OpenStack是什么？OpenStack有什么用？

OpenStack是一個(gè)開源的云計(jì)算管理平臺(tái)項(xiàng)目，由幾個(gè)主要的組件組合起來完成具體工作。OpenStack支持幾乎所有類型的云環(huán)境，項(xiàng)目目標(biāo)是提供實(shí)施簡(jiǎn)單、可大規(guī)模擴(kuò)展、豐富、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的云計(jì)算管理平臺(tái)。OpenStack通過各種互補(bǔ)的服務(wù)提供了基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)的解決方案，每個(gè)服務(wù)提供API以進(jìn)行集成。

OpenStack是什么？

 

OpenStack是一個(gè)旨在為公共及私有云的建設(shè)與管理提供軟件的開源項(xiàng)目。它的社區(qū)擁有超過130家企業(yè)及1350位開發(fā)者，這些機(jī)構(gòu)與個(gè)人都將OpenStack作為基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)資源的通用前端。OpenStack項(xiàng)目的首要任務(wù)是簡(jiǎn)化云的部署過程并為其帶來良好的可擴(kuò)展性。本文希望通過提供必要的指導(dǎo)信息，幫助大家利用OpenStack前端來設(shè)置及管理自己的公共云或私有云。

OpenStack云計(jì)算平臺(tái)，幫助服務(wù)商和企業(yè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)類似于 Amazon EC2 和 S3 的云基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)(Infrastructure as a Service, IaaS)。OpenStack 包含兩個(gè)主要模塊：Nova 和 Swift，前者是 NASA 開發(fā)的虛擬服務(wù)器部署和業(yè)務(wù)計(jì)算模塊;后者是 Rackspace開發(fā)的分布式云存儲(chǔ)模塊，兩者可以一起用，也可以分開單獨(dú)用。OpenStack除了有 Rackspace 和 NASA 的大力支持外，還有包括 Dell、Citrix、 Cisco、 Canonical等重量級(jí)公司的貢獻(xiàn)和支持，發(fā)展速度非?？欤腥〈硪粋€(gè)業(yè)界開源云平臺(tái) Eucalyptus 的態(tài)勢(shì)。

OpenStack是一個(gè)由NASA(美國(guó)國(guó)家航空航天局)和Rackspace合作研發(fā)并發(fā)起的，以Apache許可證授權(quán)的自由軟件和開放源代碼項(xiàng)目。

OpenStack有什么用？

 

OpenStack是IaaS(基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù))組件，讓任何人都可以自行建立和提供云端運(yùn)算服務(wù)。

此外，OpenStack也用作建立防火墻內(nèi)的“私有云”(Private Cloud)，提供機(jī)構(gòu)或企業(yè)內(nèi)各部門共享資源。

OpenStack覆蓋了網(wǎng)絡(luò)、虛擬化、操作系統(tǒng)、服務(wù)器等各個(gè)方面。它是一個(gè)正在開發(fā)中的云計(jì)算平臺(tái)項(xiàng)目，根據(jù)成熟及重要程度的不同，被分解成核心項(xiàng)目、孵化項(xiàng)目，以及支持項(xiàng)目和相關(guān)項(xiàng)目。每個(gè)項(xiàng)目都有自己的委員會(huì)和項(xiàng)目技術(shù)主管，而且每個(gè)項(xiàng)目都不是一成不變的，孵化項(xiàng)目可以根據(jù)發(fā)展的成熟度和重要性，轉(zhuǎn)變?yōu)楹诵捻?xiàng)目。截止到Icehouse版本，下面列出了10個(gè)核心項(xiàng)目(即OpenStack服務(wù))。

計(jì)算(Compute)：Nova。一套控制器，用于為單個(gè)用戶或使用群組管理虛擬機(jī)實(shí)例的整個(gè)生命周期，根據(jù)用戶需求來提供虛擬服務(wù)。負(fù)責(zé)虛擬機(jī)創(chuàng)建、開機(jī)、關(guān)機(jī)、掛起、暫停、調(diào)整、遷移、重啟、銷毀等操作，配置CPU、內(nèi)存等信息規(guī)格。自Austin版本集成到項(xiàng)目中。

對(duì)象存儲(chǔ)(Object Storage)：Swift。一套用于在大規(guī)?？蓴U(kuò)展系統(tǒng)中通過內(nèi)置冗余及高容錯(cuò)機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)象存儲(chǔ)的系統(tǒng)，允許進(jìn)行存儲(chǔ)或者檢索文件。可為Glance提供鏡像存儲(chǔ)，為Cinder提供卷備份服務(wù)。自Austin版本集成到項(xiàng)目中

鏡像服務(wù)(Image Service)：Glance。一套虛擬機(jī)鏡像查找及檢索系統(tǒng)，支持多種虛擬機(jī)鏡像格式(AKI、AMI、ARI、ISO、QCOW2、Raw、VDI、VHD、VMDK)，有創(chuàng)建上傳鏡像、刪除鏡像、編輯鏡像基本信息的功能。自Bexar版本集成到項(xiàng)目中。

身份服務(wù)(Identity Service)：Keystone。為OpenStack其他服務(wù)提供身份驗(yàn)證、服務(wù)規(guī)則和服務(wù)令牌的功能，管理Domains、Projects、Users、Groups、Roles。自Essex版本集成到項(xiàng)目中。

網(wǎng)絡(luò)&地址管理(Network)：Neutron。提供云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)，為OpenStack其他服務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)。為用戶提供接口，可以定義Network、Subnet、Router，配置DHCP、DNS、負(fù)載均衡、L3服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)支持GRE、VLAN。插件架構(gòu)支持許多主流的網(wǎng)絡(luò)廠家和技術(shù)，如OpenvSwitch。自Folsom版本集成到項(xiàng)目中。

塊存儲(chǔ) (Block Storage)：Cinder。為運(yùn)行實(shí)例提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)塊存儲(chǔ)服務(wù)，它的插件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)有利于塊設(shè)備的創(chuàng)建和管理，如創(chuàng)建卷、刪除卷，在實(shí)例上掛載和卸載卷。自Folsom版本集成到項(xiàng)目中。

UI 界面 (Dashboard)：Horizon。OpenStack中各種服務(wù)的Web管理門戶，用于簡(jiǎn)化用戶對(duì)服務(wù)的操作，例如：?jiǎn)?dòng)實(shí)例、分配IP地址、配置訪問控制等。自Essex版本集成到項(xiàng)目中。

測(cè)量 (Metering)：Ceilometer。像一個(gè)漏斗一樣，能把OpenStack內(nèi)部發(fā)生的幾乎所有的事件都收集起來，然后為計(jì)費(fèi)和監(jiān)控以及其它服務(wù)提供數(shù)據(jù)支撐。自Havana版本集成到項(xiàng)目中。

部署編排 (Orchestration)：Heat[2]。提供了一種通過模板定義的協(xié)同部署方式，實(shí)現(xiàn)云基礎(chǔ)設(shè)施軟件運(yùn)行環(huán)境(計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源)的自動(dòng)化部署。自Havana版本集成到項(xiàng)目中。

數(shù)據(jù)庫服務(wù)(Database Service)：Trove。為用戶在OpenStack的環(huán)境提供可擴(kuò)展和可靠的關(guān)系和非關(guān)系數(shù)據(jù)庫引擎服務(wù)。自Icehouse版本集成到項(xiàng)目中。

創(chuàng)建虛擬機(jī)(VM)需要各種服務(wù)的交互和配合工作。下圖展示了OpenStack典型環(huán)境架構(gòu)，各個(gè)服務(wù)之間的交互和職能。

OpenStack典型環(huán)境架構(gòu)

OpenStack因Open而開放，因組件而靈活，因包容而博大。有計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、對(duì)象存儲(chǔ)、塊存儲(chǔ)、身份、鏡像服務(wù)、門戶、測(cè)量、部署編排、數(shù)據(jù)庫服務(wù)等等組件，有的組件可以根據(jù)需要選擇安裝，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)也很靈活、多樣。實(shí)現(xiàn)了支持接入多種主流虛擬機(jī)軟件：KVM、LXC、QEMU、Hyper-V、VMware、XenServer，也可以自行開發(fā)插件接入其他的虛擬化軟件。

OpenStack Compute (Nova)是一套控制器，用于為單個(gè)用戶或使用群組啟動(dòng)虛擬機(jī)實(shí)例。它同樣能夠用于為包含著多個(gè)實(shí)例的特定項(xiàng)目設(shè)置網(wǎng)絡(luò)。OpenStack Compute在公共云處理方面堪與Amazon EC2相提并論;而在私有云方面也毫不遜色于VMware的產(chǎn)品。在公共云中，這套管理機(jī)制將提供預(yù)制的鏡像或是為用戶創(chuàng)建的鏡像提供存儲(chǔ)機(jī)制，這樣用戶就能夠?qū)㈢R像以虛擬機(jī)的形式啟動(dòng)。

OpenStack 對(duì)象存儲(chǔ)(Swift)是一套用于在大規(guī)?？蓴U(kuò)展系統(tǒng)中通過內(nèi)置冗余及容錯(cuò)機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)象存儲(chǔ)的系統(tǒng)。這些對(duì)象能夠通過一個(gè)REST API或是像Cyberduck這樣可以對(duì)接對(duì)象存儲(chǔ)API的客戶端加以恢復(fù)。

OpenStack鏡像服務(wù) (Glance)是一套虛擬機(jī)鏡像查找及檢索系統(tǒng)。它能夠以三種形式加以配置：利用OpenStack對(duì)象存儲(chǔ)機(jī)制來存儲(chǔ)鏡像;利用Amazon的簡(jiǎn)單存儲(chǔ)解決方案(簡(jiǎn)稱S3)直接存儲(chǔ)信息;或者將S3存儲(chǔ)與對(duì)象存儲(chǔ)結(jié)合起來，作為S3訪問的連接器。OpenStack鏡像服務(wù)支持多種虛擬機(jī)鏡像格式，包括VMware(VMDK)、Amazon鏡像(AKI、ARI、AMI)以及VirtualBox所支持的各種磁盤格式。鏡像元數(shù)據(jù)的容器格式包括Amazon的AKI、ARI以及AMI信息，標(biāo)準(zhǔn)OVF格式以及二進(jìn)制大型數(shù)據(jù)。

OpenStack的開發(fā)周期是每年固定發(fā)布兩個(gè)新版本，并且每一個(gè)新版軟件發(fā)布時(shí)，開發(fā)者與項(xiàng)目技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者已經(jīng)在規(guī)劃下一個(gè)版本的細(xì)節(jié)。這些開發(fā)者來自全球70多個(gè)組織，超過1600人。他們采用高級(jí)的工具與開發(fā)方式，進(jìn)行代碼查看、持續(xù)的集成、測(cè)試與開發(fā)架構(gòu)，讓版本在快速成長(zhǎng)的同時(shí)也能確保穩(wěn)定性。

構(gòu)建私有云

第一步是設(shè)置正確的硬件和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。盡管OpenStack允許在一個(gè)單一的平面網(wǎng)絡(luò)上部署一切，從安全的角度來看并不安全。取決于你所使用的管理程序以及虛擬網(wǎng)絡(luò)接口，它會(huì)允許guest虛擬機(jī)嗅探管理流量。建議至少使用兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)：一個(gè)用來管理流量，一個(gè)用來進(jìn)行虛擬機(jī)之間的對(duì)話。這意味著所有的云計(jì)算結(jié)點(diǎn)中你需要兩個(gè)網(wǎng)卡(一個(gè)運(yùn)行實(shí)例)和網(wǎng)絡(luò)管理者。這些應(yīng)該運(yùn)行在不同的IP范圍中。計(jì)算結(jié)點(diǎn)和實(shí)例的網(wǎng)絡(luò)也需要支持VLAN標(biāo)記，因?yàn)檫@是在“項(xiàng)目”之間隔絕流量所使用的機(jī)制。一個(gè)項(xiàng)目等價(jià)于你的亞馬遜EC2賬戶，除了你不能按照你所希望的數(shù)目創(chuàng)建和分配之外。每一個(gè)項(xiàng)目都有自己的管理員和用戶，在既定項(xiàng)目中的所有實(shí)例可以彼此通信。通過指派每一個(gè)項(xiàng)目自己的VLAN以及內(nèi)部和外部的IP地址池來執(zhí)行。

一旦硬件和網(wǎng)絡(luò)設(shè)置好，下一步就是確定在哪里部署所有的OpenStack組件。標(biāo)準(zhǔn)部署應(yīng)有一個(gè)控制器和一系列計(jì)算結(jié)點(diǎn)?？刂破鬟\(yùn)行消息服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫和其他的組件來編排云，同時(shí)計(jì)算結(jié)點(diǎn)運(yùn)行實(shí)例。但是你也可以分解控制器為地理的部分，從而改善性能，像把MySQL放在不同的物理盒中。對(duì)于安全而言，最關(guān)鍵的是確保每一部分都安裝在安全的主機(jī)上，你只需要將其附加在網(wǎng)絡(luò)上，讓云運(yùn)轉(zhuǎn)即可。

只有兩部分需要暴露給外面的世界(即使那只是你的企業(yè)網(wǎng)絡(luò))：API服務(wù)器/Web 控制臺(tái)(如果開啟)和網(wǎng)絡(luò)管理者。這些服務(wù)器需要過硬，你甚至可以使用第三方網(wǎng)絡(luò)接口來隔離后端管理用戶連接產(chǎn)生的流量。

如果你遵循默認(rèn)安裝說明書，可能這些部分并不如他們應(yīng)該的那樣安全。下面是一些具體的改變：

* MySQL服務(wù)器使用指定的用戶賬戶，不是根MySQL管理賬戶。這個(gè)賬戶和密碼將會(huì)暴露在每一個(gè)云結(jié)點(diǎn)上，即使使用基于證書的認(rèn)證，因此所有結(jié)點(diǎn)需要訪問這個(gè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

* MySQL配置文件中，限制訪問服務(wù)器，OpenStack用戶賬戶為唯一授權(quán)IP地址。

* 移除任何不需要的OS組件并確保你所設(shè)置的服務(wù)器只支持通過SSH的基于密鑰的登陸。

* 默認(rèn)MySQL和RabbitMQ(消息服務(wù)器)流量不加密。如果你隔離了管理網(wǎng)絡(luò)和堅(jiān)固的主機(jī)，這就不應(yīng)該是一個(gè)很糟糕的風(fēng)險(xiǎn)。如果你的云網(wǎng)絡(luò)易于嗅探(例如，它和其他服務(wù)器共享網(wǎng)絡(luò))，你需要加密流量。你可以使用OpenSSL來進(jìn)行MySQL 和RabbitMQ處理。(我個(gè)人還沒進(jìn)行測(cè)試，因此配置可能有點(diǎn)難。)

下一步，記住如果支持Web管理控制臺(tái)，默認(rèn)不適用SSL。

OpenStack發(fā)展趨勢(shì)

 

Rackspace以O(shè)penStack為基礎(chǔ)的私有云業(yè)務(wù)每年?duì)I收7億美元，增長(zhǎng)率超過了20%。

OpenStack雖然有些方面還不太成熟，然而它有全球大量的組織支持，大量的開發(fā)人員參與，發(fā)展迅速。國(guó)際上已經(jīng)有很多使用OpenStack搭建的公有云、私有云、混合云，例如：RackspaceCloud、惠普云、MercadoLibre的IT基礎(chǔ)設(shè)施云、AT&T的CloudArchitec、戴爾的OpenStack解決方案等等。而在國(guó)內(nèi)OpenStack的熱度也在逐漸升溫，華勝天成、高德地圖、京東、阿里巴巴、百度、中興、華為等都對(duì)OpenStack產(chǎn)生了濃厚的興趣并參與其中。自2010年創(chuàng)立以來，已發(fā)布10個(gè)版本。其中Icehouse版本有120個(gè)組織、1202名代碼貢獻(xiàn)者參與，而最新的是Juno版本。OpenStack很可能在未來的基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)資源管理方面占據(jù)領(lǐng)導(dǎo)位置，成為公有云、私有云及混合云管理的“云操作系統(tǒng)”標(biāo)準(zhǔn)

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