これからはじめるインフラエンジニア

これからはじめる
インフラエンジニア
2012/12/17
知的ヘンタイ六番勝負第三戦

外道父@GedowFather
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わ言そ
興イな
かわん味ンに
っれながフ？
とんこなラ
るでといに
わも
！？な
ん
て


自己紹介


自己紹介

■私は
外道父@GedowFather
■所属
ドリコム
■職種
インフラエンジニア
■ブログ
http://blog.father.gedow.net/
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4

概要


概要

 広く浅～く
 知識の存在を認識
 何に興味が湧くか

6

ITインフラとは


ITインフラとは
インフラ（infrastructure）
 基盤、基礎構造

インフラアーキテクチャ（infrastructure architecture）
 基盤の、仕組み・設計概念
生活インフラ
 道路／水道／電気
 生活に欠かせない基盤

ITインフラ
 ネットワーク／サーバ／ソフトウェア
 インターネットのサービス提供に欠かせない基盤

8

ITインフラの目的

ユーザ（IT端末・デバイス）に対して
WEB サービス・サイト・アプリを提供すること

検索ゲーム生活情報

9

ITインフラ基盤って？

ユーザ途中色々データセンタ

 携帯会社
 回線業者

端末インフラ全体自社管理

10

情報通信の基本クライアントとサーバ

ねっとさーふぃん（笑）がしたい

http://google.co.jp/
クライアントサーバ
source リクエスト destination

destination レスポンス source

11

HTTPを噛み砕いてみる
[アドレスバー] http://google.co.jp/

google.co.jp DNSから正引きしてIPアドレスを取得
Root → jp → co → google
74.125.235.151, …

IPアドレスに接続
WEB
 大量のネットワーク機器を通って１台１台から道を教えてもらう
80番ポートに接続
 WEBサーバがリクエストを受け付ける
 静的コンテンツを返す（画像／JavaScript／CSSなど）
AP
アプリケーション（プログラミング言語）が
動的コンテンツ（HTMLなど）を作成して返す

ブラウザがHTMLを描画し、
さらに必要なコンテンツを取得・表示する
12

HTTPの中身

GET /request_url.html HTTP/1.0
Host: www.google.co.jp

リクエスト

レスポンス

HTTP/1.0 200 OK
ヘッダ Date: Fri, 07 Dec 2012 06:48:43 GMT
Expires: ……

<html>
ボディ <body>
…
13

HTTPS（SSL）による暗号化
個人情報など、中身が丸見えだと
PCからサーバへ届くまでの機器で傍受される可能性

HTTP GET /request_url.html HTTP/1.0 200 OK
… …

!”%&’()==~|*+?>< ><`~=)(‘&%$#”!
HTTPS … …

中身が読めない
ホスト名もリクエストURIもわからない
復号化もできない
SSL証明書を売ってるサイトのガイドを読めば知識としては十分
14

その他のプロトコル
メール • SSH
（SMTP／POP／IMAP）データベース
• FTP
• LDAP
• NTP
• DNS
• ……

 リクエストとレスポンスがあって
 内容にルールがあって（プロトコル）
 暗号化やエンコードや圧縮してやり取りする
という基本は一緒

15

ITインフラとはまとめ

 様々な通信ルールがあり
 様々なサービスがあり
 クライアントとサーバがデータをやり取りする

ためのシステム全体を指す

16

インフラ分野


簡単なフロー

端末
ネットワーク（L2/L3・各種ケーブル）
ハードウェア（バランサ・サーバ）
OS
ミドルウェア
ソフトウェア

18

ネットワーク


ネットワーク
世界中がつながっている中で

クライアントがサーバにたどり
着くまでの経路

20

ペンタゴン

よく漫画では

「俺はその気になれば
アメリカの国防総省
にだって侵入できるぜ」

とあるが・・・

なんと前例がある！
よいこのみんなは（ｒｙ

21

ルーティング
途中にある多数のネットワーク機器が道筋
を教えてくれ、最終的にたどり着ける。
直接つながるわけではない

22

ネットワーク機器

L2・L3スイッチと呼ばれる

ルータ・スイッチングハブとも

LANケーブルや

LC-LCコネクタ光ファイバーケーブル

23

通信プロトコル

 レイヤー（L1～7）
 IP/MAC
 TCP/UDP
24

ハードウェア


データセンタとラック
通常、企業はインフラを
データセンタに構築する回線契約

 Unit
 電源（A）
 マウントレール
 通気性
 ラック間接続

 ラックに自社ネットワークとサーバを構築
 IDC管理会社と自社の責任分界点は契約次第
26

ハードウェアの種類
汎用的なラックマウント型サーバ
ネットワーク機器

アクセス分散する最低単位がラックの
ロードバランサ解析システム

ストレージ

27

ラックマウント型サーバ

とりあえず開けてみる

 マザーボード
 電源
 CPU
 メモリ
 HDD／SSD
 RAIDカード
 NIC

28

マザーボード

各種パーツを
装着するための
基盤

BIOS／UEFI
による認識管理など

29

CPU

コンピュータの中心的な処理装置

 処理速度（GHz）
 Turbo Boost
 L3 Cache
 コア数／マルチスレッド
 消費電力

30

メモリ

データの一次記憶装置

 電源が落ちるとデータも消える
 HDDよりI/Oがかなり速い
 HDDより容量単価が高い

 保管する必要のない処理途中の
データを格納する

31

HDD／SSD／ioDrive

データの永続化をするストレージ

 記憶媒体／構造
 容量／単価
 読み書き速度
 壊れやすさ
 寿命
 接続インターフェース
（SATA／SAS／PCIe）

32

RAIDカード

複数のHDDをカードに接続して
１つのディスクに見せる

 高速化（ストライピング）
 冗長化（ミラーリング）

 RAID 0, 1, 5, 6, 10
 OSでソフトウェアRAID

33

NIC（Network Interface Card）

LANケーブルをつなぐところ

カードをPCIeに挿して増設
普通はオンボード

100Mbps ～ 10Gbps

34

O S


OSの役割

ハードウェアを認識し
ミドルウェア／ソフトウェアを
動かための基盤ソフトウェア

大部分がLinuxカーネル

36

OSごとの違い

 デスクトップ環境
 ファイルシステム
（NTFS／EXT4／XFS）
 パッケージ管理
（APT／yum）
 ファイルパスルール

慣れれば意外と大差がなかったりする
目的が効率良く果たせれば
なんでもOK

37

ミドルウェア


ミドルウェアの種類
WEBサーバ
(Apache / lighttpd / Nginx)

Applicationサーバ
(Tomcat / Jboss / unicorn / CGI)
DBサーバ
(MySQL / PostgreSQL / ORACLE)

KVSサーバ
(memcached / Membrain / kyototycoon)

 OSとアプリケーションの中間で処理を制御する
 サーバ側となってリクエストを受ける
39

インフラエンジニアの肝

ミドルウェアでやること
 研究と選択
 構築手順の確立と構築
 設定／チューニング／トラブルシューティング

アーキテクチャ
 安定／効率的／拡張性
 わかりやすさ

OSとミドルウェアの扱いに長けるべし

40

楽しいミドルウェアの例
データベースに詳しくて損はない
公式リファレンスマニュアルだけでも楽しい

 複数OSを扱える喜び
 何か１つ習得しておくだけで
その他の研究が数倍捗る

 BigDataは技術の集合体で楽しすぎる
 ネットワークからソフトウェアまで全部
 攻撃的な人にオススメ

41

ソフトウェア


ソフトウェアとは

WEBアプリ
（ゲーム／メール／メッセンジャーなど）
プログラミング言語で組まれたシステム全般

Railsなどのフレームワークもソフトウェアの一部

プログラミング言語自体もソフトウェアだけど
ミドルウェア的位置付けとして、知識は必要

43

技術の習得


処理順序と習得順序はたいてい逆

端末
ネットワーク（L2/L3・各種ケーブル）
処習
理ハードウェア（バランサ・サーバ）
得
順 OS 順
序序
ミドルウェア
ソフトウェア

 目に見える（グラフィカルな）結果はソフトウェアのみ
 インフラ方面から興味を持つことは難しい
 TCPの本とかつまらなすぎてヤバイ
45

習得の基本的な流れ
ブラウザの表示を編集したい
HTML／CSS／JavaScript
動的ページを生成したい
プログラミング言語
もっと複雑にデータを扱いたい
RDBMS
サーバ上で公開したい
WEBサーバ／OS
パフォーマンスチューニングしたい
OS／DB／KVS／ミドルウェア設定
自宅サーバでやりたい
ハードウェア／回線
仕事で大量サーバ
ネットワーク／データセンタ

46

何をどれくらい習得すべきか
いきなり全範囲を知ろうとする必要はない
しかし広い分野を知ると選択肢と効率が向上する

得意分野を伸ばすことに特化しつつも
興味が湧いた・必要が生じた分野や
レイヤーが近い分野から知識を広げていく

難易度

分野

47

エンジニアの種類
ネハミソ
ッードフ
何トドルトや
をワウウウり
武ーェェェた
器クアアアい
にこ
しと
てで
何ネットワーク会
をインフラ社
目も
指 DBA 変
すわ
かる
アプリケーション

ブルーオーシャン or レッドオーシャン？
48

インフラ技術


選択肢の広さと適切な選択
ある目的に対して
どのソフトウェア／ハードウェアが利用できるのか
どのような構成（アーキテクチャ）で組むのか
を構想・検証できること

選択肢が広く、知識が深いほど
叩き台の時点で完成度が高くなり
実際に運用してからの調整が少なく安定する

WEBサーバ

CPU
ストレージ


冗長化と負荷分散

【冗長化】
ある１箇所が故障しても
２つ目で稼働すること
SPoFを作らない

【負荷分散】
ある役割のサーバ群の
キャパシティに限界が
きた時に、サーバを増設
するだけで対応できる

51

監視とグラフ化
【監視】
サーバ１台１台に対して、または
ユーザ視点でのサービス動作を、
監視サーバからチェックを行い
異常があれば管理者に通知する

【グラフ化】
トラフィックやCPUといった
サーバの負荷状態などを
可視化することで
より安定した運用を行なう

52

パフォーマンスチューニング

サーバの負荷を減らすために
様々な施策を行う

 OSの設定
 ミドルウェアの設定
 アプリケーションのリファクタリング
 SQLの改善
 キャッシュの利用

53

バックアップ

ストレージの破損・データの誤編集・削除に備える

 バックアップ取得速度
 圧縮効率
 別サーバへの転送時間
 バックアップ容量
 リストア時間

54

インフラ費用／管理コスト
【設計】
 アーキテクチャ・ネットワーク
 回線の速度・品質
 ラックの仕様・電源容量
 サーバのスペック・台数
 各種、増設期間の確認

【費用（初期／月額）】
 回線
 ラック・電源
 サーバ（購入／レンタル／リース）
 IDC保守費用
 自社管理コスト（人件費）
55

セキュリティ
防御攻撃があると防御が発達し、
新しい防御を破る攻撃が生まれる繰り返し
守るためには攻撃方法を知る必要がある
攻撃
Buffer Overflow
セ（バッファオーバーフロー）
キ Cross Site Scripting
ュ • OS （クロスサイトスクリプティング）
リ • ミドルウェア Parameter Manipulation
テ • プログラミング言語
（パラメータ改ざん）
ィ Backdoor & Debug Options

ホ • フレームワーク（バックドアとデバックオプション）

ー • アプリケーション
Session Hijacking／Replay
（セッション・ハイジャック／リプレイ）
ル
SQL Injection（SQL の挿入）
色
OS Command Injection（OS コマンドの挿入）
々
56

インフラ心得


心得（１）
情報収集
 書籍／雑誌
 ググれ
 Twitter
情報発信
 ブログ
 Twitter
 勉強会

ツールの習得
 Linuxコマンド
 エディタ
58

心得（２）
メタル経験値
 トラブルを乗り越える
 失敗する

英語
 最新技術やマイナーソフトウェアは英語
 技術マニュアルと掲示板
 少しの読解能力／Google翻訳／英辞郎
 読めなければ解決できない場面で成長する
59

インフラエンジニアのいいところ
終わりがある
 アプリエンジニアはサービス終了まで
永遠に更新し続けなければならない
 インフラエンジニアは構築物が半永久
的に動けば安らぎがある

技術力次第
 サーバ１台壊れただけで休日に呼び出さ
れるか、翌営業日に対応すればよいか
 いかに大量処理を効率化して早く終わら
せ、研究や勉強に時間を割くか

60

なイちえ
３イ最りンょ？
年ン初たフっ
早フか
いラらくラと
わななエだ
！んっンけ
てたジ
？ニ
ア

fin
に


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