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OpenStack – Ein Überblick

OpenStack ist ein weltweites Gemeinschaftsprojekt von Entwicklern und Cloud Computing Spezialisten, die das Ziel verfolgen eine Open Source Plattform für den Aufbau von Public und Private Clouds zu entwickeln. Das Projekt wurde initial von der Nasa und Rackspace gegründet und will Anbietern von Cloud Infrastrukturen ein Werkzeug in die Hand geben, mit dem sie unterschiedliche Arten von Clouds ohne großen Aufwand auf Standard Hardwarekomponenten aufbauen und bereitstellen können.

Die Kernbereiche von OpenStack

Die Kernbereiche von OpenStack

Der gesamte OpenStack Quellcode ist frei verfügbar und unterliegt der Apache 2.0 Lizenz. Dadurch ist jeder in der Lage auf dieser Basis seine eigene Cloud zu entwickeln und ebenfalls Verbesserungen in das Projekt zurückfließen zu lassen. Der Open Source Ansatz des Projekts soll zudem die Entwicklung von Standards im Bereich des Cloud Computing weiter fördern, Kunden die Angst vor einem Vendor Lock-in nehmen und ein Ecosystem für Cloud Anbieter schaffen.

OpenStack besteht aus insgesamt fünf Kernkompenten. Bei OpenStack Compute, OpenStack Object Storage und OpenStack Image Service handelt es sich um die grundlegenden Kernbereiche, die von Beginn an zu dem Projekt gehören. Mit OpenStack Identity und OpenStack Dashboard wurden in dem Diablo Release zwei weitere Komponenten hinzugefügt, die ab der kommenden Essex Version fest in die Kernbereiche mit aufgenommen werden.

OpenStack Compute

OpenStack Compute dient dem Aufbau, Bereitstellen und Verwalten von großen Virtual Machine Clustern, um auf dieser Basis eine redundante und skalierbare Cloud Computing Plattform zu errichten. Dazu stellt OpenStack Compute diverse Kontrollfunktionen und APIs zur Verfügung, mit denen Instanzen ausgeführt und Netzwerke verwaltet werden sowie die Zugriffe der Nutzer auf die Ressourcen gesteuert werden können. OpenStack Compute unterstützt zudem eine große Anzahl von Hardwarekonfigurationen und sieben Hypervisor.

OpenStack Compute kann bspw. Anbietern dabei helfen Infrastructure Cloud Services bereitzustellen oder IT-Abteilungen ermöglichen ihren internen Kunden und Projekten Ressourcen bei Bedarf zur Verfügung zu stellen. Zudem können große Datenmengen (Big Data) mit Tools wie Hadoop verarbeitet werden oder Web Anwendungen entsprechend ihrer Ressourcenbedürnisse bedient werden.

OpenStack Object Storage

Mit OpenStack Object Storage können auf Basis von standardisierten Servern redundante und skalierbare Object Storage Cluster mit einer Größe von bis zu 1 Petabyte aufgebaut werden. Dabei handelt es sich nicht um ein Dateisystem und ist nicht für das Speichern von Echtzeitdaten ausgelegt, sondern für das langfristige Speichern von statischen Daten gedacht, die bei Bedarf abgerufen oder aktualisiert werden können. Gute Anwendungsbeispiele für OpenStack Object Storage sind das Speichern von Virtual Machine Images, Photos, E-Mails, Backupdaten oder Archivierung. Da der Object Storage dezentral verwaltet wird, verfügt er über eine hohe Skalierbarkeit, Redundanz und Beständigkeit der Daten.

Die OpenStack Software sorgt dafür, dass die Daten auf mehrere Speicherbereiche im Rechenzentrum geschrieben werden, um damit die Datenreplikation und Integrität innerhalb des Clusters sicherzustellen. Die Storage Cluster skalieren dabei horizontal, indem weitere Knoten bei Bedarf hinzugefügt werden. Sollte ein Knoten ausfallen, sorgt OpenStack dafür, dass die Daten von einem aktive Knoten repliziert werden.

OpenStack Object Storage kann von Anbietern genutzt werden, um einen eigenen Cloud Storage bereizustellen oder die Server Images von OpenStack Compute zu speichern. Weitere Anwendungsfälle wären Dokumentenspeicher, eine Back-End Lösung für Microsoft SharePoint, eine Archivierungsplattform für Logdateien oder für Daten mit langen Aufbewahrungsfristen oder einfach nur zum Speichern von Bildern für Webseiten.

OpenStack Image Service

Der OpenStack Image Service hilft bei der Suche, Registrierung und dem Bereitstellen von virtuellen Maschinen Images. Dazu bietet der Image Service eine API mit einer Standard REST Schnittstelle, mit der Informationen über das VM Image abgefragt werden können, welches in unterschiedlichen Back-Ends abgelegt sein kann, darunter OpenStack Object Storage. Clients können über den Service neue VM Images registrieren, Informationen über öffentlich verfügbare Images abfragen und über eine Bibliothek ebenfalls darauf zugreifen.

Der OpenStack Image Service unterstützt eine Vielzahl an VM Formaten für private und öffentliche Images, darunter Raw, Machine (kernel/ramdisk, z.B. AMI), VHD (Hyper-V), VDI (VirtualBox), qcow2 (Qemu/KVM), VMDK (VMWare) und OVF (VMWare).

OpenStack Identity

Der OpenStack Identity Service stellt eine zentrale Authentifizierung über alle OpenStack Projekte bereit und integriert sich in vorhandene Authentifizierungs-Systeme.

OpenStack Dashboard

Das OpenStack Dashboard ermöglicht Administratoren und Anwendern den Zugang und die Bereitstellung von Cloud-basierten Ressourcen durch ein Self-Service Portal.

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Amazon erlaubt nun die Nutzung von 64-bit AMIs und bringt zwei weitere neue Funktionen für Amazon EC2

Die Amazon Web Services haben heute drei neue Funktionen für Amazon EC2 vorgestellt, die mehr convenience bei der Entwicklung und dem Betreiben von Anwenungen bringen sollen.

Dazu gehört die Möglichkeit, nun auf den m1.small und c1.medium Instanztypen 64-bit Amazon Machine Images (AMIs) zu nutzen. Damit können Anwendungen nun besser vertikal über t1.micro, standard, High CPU und High Memory Instanztypen skaliert werden, indem dasselbe 64-bit AMI dazu eingesetzt wird.

Darüber steht mit m1.medium nun ein weiterer Instanztyp zur Verfügung. Eine Instanz dieser Sorte verfügt über 2 EC2 Compute Units (ECUs) Rechenleistung, 3,75 GB Arbeitsspeicher und 410 GB Instanzspeicher. Damit soll ein Mittelweg für Unternehmensanwendungen geschaffen werden, die zwar eine große Anzahl von Rechenleistung und Speicher benötigen, aber nicht auf alle Ressourcen eines m1.large Instanztyps zurückgreifen müssen. Der m1.medium Instanztyp kann in allen weltweiten Regionen als 32-bit und 64-bit Architektur genutzt werden.

Bei der dritten Erneuerung handelt es sich um eine Funktion in der AWS Konsole, die das Arbeiten mit Amazon EC2 Linux Instanzen vereinfachen soll. Es besteht daher nun die Möglichkeit, sich direkt von der EC2 Konsole auf einer Linux Instanz anzumelden, ohne dabei eine zusätzliche Software auf dem lokalen Betriebssystem installieren zu müssen.

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Grundlagen Services

Amazon Machine Images (AMI)

Eine Amazon EC2 Instanz kann auf Basis eines Amazon Machine Image (AMI) welches sich in Amazon EBS befindet oder eines AMI welches in Amazon S3 gespeichert ist gestartet werden. Dabei verwenden Instanzen, bei denen die AMIs in Amazon EBS gespeichert sind, EBS Volumes als Root Device (von wo gebooted wird). Dagegen nutzen Instanzen, deren AMIs in Amazon S3 abgelegt sind einen Instanzspeicher als das Root Device.

Die folgende Tabelle beschreibt die Unterschiede zwischen AMIs die in Amazon EBS abgelegt sind und AMIs die sich in Amazon S3 (Instanzspeicher) befinden.

Eigenschaften
Amazon EBS
Amazon S3 (Instanzspeicher)
Bootzeit Gewöhnlich weniger als 1 Minute. In der Regel weniger als 5 Minuten.
Größenbeschränkung 1 Terrabyte (TB) 10 Gigabyte (GB)
Speicherort Amazon EBS volume Instanzspeicher
Datenpersistenz Die Daten bleiben vorhanden, wenn die Instanz ausfällt und können gespeichert werden, wenn die Instanz beendet wird. Die Daten bleiben nur für die Lebensdauer der Instanz erhalten.
Erweiterung Der Instanz-Typ, Kernel, die RAM Disk und die Benuterdaten können geändert werden, während die Instanz gestoppt (angehalten) ist. Die Attribute einer Instanz sind für ihre Lebensdauer festgesetzt und können währenddessen nicht geändert werden.
Kosten Instanz Nutzung, Amazon EBS Volume Nutzung und Amazon EBS Snapshot Kosten zum Speichern der AMI. Instanz Nutzung und Amazon S3 Kosten zum Speichern der AMI.
AMI Erstellung / Bundling Verwendet einen einzigen Befehl / Anweisung Erfordert die Installation und die Nutzung der AMI Tools
Stoppen / Anhalten Kann in den Zustand „angehalten“ überführt werden, wenn eine Instanz nicht ausgeführt wird, aber in Amazon EBS gespeichert ist. Kann nicht gestoppt werden, Instanzen werden ausgeführt oder nicht.

Öffentliche AMIs können direkt über Amazon oder die Amazon EC2 Community bezogen werden. Öffentliche AMIs dienen als Basis und können dazu benutzt werden, um eigene maßgeschneidert AMIs zu erstellen.

Private AMIs sind AMIs die einem selbst gehören. Auf diese kann daher nur selbst bzw. von Leuten zugegriffen werden, denen man den Zugriff erlaubt hat.

Shared AMIs werden von Entwicklern erstellt und anderen Entwicklern für die Nutzung zur Verfügung gestellt.

Paid AMIs können von Entwicklern oder Unternehmen wie z.B. RedHat gekauft werden. Es existieren ebenfalls AMIs die an spezielle Serviceverträge gekoppelt sind.

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