TibaMe 課程 - OpenStack 技術實作 (爆滿加開第五期)

O P E N S T A C K
雲端運算系統的佈署與建置OS
講授人
3.50
中央大學中壢資策會
OpenStack 技術實作班 (第一期)
本課程使用
OpenStack

1-1 自我簡介課程目的課程大綱網路服務服務的佈署雲端簡介雲端運算雲端儲存雲端的定義雲端系統平台概況
OpenStack簡介發展現況誰在使用初探OpenStack 架構簡介服務介紹版本演進雲端拓樸規劃概述
OS
自我簡介
姓名 3 . 5 0 ( 張瑋麟 )
工作經歷 2002.03 ~ 2004.02 愛Ｘ斯廣告股份有限公司
2004.05 ~ 2006.12 大Ｘ建設企業股份有限公司
2007.10 ~ 2010.03 文Ｘ數碼資訊服務公司 (HK)
2010.04 ~ Now 吉Ｘ股份有限公司
教學經歷 2007.09 ~ 2016.11 中央大學資策會 – 網路管理
2008.10 ~ 2010.03 文Ｘ數碼資訊服務公司 – 新進人員訓練
2008.12 ~ 2009.02 恆Ｘ教育訓練中心 – 電腦入門
2009.01 ~ Now 中央大學資策會 – 網路協定分析
2009.07 交通大學網路中心 – 網路協定分析
2012.04 ~ 2012.09 中央大學資策會 – Linux 基礎
2014.03 ~ Now 中央大學資策會 – Shell Script
2016.12 ~ Now 中央大學資策會 – OpenStack

OS
課程目的
 了解網路服務與雲端系統
 了解雲端之分類、架構與現況
 了解 OpenStack 架構與元件功能
 了解本課程預計實作架構
 架構雲端系統*
 伺服器相關問題排除 ( Trouble shooting )

OS
課程大綱
DAY 1-1
DAY 1-2
DAY 2-1
DAY 2-2
DAY 3-1
DAY 3-2
DAY 4-1
DAY 5-1
DAY 5-2
雲端與 OpenStack 介紹
製作雲端系統母機
認證服務 ( Keystone ) 簡介與實作
映像服務 ( Glance ) 簡介與實作
運算服務 ( Nova ) 簡介與實作
區塊儲存服務 ( Cinder ) 簡介與實作
網路服務 ( Neutron ) 簡介與實作
儀錶板服務 ( horizon ) 簡介與實作
使用與管理雲端系統
(A) 實機架設 ( Controller x1、Compute x1、Storage1 x1、Network x1 )
(B) 六節點架設 ( Controller x1、Compute x2、Storage x2、Network x1 )
(C) 於 OpenStack 上擴充其他元件 ( 官方網站元件 )
(D) 自製 OpenStack 客製化映像檔 ( 自選作業系統 )

OS
關於網路的服務
 利用網路提供各種樣貌的服務
– 新聞、訊息發布與通知
– 購物、訂票、股市交易、商業交易、庫存盤點
– 影片服務、音樂播放、照片分享
– 文件製作、檔案儲存…
 經常可連網路的平台或設備
– 電腦、作業系統服務
– 手機、平板
– 電視、多媒體影音設備
– 物聯網 (IoT)…

OS
服務的佈署 ( 服務架構 ) 1/4
 單機佈署 ( Stand-alone deployment )
– 所有服務均安裝於伺服器上
– 優點
建置容易、架構單純、維護容易...
– 缺點
不易擴充資源 ( 有極限 )、遭入侵容易洩漏所有資料、
容易造成所有服務停擺… Apache
MariaDB
PHP

OS
 多機 ( 分散 ) 佈署 ( Decentralized deployment )
– 所有服務均安裝於不同伺服器上
– 優點
建置容易、架構單純、維護容易、遭入侵不會損失全部資料、
不會造成所有伺服器停擺...
– 缺點
資源容易浪費、可用性降低…
Apache MariaDB PHP

OS
Virtualization host
 虛擬化佈署 ( Virtualization deployment )
– 所有服務均安裝虛擬機上
– 優點
可用性高、資源容易控管 ( 擴充 )、可依需求分別制定防火牆與網路策略…
– 缺點
硬體等級需較高、大規模佈署虛擬化易造成管理不易…
– 約 2001 興起、整併 x86 機器 → 資料中心
Apache MariaDB PHP
Virtualization host
PHPMariaDB
Virtualization host
ApacheMariaDB Apache
MariaDBPHP
PHP
Apache
Apache
PHP
Apache

OS
 雲端雲算佈署* ( Cloud computing deployment )
– 所有服務均安裝於雲端虛擬機上
– 優點
可用性極高、資源靈活運用且易擴充、適合大規模佈署機器…
– 缺點
建置不易、費時…
– 約 2006 興起，AWS 提供公眾雲服務
約 2013 誕生 Docker 容器 (Container) 技術 Cloud platform
Physical machinePhysical machinePhysical machine
PHPMariaDB
Apache
MariaDB
Physical machine
Apache
PHP
Apache
MariaDB MariaDBMariaDB
Apache

OS
 無伺服器雲端運算佈署 ( Serverless Cloud computing deployment )
– 無須佈署與管理雲端伺服器 (虛擬機器)
– 不用需要高可用性 ( HA, High availability )、災難復原 ( Disaster Recovery )…等建置
– 不用理會作業系統總類、版本、安全性及更新問題
– 優點
專注於服務的建置即可…
– 缺點
建置需跟隨系統商的規畫、限制…
– 新運作概念的實現
約 2014, AWS, Lambda 率先卡位
約 2016, Microsoft, Azure Function
IBM, OpenWhisk
Google Cloud Function ( Beta )
Serverless platform
服務的佈署 ( 服務架構 ) 5/4+1
Storage Database Identify Notify IoT
API HTTP
THIRD
PARTY
Company
site
IoT
Information
Center
Shopping
site

OS
什麼是雲端 ( 雲端服務 )
 由網格運算、分散式運算…演變而來
– 最早由 Google 提出 ( SES San Jose, 2006.08 )
– 降低建置及使用分散式計算的成本
 使用雲端的感覺：
– 不用知道，也不在乎服務在哪裡
– 任何時間、任何地點都可以存取
– 大量的資料運算…
 雲端亦可分為：
– 雲端計算
– 雲端儲存

OS
雲端運算 ( Cloud Computing )
 將所需的功能或計算經由網路發出，並即時的送回結果
 天天都在使用的雲端運算
– 搜尋引擎：Google、Bing、Yahoo Search!...
– 訊息溝通：Facebook、Instagram、LINE…
– 虛擬伺服器租用：Amazon EC2 ( Elastic Cloud Computing )
Google Cloud Platform
SoftLayer
Windows Azure
中華電信 HiCloud
…

OS
雲端儲存 ( Cloud Storage、Online Storage )
 隨時可以從網路存取檔案資料或資訊，且確保儲存安全
 天天會接觸到的雲端儲存
– Amazon S3 ( Simple Storage Service )
ASUS Webstorage
Dropbox
iCloud
Google Drive
SugarSync
Microsoft OneDrive
Windows Azure Storage
…

OS
雲端的定義
 過往：定義模糊
– 一種說不清楚的概念
– 雲端 = 網路
– 以網路連上遠端主機
– 透過多台電腦運算
– :
 現在：較清楚定義，美國國家技術標準局 ( NIST：National
Institute of Standards and Technology ) 有定義
– 五大必要特徵 ( Five Essential Characteristics )
– 四大佈署模型 ( Four Deployment Models )
– 三大服務模型 ( Three Service Models )

OS
雲端的定義 - 五大必要特徵
 隨需應變自助服務 ( On-demand Self-service )
– 自己依需求以及自動化方式取得網路服務。
 網路使用無所不在 ( Broad Network Access )
– 網路的服務隨時可以被取用。
 共享資源池 ( Resources Pooling )
– 共享有限的運算能力、儲存空間、網路頻寬…
 快速重新佈署靈活度 ( Rapid Elasticity )
– 因應需求快速調整使用資源大小或釋放。
 服務可計算 ( Measured Service )
– 資源可被監測、量化、報告。

OS
雲端的定義 - 四大佈署模型
 公有雲 ( Public Cloud )
– 公開且向任何對象服務，任何人都可直接申請使用。
 私有雲 ( Private Cloud )
– 專為特定對象服務，經常為公司內部或特定使用者存取。
 混和雲 ( Hybrid Cloud )
– 混和公有雲與私有雲的使用。
 社群雲 ( Community Cloud )
– 為相同社區群組、特定關注事務、專屬社群成員而生。

OS
IaaS
雲端的定義 - 三大服務模型 ( 架構 )
 架構即服務**：IaaS ( Infrastructure as a Service )
– 提供運算、儲存、網路…等基礎資源。
 平台即服務*：PaaS ( Platform as a Service )
– 中介提供開發、管理、監控平台或環境。
 軟體即服務：SaaS ( Software as a Service )
– 提供可連網的應用服務。
Physical machinePhysical machinePhysical machine
PaaS
SaaS Gmail Gmap Youtube Facebook Dropbox
補充：
容器即服務：CaaS ( Container as a Service)
安全即服務：SECaaS ( Security as a service )
後台即服務：BaaS ( Backend as a Service )
函數即服務：Faas ( Funtion as a Service)
移動後台即服務：MBaaS ( MobileBackend as a service )
:

OS
雲端系統平台概況
 Amazon
 Microsoft Azure
 Google Cloud Platform
 IBM SoftLayer
 VMware vCloud Suite
 Oracle Cloud
 HPE Helion
 :
 Open Source
– Docker
– CloudStack
– OpenStack*
– OpenNebula
– :

OS
OpenStack的簡介 1/2
 由美國 NASA、Rackspace 合作開發 (2010.10)
– 一個 Open-source ( Apache License ) 的專案、社區、軟體、管理平台。
– 成立 OpenStack 基金會 ( OpenStack Foundation，2012.09 )。
 以建立開放原始碼的雲端運算平台為目標
– 滿足企業架設公有雲或私有雲的需求。
– 整合各項 ( 多項 ) 硬體資源虛擬化。
– 利用軟體來控制或分配資源 ( 計算、儲存與網路 )。
– 針對不同功能或資源分別管理、開發。
– 功能富彈性與靈活性、可大規模的佈署或擴展。
– 且擴充容易、降低建置成本。
http://www.openstack.org/

OS
OpenStack的簡介 2/2
 運用範圍
– 虛擬機器的建置
– 應用程式部署與開發
– 大型網站佈署、電子商務
– 大數據分析
– 公有雲
– 雲端檔案儲存
– 雲端資料庫
– 物聯網…
http://www.openstack.org/

OS
OpenStack的發展現況
 世界上成長最快的 OpenSource 社區
 技術與功能快速成長
– 程式碼：2,000萬行以上。
– 核心元件：6個。
– 選配元件：36個。
– 增強模組：1,300個以上。
– 投入廠商 ( 包含會員 )：1,000家以上。
– 投入開發人員：75,000人以上。
– 已推廣地區：186個地區。

OS
OpenStack的發展現況 - 支持和參與
https://www.openstack.org/foundation/companies/

OS
誰已經在使用OpenStack
 越來越多企業在使用
– 網路販售業：eBay、Walmart、BestBuy…
– 電信通訊業：AT&T、Time Warner Cable、NTT docomo、Orange、
Deutsche、台灣大哥大、中國移動…
– 汽車製造業：Volkswagen…
– 電腦製造業：DELL、HP、NEC、Fujitsu、聯想…
– 金融服務業：Wells Fargo、PayPal…
– 軟體網路業：Chameleon Cloud、Clemson University、Yahoo(JP) 、SAP 、
onamae.com、tenten、ConoHa、GMO、City Network、
Datacentred、RedHat、Dreamhost、迎棧科技、是方電訊…
– 學術研究單位：CERN、中央大學、中央研究院…

OS
初探OpenStack – 登入畫面

OS
初探OpenStack – frank(IoT)/專案/運算/概觀

OS
初探OpenStack – frank(IoT)/專案/運算/雲實例

OS
初探OpenStack – frank(IoT)/專案/運算/映像檔

OS
初探OpenStack – frank(IoT)/專案/網路/網路拓撲

OS
初探OpenStack – ivy(IoT)/專案/運算/雲實例

OS
初探OpenStack – ivy(IoT)/專案/網路/網路拓撲

OS
初探OpenStack – admin(admin)/身分/用戶

OS
初探OpenStack – admin(admin)/身分/群組

OS
初探OpenStack – admin(admin)/管理員/系統/
虛擬機器管理程式

OS
初探OpenStack – admin(admin)/管理員/系統/雲實例

OS
初探OpenStack – admin(admin)/管理員/系統/
虛擬硬體樣板

OS
初探OpenStack – admin(admin)/管理員/系統/映像檔

OS
初探OpenStack – admin(admin)/管理員/系統/網路

OS
初探OpenStack – admin(admin)/管理員/系統/路由器

OS
OpenStack的架構 – 三大架構

OS
OpenStack的服務 ( 元件 ) 0/2
Keystone
Nova Neutron
Glance
Cinder
Swift
Horizon
Ceilometer
Heat
Trove
Sahara
Ironic
Manila
Barbican
Zaqar
Magnum
Murano Congress

OS
 六大核心服務 ( Core services )
– Keystone (Identity) ：識別服務；
提供身分識別、驗證、權限審核…
– Nova (Compute) ：計算服務；
佈署、執行、刪除虛擬機器與調用資源…
– Neutron (Networking) ：網路服務；
架構、分配IP位址、管理網路…
– Glance (Image Service) ：映像檔服務；
映像檔的建立、尋找、註冊、交付…
– Cinder (Block Storage) ：區塊儲存服務；
區塊儲存空間的建立、連接、查詢、快照…
– Swift (Object Storage) ：物件儲存服務；
建立分布式儲存、防止單點故障、容易擴充容量…

OS
 可選擇之增強服務 ( Optional services )
– Horizon (Dashboard) ：儀錶板服務；網頁式中央控管服務…
– Ceilometer (Telemerty) ：計量服務；計算被使用的服務…
– Heat (Orchestration) ：編排服務；資源建立、編排…
– Trove (Database) ：資料庫服務；建立、連結各種資料庫…
– Sahara (Elastic Map Reduce) ：數據處理服務；接受大數據分析、佈署 Hadoop…
– Ironic (Bare-Metal Provisioning) ：裸機佈署服務；自動化部署 OpenStack…
– Manila (Shared Filesystems) ：共享檔案系統服務；共享目錄、ACL、網路、快照…
– Barbican (Key management)：金鑰管理服務；管理金鑰儲存、配置、加密…
– :

OS
OpenStack的版本
 每年固定釋出一~兩個版本
– 命名以英文字母為順序。
2010.10：Austin ( Nova、Swift )
2011.02：Bexar ( Glance )
2011.04：Cactus ( LXC、ESXi、CLI )
2011.09：Diablo ( Python、Horizon )
2012.04：Essex ( Quantum )
2012.09：Folsom ( Nova、Swift、Quantum )
2013.04：Grizzly ( Resource quota )
2013.10：Havana ( Heat、Celiometer )
2014.04：Icehouse ( Trove、Docker、Hadoop )
2014.10：Juno ( NFV、Hadoop、Spark )
2015.04：Kilo ( Ironic )
2015.10：Liberty ( Core /Optional Services )
2016.04：Mitaka ( Nova、Keystone )
2016.10：Newton ( API、Neutron、Container、Security )
2017.02：Ocata ( Cell v2、expired token… )
2017.08：Pike
2017.??：Queens

OS
雲端拓樸規劃概述 1/n
CONTROLLER
NIC1
MariaDB RabbitMQ
chrony (Client)
Keystone
Glance
Cinder
Swift
Horizon
APIs…
Nova
Neutron
NIC
Management Network
192.168.0.0/24

OS
CONTROLLER
NIC1
MariaDB RabbitMQ
chrony (Server)
Keystone
Glance
Cinder
Swift
Horizon
APIs
:
COMPUTE
NIC1 NIC2
chrony (Client)
Nova
Agents
:
NETWORK
NIC1 NIC2
chrony (Client)
Neutron
Agents
:
NIC
Management Network
192.168.0.0/24
NIC
Tunnel Network
172.16.0.0/24
NIC
External Network
Public IP
NIC3

OS
雲端拓樸規劃概述* 3/n
CONTROLLER COMPUTE STORAGE NETWORK
MariaDB RabbitMQ
chrony (Server)
Keystone
Glance
Horizon
APIs
:
chrony (Client)
Nova
Agents
:
chrony (Client)
Agents
:
Cinder
Swift
chrony (Client)
Neutron
Agents
:
NIC1 NIC1 NIC1
NIC
Management Network
192.168.0.0/24
NIC1 NIC2 NIC2
NIC
Tunnel Network
172.16.0.0/24
NIC
External Network
Public IP
NIC3

OS
MariaDB RabbitMQ
chrony (Server)
Keystone
Glance
Horizon
APIs
:
chrony (Client)
Nova
Agents
:
chrony (Client)
Agents
:
Cinder
Swift
chrony (Client)
Neutron
Agents
:
NIC1 NIC1 NIC1
NIC
Management Network
192.168.0.0/24
NIC1 NIC2 NIC2
NIC
Tunnel Network
172.16.0.0/24
NIC
External Network
Public IP
NIC3NIC2NIC3
NIC
Tunnel Network 2
10.0.0.0/24

OS
MariaDB RabbitMQ
chrony (Server)
Keystone
Glance
Horizon
APIs
:
chrony (Client)
Nova
Agents
:
chrony (Client)
Agents
:
Cinder
Swift
chrony (Client)
Neutron
Agents
:
NIC1 NIC1 NIC1
NIC
Management Network
192.168.0.0/24
NIC1 NIC2 NIC2
NIC
Tunnel Network
172.16.0.0/24
NIC
External Network
Public IP
NIC3NIC2NIC3
NIC
Tunnel Network 2
10.0.0.0/24
COMPUTE
chrony (Client)
Nova
Agents
:
NIC1 NIC2 NIC3

O P E N S T A C K
OS 自我尋找雲端課題資料

O P E N S T A C K
OS• 開課單位：TibaMe
• 學費：原價$21,000 特價$13,500 (一年內可免費重聽)
• 上課日期：8/5(六)、8/6(日)、8/12(六)、8/13(日)、8/19(六)
• 上課時間：09:30~12:30 / 13:30~16:30 (6小時/天，共計6小時)
• 上課地點：國立中央大學 (工程二館 / 資策會大樓)
• 課程大綱：
Day 1 - 製作雲端伺服器母機
Day 2 - 認證服務與映像服務
Day 3 - 運算服務與區塊儲存服務
Day 4 - 網路服務
Day 5 - 使用儀錶板服務與使用雲端系統詳細說明：https://goo.gl/IKIzth

O P E N S T A C K
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