Date post: | 08-Jul-2015 |
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Orchestrierung einer Private Cloud mitOpenStack HeatCommitterConf Essen 2014 28. Oktober 2014
Ralph DehnerGründer & CEO
B1 Systems [email protected]
B1 Systems GmbH - Linux/Open Source Consulting, Training, Support & Development
Inhalt
VorstellungDie Cloud und ihre EigenschaftenOpenStackOrchestrierung
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OpenStack Heat 2 / 42
Vorstellung B1 Systems
gegründet 2004primär Linux/Open Source-Themennational & international tätigüber 60 Mitarbeiterunabhängig von Soft- und Hardware-HerstellernLeistungsangebot:
Beratung & ConsultingSupportEntwicklungTrainingBetriebLösungen
dezentrale Strukturen
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SchwerpunkteVirtualisierung (XEN, KVM & RHEV)Systemmanagement (Spacewalk, Red Hat Satellite, SUSEManager)Konfigurationsmanagement (Puppet & Chef)Monitoring (Nagios & Icinga)IaaS Cloud (OpenStack & SUSE Cloud & RDO)Hochverfügbarkeit (Pacemaker)Shared Storage (GPFS, OCFS2, DRBD & CEPH)Dateiaustausch (ownCloud)Paketierung (Open Build Service)Administratoren oder Entwickler zur Unterstützung des Teamsvor Ort
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Partner
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Die Cloud und ihre Eigenschaften
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Eigenschaften nach NIST
On-Demand Self ServiceBroad Network AccessResource PoolingRapid ElasticityMeasured Services
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Bereitstellungs-/Liefermodelle
Private CloudPublic CloudCommunity CloudHybrid Cloud
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Servicemodelle
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Definition nach BSI
Cloud Computing bezeichnet das dynamisch an denBedarf angepasste Anbieten, Nutzen und Abrechnen vonIT-Dienstleistungen über ein Netz. Angebot und Nutzungdieser Dienstleistungen erfolgen dabei ausschließlich überdefinierte technische Schnittstellen und Protokolle. DieSpannbreite der im Rahmen von Cloud Computingangebotenen Dienstleistungen umfasst das kompletteSpektrum der Informationstechnik und beinhaltet unteranderem Infrastruktur (z.B. Rechenleistung, Speicherplatz),Plattformen und Software.
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OpenStack
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Merkmale
Infrastructure as a Service (IaaS)Open Source Softwaremehrere Kernprojekte (Virtualisierung, Netzwerk, Storage, . . . )mandantenfähigUnterstützung durch viele Firmen (IBM, HP, Rackspace, Cisco,. . . )gegründet im Juli 2010B1 Systems ist Upstream Contributor seit Anfang 2011aktuelles Release Juno (2014.2)kommendes Release Kilo (2015.1) voraussichtlich April 2015
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Komponenten
Compute (Nova) verwaltet virtuelle MaschinenObject Storage (Swift) stellt Object Storage zur VerfügungBlock Storage (Cinder) gewährt Instanzen (VMs) Block StorageNetworking (Neutron) managt Netzwerke und entsprechende
KomponentenDashboard (Horizon) Webinterface
Identity (Keystone) BenutzerverwaltungImage (Glance) verwaltet Images für virtuelle Maschinen
Telemetry (Ceilometer) erfasst Nutzungs- und PerformancedatenOrchestration (Heat) Template-basierte Orchestrierung
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Komponentenübersicht
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Deployment
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Vereinfachtes Deployment
1 Anfrage an Nova-API2 Scheduler sucht passenden Host3 Netzwerkkonfiguration wird gesetzt (Netzwerkinfrastruktur)4 Kopieren des Image auf den Hypervisor5 Start der VM6 Anbindung von Storage7 Config-Management (in der VM)
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Deployment ganzer Infrastrukturen
Umgebungen bestehen aus mehreren virtuellen Maschinen, dieunterschiedliche Eigenschaften besitzen (vCPUs, RAM,Netzwerkkarten, . . . )zusätzliche Netzwerkkonfigurationen müssen vorgenommenwerden (VPN, Routing)eventuell Einbindung von zusätzlichem Block StorageKonfiguration der Software in den VMsOrchestrierung als mögliche Lösung
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Beispielumgebungen
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Entwicklungsumgebungen
Entwicklungsumgebungen haben meist folgende Eigenschaften:
oftmals nur intern erreichbar (gewollter und geschützter Zugriff)benötigen zusätzliche Software (Bibliotheken,Entwicklungsumgebungen, Versionsverwaltung etc.)abhängige Systeme oft nur rudimentär bereitgestellt(Datenbanken nicht optimiert)Analyse der entwickelten Anwendungen im Debug-Moduswerden schnell erweitert
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Entwicklungsumgebungen
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Testumgebungen
Testumgebungen näheren sich den Eigenschaften derProduktivumgebungen an, zusätzlich sollte ein breiter BenutzerkreisSoftware testen:
benötigen zusätzliche Software (Profiling von Zugriffen,Debuginformationen etc.)eventuell Anbindung an externe Dienste (Authentifizierung,Datenbanken)Abbild der Produktivumgebung (optimal)Protokollierung im Debug-ModusAnwendungstester sind keine Programmierer
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Testumgebungen
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Produktivumgebungen
Produktivumgebungen haben strengere Eigenschaften und weitereMöglichkeiten, sie bieten nur die lauffähigen Komponenten an:
keine Entwicklungstools (Sicherheit, Paketmanagement,Updates)Anbindung externer Dienstevielfach öffentlich erreichbarMonitoring der Lastskalierend
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Produktivumgebungen
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Orchestrierung
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Was bedeutet das?
Automatisierung von Aufgaben, die Ressourcen managen, ineinem Workflowbetrifft die Interaktion mit Infrastrukturkomponenten (per API)sorgt für die Konfiguration der Ressourcen (Bereitstellung vonStorage, . . . )ermöglicht die Konfiguration von Software innerhalb von VMsaktualisiert nach Möglichkeit Ressourcen, ohne alle laufenden zuverändern
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Beispiel ohne Orchestrierung
Schritte für das Bereitstellen einer Testumgebung:
1 Erzeugen und Starten Anwendungsserver2 Erzeugen und Starten Datenbankserver3 Konfiguration Netzwerk4 Konfiguration Logging5 Routing zu externen Diensten konfigurieren6 Bereitstellung VPN
Das Löschen erfordert erneut alle Schritte.
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Beispiel mit Orchestrierung
1 Erzeugen eines wiederverwendbaren Template2 mit Orchestrierung ein Aufruf mit dem Template3 Löschen aller Ressourcen in einem Aufruf per Template
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Heat
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Eigenschaften
Orchestrierung mit TemplatesTemplates können die gesamte Infrastruktur beschreiben(Instanzen, Netzwerk, Storage, Monitoring, . . . )durch Nutzung parametrisierter Templates können diese beimAufruf angepasst werdenEinbinden externer Konfigurationen ist hier möglichTemplates können also vollständig Entwicklungs-, Test-, undProduktionsumgebungen beschreiben und starten/stoppenLifecycle-Management einer Anwendung durch Heat
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Eigenschaften
Orchestrierung mit TemplatesTemplates können die gesamte Infrastruktur beschreiben(Instanzen, Netzwerk, Storage, Monitoring, . . . )durch Nutzung parametrisierter Templates können diese beimAufruf angepasst werdenEinbinden externer Konfigurationen ist hier möglichTemplates können also vollständig Entwicklungs-, Test-, undProduktionsumgebungen beschreiben und starten/stoppenLifecycle-Management einer Anwendung durch Heat
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Eigenschaften
Orchestrierung mit TemplatesTemplates können die gesamte Infrastruktur beschreiben(Instanzen, Netzwerk, Storage, Monitoring, . . . )durch Nutzung parametrisierter Templates können diese beimAufruf angepasst werdenEinbinden externer Konfigurationen ist hier möglichTemplates können also vollständig Entwicklungs-, Test-, undProduktionsumgebungen beschreiben und starten/stoppenLifecycle-Management einer Anwendung durch Heat
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Eigenschaften
Orchestrierung mit TemplatesTemplates können die gesamte Infrastruktur beschreiben(Instanzen, Netzwerk, Storage, Monitoring, . . . )durch Nutzung parametrisierter Templates können diese beimAufruf angepasst werdenEinbinden externer Konfigurationen ist hier möglichTemplates können also vollständig Entwicklungs-, Test-, undProduktionsumgebungen beschreiben und starten/stoppenLifecycle-Management einer Anwendung durch Heat
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Eigenschaften
Orchestrierung mit TemplatesTemplates können die gesamte Infrastruktur beschreiben(Instanzen, Netzwerk, Storage, Monitoring, . . . )durch Nutzung parametrisierter Templates können diese beimAufruf angepasst werdenEinbinden externer Konfigurationen ist hier möglichTemplates können also vollständig Entwicklungs-, Test-, undProduktionsumgebungen beschreiben und starten/stoppenLifecycle-Management einer Anwendung durch Heat
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Eigenschaften
Orchestrierung mit TemplatesTemplates können die gesamte Infrastruktur beschreiben(Instanzen, Netzwerk, Storage, Monitoring, . . . )durch Nutzung parametrisierter Templates können diese beimAufruf angepasst werdenEinbinden externer Konfigurationen ist hier möglichTemplates können also vollständig Entwicklungs-, Test-, undProduktionsumgebungen beschreiben und starten/stoppenLifecycle-Management einer Anwendung durch Heat
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Begriffe
Template Textdatei, die einen Stack beschreibt (HOT (HeatOrchestration Template) oder CFN (AWS CloudFormation))
Stack Summe aller Ressourcen – aus einem Template – dienotwendig sind, um eine Umgebung aufzubauen
Resource alle Ressourcen innerhalb der OpenStack-Umgebung –IP-Adressen, Ports, VMs, Images, Volumes etc.
Event einzelne Aufgabe einer Ressource – Erzeugen einesVolume, Attach, Detach, Löschen
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Funktionsweise
1 Starten eines Stack per übergebenem Template (Benutzeradressiert die Heat-API)
2 Auflösen der Abhängigkeiten im Template3 Adressieren der einzelnen OpenStack-APIs (Network,
Storage, . . . ) um die einzelnen Ressourcen zu erstellen
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Interessante Features
Suspend/Resume von Stacks ist möglich – dadurch könnenunterschiedliche Umgebungen vorgehalten werdenUpdate von vielen Ressourcen machbar – kein Löschen, sondernModifizieren der laufenden RessourceDurch Konfiguration von Alarmen (Ceilometer) kannautomatische Skalierung erreicht werden
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Interessante Features
Suspend/Resume von Stacks ist möglich – dadurch könnenunterschiedliche Umgebungen vorgehalten werdenUpdate von vielen Ressourcen machbar – kein Löschen, sondernModifizieren der laufenden RessourceDurch Konfiguration von Alarmen (Ceilometer) kannautomatische Skalierung erreicht werden
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Interessante Features
Suspend/Resume von Stacks ist möglich – dadurch könnenunterschiedliche Umgebungen vorgehalten werdenUpdate von vielen Ressourcen machbar – kein Löschen, sondernModifizieren der laufenden RessourceDurch Konfiguration von Alarmen (Ceilometer) kannautomatische Skalierung erreicht werden
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Template-Beispiel
[...]Instance_Database:
type: OS::Nova::Serverproperties:
image: SUSE Linux Enterprise 11flavor: m1.tinynetworks:
- port: { get_resource: Instance_Port_Database }
Instance_Port_Database:type: OS::Neutron::Portproperties:
network_id: { get_param: Network }fixed_ips:
- subnet_id: { get_param: Subnet }[...]
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Stack-Zustand
+-------------------------------+----------------------+----------+| resource_name | resource_type | status |+-------------------------------+----------------------+----------+| FloatingIP_Webserver | FloatingIP | COMPLETE || Instance_Port_Database | Port | COMPLETE || Instance_Port_Webserver | Port | COMPLETE || FloatingIP_Associate_Webserver| FloatingIPAssociation| COMPLETE || Storage_Volume | Volume | COMPLETE || Instance_Database | Server | COMPLETE || Volume_Attachment | VolumeAttachment | COMPLETE || Instance_Webserver | Server | COMPLETE |+-------------------------------+----------------------+----------+
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Vorgehensweise
1 Definieren Sie Ihre Umgebungen (VM-Größen, Images,Netzwerk, Storage, Software).
2 Planen Sie ein parametrisiertes Template für verschiedeneUmgebungen.
3 Erzeugen Sie Heat-Templates anhand Ihrer Anforderungen(Skalierbarkeit, Alarme, Gruppen, . . . ).
4 Starten Sie Ihre Umgebungen mit einem Stack.
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Vorgehensweise
1 Definieren Sie Ihre Umgebungen (VM-Größen, Images,Netzwerk, Storage, Software).
2 Planen Sie ein parametrisiertes Template für verschiedeneUmgebungen.
3 Erzeugen Sie Heat-Templates anhand Ihrer Anforderungen(Skalierbarkeit, Alarme, Gruppen, . . . ).
4 Starten Sie Ihre Umgebungen mit einem Stack.
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Vorgehensweise
1 Definieren Sie Ihre Umgebungen (VM-Größen, Images,Netzwerk, Storage, Software).
2 Planen Sie ein parametrisiertes Template für verschiedeneUmgebungen.
3 Erzeugen Sie Heat-Templates anhand Ihrer Anforderungen(Skalierbarkeit, Alarme, Gruppen, . . . ).
4 Starten Sie Ihre Umgebungen mit einem Stack.
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Vorgehensweise
1 Definieren Sie Ihre Umgebungen (VM-Größen, Images,Netzwerk, Storage, Software).
2 Planen Sie ein parametrisiertes Template für verschiedeneUmgebungen.
3 Erzeugen Sie Heat-Templates anhand Ihrer Anforderungen(Skalierbarkeit, Alarme, Gruppen, . . . ).
4 Starten Sie Ihre Umgebungen mit einem Stack.
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Stack Topologie
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Stack Ressourcen
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Stack Events
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Links
OpenStack http://www.openstack.org/
Heat-Wiki https://wiki.openstack.org/wiki/Heat
Heat-Template-Beispielehttps://github.com/openstack/heat-templates
Template-Guide http://docs.openstack.org/developer/heat/template_guide/
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Livedemo
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!Bei weiteren Fragen wenden Sie sich bitte an [email protected]
oder +49 (0)8457 - 931096
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