OpenStack er blandt de hurtigst voksende Cloud-operativsystemer. Dog er ordet enormt forvirret, og mange mennesker får ikke den rigtige idé bag det.
I denne artikel forsøger vi at dissekere teknologien bag OpenStack, og hvordan den kom til. Men inden vi dykker dybt ned i OpenStack, er vi nødt til at forstå dybtgående om nogle aspekter af teknologien bag OpenStack kaldet virtualisering.
Billedkilde: pixabay.com
Hvad er virtualisering?
Virtualisering er en teknologi, der giver os mulighed for at skabe virtuelle forekomster af den virkelige verdens modstykke. For eksempel ville en reel fysisk maskine blive oprettet til virtuelle maskiner. Virtuelle maskiner er bare en virtuel implementering af dine rigtige maskiner.
Der kan drages en analogi til emulatorerne. Virtuelle maskiner handler mere af samme art, bare i stedet for at efterligne spil, emulerer de en hel maskine.
Teknologien, der fungerer bag virtualisering og muliggør oprettelse af virtuelle tilfælde kaldes hypervisor. Nu kører alle virtuelle maskiner på en fysisk maskine.
De virtuelle maskiner i sig selv kan være af en hvilken som helst maskintype med en hvilken som helst given konfiguration, men den skal være mindre end den for den maskine, den gyder på. Hvad hypervisor gør, er, at det bro bro mellem din fysiske maskinkernen og den virtuelle maskinkern.
Den fanger systemopkaldene, konverterer opkoden til sprog på maskinniveau, behandler det og transformerer det derefter til opkoden, som senere vil blive forstået af den virtuelle maskine.
Maskinen, som en virtuel maskine er "spawned" på eller oprettes kaldes Host-maskine. Den virtuelle maskine, der spawnes eller oprettes af hypervisoren på værtsmaskinen kaldes Gæstemaskine.
På samme måde kaldes operativsystemet, der kører på værtsmaskinen, værtsoperativsystem, og operativsystemet, der kører på gæstemaskinen, kaldes gæstoperativsystem.
Værtsmaskinen og værtsoperativsystemerne er altid markant kraftige end gæstemaskinen og gæstens styresystemer. Dette skyldes, at den egentlige hardware, der leverer behandlingsstyrken, kun er inden for værtsmaskinen.
Hypervisoren er også installeret på værtsmaskinen, hvor den udfører det meste af sin drift ved hjælp af selve styringen af værtsoperativsystemet. Den virtuelle maskine bruger hypervisoren til at få adgang til noget af hardware på den aktuelle værtsmaskine.
Det er hypervisorens rolle at forsyne den virtuelle maskine med den krævede virtuelle hardware. De virtuelle maskiner, der er spawned af hypervisor, har generelt ingen idé om, at de er virtuelle.
Den krævede hardware leveres, når den virtuelle maskine gydes. Når den først blev spawnet, i et rigtigt netværk, ville den virtuelle maskine blive behandlet som en enkelt knude.
Typer af hypervisorer
Hypervisorer er hovedsageligt opdelt i to typer:
Type 1: Native eller bare metal hypervisor:
Disse hypervisorer kører direkte på værtens hardware og har tæt integration med værtkernen. De administrerer gæstens operativsystemer direkte, og de virtuelle maskiner, der er spawned, fremstår som en proces. De kaldes også bare metal hypervisor. Eksempler inkluderer Citrix, XenServer og VMW er ESX / ESXi.
Type 2: Hostede hypervisorer:
Disse hypervis0ors kører som typisk installeret program i vært-operativsystemer. De gyder en virtuel maskine og abstraherer dem fra værtsoperativsystemet. Der kan drages en analogi til spilemulatorer. Eksempler inkluderer QEMU, VirtualBox og VMWare Workstation.
Der er også en tredje hybridtype af hypervisor som Kernel-baseret virtuel maskine (KVM), som selvom køres som et typisk program, men ved kørsel, bliver tæt integreret med kernen og derefter hardware på værtsmaskinen.
KVM er måske den mest berømte open source hypervisor, og til OpenStack bruges KVM i vid udstrækning. Alle disse hypervisorer fungerer ved at skabe noget, der hedder billeder.
Disse billeder er en kopi af et installeret operativsystem eller et tilpasset operativsystem med specielle kernekrav. Senere, når brugeren bruger billedet, ændrer det billedet i overensstemmelse med de data, der er gemt af kunden.
Denne lagerplads administreres igen af hypervisoren, som ser, at kundens data er bevaret og er til stede i nøjagtigt den samme tilstand, som det var, før brugeren forlod dem.
Virtualisering var nødvendig for at muliggøre effektiv brug af hardware. Især for cloud-datacenteroperatører var virtualisering en velsignelse. Ved hjælp af forskellige typer hypervisorer brugte cloud-leverandører hurtigt virtualisering til at spawn virtuelle maskiner, virtuelle switches, virtuelle routere og andre sådanne virtuelle forekomster af hardware.
De integrerede dem yderligere tæt for at oprette enhver form for netværk eller maskine, som kunderne kræver. Ved hjælp af virtualisering kunne en datacenteroperatør etablere flere maskiner i stedet for kun en.
Og da sky handler om at leje din computerkraft, steg omsætningsmodellen markant ved at leje flere virtuelle maskiner i stedet for kun en enkelt fysisk maskine.
Det øgede også genanvendeligheden, da den virtuelle maskine, der ikke bruges, kunne lejes til andre kunder. Så virtualisering dominerede og ændrede reglerne for datacentret.
I stedet for at købe en hel hardware til betydelige omkostninger, lånte forretningsbrugere virtualiserede tilfælde af hardware, hvilket reducerede omkostningerne til deres IT-infrastruktur.
Så virtualisering gjorde alle sprang og grænser, men datacenteroperatører stod overfor et stort problem, som stoppede deres fremskridt markant og endda reducerede deres indtægter til det tidspunkt, hvor de blev tabt.
Det store problem, som datacentreoperatører ikke kunne visualisere, var styring! Efterhånden som virtualisering udviklede sig og leverede virtualiserede forekomster af næsten enhver mulig hardware, dukkede vanskeligheden i processen med at styre disse mange virtuelle hardware op.
Forestil dig som leder af din virksomhed, at du ønsker 10 forskellige maskiner på forskellige steder i forskellige tidszoner. Du ønsker hver af dem med separate hardware- og softwarekrav, og også gerne vil spore mængden af data, der strømmer ind og ud af det.
Som datacenteroperatør respekterer du kundens krav og opretter disse 10 virtuelle maskiner. Forestil dig dog sammen med at oprette disse virtuelle maskiner, du får stadig nye krav til flere virtuelle maskiner, hver med endnu mere komplekse krav.
Hvordan ville du administrere så mange virtuelle maskiner, hver med sit eget komplekse sæt krav og indstillinger? Derudover skal du fakturere hver af de virtuelle maskiner, der lejes. Antag, at kunden har forskellige faktureringskrav.
For en maskine, der bruges som en server, vil fakturering på den mængde data, der modtages af maskinen. For en anden maskine, der fungerer som en klient, foretages fakturering på den tid, den virtuelle klientmaskine er tændt for.
Og disse krav er kun for én person. Som datacentreoperatør skal man muligvis betjene tusinder og tusinder af virtuel hardware, hver med deres eget netværk, hardware og software krav.
Det var kritisk nødvendigt med en korrekt styringsgrænseflade for at placere organisationen i det rod, der var ved at blive virtualiseret datacenter. I stedet for at bruge kommandolinjer og scripting i vid udstrækning, var et velbygget “cloud-operativsystem” nødvendigt for at levere korrekt vedligeholdelse af datacentret. Og det er her OpenStack kommer på billedet.
Anbefalede kurser
- Online-kursus om AJAX
- Hurtigtest Professionel træningspakke
- Online-kursus på ExtJS
- CISSP Træningsbundt
Hvad er OpenStack?
Som nævnt i begyndelsen er OpenStack hovedsagelig cloud-operativsystem. Med operativsystem mener vi en gratis og open source softwareplatform til cloud computing. Det begyndte i 2010 som et fælles projekt fra Rackspace Hosting og NASA.
Oprindeligt blev det begyndt at tackle dette særlige problem med datacentret, som var, hvordan man administrerer masser af virtuelle maskiner. Derfra voksede det hurtigt til et fuldt udbygget samfund med teknologisk engagement og støtte fra nogle af de mest berømte mærker inden for informationsteknologi såsom Oracle, VMWare, Yahoo Inc. osv.
OpenStack støttes i øjeblikket af OpenStack-stiftelsen, en non-profit virksomhed, der blev oprettet i 2012. Det stadig blomstrende OpenStack-samfund har formået at frigive en bedre version af deres software OpenStack hver sjette måned i en tidsbaseret udgivelsescyklus med klare udviklingsmilepæle i hver af deres udgivelser.
Hver udgave tilføjede procedurer, hvilket gør det fra en simpel datacenteradministrationssoftware til at være en sofistikeret cloud-softwareplatform.
Det leverede en grænseflade til at styre næsten alle aspekter af en virtuel maskine, fra at oprette virtuelle maskiner på efterspørgsel med et klik på en knap til indsamling af data fra netværket, OpenStack har forgrenet sig omfattende.
Hvert år samles samlingen for at planlægge nye funktioner og support i OpenStack Design Summit, hvor designplaner for det omfattende OpenStack-samfund gennemgås og samles.
OpenStack lader brugere samle og distribuere virtuelle maskiner effektivt. Det giver noget kaldet "grafisk brugergrænseflade" for at få adgang til næsten enhver funktion, som slutbrugeren kræver.
Når vi vender tilbage til vores tidligere eksempel, ønsker du 10 maskiner, der hver har deres eget sæt krav. Med tidligere kommandolinjegrænseflade ville det have været meget besværligt at styre alt på egen hånd.
Med OpenStack skal du blot klikke på et par knapper og konfigurere din virtuelle maskine i overensstemmelse hermed. Så antag, at hvis du vil have et ordentligt velbygget omfattende netværk, kan du administrere og se dit computernetværk i realtidsgrafer og statistikker.
Hvis du vil have avancerede funktioner som dataanalyse og HADOOP-klyngesupport, kan du endda lette det let på din virtuelle maskine. Andre standardfunktioner som opbevaring, CPU, hukommelse og kernebrug kan også meget let konfigureres i den grafiske brugergrænseflade, der er præsenteret af OpenStack.
Også leveret med OpenStack er fakturasupport i realtid, hvor du kan spore statistikker over alle virtuelle maskiner, der er spawnet ved hjælp af softwaren. Det inkluderer statistikker i realtid såsom hukommelsesanvendelse, diskbrug, kernebrug osv.
Da OpenStack hovedsageligt er skrevet på Python-sprog, drager det også fordel af scripting. Så automatiseringen af at styre tusinder af virtuelle maskiner er også taget hånd om. Du kan skrive et script for at sige, planlægge automatisering af virtuel maskine, hvornår den skal tændes, og hvornår den ville være slukket.
Ved at automatisere en sådan måde kan du oprette en meget velbygget og omfattende cloud computing-platform. Og da OpenStack er helt gratis, kan enhver bruge kildekoden til at udvikle og tilføje deres egne funktioner, helt skræddersyet til at passe til deres organisatoriske eller personlige behov. HP har gjort det ved at frigive deres egne versioner af cloud kaldet HP Helion.
OpenStack, under skyterminologi, falder inden for kategorien infrastruktur som en tjeneste (IaaS), det betyder, at dets primære bruges til at hjælpe med at opbygge infrastruktur, hvorpå virtuelle maskiner vil blive implementeret.
Det letter i det væsentlige gydningen af virtuelle maskiner. Det er på disse virtuelle maskiner eller "platforme", som kunderne vil leje afhængigt af deres behov.
Grundlæggende komponenter i OpenStack
OpenStack har forgrenet sig til at have mange forskellige komponenter, da der er open source, flere komponenter kunne tilføjes og integreres med softwaren.
Imidlertid ligger kernen i softwaren kun tre grundlæggende openstack-komponenter:
-
Lagringskomponent:
OpenStack-lagringskomponent består af Cinder og Swift. Komponentens primære formål er at gemme dataene fra de virtuelle maskiner, der er spawned og fungerer.
-
Infrastrukturkomponent:
Ellers kaldet Nova Compute, er denne komponent ansvarlig for at styre ethvert aspekt af styring og oprettelse af en virtuel maskine. Dette inkluderer at få den nødvendige hardware tildelt, interagere med hypervisorerne og fungere som en central knude i samspillet med alle andre komponenter, der kræves for at spawn virtuelle maskiner.
-
Imaging Services:
Også kaldet som blik, det giver billedopslag og hentningstjenester. Hvad det egentlig gør, er, at det giver support til at gemme og administrere forskellige virtuelle maskiner replika eller billeder. Så baseret på krav kan enhver form for billede hentes for kunden.
Konklusion
OpenStack, fra sin ydmyge begyndelse som en open source-software til cloud-administration, er hurtigt vokset til at blive et stort samfund af skyentusiaster, der har gjort OpenStack-filial til forskellige områder af Cloud.
I hjertet af OpenStack ligger virtualisering og hypervisorer, som sørger for, at OpenStack som en administrationsplatform kan udnytte kraften i virtuelle maskiner.
Typisk distribueret som et operativsystem til infrastruktur som en service (IaaS), giver det en lettere mulighed for at styre tusinder af virtualiserede forekomster.
Fremtiden for OpenStack ser lys ud, nu med big data og andre sådanne nyeste skyteknologiske aspekter integreret problemfrit med det. Og med et stadigt stigende samfund er Open Stack klar til at vokse med en betydelig hastighed.
Anbefalede artikler
Her er nogle artikler, der hjælper dig med at få flere detaljer om Open Stack vs Virtualization, så bare gå gennem linket.
- Bedste ting at lære Azure Paas vs Iaas
- Vil du vide om AJAX-interviewspørgsmål?
- Omfattende guide til Android og Open Source Security (OS)
- Myter og misforståelser om open source-software
- Hvilken teknologi er bedst? Cloud computing eller virtualisering
- Top 10 nyttige sammenligninger mellem cloud computing vs virtualisering