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Introduccion a Open Stack
- 1. OpenStack OpenStack: Sistema Operativo “Cloud” Libre Kuko Armas <kuko@canarytek.com>
- 2. Índice ● Introducción a “Cloud” (muy breve, lo juro) ● Nuevas tendencias ● Introducción a OpenStack ● Algunas funcionalidades de OpenStack
- 3. ¿Que es exactamente Cloud? (no me atrevo a definirlo) ● Me quedo con la siguiente definición: “Servicios deslocalizados que cumplen las siguientes características”: autoservicio, flexible, pago por uso ● Categorías ● SaaS: Software como servicio (ej. gmail, dropbox) ● PaaS: Plataforma como servicio (ej. RedHat Openshift, Azure native apps ) ● CaaS: Contenedores como servicio (ej. kubernetes) ● IaaS: Infraestructura como servicio (Amazon EC2, OpenStack) ● Tipos: Pública, privada, híbrida
- 4. IaaS, SaaS, PaaS y otras hierbas
- 5. Tendencias tecnológicas ¿Cómo hemos llegado hasta aquí?
- 6. Metodologías Ágiles ● Nueva metodología de desarrollo (y de trabajo) ● Estrecha colaboración entre equipos ● Se trabaja en iteraciones de corta duración, lo que facilita una respuesta rápida y flexible a los cambios ● La publicación frecuente y con menos cambios, minimiza el riesgo en cada versión (de errores, de tiempo perdido en funcionalidades innecesarias, etc)
- 7. Infraestructuras Ágiles ● La publicación frecuente requiere la automatización de todo el proceso de publicación ● Se requiere infraestructura “ágil” ● Por eso los desarrolladores “ágiles” prefieren infraestructuras Cloud
- 8. DevOps ● Convergencia entre Desarrollo (Development) y Sistemas (Operations) ● Se incluye la infraestructura de producción como parte del ciclo de desarrollo ● Fuerza al desarrollador a tener en cuenta el entorno de producción ● Requiere infraestructuras “ágiles”
- 9. Aplicaciones “Cloud Nativas” ● La facilidad de despliegue de infraestructuras cloud (y sus limitaciones) promueve una nueva forma de hacer las cosas: ● Tolerancia a fallos mediante redundancia de servicios ● Preferencia por servicios sin estado (“stateless”) ● Escalabilidad horizontal (ejecutar muchas instancias)
- 10. Amazon AWS lo cambió todo ● Las infraestructuras tradicionales no cubrían las necesidades de Amazon ● Desarrollaron sus propias infraestructuras para adaptarlas a sus necesidades ● Desarrollaron un modelo de negocio vendiendo su “exceso” de capacidad ● Infraestructuras sencillas fáciles de gestionar a través de una API ● Así nació el concepto de Cloud pública
- 11. Contenedores: Docker y otras hierbas ● Es el “sueño” de los DevOps: La aplicación autocontenida con todas sus dependencia, directamente ejecutable en el entorno de producción ● Funciona mejor cuando los contenedores son “inmutables” (no contienen nada que cambie) ● Ideal para ejecutar servicios “sin estado” ● Eso es trampa! Las aplicaciones necesitan estado! ● En realidad, dejan “el marrón” de gestionar el estado a otros...
- 12. La (cruel) comparación ● A las mascotas se les da un nombre ● Se les alimenta y trata con cariño ● Su pérdida es una tragedia, porque son únicas y de gran valor ● Al ganado de le nombra con números ● No se les distingue individualmente ● Si se ponen enfermos, se sustituyen por otro Mascotas vs Ganado
- 13. Cloud vs Virtualización “tradicional” ● Las soluciones de virtualización tradicional (Vmware, oVirt, etc) se enfocan a la “Alta disponibilidad” de las máquinas virtuales y a la facilidad de gestión ● Las soluciones Cloud se enfocan a la flexibilidad, la disponibilidad de infraestructuras a traves de API, y al autoservicio ● En virtualización tradicional, la alta disponibilidad se gestiona desde la infraestructura de virtualización ● En Cloud, la alta disponibilidad la debe gestionar la aplicación ejecutando múltiples instancias de cada servicio (aplicaciones Cloud nativas) ● En resumen: ganado contra mascotas
- 15. El Proyecto OpenStack ● 139 COUNTRIESCOMPANIES 355 16,847AVERAGE MONTHLY CONTRIBUTORS INDIVIDUAL MEMBERS CODE CONTRIBUTIONS 115,206 TOTAL CONTRIBUTORS 2,130 AVERAGE MONTHLY 466 El proyecto libre de mayor crecimiento de la historia (si, más que Linux)
- 17. Oportunidad de Empleo/Negocio ● Supone una GRAN oportunidad de empleo y/o negocio ● OpenStack cambiara el mercado, como lo hizo Linux hace 15 años ● Se buscan desarrolladores (We are Hiring!) ● Desarrollado en Python ● Muchos proyectos relacionados (SDN, NFV, etc) ● Se necesitan desarrolladores con profundos conocimientos en redes, seguridad, etc ● Las empresas utilizaran cada vez más servicios Cloud, OpenStack sera el estándar “de facto”.
- 18. Versiones de OpenStack Bexar Feb 2011 Cactus Abr 2011 Diablo Sep 2011 Grizzly Abr 2013 Havana Oct 2013 Essex Abr 2012 Folsom Sep 2012 Icehouse Abr 2014 Austin Oct 2010 Juno Oct 2014 Kilo April 2015 Liberty Oct 2015 Mitaka April 2016 Newton Oct 2016 Ocata Feb 2017?
- 19. Componentes “Core” Service OpenStack Project Name Amazon Equivalent Virtual Machines Compute Nova EC2 Virtual Block Devices Block Storage Cinder EBS Object Storage Object Storage Swift S3 Virtual Networks Networking Neutron VPC App Orchestration Orchestration Heat CloudFormation App Monitoring Telemetry Ceilometer CloudWatch Tenant Auth / Namespace Identity Keystone IAM Boot Images Image Service Glance AMI Dashboard Dashboard Horizon Management Console
- 20. El inicio… (principios de 2010) NASA Nebula NASA Nebula Rackspace Cloud Files Rackspace Cloud Files Compute Network Block Storage Object Storage
- 21. OpenStack Core inicial NovaNova SwiftSwift Compute Network Block Storage Object Storage
- 23. Compute Service: Nova ● Controlador del servicio de maquinas virtuales ● Soporta diferentes hypervisores (KVM, Xen, etc) ● Tambien soporta máquinas físicas (bare metal) ● Nova despliega y gestiona “instancias” (ganado, recuerdan?) ● Se definen “sabores” que determinan las caracteristicas (CPU, RAM, etc) ● Las instancias son no persistentes (cloud style!) ● La persistencia de datos se consigue usando “volumenes” del servicio Cinder ● Soporta API nativa OpenStack y compatibilidad con la API de Amazon EC2
- 25. Network Service: Neutron ● Inicialmente llamado “Quantum” ● Permite a los usuarios definir y gestionar redes complejas ● Soporta redes “planas”, VLANs 802.1q y tuneles VXLAN y GRE ● Soporta IP estaticas, DHCP e IP “Flotantes” (públicas) para acceso desde el exterior ● Puede gestionar dispositivos de red utilizando plugins ● Incluidos SDN y OpenFlow ● Entorno de extensiones para servicios de red (Firewalls, VPN, Balanceadores, etc)
- 26. OpenStack Core: Cinder Compute Service (Nova) Compute Service (Nova) Network Service (Neutron) Network Service (Neutron) Block Storage Service (Cinder) Block Storage Service (Cinder)
- 27. Block Storage: Cinder ● Software para ofrecer “almacenamiento de bloques como servicio” ● Inicialmente estaba incluido en Nova ● Los volumenes de Cinder son persistentes e independientes de las instancias de Nova a las que se conectan ● Las instancias de Nova pueden arrancar desde volumenes Cinder ● Cinder puede usarse independientemente de Nova ● Soporta funciones avanzadas: Snapshots, clonado, etc ● Soporta numerosos “plugins” que gestionan en almacenamiento
- 28. OpenStack Core: Swift Compute Service (Nova) Compute Service (Nova) Object Storage Service (Swift) Object Storage Service (Swift) Network Service (Neutron) Network Service (Neutron) Block Storage Service (Cinder) Block Storage Service (Cinder)
- 29. Object Storage: Swift ● Proveedor de almacenamiento de objetos (similar a Amazon S3) ● Soporta API nativa y compatibilidad con S3 ● El único servicio OpenStack en el que el controlador y el proveedor es el mismo ● Masivamente escalable y tolerante a fallos ● Por defecto redundancia 3x ● Usa hardware barato ● No requiere RAID ● Replicacion multi-site ● “Eventualmente consistente” (si, ya dije que se hacian trampas)
- 30. OpenStack Core Compute Service (Nova) Compute Service (Nova) Object Storage Service (Swift) Object Storage Service (Swift) Network Service (Neutron) Network Service (Neutron) Block Storage Service (Cinder) Block Storage Service (Cinder)
- 31. Servicios vs Proveedores Compute Service (Nova) Compute Service (Nova) Object Storage Service (Swift) Object Storage Service (Swift) Network Service (Neutron) Network Service (Neutron) Block Storage Service (Cinder) Block Storage Service (Cinder) Driver/Plugins Driver/Plugins Driver/Plugins Network Devices Network Devices Storage Devices Storage Devices Hypervisor (or Bare Metal) Hypervisor (or Bare Metal)
- 32. Servicios y APIs Compute Service (Nova) Compute Service (Nova) Object Storage Service (Swift) Object Storage Service (Swift) Network Service (Neutron) Network Service (Neutron) Block Storage Service (Cinder) Block Storage Service (Cinder) Driver/Plugins Driver/Plugins Driver/Plugins Network Devices Network Devices Storage Devices Storage Devices Hypervisor (or Bare Metal) Hypervisor (or Bare Metal) APIs APIs APIs APIs
- 33. Control & Data planes Nova Compute Service Nova Compute Service Neutron Network Service Neutron Network Service Cinder Storage Service Cinder Storage Service HypervisorHypervisor NetworkNetwork StorageStorage Services Control Plane Data Plane Drivers / Providers Data Path
- 34. Almacenamiento en Nova Hypervisor Host Nova Compute Service Hypervisor Driver APIs APIs Horizon GUI VMs Local Disk Hypervisor Host VMs Non-Persistent or “Ephemeral” VMs Configuracion por defecto de Nova
- 35. Almacenamiento en Nova Hypervisor Host Nova Compute Service Hypervisor Driver APIs APIs Horizon GUI VMs Local Disk Hypervisor Host VMs Non-Persistent or “Ephemeral” VMs Cinder Volume Service Storage Driver Swift Object Storage Service HTTP (Control + Data) APIs iSCSI Storage Provider Almacenamiento Persistente
- 36. Almacenamiento en Nova Hypervisor Host Nova Compute Service Hypervisor Driver APIs APIs Horizon GUI VMs Local Disk Hypervisor Host VMs Instancia persistente usando “Boot From Volume” Cinder Volume Service Storage Driver Swift Object Storage Service HTTP (Control + Data) APIs iSCSI Storage Provider Instancias persistentes iSCSI
- 37. OpenStack Core: Horizon Compute Service (Nova) Compute Service (Nova) Object Storage Service (Swift) Object Storage Service (Swift) Network Service (Neutron) Network Service (Neutron) Block Storage Service (Cinder) Block Storage Service (Cinder) APIs APIs APIs APIs Dashboard Horizon Web GUI Dashboard Horizon Web GUI
- 39. OpenStack Core: Glance Compute Service (Nova) Compute Service (Nova) Object Storage Service (Swift) Object Storage Service (Swift) Network Service (Neutron) Network Service (Neutron) Block Storage Service (Cinder) Block Storage Service (Cinder) Driver/Plugins Driver/Plugins Driver/Plugins APIs APIs APIs APIs Dashboard Web GUI Image Service (Glance) Image Service (Glance) APIs Dashboard Horizon Web GUI Dashboard Horizon Web GUI
- 40. Images: Glance ● Repositorio de imágenes de maquinas virtuales ● Pueden ser usadas por usuarios para crear “instancias” ● Pueden ser publicas o privadas ● Los usuarios pueden crear nuevas imagenes ● Recomendaciones para imagenes creadas: ● Una unica particion para / al final del disco ● Mantenerla lo mas pequeña posible ● No MACs ● Desactivar firewall en el SO ● Activar SSH en el arranque ● Instalar cloud-init ● Se pueden almacenar en Swift
- 41. OpenStack Core: Keystone Compute Service (Nova) Compute Service (Nova) Object Storage Service (Swift) Object Storage Service (Swift) Network Service (Neutron) Network Service (Neutron) Block Storage Service (Cinder) Block Storage Service (Cinder) Driver/Plugins Driver/Plugins Driver/Plugins APIs APIs APIs APIs Dashboard Web GUI Image Service (Glance) Image Service (Glance) APIs Identity Service (Keystone) Identity Service (Keystone) Dashboard Horizon Web GUI Dashboard Horizon Web GUI
- 42. Identity Service: Keystone ● Provee servicios de identidad, autenticación, autorización y catálogo de servicios a otros servicios de OpenStack ● Usa una BBDD propia, pero puede enlazarse a LDAP y otros sistemas de autenticación externos ● Soporta federacion de identidades (OpenID, SAML, Oauth) ● Modelo de datos: ● Dominio ● Usuario ● “Tenant” (Proyecto) ● Rol
- 43. OpenStack Core: Heat Compute Service (Nova) Compute Service (Nova) Object Storage Service (Swift) Object Storage Service (Swift) Network Service (Neutron) Network Service (Neutron) Block Storage Service (Cinder) Block Storage Service (Cinder) Driver/Plugins Driver/Plugins Driver/Plugins APIs APIs APIs APIs Dashboard Web GUI Image Service (Glance) Image Service (Glance) APIs Identity Service (Keystone) Identity Service (Keystone) Orchestration Service (Heat) Orchestration Service (Heat) Dashboard Horizon Web GUI Dashboard Horizon Web GUI
- 44. Orchestration: Heat ● Permite la creación de infraestructuras complejas mediante plantillas de definición ● Soporta el paso de parámetros a las plantillas ● El sueño de los DevOps: “Infraestructura como como código” ● La plantillas equivalen a clases y los parámetros a atributos modificables ● Compatible con el formato de plantillas y API de AWS CloudFormation ● Permite la creación rápida y reproducible de pilas completas de aplicaciones
- 45. OpenStack Core: Ceilometer Compute Service (Nova) Compute Service (Nova) Object Storage Service (Swift) Object Storage Service (Swift) Network Service (Neutron) Network Service (Neutron) Block Storage Service (Cinder) Block Storage Service (Cinder) Driver/Plugins Driver/Plugins Driver/Plugins APIs APIs APIs APIs Dashboard Web GUI Image Service (Glance) Image Service (Glance) APIs Identity Service (Keystone) Identity Service (Keystone) Orchestration Service (Heat) Orchestration Service (Heat) Metering & Monitoring (Ceilometer) Metering & Monitoring (Ceilometer) Dashboard Horizon Web GUI Dashboard Horizon Web GUI
- 46. Monitoring: Ceilometer ● Provee un servicio unificado de monitorizacion, medición y “contabilidad” de otros servicios de OpenStack ● Puede ser utilizado por proveedores para facturar el uso de infraestructuras
- 48. Openstack Core: Misc Compute Service (Nova) Compute Service (Nova) Object Storage Service (Swift) Object Storage Service (Swift) Network Service (Neutron) Network Service (Neutron) Block Storage Service (Cinder) Block Storage Service (Cinder) Driver/Plugins Driver/Plugins Driver/Plugins APIs APIs APIs APIs Dashboard Web GUI Image Service (Glance) Image Service (Glance) APIs Identity Service (Keystone) Identity Service (Keystone) Orchestration Service (Heat) Orchestration Service (Heat) Metering & Monitoring (Ceilometer) Metering & Monitoring (Ceilometer) Dashboard Horizon Web GUI Dashboard Horizon Web GUI BBDD AMQP (Misc) BBDD AMQP (Misc)
- 49. BBDD y AMQP ● Cada servicio OpenStack utiliza una BBDD para almacenar sus datos, por lo que necesitamos un servidor de BBDD central ● El controlador de cada servicio se comunica con sus “workers” mediante mensajes AMQP, por lo que necesitamos una infraestructura de “brokers” AMQP ● Balanceadores y alta disponibilidad
- 54. OpenStack de CanaryTek (paciencia...) ● Controller y Neutron: VM en oVirt con 8GB de RAM ● 2 Nodos Nova/Cinder: HP MicroServer con 10GB de RAM ● 2 redes: “publica” (192.168.100.0/24) y gestión (172.16.11.0/24) ● Para empezar a probar: devstack
- 55. Interfaz Web: Horizon Un paseo por el Horizon(te)
- 56. Horizon ● Dashboard ● Instancias ● Volumenes ● Imagenes ● Seguridad ● Security Groups, claves SSH, IP Flotante, Acceso API ● Red ● Topología, Redes, Routers
- 57. Crear una Instancia ● Web: no tiene ciencia ● Consola openstack server create --flavor m1.nano --key kuko --image cirros test1 openstack server list ● Verificar acceso SSH y red ● Borrar instancia openstack server delete test1 openstack server list ● Dejar la maquina creada (la necesitaremos) openstack server create --flavor m1.nano --key kuko --image cirros test1 openstack server list
- 58. Asignar volumen a instancia ● Web: no tiene ciencia ● Crear volumen openstack volume create –size 1 volume1 openstack volume list ● Asignar a instancia openstack server add volume test1 volume1 openstack volume list ● Acceder a instancia y verificar que vemos volumen
- 59. Snapshots ● Web: no tiene ciencia ● Crear snapshot openstack snapshot create –name snap-volume1 –force volume1 # Aclarar el –force?? openstack snapshot list ● Crear volumen desde el snapshot openstack volume create –snaphot snap-volume1 –size 2 volume2 openstack volume list ● Tenemos un volumen de 2G creado a partir del snapshot del volumen1 de 1G
- 60. Arrancar desde volumen ● Web: no tiene ciencia ● Crear volumen a partir de imagen openstack image list openstack volume create –-image CentOS7-Cloud –-size 10 vol-vm1 openstack volume list ● Crear instancia desde volumen openstack server create –-flavor m1.small –key kuko —volume vol-vm1 test2 openstack server list ● Ahora la instancia es persistente
- 61. Crear instancia usando cloud-init ● Web: no tiene ciencia ● Ver fichero user_data.file ● Crear una una imagen pasandole los datos openstack server list ● openstack server create --flavor m1.small --key kuko --image CentOS7- Cloud –user-data user-data.file test-custom ● Acceder a la instancia y verificar
- 62. Funcionalidades “Cloud” ¡ Pero eso lo hace cualquiera! ¿donde esta la parte “Cloud”?
- 63. Crear red privada y router ● Web: no tiene ciencia ● Crear red (dominio de broadcast) openstack network list openstack network create network1 openstack network list ● Crear subnet (direccionamiento asociado) openstack subnet create –subnet-range 172.16.100.0/24 –network network1 subnet1 openstack subnet list ● Crear un router openstack router create gw1 neutron router-gateway-set gw1 provider openstack router show gw1 ● Conectar a red privada ● neutron router-interface-add gw1 subnet1
- 64. Crear instancia en red privada ● Web: no tiene ciencia ● Crear maquina en red privada openstack network list (ver ID) openstack server create --flavor m1.nano --key kuko --image cirros –nic net-id=$ID test3 openstack server create --flavor m1.nano --key kuko --image cirros –nic net-id=$ID test4 openstack server list ● Por qué no llego? ● “Solicitar” IP flotante openstack floating ip list openstack floating ip create provider openstack floating ip list ● Asignar IP flotante a instancia ● openstack server add floating ip test3 192.168.100.203 ● Verificar que llegamos a la IP flotante y desde una instancia a la otra
- 65. Crear stack completo (Heat) ● Web: no tiene mucho sentido ● Revisar plantilla y parametros ● Crear stack openstack stack list openstack stack create –environment params.yml –template template.yml stack-test1 openstack stack list ● Revisar en Web UI ● Borrar stack openstack stack delete stack-test1 openstack stack list ● Desaparecen todos los recursos
- 66. Funcionalidades “Enterprise” ¿Vale, pero puedo usar esto para mis “mascotas”?
- 67. Migración en caliente ● Web: no tiene ciencia ● Solo puede hacerlo un administrador (por motivos evidentes) ● Requiere que la instancia tenga el disco de sistema en un volumen Cinder o en almacenamiento compartido ● Ver en que hypervisor se esta ejecutando la instancia openstack server show vm01 ● Migrar “en caliente” nova live-migrate vm01 ostack2.canarytek.lan ● Verificar que el hypervisor ha cambiado ● openstack server show vm01 (Hay otros métodos “frios” y “tibios”)
- 68. Watchdog ● Watchdog “virtual” para que el hypervisor reinicie la instancia se esta “se cuelga” ● Ver propiedad watchdog de la imagen CentOS7-Cloud ● Crear una instancia basada en esa imagen openstack server create –flavor m1.small –image CentOS7-Cloud –key kuko –nic net-id=$ID_RED test-watchdog ● Instalar, activar y arrancar watchdog ● Hacer ping a la instancia ● Provocar kernel panic echo 0 > /proc/sys/kernel/sysrq echo c > /proc/sysrq-trigger ● Esperar, el ping se recuperara en un rato
- 69. Alta disponibilidad de Instancia (Si preguntabas por esto, te solían contestar mal) ●Manual (o scripts externos) ● Evacuate + arranque en otro nodo ● Masakari (Subproyecto) ● Especifico para HA de instacias ● Reserva nodos fisicos de sustitución ● Vitrage (RCA OpenStack) + Doctor (OpenNFV) ● https://www.youtube.com/watch?v=Dvh8q5m9Ahk ● Demo IMPRESIONANTE (minuto 8:30)
- 70. FIN Gracias por su atención... ...si siguen ahí... Kuko Armas <kuko@canarytek.com>