OpenStack: Definition, Funktionsweise und Möglichkeiten

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OpenStack: Definition, Funktionsweise und Möglichkeiten

Grundsätzlich bezeichnet der Begriff OpenStack einen Zusammenschluss von Open-Source-basierten Cloud-Services. Für OpenStack finden Sie vielseitige Beschreibungen, darunter Cloud-Plattform oder Cloud-Betriebssystem. Ursprünglich ist OpenStack als Cloud-Betriebssystem konzipiert worden und bietet mit der Software sämtlichen Firmen und Unternehmen verschiedener Größe die Möglichkeit, ihre eigenen Cloud-Dienste anzubieten. OpenStack verteilt sich über zahlreiche Schnittstellen und Knoten und fungiert als Infrastruktur. OpenStack richtet sich an Organisationen, die Standard-Hardware nutzen.

 

Überblick und Allgemeines

 

Bei OpenStack handelt es sich um eine Integrationslösung, die eine Reihe von Schnittstellen beziehungsweise APIs (Application-Programming- Interfaces) anbietet. Diese APIs dienen der Dienstekomposition von Hardware-Systemen, virtuellen Maschinen sowie Container-Ressourcen in ein und demselben Netzwerk.

 

Cloud-Computing ermöglicht es Entwicklern und Unternehmen, von überall auf der Welt auf Anwendungen und Daten zuzugreifen. Die Cloud dient der Virtualisierung großer Teile wichtiger Server und Datenzentren. OpenStack dient als quelloffenes Cloud-Betriebssystem der Flexibilität und Skalierbarkeit. Die Anwendung hilft Ihrem Unternehmen dabei, Kosten zu sparen. Durch OpenStack-Einsatz können IT-Abteilungen mit der Geschwindigkeit des Ablaufs moderner Betriebsprozesse mithalten. In einer dynamischen IT-Abteilung unterstützt Sie das System zudem dabei, die Herausforderungen für physische Ressourcen und Personal gering zu halten.

 

Die Anpassung Ihrer informationstechnischen Infrastruktur an die Anforderungen des Cloud-Computings, stellt Sie zwar zunächst vor Herausforderungen und verursacht Investitionskosten. In Anbetracht der dynamischen Anforderungen, die sich in der heutigen Geschäftswelt an die IT-Abteilung stellen, profitieren Sie jedoch schnell von der Virtualisierung auf Open-Stack-Basis. Die schnelle Bereitstellung, die flexible Anpassung sowie die jederzeitige Skalierbarkeit sorgen dafür, dass Cloud-Lösungen zu einer lohnenswerten Investition für Organisationen unterschiedlicher Größe werden.

 

Entwicklung, Geschichte und Zuständigkeiten

 

Erstmals erblickte OpenStack im Jahr 2010 das Licht der Welt. Entwickelt wurde das quelloffene System von Rackspace, einem Anbieter von Hosting-Lösungen in Kooperation mit der US-Raumfahrtbehörde NASA. Die Software von OpenStack ist unter der freien Software-Lizenz von Apache 2.0 verfügbare. OpenStack hat eine große Community, die über 75.000 einzelne Nutzer in 187 Ländern weltweit vereint. Sie verfügt über Unterstützung renommierter Unternehmen. Dazu zählen unter anderem AT&T, Ericsson, IBM, Intel, Rackspace, Red Hat sowie SUSE. Die Community bietet jährlich zwei neue Software-Versionen an. Sie vermarktet diese Versionen über verschiedene Technologie-Anbieter im hauseigenen Marktplatz.

 

Die Entwicklung neuer Technologien und Produkte im Rahmen von OpenStack wird durch eine eigens gegründete Foundation gefördert. Die OpenStack Foundation wurde im Jahr 2012 ins Leben gerufen und versteht sich als unabhängige Körperschaft. Ihr Ziel ist die Förderung innovativer Produkte und Lösungen für die quelloffene Infrastruktur.

 

Die Ziele werden im Board of Directors definiert. Dieses kontrolliert auch die Nutzung des Budgets sowie den Einsatz des Warenzeichens von OpenStack. Ein User-Committee kümmert sich um die Belange der Anwender. Die technischen Fragen und Weiterentwicklungen sind Aufgabe des Technical Committees von Open Stack.

 

OpenStack und die Virtualisierung

 

Eine wesentliche Voraussetzung für das Cloud-Computing ist die Virtualisierung, das heißt die Trennung von Stack-Ebenen. Hierzu bedarf es einer integrierter und leicht konfigurierbarer Software. Eine Eigenschaft der Virtualisierung ist die Möglichkeit, mehrere Betriebssystem-Instanzen auf ein und derselben Hardwareeinheit zu betreiben. Auch Zugang zu Speicher sowie zu Netzwerken lassen sich virtualisieren. Virtualisierung ermöglicht es, sämtliche Bausteine eines Rechners durch Schnittstellen und Konfigurationen zu referenzieren. Diese aufwändige Struktur ermöglicht die flexible Änderung oder Skalierung einzelner Ebenen. Wenn Änderungen anstehen, bedarf es keiner Neukonfiguration der gesamten Umgebung. Ebenso müssen bei virtualisierten Prozessen keine Hardware-Komponenten oder Kabel mehr bewegt werden.

 

Der Preis der Virtualisierung besteht in der Entwicklung und Anpassung von Hardware- und Software-Komponenten in einer Art und Weise, die virtualisierungsfähig ist. Das Layering hat einen Einfluss auf die Leistung des Systems und setzt starke Ressourcen voraus, um Nutzern eine hohe Service-Leistung zu bieten. Jedoch können Sie einfache Standard-Hardware an Stelle spezialisierter Hardware einsetzen. Diese lässt sich virtuell skalieren und hilft dabei, Kosten zu sparen.
Komponenten und Aufbau von OpenStack

 

Die einzelnen Komponenten des OpenStack-Ökosystems sind in einer großen Architektur aus mehreren Open-Source-Projekten vereint. Die wesentlichen Dienstleistungen betreffen die Bereiche Netzwerke, Speicher (Storage), Computing, Identity und Images. Weitere Services werden in Abhängigkeit des jeweiligen Status und Entwicklungsstands zusätzlich angeboten. Die Kern-Services basieren auf einer stabilen Infrastruktur, auf der auch weitere Funktionen und Dienstleistungen verwaltet werden, darunter Dashboards, Messaging oder Container.

 

Eine der wichtigsten Komponenten ist das Zugriffs- und Management-Tool Nova. Diese komplette Toolbox erlaubt die Verwaltung, Zeitplanung und Erstellung verschiedener Computer-Ressourcen. Die Komponente Neutron dient der Verbindung der Netzwerke über andere OpenStack-Services hinweg.

 

Als Object-Storage-Service fungiert der Dienst Swift. Dieser ermöglicht es auch, unstrukturierte Datenobjekte zu speichern und abzurufen. Der Dienst Cinder sorgt für einen permanenten Block-Storage und nutzt hierzu eine Self-Service-Schnittstelle (API). Die Autorisierung sowie Authentifikation sämtlicher Services ist mit dem Dienst Keystone möglich, der gleichermaßen einen Endpunktkatalog für sämtliche Services darstellt. Die Komponente Glance erlaubt das Speichern und Wiederherstellen von VMDK-Images (Virtual-Machine-Disk). Dies funktioniert von unterschiedlichen Standorten ausgehend.

 

Anwendungsbereiche und Einsatzzwecke von OpenStack

 

Zu den vielseitigen Anwendungsbereichen gehören Private-Clouds und Public-Clouds. Private-Cloud-Lösungen auf Basis von OpenStack sind Pools virtueller Ressourcen, die von den Nutzern selbst verwaltet werden. Sie können über ein Self-Service-Portal bereitgestellt werden. Über OpenStack-Distributionen sind Private-Clouds funktionsstärker als selbst entwickelte Cloud-Lösungen.

 

OpenStack wird zudem als führendes Open-Source-Konzept zur Entwicklung von Public-Cloud-Lösungen eingesetzt. Ganz gleich, ob Sie ein Start-up gegründet haben oder ein großes, etabliertes Unternehmen führen, OpenStack ermöglicht Ihnen die Einrichtung von Public-Cloud-Services, die auch größeren Public-Clouds in nichts nachstehen.

 

Auch im Hinblick auf die Network-Functions-Virtualization (NFV) stellt die OpenStack-Nutzung einen Vorteil dar. Hier geht es um die verteilungsmäßige Trennung der wesentlichen Netzwerk-Funktionalitäten über mehrere Umgebungen. Die Virtualisierung der Netzwerkfunktionen ermöglicht es beispielsweise Dienstleistern, proprietäre Hardware durch Softwarelösungen zu ersetzen. Auf diese Weise profitieren Flexibilität und Agilität. Ebenso lassen sich betriebliche Kosten senken.

 

Private-Clouds lassen sich auf eine Art und Weise einrichten und konfigurieren, im Zweifelsfall auf die Ressourcen einer Public-Cloud zuzugreifen. Diese Kombination von Funktionalitäten wird Public-Private Cloud genannt. Besonders hinsichtlich der Planung von Kapazitäten sowie der Disaster Recovery im Zweifelsfall stellt diese Möglichkeit eine deutliche Erleichterung für Ihr Management dar. Eine Maximalauslastung der Ressourcen liegt in den meisten Unternehmen nur an wenigen Tagen im Jahr vor. Dennoch sind traditionelle Umgebungen auf die maximal mögliche Auslastung ausgelegt, um für den Zweifelsfall und das Unbekannte gerüstet zu sein.

 

Falls Sie etwa unvorhergesehenerweise eine besonders hohe Zahl an Kundenanfragen erhalten, können über die Kombination aus Private- und Public-Cloud innerhalb kurzer Zeit die erforderlichen Ressourcen bereitgestellt werden. Auch in regulären Phasen der Hochlast, etwa bei Jahresabschlüssen oder Feiertagsgeschäften, profitieren Sie von der kurzfristigen Bereitstellung der Public-Cloud, die auf weltweite Ressourcen zurückgreift.

 

Die Bereitstellung der Anwendungen lässt sich durch die Nutzung so genannter Container beschleunigen. Container verpacken Anwendungen sowie sämtliche Dateien und Komponenten in handlichere Formate. Dies dient der Vereinfachung der Prozesse von der Installation über den Betrieb bis zum Management. OpenStack bildet einerseits die technische Basis für Public- sowie Private-Clouds und trägt andererseits dazu bei, dass Container sinnvoll genutzt werden. Wenn Container auf Basis von OpenStack genutzt werden, lassen sich ihre Vorteile von isolierten Gruppen auf konzernübergreifende Anwendungen und Operationen ausdehnen.

 

Funktionsweise von IaaS (Infrastructure-as-a-Service)

 

Die Verlagerung der IT-Infrastruktur in externe Datenzentren ermöglicht in Form von IaaS ein hohes Maß an Flexibilität. Während reguläre Konfigurationen in Datenzentren im Verlaufe der Zeit immer aufwändiger werden, ermöglicht Ihnen OpenStack ein einmaliges Anschließen bei zahlreichen Konfigurationsmöglichkeiten. In Datenzentren verursachen herkömmliche Konfigurationen bei Erweiterungen oder Änderungen oft einen hohen Zeit- und Kostenaufwand. Geht es etwa darum, Netzwerkkonfigurationen zu ändern, oder spezifische Systeme zu erweitern, so sehen sich IT-Fachkräfte vor der Herausforderung, die je aktuellen Konfigurationen zu erfassen und auch bei größeren Eingriffen die Funktionsfähigkeit zu bewahren. Mittels OpenStack verlaufen die Verwaltung und Konfiguration von Netzwerken, Speicherplatz oder weiteren Ressourcen zentral. Dies erspart Ihnen viel Zeit und Aufwand im Hinblick beim physischen Aufbau der Umgebung. Zudem können Funktionen jederzeit virtuell erweitert werden, ohne dass ein physischer Eingriff oder Umbau erforderlich wird.

 

OpenStack-Dienste wie Nova Compute Engines oder Ceph Distributed Storage (verteilter Speicher) oder Neutron Software-defined Networking (SDN) sorgen dafür, dass Konfigurationen und Anpassungen stets auf der Software-Ebene erfolgen. Die interne IT-Infrastruktur muss nur einmal eingerichtet und vernetzt werden. Damit entfällt eine aufwändige, physische Neugestaltung. Dank IaaS können Sie jederzeit nicht nur neue Konfigurationen bestehender Geräte vornehmen, sondern auch virtuell neue Geräte hinzufügen. Bestehende Geräte können durch unterschiedliche Ebenen der Virtualisierung unter nur geringem Aufwand ausgetauscht werden.

 

Durch Anpassung und Skalierung auf dem neuesten Stand

 

Die Nutzung von Technologie in Ihrem Unternehmen wird mit wachsenden Herausforderungen immer anspruchsvoller. Im Verlaufe der Zeit sind Anpassungen und Erweiterungen erforderlich. Die Ressourcen übertreffen schnell die zur Anfangs- und Planungsphase eingeplanten Komponenten. Dies kommt insbesondere zum Tragen, wenn die Anschaffungsphase längere Zeit vor dem Beginn des Projekts liegt.

 

Die erforderliche dynamische Erweiterung der Ressourcen und der Infrastruktur ist durch Nutzung von verteilten Services und zahlreichen Anpassungsmöglichkeiten in der Cloud-Software kein Problem mehr. Somit können Unternehmen sämtlicher Größen ihre IT so schnell wachsen lassen, wie es ihnen gelingt, Ressourcen hinzuzukaufen. Bisher bedeuteten wachsende technische Anforderungen schnell das vorzeitige Ende eines Projekts. Wenn Sie von Beginn an auf eine OpenStack-Cloud-Lösung gesetzt haben, erweitern Sie die Ressourcen in Abhängigkeit des Projektanspruchs. Public-Clouds erlauben die Bereitstellung dieser Mittel zu geringen Kosten. Auch wenn die hinzugekauften Ressourcen sich als nicht hilfreich erweisen oder das Projekt sich als nicht erfolgreich herausstellt, lassen sie sich problemlos wieder freigeben. Hierbei fallen für Sie keine Folgekosten oder Wartungs- und Umbauaufwand an. Ebenso entfällt die Bindung an einzelne Anbieter, was für Sie weitere Kostensenkungen ermöglicht und den Service verbessern kann.

 

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