OpenStack 模块介紹(入门篇)

OpenStack是美國國家航空暨太空總署和Rackspace共同打造的雲端開源軟體,以Apache許可證授權,並且是一個自由軟體和開放原始碼項目,來打造基礎設施即服務(Infrastructure as a Service)。OpenStack擁有三大模組運算模組、網通模組和儲存模組,加上一套集中式管理的儀表板模組,來組合成一套OpenStack共享服務,並且以提供虛擬機方式,對外帶來運算資源,以便利彈性擴充或調度。

從2010年10月到現今已歷經12個版本,來到了Liberty與下一個版本Mitaka,專案數也從A版的2個發展到現今超過10個以上專案,許多大廠也紛紛加入該行列,打造一套自己的雲端平台。
值得一提的是 OpenStack 已在 Liberty 加入了 Big Tent 模型。讓管理人員只需要更新核心的專案,其餘專案可以隨自己需求選擇是否要更新。也將在 2016年第二季推出第一個OpenStack認證管理員(COA)認證。

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套件介紹

Keystone 身分識別套件 (Identity service)

Keystone套件作為OpenStack的身份驗證服務,具有中央目錄能查看哪位使用者可存取哪些服務,並且提供了多種驗證方式,包括使用者帳號密碼、Token以及類似AWS的登入機制。另外,Keystone可以整合現有的中央控管系統,像是LDAP(輕型目錄訪問協議)。

類似 Amazon AWS 的 IAM。

Nova 運算套件 (Compute)

Nova 主要擔任著部署與管理虛擬機角色。Nova提供了一套API來開發額外的應用程式,IT人員可以透過網頁介面來查看與管理資源狀態,且可以控制啟動、停止、調整虛擬機。
IT人員可將Nova套件部署在多家廠商的虛擬化平臺上,目前來說以KVM和Xen虛擬化平臺最為穩定。除了支援不同的虛擬化平臺之外,在硬體架構的部份,OpenStack支援x86架構、ARM架構等。另外Nova套件還支援Linux羽量級的虛擬化技術LXC,能夠在切割虛擬機時,分出更多的虛擬化執行環境。
此外,Nova套件還具有管理LAN網路的功能,可程式化的分配IP位址與VLAN,快速部署網路與資安功能。Nova套件還可將某幾臺虛擬機器設為群組,和不同群組作隔離,並有基於角色的訪問控制(RBAC)功能,可根據使用者的角色確保可存取的資源為何。+

類似 Amazon AWS 的 EC2。

Glance 映象檔管理套件 (Image Service)

Glance套件提供了硬碟或伺服器的Image尋找、註冊以及服務交付等功能。儲存的Image可作為新伺服器部署所需的範本,加快服務上線速度。若是有多臺伺服器需要配置新服務,就不需要額外花費時間單獨設定,也可做為備份時所用。

類似 Amazon AWS 的 VM Import/Export。

Horizon 儀表板套件 (Dashboard)

Horizon套件提供IT人員一套圖形化的網頁介面,讓IT人員可以綜觀雲端服務目前的規模與狀態,並且能夠統一存取、部署與管理所有雲端服務所使用到的資源。
Horizon套件是個可擴展的網頁式Application。所以Horizon套件可以整合第三方的服務或是產品,像是計費、監控或是額外的管理工具。

類似 Amazon AWS 的 Console。

Neutron 網通套件 (Networking)

Neutron套件為其它OpenStack服務提供網路連接即服務(Network-Connectivity-as-a-Service)功能。比如OpenStack運算,為租戶提供API定義網路和使用。基於插件式的架構,使其支援眾多的網路供應商和技術,,IT人員可分配IP位址、靜態IP或是動態IP。且IT人員也可以使用SDN技術,像是OpenFlow協定來打造更大規模或是多租戶的網路環境。
此外,允許部署和管理其他網路服務,像是入侵偵測系統(IDS)、負載平衡、防火牆、VPN等。

類似 Amazon AWS 的 VPC。

Swift 物件儲存套件 (Object Storage)

Swift套件提供可擴展的分散式儲存平臺,以防止單點故障的情況發生。使用者可透過API進行存取,可存放非結構化的資料,像是圖片、網頁、網誌等,並可作為應用程式資料備份、歸檔以及保留之用。
透過Swift套件,可讓業界標準的設備存放PB等級的資料量。而且,當新增伺服器後,儲存群集可輕易的橫向擴充。
此外,因為Swift套件是透過軟體的邏輯,確保資料被複製與分布在不同設備上,這可讓企業使用較便宜的設備,節省成本。

類似 Amazon AWS 的 S3。

Cinder 區塊儲存套件 (Block Storage)

Cinder套件允許區塊儲存設備能夠整合商業化的企業儲存平臺,像是NetApp、Nexenta、SolidFire等。區塊儲存系統可讓IT人員設置伺服器和區塊儲存設備的各項指令,包括建立、連接和分離等,並整合了運算套件,可讓IT人員查看儲存設備的容量使用狀態。
Cinder套件並提供快照管理功能,可保護虛擬機器上的資料,作為系統回復時所用,快照甚至可用來建立一個新的區塊儲存容量。

類似 Amazon AWS 的 EBS。

Ceilometer 資料監控計量套件(Telemetry)

Ceilometer提供OpenStack雲端服務可藉由監控與量測OpenStack的使用,來收集CPU與網路的使用資料,以提供收費計價(Billing)、評測(Benchmarking)等使用,或是使用這些資料當作評估系統延展性以及進行系統相關統計之用。

Heat 編排模板套件 (Orchestration)

Heat主要提供一個以模板(Templeate)為基礎的架構來描述雲端的應用,模板中可以讓使用者建立如虛擬映像實體(Instance)、浮動IP位址、安全群組(Security Group)或是使用者等OpenStack各種資源,也就是說,Heat讓使用者可以設定一個雲端應用模板,來串連建立設定相關所需的OpenStack服務資源,而不必一個個分別去建立設定。

Sahara 資料處理套件 (Data Processing)

Sahara 目的是提供給搭建Haddoop 分散式叢集的工程師能用簡單的概念, 就能在 OpenStack 上面部署和管理「Haddoop 分散式叢集」。Sahara 也提供了MapR Distribution、Spark、Cloudera、Hortonworks插件,替IT人員打造一系列Hadoop ecosystem。

Trove 資料庫服務套件 (Database as a Service)

Trove主要負責銜接與簡化實際資料庫的使用,提供OpenStack各個服務一個具延展性且可靠的雲端資料庫服務(Cloud Database-as-a-Service),Database服務包含了銜接傳統關聯式資料庫與新興非關聯式資料庫。

Ironic 裸機部署套件 (Bare Metal )

Ironic裸機部署功能,在Kilo版中釋出,IT人員可以在實體伺服器自動化部署OpenStack,等於能用管理虛擬機器的方式,來管理實體伺服器,有助於一次部署大量OpenStack主機來滿足大型IaaS環境的需要。

Zaqar 雲端訊息佇列服務(Message service)

Zaqar 是對 Web 開發人員提供了多租戶(Multi tenant)的雲端訊息服務。它結合開創了 Amazon 的 SQS 產品與附加的語義來支援事件的廣播想法。
本服務擁有一個完全基於 RESTful 的 API,開發人員可使用他們的 Saas 與行動應用程式的各種元件之間的訊息發送,透過使用多種通訊模式。這個 API 是一種高效的訊息傳送引擎設計,充分的考慮可擴展性與安全性。
然而其他 OpenStack 的套件可以與 Zaqar 的表面事件 End users 進行整合以及與訪客的Agent運作於 『Over-cloud』層。雲端公司可以利用Zaqar提供如同 SQS 與 SNS給他們的客戶。

Barbican 金鑰管理服務(Key management)

Barbican 是一個以 REST API 設計來進行安全儲存、配置以及機密的管理,如密碼、加密金鑰以及 X.509 憑證。其目的是為了適用於所有環境,包含大型短暫性雲端。

Designate DNS管理服務 (DNS)

Designate 提供了 DNSaaS 服務於 OpenStack 上,包含以下幾項功能:

  • 使用 REST API 管理 domain/record
  • 多租戶
  • 整合 Keystone 驗證
  • 以框架來整合 Nova 與 Neutrion 的通知(自動產生記錄)
  • 支援立即可用的 PowerDNS 與 Bind9

Manila 共享式檔案系統服務 (Shared Filesystems)

Manila 提供 OpenStack 共享的檔案系統,核心概念有共享目錄、ACL、共享網路、快照與後端驅動程式,目前支援有 GPFS、GlusterFS、EMCVNX等。在雲端平台上,所有服務必須要考慮多租戶資源隔離,目前 Manila 的多租戶資源隔離依賴於 Neutron 的私有網路隔離。

Magnum 容器即服務 (Containers service)

Magnum 是一個 OpenStack API 服務,是由 OpenStack Containers Team 開發作為Container orchestration 的引擎,諸如 Docker、Kubernetes 這一類別可以在 Openstack 上作為資源。
Magnum 使用 Heat 來編排一個 OS Image,其中包含 Docker 以及 Kubernetes,並執行 Image 於任何的虛擬機或 Bare Metal 叢集配置。

Murano 應用程式目錄服務(Application Catalog)

Murano 專案引入一個 Application Catalog 於 OpenStack,使應用程式開發人員與雲端管理人員,可以快速的發布各種已就緒的雲端應用程式,並以目錄方式進行分類。
雲端使用者、包括沒經驗的人可以通過統一的框架與 API 實現應用程式的快速部署與應用程式的生命週期管理,來降低應用程式對底層平台(IaaS 層)的依賴。