UNIDAD 4 Openstack

UNIVERSIDAD BANCARIA DE MÉXICO “Constancia, Unidad y Trabajo” INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES TEMA TOPICOS DE LA UNIDAD 4 “OPENSTACK” PRESENTA: LÓPEZ SANTOS NACHTMA PROFESOR: Néstor Apolo López MATERIA: Computación en la nube ISC 1101 V ONCEAVO CUATRIMESTRE TEOLOYUCAN, ESTADO DE MEXICO, ABRIL DEL 2021

1 INDICE Tabla de contenido INTRODUCCIÓN............................................................................................................................................. 2 4.1 CONCEPTOS ASOCIADOS ........................................................................................................................ 3 4.2 COMPONENTES DE OPENSTACK............................................................................................................. 4 4.2.1 NOVA.................................................................................................................................................... 5 4.2.2 SWIFT ................................................................................................................................................... 6 4.2.3 CINDER ................................................................................................................................................. 7 4.2.4 QUANTUM ........................................................................................................................................... 8 4.2.5 HORIZON .............................................................................................................................................. 9 4.2.6 KEYSTONE .......................................................................................................................................... 10 4.2.7 IMAGESERVICE................................................................................................................................... 11 4.2.8 COMPATIBILIDAD CON LOS SERVICIOS WEB DE AMAZON .............................................................. 12 4.3 SISTEMAS OPERATIVOS QUE SOPORTAN OPENSTACK ....................................................................... 13 CONCLUSIÓN............................................................................................................................................... 15 REFERENCIAS............................................................................................................................................... 16

2 INTRODUCCIÓN Openstack es un sistema operativo que trabaja en la nube y que tiene a su disposición un control administrativo realmente grande en cuanto a recursos se trata, todo esto apoyado con el uso de API’s y funciones de validación y seguridad. Ilustración 1. Logo de Openstack Algunos de los recursos que administra Openstack son: el almacenamiento de un centro de datos, las redes a utilizar, seguridad y validación de los usuarios, así como el uso de algunos servicios de cómputo, de identidad, de imagen, almacenamiento por bloques, almacenamiento de objetos y un tablero de administración para el usuario. Ilustración 2. Administración Simplificada Por esto mismo se mencionan en el presente trabajo algunas de sus características y componentes.

3 4.1 CONCEPTOS ASOCIADOS Podemos definir a Openstack aparte de un sistema operativo como una infraestructura en la nube que nos permite trabajar con máquinas virtuales, servidores, contenedores y manejo del flujo de datos, baremetal entre otras cosas. Gracias a esto, Openstack nos brinda algunas herramientas para abarcar más áreas de trabajo, estas herramientas o componentes adicionales nos brindan un mejor equilibrio y armonía a la hora de trabajar, podemos administrar tanto las fallas como servicios para que quede garantizada la disponibilidad de las aplicaciones de los usuarios. Podemos generar una infraestructura dentro de Openstack, usar al máximo los centros de datos y aperturas de la nube publica de Openstack y verificar la legibilidad y credibilidad de la empresa gracias al apoyo y buenas relaciones que brindan a empresas de telecomunicaciones. Ilustración 3. Bases de Openstack Cabe destacar que muchas empresas importantes hoy en día trabajan con Openstack, y empresas de antes han decidido migrarse a Openstack por todas las ventajas, herramientas, aplicaciones y servicios que ofrece. Algunas de las empresas que trabajan usando Openstack son: la famosa empresa de desarrollo de videojuegos como world of Warcraft y overwatch Blizzard, otra empresa reconocida es Walmart, Rakuten, China móvil, la fallecida Yahoo, una organización importante es el servicio civil de Reino Unido, la universidad de Edimburgo, American Airlines, BBVA, Santander, Nike entre muchas más. Ilustración 4. Logo de Blizzard

4 4.2 COMPONENTES DE OPENSTACK Openstack cuenta con un amplio número de API’s para trabajar desde lo que es computo hasta lo que es el desarrollo web del lado del front-end, por ejemplo algunas de los servicios más populares son NOVA que es un servicio de cómputo, CYBORG que nos ayuda a administrar los aceleradores de los ciclos de vida de un proyecto, CINDER y SWIFT que nos ayudan con el almacenamiento de bloques y de objetos, OCTAVIA que funciona como un balanceador de cargas, también tenemos para servicios compartidos de imágenes y administradores de llaves con BARBICAN y GLANCE entre muchos más. Ilustración 5.Tipos de Servicios de Openstack Ilustración 6.Logos de las API's de Openstack

5 4.2.1 NOVA Nova es un proyecto de Openstack que nos ofrece una forma de estar verificando regularmente servidores virtuales o instancias informáticas que nosotros estemos manejando, teniendo como ventaja que podemos crear máquinas virtuales, servidores baremetal (servidor para solo 1 usuario), para trabajar con servidores Linux es necesario ejecutarlo como un conjunto de demonios para que pueda proporcionar dicho servicio. Ilustración 7. Logo de Nova Para usuarios finales, podemos generar servidores con el uso de API’s como herramientas, tanto para tener una interfaz web, una CLI y funciones avanzadas para la administración del propio proyecto nova. Es interesante, que gracias a otras API’s podemos automatizar procesos o generar lógica dentro de nova, y podemos apoyarnos escribiendo a la API con apoyo de la guía de cómputo, el uso de metadatos y hasta un mapeo de bloques. Es importante mencionar que también podemos encargarnos del mantenimiento de nova gracias a los programadores de filtros, la guía de administración y definir cómo podemos exponer metadatos dentro de los servidores virtuales que generemos. Ilustración 8. Funciones de Openstack

6 4.2.2 SWIFT Swift es una API de Openstack que nos brinda un servicio de almacenamiento de datos que fluyen de forma escalable mediante el uso de un conjunto de servidores llamado clúster, el clúster es estandarizado y nos permite almacenar grandes cantidades de datos, todos ellos con la ventaja de que puedes actualizar y recuperar dichos datos. Object Storage utiliza una arquitectura distribuida en la cual se escribe en varios dispositivos tanto en el software cómo en el hardware logrando así proporcionar una mayor escalabilidad, redundancia y permanencia. Gracias a Object Storage, podemos usar una plataforma de almacenamiento que es distribuida y accesible por otras API’s que podemos integrar en las aplicaciones o utilizar para generar un respaldo, archivo y mantener los datos. Ilustración 9. Ejemplo de Función de Object Store de Swift Swift cuenta con una estructura muy amplia en la cual podemos encontrar el servidor proxy que nos permite tener todo vinculado con Swift, anillos que son la representación de un mapeo entre las entidades almacenadas en el disco y en las unidades físicas, un servidor de objetos que trabaja para mantener, actualizar, recuperar o eliminar objetos en dispositivos locales, un servidor contenedor que mantiene la lista de objetos, todo esto con el objetivo de facilitar el uso de Swift y poder tener mejores resultados .

7 4.2.3 CINDER Cinder es otro proyecto de almacenamiento hecho por Openstack, con la diferencia de que en este nosotros almacenamos bloques como servicios, en la cual podemos encontrar características como una arquitectura basada en componentes para agregar rápidamente nuevos comportamientos a nuestro proyecto, cinder es altamente disponible para trabajar de forma escalable en proyectos serios, tenemos la ventaja de que es altamente tolerable a fallas por lo que los procesos son aislados para evitar fallas en cascada de forma continua, también es recuperable, es decir que las fallas son fáciles de diagnosticar, depurar y rectificar en el momento para optimizar mejor los procesos y tiene estándares abiertos para poder implementar API’s generadas por la comunidad. Ilustración 10. Ejemplo del Uso de una Base de Datos con Cinder Como podemos observar, cinder nos ofrece una gran cantidad de posibilidades e interacción con otras API’s, podemos tener un servicio web storage configurado, un servicio back-end, migración de volúmenes de datos, un medio de respaldo o copia de seguridad, materia de cinder con conexiones múltiples de volúmenes. También contamos con una amplia gama de comandos para su interfaz CLI que podemos utilizar para una mayor administración, gestión, control y buen uso de los bloques de información y volúmenes de datos.

8 4.2.4 QUANTUM Ilustración 11. Arquitectura de Quantum Quantum es otra API famosa desarrollada por Openstack, esta API nos ofrece un servicio de gestión de conmutadores físicos y virtuales que nos proporcionan una API orientada al inquilino para admitir la creación de topologías de red de múltiples niveles que conectan con otros servicios como lo son NOVA, balanceadores de carga, firewalls, etc. Ilustración 12. Conexión de Red Quantum y Nova

9 4.2.5 HORIZON Horizon es una implementación de Openstack que nos brinda una interfaz de usuario enfocada al lado web para los demás servicios o API’s de Openstack, en este podemos incluir servicios de API’s como lo son NOVA, Swift, Keystone. Horizon tiene una arquitectura interesante, este tiene valores clave en el núcleo de su diseño y arquitectura como lo son el soporte básico para usar los proyectos principales de Openstack, cualquier usuario puede agregar un componente nuevo de forma extensible, también la base de código central debe ser simple y fácil de navegar todo esto en su formato “manejable”, es consistente, es decir, los paradigmas visuales y de interacción se mantiene en todo momento, Horizon es estable cuando se trata de una API confiable con énfasis en la compatibilidad con versiones anteriores, pero lo mas importante es que Horizon nos proporciona una interfaz muy amigable que a los usuarios les es fácil usar. Ilustración 13. Interfaz de Horizon

10 4.2.6 KEYSTONE Keystone es un servicio ofrecido por Openstack que nos ofrece autenticación de cliente API, descubrimiento de servicios y autorización distribuida de varios usuarios mediante su implementación de identidad como API. Keystone esta conformado por una serie de servicios como estructura principal entre los cuales se encuentra: un servicio que proporciona validación de credenciales de autenticación llamado Identidad. También tenemos a los usuarios en los que destacamos 2 aspectos: User: que representa al usuario que usa una API de forma individual. Group: un conjunto de usuarios o colección y que pertenecen a un mismo dominio. Esta el servicio de recursos que proporciona datos sobre proyectos y dominios, la asignación que proporciona datos sobre roles a los usuarios seleccionados. Ilustración 14. Arquitectura de Keystone Keystone apoya bastante a la hora de desarrollas del lado del servidor (backend) pues este servicio trabaja como una interfaz HTTP para implementar mas servicios, desde que salió a la luz el servicio de Rocky, Keystone utiliza la biblioteca de Flask-RESTful.

11 4.2.7 IMAGESERVICE Nos dice que es un servicio para la búsqueda y recuperación de imágenes de máquinas virtuales. Este servicio puede almacenar las imágenes directamente o utilizar mecanismos más avanzados como: usar Object Storage como servicio de almacenamiento, usar Amazon's Simple Storage Solution (S3) directamente, o usar Object Storage como almacenamiento intermedio de S3. Por lo tanto, este servicio de imágenes nos permite a los usuarios descubrir, registrar y recuperar imágenes de máquinas virtuales. También ofrece una API que nos permite consultar metadatos de imágenes de máquinas virtuales y recuperar una imagen real. Puede almacenar imágenes de máquinas virtuales disponibles a través del servicio de imágenes en una variedad de ubicaciones, desde sistemas de archivos simples hasta sistemas de almacenamiento de objetos como OpenStack Object Storage. Mientras tanto este servicio de imágenes de OpenStack es fundamental para la infraestructura como servicio (IaaS). Acepta solicitudes de API para imágenes de disco o servidor y definiciones de metadatos de usuarios finales o componentes de OpenStack Compute. También admite el almacenamiento de imágenes de disco o servidor en varios tipos de repositorios, incluido el almacenamiento de objetos OpenStack. En resumen, el servicio OpenStack Image proporciona servicios de administración de imágenes de disco, incluidos los servicios de detección, registro y entrega de imágenes al servicio Compute, según sea necesario. Se requieren procesos confiables para administrar el ciclo de vida de las imágenes de disco, al igual que todos los problemas mencionados anteriormente con respecto a la seguridad de los datos. Ilustración 15. Función de ImageService

12 4.2.8 COMPATIBILIDAD CON LOS SERVICIOS WEB DE AMAZON Ilustración 16. AWS y Openstack OpenStack ciertamente carece de algunas de las aplicaciones y configuraciones de AWS preinstaladas, como el excelente módulo de seguridad. Esto no significa que no resulte atractivo para el usuario, un gran número de empresas aún pueden permitirse crear estos sistemas propios y ejecutarlos de acuerdo con OpenStack para generar estructuras más sólidas en su implementación como una nube hibrida aprovechando sus caracteristicas. Dicho esto, ambas plataformas ofrecen servicios similares y se reduce al factor de usabilidad e integración de la aplicación con sus necesidades organizacionales desde lo que son redes, seguridad, comunicación etc. OpenStack, por un lado, ofrece una mayor capacidad de recuperación y una mayor rentabilidad corporativa con su red de marco abierto; AWS atrae a nuevas empresas y pequeñas empresas de TI debido a sus numerosas ofertas y soporte al cliente flexibles con una gran escalabilidad en sus proyectos. Incluso se puede optar por usar ambas plataformas mientras crea una nube híbrida, sin embargo, aún depende de lo que se pretenda logar con dicho trabajo.

13 4.3 SISTEMAS OPERATIVOS QUE SOPORTAN OPENSTACK Los sistemas operativos que soporta OpenStack son Windows y las distribuciones de Linux permitidas son desde OpenSuse, Debian, Fedora, Solaris, Ubuntu, CoolMint y Puppy entre otras propias. A continuación, se mencionan algunas características de los SO. Características de Linux ✓ Tiene código abierto: Linux tiene una clara orientación democrática y sus creadores liberaron el código fuente para sus usuarios. De esta forma, millones de personas alrededor del mundo enriquecen el sistema con su creatividad. ✓ Es multiusuario: todos los usuarios pueden acceder al mismo tiempo a las aplicaciones y a los recursos del sistema. Su filosofía se basa en compartir y aprovechar todas las herramientas creadas por los voluntarios. La comunidad de Linux es infinita y, usando varios idiomas, comparten e intercambian información. ✓ Es adaptable: se adapta a cualquier entorno y al hardware de cualquier dispositivo, ya sean ordenadores, portátiles, tablets, etc. ✓ Personalizado: este sistema operativo permite al usuario adaptar la interfaz a sus gustos y necesidades. En Linux es viable la posibilidad de instalar o modificar cualquier elemento, como las ventanas, los iconos, etc. Este sistema operativo ofrece a sus usuarios una gran variedad de formatos. ✓ Alta seguridad: este quizás sea el punto más poderoso de Linux, pues al ser un sistema libre, a nadie le interesa crearle virus. Además, el sistema posee lo que se llama una arquitectura lógica en el manejo de archivos, memoria y procesos, lo que no permite la permanencia de un virus. ✓ Es independiente: no requiere permisos ni protocolos previos, ya que puede ser modificado y distribuido libremente. Las plataformas que permiten el uso de Linux son: Pentium 386-, 486-, Amiga y Atari Pentium Pro, y Pentium II.

14 Características de Windows ✓ Es privada: su sistema operativo pertenece a la compañía Microsoft y su código no es libre, por lo que no puede ser utilizado por los usuarios. Muchos consideran que Windows es en realidad un subsistema operativo, ya que para su funcionamiento precisa de otro sistema operativo llamado MS-DOS. ✓ Larga evolución: con el paso del tiempo, Microsoft ha ido presentando diferentes versiones de Windows con distintos cambios evolutivos. Como el recorrido es muy largo, ha podido ofrecer diferentes interfaces y funciones. ✓ Ventanas: en Windows la interfaz gráfica está representada por ventanas, que son diferentes cuadros que presentan la información al usuario. De ahí deriva su nombre, pues es radicalmente diferente a su antecesor. ✓ Escritorio: su escritorio abarca la pantalla del monitor. Todas las versiones disponibles poseen una plataforma visualmente amena sobre la que presentan todas sus características. Este sistema tan sencillo e intuitivo es la base sobre la que se sustenta la filosofía de Windows, pues cualquier persona puede entenderlo y usarlo con facilidad. Ilustración 17. Windows y Linux

15 CONCLUSIÓN En conclusión, Openstack es la suma de varios componentes que tienen una función específica y que puedes instalar de manera separada o conjunta según la distribución que elijas por otro lado Openstack nos da la opción de solo pagar solo lo que usamos y el tiempo que lo usemos. Tanto si es un cloud público como si es privado. También nos dice que el administrador no necesita intervenir cuando un usuario necesita desplegar instancias. Lo puede hacer todo de manera autónoma y sencilla. Montarlo y dejarlo funcionando es otra historia. Openstack se define como elástico ya que los recursos que necesites te los da en cuestión de segundos de manera que pueden aumentar o disminuir según te convenga, lo que va unido al concepto de pago por uso. OpenStack tiene muchos módulos o componentes la cual todos son muy importantes cuando se instala OpenStack se tiene el mismo servicio que ofrece Amazon Web Services o Microsoft Azure y totalmente personalizado.

16 REFERENCIAS https://docs.openstack.org/swift/pike/overview_architecture.html https://docs.openstack.org/cinder/rocky/ https://docs.openstack.org/nova/latest/ https://www.openstack.org/ https://openstack.org/Projects/IncubatorApplication/Quantum/ https://docs-openstack-horizon/latest/contributor/