackを一から構築するのは大変だろうという配慮から、今回勉強会の主催者側からVirtualBoxイメージが準備されていたので楽に構築することが出来ました。

まず、OpenStackのHeatで使用されているYAMLについてご紹介します。
次に、演習で使用したテンプレートを参考にして、環境を構築し、仮想マシンインスタンスを起動するテンプレートを作成し、説明します。
最後に、作成したテンプレートを実行し、動作を確認します。

YAMLについて

YAML(YAML Ain't a Markup Language)は、構造化されたデータやリソースをテキスト(ハッシュ、配列、スカラー)で表現するためのデータ形式です。
特徴としては、インデントを使用してデータやオブジェクトの階層構造を表現し、終了タグはなく、インデントにはスペースを使用します。

YAMLで記述されたHOT(Heat Orchestration Template)をOpenStackのHeatに読み込ませることで、システム構築をすることができます。

OpenStackのHeatを使用して、システム構築を行うためには、YAMLを理解することが役立ちます。
では、YAMLについて具体的に紹介していきます!

YAMLの用語集

以下のキーワードがYAMLで良く使われる用語です。覚えておきましょう!

用語 説明
テンプレート YAMLで記述されたファイル
セクション ネストを利用して、シーケンス(配列)やマッピング(ハッシュ)をグループ化すること
シーケンス
(配列)
データを並べるという構造
マッピング
(ハッシュ)
キーとデータのペアという構造
スカラー 文字列、数値、日付、真偽等を自動的に判別するデータ
ネスト 複数のデータを一つのデータ単位にすること

YAMLの記述方法

インデントは、半角スペースで入力します。2つの半角スペースを入力することが多いです。

シーケンス(配列)の記述方法は、「- 」で始めます。
-」の後に半角スペースを入れないとエラーになります。
インデントを利用してネストすることもできます。
[データ, データ]というインライン表記もサポートされています。
,」の後に半角スペースを入れないとエラーになります。

マッピング(ハッシュ)の記述方法は、「キー: データ」です。
:」の後に半角スペースを入れないとエラーになります。
インデントを利用してネストすることもできます。
{キー: データ,キー: データ}というインライン表記もサポートされています。
,」の後に半角スペースを入れないとエラーになります。

コメントのの記述方法は、「#」の後にコメントを記述します。

HOTの概要

OpenStackで使用できるリソースに対して以下の操作などが記述できます。

  • 仮想マシンの作成
  • キーペアの作成
  • 仮想ネットワーク、サブネットの作成
  • 仮想ルータの作成、及びネットワークの接続
  • Floating IPの作成、割り当て
  • 論理ポートの作成
  • セキュリティグループの作成
  • 仮想ボリュームの作成、アタッチ
HOTの構造

次にHOTの構造について説明します。HOTは、以下の5つのセクションで構成されています。

  1. heat_template_version:テンプレートのバージョン(必須)
    利用できるリソース、リソースの仕様、利用できる関数がOpenStackのリリースで異なるために、テンプレートのリリースを明記しなければなりません。
    OpenStackのリリースの日付けを指定します。
  2. description:テンプレートの説明
  3. parameters:get_param関数でHOT内で参照可能なパラメータの定義。
    デフォルト値を設定することもできますし、実行時にコマンドラインから指定することもできます。
  4. resources:作成するリソースの記述(必須)
    作成するリソースを記述し、タイプを持ち、リソースの値はget_attr関数、get_resource関数で参照できます。
  5. outputs:作成したスタックの情報の出力
HOTで利用できる関数

以下が今回使用する関数を紹介します。

関数名 説明
get_param parametersセクションで定義された変数を参照する関数
get_attr リソースの属性を参照する関数
get_resource 他のリソースを参照する関数

仮想マシンを起動するHOT

今回は当社のラボにあるOpenStackを使用して、「15_01_02.yaml」というテンプレート作成し、環境構築からサーバの起動までを実行するHOTを以下のように作成しました。
$ cat 15_01_02.yaml

heat_template_version: 2015-04-30

description: building heat hands-on env.

parameters:
  private_network:
    type: string
    label: Internal network name
    description: Internal network name or ID
    default: heat-handson-net

  private_subnet:
    type: string
    label: Internal network name
    description: Internal sub-network name or ID
    default: heat-handson-subnet

  private_cidr:
    type: string
    label: Internal network name
    description: Internal sub-network CIDR
    default: 10.20.99.0/24

  private_gw:
    type: string
    label: Gateway IP of internal network
    description: Gateway IP Address
    default: 10.20.99.254

  sec_group:
    type: string
    label: Security group name
    description: Security group name
    default: sg-for-heat

  key:
    type: string
    label: Key name
    description: Name of key-pair to be installed on the compute instance.
    default: heat-key

  ext_router:
    type: string
    label: Public router name or ID
    description: Public router which is connected to external network.
    default: Ext-Router

  flavor:
    type: string
    label: Flavor
    description: Type of instance (flavor) to be used on the compute instance.
    default: m1.small

  image:
    type: string
    label: Image name or ID
    description: Image to be used for the server.
    default: cirros

resources:
  network:
    type: OS::Neutron::Net
    properties:
      name: { get_param: private_network }

  subnet:
    type: OS::Neutron::Subnet
    properties:
      name: { get_param: private_subnet }
      ip_version: 4
      network_id: { get_resource: network }
      cidr: { get_param: private_cidr }
      gateway_ip: { get_param: private_gw }

  router_interface:
    type: OS::Neutron::RouterInterface
    properties:
      router: { get_param: ext_router }
      subnet: { get_resource: subnet }

  security_group:
    type: OS::Neutron::SecurityGroup
    properties:
      name: { get_param: sec_group }
      rules:
        - protocol: icmp
        - protocol: tcp
          port_range_min: 1
          port_range_max: 65535
        - protocol: udp
          port_range_min: 1
          port_range_max: 65535

  key_pair:
    type: OS::Nova::KeyPair
    properties:
      name: { get_param: key }
      save_private_key: true

  instance:
    type: OS::Nova::Server
    properties:
      image: { get_param: image }
      flavor: { get_param: flavor }
      key_name: { get_resource: key_pair }
      security_groups:
        - { get_resource: security_group }
      networks:
        - network: { get_resource: network }

outputs:
  private_key:
    description: Private Key of generated keypair
    value: { get_attr: [key_pair, private_key] }
  instance_name:
    description: Name of the instance
    value: { get_attr: [instance, name] }
  instance_ip:
    description: The IP address of the deployed instance
    value: { get_attr: [ instance, first_address ] }

HOTは、構造化されたデータやリソースをテキストで表現します。
HOTの構造に従って、上記で述べえたように5つのセクションがあります。
以下のparametersが定義されています。

  • private_network:ネットワーク名
  • private_subnet:サブネットワーク名
  • private_cidr:サイダー
  • private_gw:デフォルトゲートウェイIPアドレス
  • sec_group:セキュリティグループ名
  • key:キー名
  • ext_router:ルータ名
  • flavor:フレーバ名
  • image:イメージ名

以下のresoucresが定義されています。

  • network:ネットワーク
  • subnet:サブネットワーク
  • router_interface:ルータのインターフェース
  • security_group:セキュリティグループ
  • key_pair:キーペア
  • instance:仮想マシンインスタンス

private_key、instance_name、instance_ipというデータで構成されたスタックを出力します。

仮想マシンを起動するHOTを実行しましょう

まず、OpenStack上に以下の環境設定を準備しましょう。
Ext-Routerの作成をします。YKSHEAT-03-b.PNG作成した上記のHOTを実行しましょう。
$ heat stack-create -f 15_01_02.yaml stack1and2

実行すると以下のようになります。YKSHEAT-04.PNG 実行結果をダッシュボードから確認できました。YKSHEAT-14-A.PNG

おわりに

日本OpenStackユーザ会は、月に一度勉強会を開催されています。
次回は8月中旬に行なわれます。
皆さんも、日本OpenStackユーザ会が主催する勉強会に参加してみましょう!

今回も最後までお付き合いを頂き、ありがとうございました。photo-1458571037713-913d8b481dc6.jpg

参考サイト

著者: 東野友祐河合紀彦



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