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Descubra cómo funciona OpenStackuna plataforma para computación en nube flexible y escalable para crear y gestionar aplicaciones y servicios.
OpenStack es una plataforma de computación en la nube de código abierto altamente escalable y flexible que proporciona una infraestructura en la nube donde puede crear y administrar diversas aplicaciones y servicios. Como usuario, se beneficia del acceso a recursos virtuales, como máquinas virtuales, almacenamiento y redes, que OpenStack aprovisiona y orquesta automáticamente. Con sus numerosos componentes interconectados, como Nova, Neutron y Cinder, OpenStack permite una gestión eficiente de recursos en un entorno de computación en la nube, ofreciendo una solución integral y potente que satisface sus necesidades.
¿Qué es OpenStack?
Una breve introducción a OpenStack
OpenStack es una plataforma de computación en la nube de código abierto que permite la creación y gestión de entornos de nube privados, públicos o híbridos. Ofrece infraestructura como servicio (IaaS) para aprovisionar y administrar recursos informáticos bajo demanda, como máquinas virtuales, almacenamiento y redes.
El objetivo principal de OpenStack es proporcionar una solución de computación en la nube flexible, escalable y resiliente, que brinde a las empresas total autonomía en la gestión de sus recursos de TI. Gracias a su arquitectura modular, OpenStack permite adaptar la plataforma a las necesidades específicas de cada organización, garantizando al mismo tiempo una alta interoperabilidad entre sus distintos componentes.
Origen y evolución de OpenStack
OpenStack se creó en 2010 gracias a una colaboración entre la NASA y Rackspace, una empresa de alojamiento web. Ambas organizaciones decidieron colaborar para desarrollar una solución de computación en la nube de código abierto que pudiera competir con las ofertas propietarias ya existentes en el mercado. Su objetivo era crear una plataforma gratuita, escalable y completamente independiente del proveedor.
Desde su creación, OpenStack ha experimentado un crecimiento significativo y se ha convertido en uno de los proyectos de código abierto más populares en el ámbito de la computación en la nube. Actualmente, cuenta con miles de colaboradores en todo el mundo y cuenta con el apoyo de una amplia comunidad de usuarios y desarrolladores. A lo largo de los años, numerosas empresas y organizaciones han adoptado OpenStack como su solución de computación en la nube, contribuyendo a su desarrollo y evolución.
Arquitectura de OpenStack
Componentes de OpenStack
OpenStack se compone de varios servicios interconectados que permiten la creación, gestión e implementación automatizadas de recursos informáticos. Los componentes principales de OpenStack son:
- Nova: el servicio informático que permite crear y administrar instancias de máquinas virtuales.
- Swift: el servicio de almacenamiento de objetos que proporciona una solución de almacenamiento distribuida y de alta disponibilidad.
- Neutron: El servicio de red que permite crear y administrar redes virtuales y configurar conexiones entre diferentes instancias.
- Cinder: el servicio de almacenamiento en bloques que le permite aprovisionar y administrar volúmenes de almacenamiento para instancias.
- Keystone: el servicio de identidad que maneja la autenticación, autorización y gestión de usuarios y proyectos.
- Glance: el servicio de gestión de imágenes virtuales que le permite almacenar, catalogar y compartir imágenes de instancias.
- Heat: el servicio de orquestación que le permite implementar y administrar infraestructuras complejas utilizando plantillas definidas por el usuario.
- Horizonte: la interfaz gráfica de usuario que le permite ver y administrar los recursos de OpenStack.
Comunicación entre componentes
Los distintos componentes de OpenStack se comunican entre sí mediante API RESTful (interfaces de programación de aplicaciones). Esto permite que los servicios intercambien información y realicen acciones mediante solicitudes HTTP estándar. Por ejemplo, al crear una instancia de máquina virtual con Nova, ese servicio se comunica con Neutron para configurar la red, con Glance para recuperar la imagen de la instancia y con Keystone para verificar la autenticación del usuario.
Esta arquitectura modular y la comunicación entre componentes permiten una gran flexibilidad y extensibilidad de OpenStack. Los usuarios pueden añadir o eliminar servicios según sea necesario, y los desarrolladores pueden crear nuevos servicios o personalizar los existentes mediante las API de OpenStack.
Gestión de recursos con Nova
Descripción general de los componentes de Nova
Nova es el componente principal de OpenStack que gestiona recursos informáticos, como instancias de máquinas virtuales. Permite crear, implementar, programar y supervisar instancias en todos los nodos de cómputo.
Con Nova, puede aprovisionar instancias bajo demanda, especificando su tamaño, sistema operativo y recursos necesarios. Nova se encarga de arrancar la instancia en el host adecuado y de configurar la red para permitir la comunicación con otras instancias y otros servicios de OpenStack.
Asignación de recursos a los organismos
En Nova, los recursos computacionales se administran desde un pool de recursos. Al crear una instancia, Nova asigna dinámicamente los recursos necesarios de este pool, según las especificaciones proporcionadas. Esto garantiza un uso eficiente de los recursos, evitando el desperdicio y optimizando el rendimiento.
También se pueden establecer cuotas para limitar el consumo de recursos por proyecto o usuario. Estas cuotas se pueden ajustar según las necesidades de cada usuario o proyecto para optimizar el uso de los recursos disponibles.
Gestión de la programación y el equilibrio de carga
Nova también incorpora funciones avanzadas de programación y balanceo de carga. Puede considerar diversos criterios, como la disponibilidad de recursos, la carga del sistema y las políticas de seguridad, para determinar en qué nodo de cómputo se debe implementar una instancia.
Además, Nova permite mecanismos de balanceo de carga dinámico, redistribuyendo automáticamente las instancias entre diferentes nodos de cómputo según la carga del sistema. Esto garantiza un uso equilibrado de los recursos, evitando cuellos de botella y garantizando una alta disponibilidad del servicio.
Almacenamiento con Swift
Introducción al servicio de almacenamiento Swift
Swift es el servicio de almacenamiento de objetos de OpenStack. Permite almacenar grandes cantidades de datos no estructurados, como imágenes, archivos, vídeos o documentos. Swift ofrece una solución de almacenamiento distribuida, de alta disponibilidad y redundante, que garantiza la resiliencia y la seguridad de los datos.
El principio de Swift se basa en la distribución de datos entre múltiples nodos de almacenamiento, llamados "anillos". Cada anillo gestiona una parte del almacenamiento y contiene múltiples discos físicos. Los datos se replican en diferentes nodos para garantizar su disponibilidad en caso de fallo o interrupción del hardware.
Cómo funciona el sistema de almacenamiento distribuido
Al almacenar un objeto en Swift, este se fragmenta en múltiples fragmentos y se distribuye entre los diferentes nodos de almacenamiento del anillo. Cada fragmento del objeto se replica en múltiples nodos, lo que garantiza la disponibilidad y la resiliencia de los datos.
Al acceder a un objeto almacenado en Swift, este se reconstruye a partir de las distintas partes presentes en los nodos de almacenamiento. La transparencia de esta operación garantiza un acceso fácil y rápido a los datos, incluso si fallan uno o más nodos.
Swift también ofrece funciones avanzadas como compresión de datos, gestión de metadatos, indexación y búsqueda de contenido. Esto lo convierte en una solución de almacenamiento potente y versátil, ideal para diversos casos de uso.
Red con Neutron
Principios básicos de neutrones
Neutron es el servicio de redes de OpenStack. Permite crear y gestionar redes virtuales, subredes, puertas de enlace y políticas de seguridad. Neutron ofrece total flexibilidad en la configuración de red, lo que permite definir topologías complejas y aplicar políticas de seguridad avanzadas.
Con Neutron, puedes crear redes aisladas para cada proyecto o usuario, utilizando direcciones IP privadas. También puede definir reglas de seguridad para controlar los flujos de datos entre diferentes instancias y otras redes.
Creación y gestión de redes virtuales
En Neutron, puede crear redes virtuales especificando sus características, como la dirección IP, la máscara de subred, la puerta de enlace y las reglas de seguridad. Una vez creada la red, puede conectarle subredes, puertas de enlace e instancias de máquinas virtuales.
Neutron también permite conectar redes virtuales creadas en OpenStack a redes físicas externas mediante mecanismos de virtualización o puertas de enlace de hardware. Esto permite extender las redes virtuales de OpenStack más allá de los límites de la plataforma, conectándolas a otras infraestructuras existentes.
Configuración de enrutamiento y seguridad
Neutron le permite configurar reglas de enrutamiento avanzadas para dirigir el tráfico entre diferentes instancias y otras redes. Puede definir rutas estáticas o utilizar protocolos de enrutamiento dinámico, como Border Gateway Protocol (BGP) u Open Shortest Path First (OSPF), para optimizar las rutas de red y garantizar un alto rendimiento.
En cuanto a seguridad, Neutron ofrece funciones avanzadas para aplicar reglas de seguridad a nivel de red, subred o instancia. Puede definir listas de control de acceso (ACL) para controlar los flujos de datos entrantes y salientes, así como grupos de seguridad para aplicar políticas de seguridad consistentes en varias instancias.
Orquestación con Heat
Presentamos el servicio de orquestación de calor
Heat es el servicio de orquestación de OpenStack. Permite modelar e implementar infraestructuras complejas mediante modelos definidos por el usuario, denominados plantillas. Con Heat, se pueden crear y gestionar pilas de recursos de forma automatizada, especificando las dependencias entre los distintos recursos.
Una plantilla Heat es un archivo de texto en formato YAML (Yet Another Markup Language) que describe los diferentes recursos y sus propiedades, así como las relaciones entre estos recursos. Por ejemplo, puede definir una plantilla para crear una pila que contenga una instancia de máquina virtual, un volumen de almacenamiento y una red.
Modelado y despliegue de infraestructura
Con Heat, puedes modelar tu infraestructura describiendo los recursos necesarios, sus propiedades y sus relaciones. Puede definir recursos para instancias de máquinas virtuales, volúmenes de almacenamiento, redes, claves SSH, grupos de seguridad y más.
Una vez modelada su infraestructura, puede implementar la pila utilizando la plantilla Heat. Luego, Heat se encarga de crear los recursos solicitados, respetando las dependencias y restricciones especificadas en la plantilla. También puede actualizar o eliminar una pila existente, modificando la plantilla o especificando las acciones a realizar.
Heat también ofrece funciones avanzadas para la gestión de errores, la gestión de eventos y el seguimiento de cambios en la pila. Esto automatiza eficazmente la gestión y el mantenimiento de la infraestructura, garantizando implementaciones consistentes y fiables.
Identidad y seguridad con Keystone
Roles y permisos en OpenStack
Keystone es el servicio de identidad de OpenStack. Proporciona autenticación, autorización y gestión de usuarios y proyectos. Con Keystone, puede asignar roles y permisos a los usuarios para controlar su acceso a los recursos de OpenStack.
En Keystone, los usuarios se asocian a proyectos, que son espacios de trabajo aislados donde pueden crear y administrar recursos. Los roles se utilizan para definir los permisos y privilegios de los usuarios dentro de un proyecto. Por ejemplo, se puede asignar a un usuario el rol de administrador, otorgándole plenos derechos sobre el proyecto.
Gestión de usuarios y proyectos
Con Keystone, puede crear, editar y eliminar usuarios y proyectos, asignándoles roles y permisos. También puede configurar políticas de seguridad para controlar el acceso a los recursos mediante la especificación de reglas de autenticación y niveles de seguridad.
Keystone también ofrece mecanismos de integración con otros sistemas de autenticación, como LDAP (Lightweight Directory Access Protocol) o Active Directory, lo que facilita la integración de OpenStack en entornos existentes.
Cuadro de mandos con Horizon
Interfaz gráfica de usuario de OpenStack
Horizon es la interfaz gráfica de usuario de OpenStack. Es un panel web que permite visualizar y gestionar los recursos de OpenStack de forma intuitiva y sencilla. Horizon ofrece... experiencia del usuario simplificado, que permite a los usuarios de todos los niveles interactuar con OpenStack.
Con Horizon, puede acceder a varias funciones de OpenStack, como crear y administrar instancias, redes, volúmenes de almacenamiento, imágenes virtuales, etc. También puede monitorear el rendimiento de las instancias, administrar políticas de seguridad, configurar reglas de enrutamiento y más.
Principales características y usos
Horizon ofrece numerosas funciones que simplifican la gestión y administración de OpenStack. Puede crear paneles personalizados para organizar y mostrar la información más relevante. También puede configurar alarmas y notificaciones para recibir notificaciones de eventos importantes.
Horizon también proporciona acceso a informes y estadísticas sobre el uso de recursos, lo que le permite optimizar la asignación de recursos y controlar los costos. También puede realizar acciones automatizadas mediante scripts y flujos de trabajo personalizados para automatizar tareas repetitivas y mejorar la eficiencia.
Gestión de imágenes con Glance
Almacenamiento y gestión de imágenes virtuales
Glance es el servicio de gestión de imágenes virtuales de OpenStack. Permite almacenar, catalogar y compartir imágenes de instancias, que sirven como plantillas para crear nuevas instancias. Con Glance, se pueden crear, importar, actualizar y eliminar imágenes virtuales, garantizando así su disponibilidad e integridad.
Las imágenes virtuales son archivos o instantáneas de instancias de máquinas virtuales que contienen el sistema operativo, las aplicaciones y los datos asociados. Permiten crear nuevas instancias de forma rápida y eficiente.
Uso de imágenes en OpenStack
En Glance, puede almacenar imágenes de varios tipos, como imágenes del sistema, imágenes de aplicaciones o imágenes de datos. También puede crear imágenes a partir de volúmenes de almacenamiento o instantáneas de instancias existentes.
Una vez que haya importado o creado una imagen en Glance, puede usarla para crear una instancia en Nova. Al crear la instancia, simplemente especifique la imagen que desea usar como plantilla. Nova arranca la instancia con esa imagen y configura el sistema operativo y las aplicaciones asociadas.
Glance también ofrece funciones avanzadas como compresión de imágenes, intercambio de imágenes entre usuarios o proyectos, gestión de metadatos y búsqueda de imágenes mediante filtros. Esto facilita la gestión y el uso de imágenes en OpenStack.
Sistema de colas con Zaqar
Poner en cola y distribuir mensajes
Zaqar es el servicio de colas de OpenStack. Ofrece una solución de mensajería asíncrona que permite poner en cola y distribuir mensajes entre diferentes servicios de OpenStack. Con Zaqar, puede comunicarse de forma fiable y eficiente entre diferentes instancias, incluso en entornos distribuidos o a gran escala.
Al poner en cola un mensaje con Zaqar, este se almacena temporalmente en una cola antes de ser procesado. Posteriormente, los mensajes se distribuyen a los servicios o instancias que los esperan mediante mecanismos de publicación/suscripción o enrutamiento.
Integración con otros servicios de OpenStack
Zaqar está estrechamente integrado con otros servicios de OpenStack, lo que facilita la comunicación y la coordinación entre diferentes instancias y servicios. Por ejemplo, puede usar Zaqar para enviar notificaciones entre diferentes instancias, coordinar tareas entre ellas o sincronizar estados entre ellas.
Zaqar también ofrece funciones avanzadas como persistencia de mensajes, gestión de prioridades, duplicación de mensajes y replicación de colas. Esto lo convierte en una solución de mensajería fiable y eficiente, ideal para diversos casos de uso.