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Cloud de NetApp: OpenStack
Rob Esker
Director Sénior de Producto
Jeff Whitaker
Director de Soluciones Cloud

Este artículo es el segundo de una serie de artículos sobre cloud de NetApp® que examina cómo podemos ayudarle a aprovechar completamente los recursos de cloud privado, público y a hiperescala.

En los últimos años, OpenStack se ha convertido en la plataforma abierta líder de infraestructuras como servicio para clouds privados y públicos. Jay Kidd, Director Técnico de NetApp, expuso en sus predicciones para 2014 que «este es el año en que las distribuciones de OpenStack serán más un producto que un proyecto», por lo que, si no lo ha hecho ya, este es el momento perfecto para empezar a aprender cómo funciona OpenStack y a reflexionar sobre cómo encajaría en su empresa.

Como miembro fundador de la Fundación OpenStack, NetApp lleva años involucrado en la adición de funcionalidades de almacenamiento a OpenStack, como numerosas opciones de implementación y el acceso a funciones exclusivas para el almacenamiento en bloques de Cinder y el almacenamiento de objetos optimizado de Swift. Asimismo, innovamos con el servicio de archivos compartidos de Manila.

En este artículo explico en detalle qué es OpenStack, ofrezco algunos aspectos sobre cómo colabora NetApp en OpenStack y comparto algunas ideas de lo que debería hacer su empresa.

¿Qué es OpenStack?

Una de las mejores maneras de comprender OpenStack es mediante una comparación con Linux®. Se suele decir que OpenStack es al cloud lo que Linux es a los servidores. Mientras Linux proporciona un entorno operativo abierto (y extensible) para servidores individuales, OpenStack proporciona un entorno operativo abierto y extensible para infraestructuras de cloud.

El proyecto OpenStack se inició en 2010 como una iniciativa conjunta entre la NASA y Rackspace. Desde entonces se han unido más de 300 compañías, de las que 188 (NetApp incluido) colaboran activamente en el proyecto.

Uno de los aspectos clave de OpenStack es que los numerosos servicios que proporciona (computación, almacenamiento, redes, etc.) son compatibles con API con sus funcionalidades equivalentes de Amazon Web Services (AWS). Esto significa que, si ya dispone de una aplicación que se ejecuta en AWS o crea una, podrá ejecutar la aplicación en cualquier entorno de OpenStack, incluso un centro de datos en las instalaciones. La posibilidad de desplazar aplicaciones entre AWS y OpenStack está resultando muy atractiva. NetApp ha trabajado con los primeros en adoptar OpenStack para «repatriar» las aplicaciones AWS que podían ejecutarse de una forma más económica internamente. También hemos colaborado con aplicaciones que, por defecto, se encuentran en las instalaciones, pero que necesitan una «explosión» periódica para utilizar recursos de cloud.

Diseño de OpenStack

OpenStack es modular en cuanto al diseño, y consta de una colección de proyectos de desarrollo independientes, todos en el mismo grupo. Los servicios de OpenStack resultantes pueden emplearse para crear grandes pools de recursos de procesamiento, almacenamiento y redes, gestionados mediante una consola que otorga control a los administradores y permite que los usuarios aprovisionen recursos mediante una interfaz web. Los inquilinos de un cloud de OpenStack pueden seleccionar y configurar servicios manualmente. Las aplicaciones que se ejecutan en un cloud de OpenStack pueden seleccionar y configurar servicios mediante programación utilizando las API (Application Programming Interface) de OpenStack.

A pesar de que los módulos de los componentes están diseñados para funcionar conjuntamente, puede elegir los componentes que necesite. Por ejemplo, un proveedor de servicios puede añadir uno o dos módulos para complementar las funcionalidades que ya ofrece.

La arquitectura lógica de OpenStack muestra cómo encajan los diferentes módulos.

Figura 1) La arquitectura lógica de OpenStack muestra cómo encajan los diferentes módulos.

OpenStack Havana, lanzado en octubre de 2013, consta de los siguientes módulos principales:

  • OpenStack Compute (Nova): proporciona recursos informáticos bajo demanda al suministrar y gestionar máquinas virtuales que utilizan cualquier hipervisor
  • OpenStack Image Service (Glance): proporciona un registro de imágenes de disco de arranque y un servicio de almacenamiento y recuperación de dichas imágenes
  • OpenStack Block Storage (Cinder): proporciona una funcionalidad de «almacenamiento en bloques como servicio» con dispositivos de bloque persistentes asignados a instancias de cómputo de OpenStack con soporte para una variedad de soluciones de almacenamiento
  • OpenStack Object Storage (Swift): proporciona un escalado horizontal totalmente distribuido, una plataforma de almacenamiento accesible para API que se puede integrar directamente en las aplicaciones o se puede utilizar para el backup, el archivado y la retención de datos
  • OpenStack Identity (Keystone): proporciona un directorio central de usuarios asignados a los servicios de OpenStack a los que pueden acceder que actúa como un sistema común de autenticación en todo el sistema operativo y que se puede integrar con servicios existentes de directorios back-end
  • OpenStack Network Service (Neutron): proporciona un sistema conectable, escalable y condicionado por la API para gestionar redes y direcciones IP; la arquitectura back-end conectable permite que los usuarios aprovechen las herramientas básicas de consumo o los servicios avanzados de redes de los proveedores admitidos
  • OpenStack Dashboard (Horizon): proporciona una interfaz gráfica a los administradores y a los usuarios para acceder, aprovisionar y automatizar recursos basados en cloud; el diseño extensible facilita la conexión y la exposición de productos y servicios de terceros, por ejemplo, las herramientas de gestión de facturación, supervisión y otras herramientas adicionales.
  • OpenStack Telemetry (Ceilometer): proporciona una infraestructura común para recoger medidas de uso y de rendimiento dentro de un cloud de OpenStack; los objetivos iniciales son la supervisión, la medición y la entrada en la facturación
  • OpenStack Orchestration (Heat): implementa un servicio para orquestar varias aplicaciones de cloud compuestas mediante el formato de plantillas de AWS (Amazon Web Services) CloudFormation a través de una API nativa de OpenStack y una API compatible con CloudFormation. Su objetivo en parte es facilitar el movimiento de cargas de trabajo desde las implementaciones de AWS a las de OpenStack

Lanzamientos de OpenStack

OpenStack tiene un intenso programa de lanzamientos, con un lanzamiento nuevo cada seis meses (fíjese en que los lanzamientos se denominan por orden alfabético: Austin fue el primero, seguido por Bexar, Cactus, etc.). Cada lanzamiento suele incluir nuevas funciones y nuevos módulos, y pueden incluirse proyectos en «incubación» para futuros lanzamientos.

El lanzamiento de OpenStack Icehouse tuvo lugar el 17 de abril de 2014. Incluye considerables mejoras en todos los módulos descritos anteriormente, así como un módulo de proyecto nuevo:

  • OpenStack Database as a Service (Trove): proporciona la capacidad de implementar servicios de bases de datos en un entorno de OpenStack

Proyectos en incubación en Icehouse:

  • OpenStack Bare Metal (Ironic)
  • OpenStack Messaging (Marconi)
  • Data Processing (Sahara)

Después de cada lanzamiento nuevo se celebra una cumbre y un congreso en los que se eligen las funciones del próximo lanzamiento (en la barra lateral que aparece en este artículo encontrará información sobre la próxima cumbre).

Distribuciones de OpenStack

OpenStack está definida con una licencia Apache 2.0 que hace que sea más fácil de utilizar comercialmente respecto a otros proyectos de código abierto de gran envergadura, permitiendo una amplia y temprana implicación y la adopción por parte de una gran variedad de compañías.

La analogía entre OpenStack y Linux se amplía para incluir un modelo de distribución muy parecido. Mientras que algunas compañías como Red Hat y SUSE crearon paquetes de distribución Linux basados en el código fuente público de Linux, más de una decena de proveedores de OpenStack, como Red Hat, SUSE, Mirantis, Rackspace y Metacloud, están creando versiones de paquetes de OpenStack. La fundación OpenStack ha llevado a cabo un trabajo excepcional a la hora de definir las funciones centrales de OpenStack, como el hecho de que todas las distribuciones entreguen las funcionalidades clave evitando la fragmentación.

NetApp se asocia activamente con muchos de los distribuidores de OpenStack. Consulte TR-4284: Arquitectura de referencia: Implementación de Red Hat Enterprise Linux OpenStack Platform 4 en Clustered Data ONTAP de NetApp para obtener un ejemplo reciente.

¿De qué modo contribuye NetApp a OpenStack?

NetApp es miembro fundador de la fundación OpenStack y, desde principios de 2011, miembro colaborador de OpenStack. Además de proporcionar integraciones con los productos de NetApp, desempeñamos una función de líderazgo en la comunidad con la adición de un nuevo servicio principal y hemos patrocinado las últimas siete cumbres de OpenStack.

NetApp ha colaborado a menudo en funcionalidades relacionadas con el almacenamiento en recientes lanzamientos de OpenStack, como Essex, Folsom, Grizzly, Havana y ahora Icehouse. Uno de nuestros objetivos es proporcionar integraciones en OpenStack que le permitan utilizar todas las funcionalidades de FAS de NetApp y el almacenamiento de E-Series y hacer que dichas integraciones formen parte de la fuente de abastecimiento, de manera que estén disponibles en todos los paquetes de distribución.

Hay muchas razones por las que las empresas eligen el almacenamiento FAS de NetApp, y estas razones también se aplican al cloud. Entre ellas se incluyen la eficiencia avanzada de almacenamiento con deduplicación de datos, compresión, clonado y thin provisioning, protección de datos integrada con una suite completa de productos desarrollados a lo largo de muchos años, disponibilidad continua, garantía de rendimiento con calidad de servicio y escalabilidad intrínseca en el sistema operativo Clustered Data ONTAP®. NetApp está enfocada hacia las necesidades de cloud básicas con características amoldadas a los requisitos empresariales. Mientras se cambia a un modelo de tecnología «como servicio», queremos que siga aprovechando las funcionalidades que ofrecen el mejor valor de su almacenamiento.

Las integraciones de OpenStack de NetApp incluyen:

  • Controladores específicos de NetApp para sistemas de Data ONTAP, E-Series y EF-Series
  • Funcionalidades de Storage Service Catalog (SSC)
  • Creación de instancias mejorada y persistente con copia de datos descargados
  • Soporte de pNFS
  • Implementación optimizada de OpenStack Object Storage (Swift)

Además, NetApp se ha comprometido activamente en la creación de un servicio de sistemas de archivos compartidos denominado Manila.

Controladores para habilitar el almacenamiento de NetApp en entornos de OpenStack

NetApp ha aportado una serie de controladores que permiten aprovisionar funcionalidades de almacenamiento de NetApp y la gestión de datos mediante OpenStack Block Storage (Cinder). Además de las opciones de iSCSI, NetApp permite el uso de NFS. El uso de un protocolo orientado a los archivos, como por ejemplo NFS, como back-end del servicio orientado a los bloques de Cinder proporciona un medio para lograr un escalado óptimo. Estos controladores proporcionan montajes de NFS a hipervisores individuales; a su vez, se proporcionan los archivos uno por uno como dispositivos virtuales de bloques al hipervisor.

Los controladores de OpenStack para Clustered Data ONTAP de NetApp están disponibles en un modo de «máquina virtual directa al almacenamiento» y, opcionalmente, en otro capaz de proporcionar una automatización y una adaptabilidad adicionales de implementación de servicios. Los controladores también están disponibles para Data ONTAP de NetApp en 7-Mode.

Una interesante funcionalidad añadida al lanzamiento de Icehouse introduce los controladores Cinder E-Series y EF-Series de NetApp para proporcionar opciones adicionales con el fin de cumplir requisitos de características muy compactas y de alto rendimiento.

Funcionalidades de Storage Service Catalog

Los controladores Cinder de NetApp le permiten crear un catálogo de diferentes funcionalidades de almacenamiento para cumplir una base diversa de necesidades de aplicaciones e inquilinos. El Cinder Storage Service Catalog se puede definir con numerosos atributos relacionados con la eficiencia, el rendimiento, la disponibilidad y la protección. Las entradas del catálogo (denominadas tipos de volumen Cinder) se pueden definir de una forma muy granular o, más habitualmente, representan una colección de funcionalidades más adecuadas para un determinado caso de uso de inquilinos, tal y como se muestra en la Figura 2.

NetApp proporciona funcionalidades de servicios de almacenamiento para OpenStack Cinder.

Figura 2) NetApp proporciona funcionalidades de servicios de almacenamiento para OpenStack Cinder.

Creación de instancias mejorada y persistente y copia de datos descargados

Los controladores Cinder de NetApp para Clustered Data ONTAP utilizan la tecnología de clonado de NetApp para crear, de una forma rápida y eficiente, varias instancias (máquinas virtuales invitadas) a partir de imágenes de Glance. El efecto es parecido al que se consigue con las funcionalidades de clonado rápidas que NetApp ha puesto a disposición en varias transformaciones de la consola de almacenamiento virtual.

Se utilizan varias capas de optimización. El primer volumen creado desde una imagen requiere una copia completa de Glance de forma predeterminada; sin embargo, si Glance está configurado para almacenar imágenes en una unidad NFS de NetApp, incluso la primera copia puede ser una operación de clon eficiente o una copia con hardware.

Esta función permite utilizar la copia de datos descargados de NetApp al crear volúmenes nuevos de Cinder desde imágenes de Glance o volúmenes existentes de Cinder. Se utiliza un binario de cliente NFS específico de NetApp para la comunicación entre el controlador Cinder y el almacenamiento de NetApp.

Soporte de pNFS

Parallel NFS (pNFS) es una extensión de NFS 4.1 que proporciona un rendimiento mejorado, sobre todo, con Clustered Data ONTAP. No se necesita ninguna configuración especial en Nova ni en Cinder para habilitar pNFS; las opciones de montaje se pueden establecer en el archivo cinder.conf.

Implementación optimizada de OpenStack Object Storage (Swift)

La guía de implementaciones y operaciones de OpenStack de NetApp contiene una arquitectura de referencia para la implementación de OpenStack Object Storage sobre sistemas E-Series de NetApp que disminuye los costes de operaciones y mejora la escalabilidad. De forma predeterminada, Swift hace tres copias en un único sitio de cualquier elemento almacenado, mientras que los pools de discos dinámicos de E-Series pueden reducirlas a menos de 1,3. E-Series representa un back-end preferido en Swift para mejorar la escalabilidad reduciendo el número de réplicas (copias de datos) necesarias para cada objeto del almacén.

Manila

Aunque gran parte del almacenamiento total enviado por todo el mundo respalda sistemas de archivos compartidos, hasta ahora OpenStack no ha incluido un servicio de sistemas de archivos compartidos. Se trata de un hecho que ha afectado a NetApp como una gran omisión. NetApp ha diseñado, desarrollado y creado un servicio nuevo, denominado Manila, que es el equivalente de Cinder para los sistemas de archivos compartidos o distribuidos. Al igual que Cinder, Manila es un plano de control de aprovisionamiento para orquestar, proporcionar capacidad, etc.

NetApp está desarrollando Manila como un servicio de sistemas de archivos compartidos, que evolucionará en un próximo lanzamiento de OpenStack.

Figura 3) NetApp está desarrollando Manila como un servicio de sistemas de archivos compartidos, que evolucionará en un próximo lanzamiento de OpenStack.

De este modo, Manila no es el sistema real de archivos compartidos, sino que es el plano de control que, por ejemplo, puede ofrecer acceso a una unidad CIFS existente o crear una exportación NFS nueva y asignarla entre las instancias X, Y y Z de VM. NetApp trabaja en la comunidad OpenStack para incubar el proyecto Manila para el ciclo de lanzamiento de Juno en octubre de 2014.

¿Qué debe hacer ahora?

Hay numerosas razones por las que las compañías se interesan en OpenStack:

  • OpenStack no está registrado, por lo que difícilmente se verá acorralado.
  • OpenStack funciona con una gran variedad de hipervisores.
  • OpenStack es compatible con los productos de muchos proveedores independientes de software y hardware.
  • Es compatible con las aplicaciones convencionales, así como con las que se han creado de una forma más «nativa en el cloud».
  • Las aplicaciones AWS existentes pueden llevarse a las instalaciones.
  • El enorme y creciente abanico de herramientas de desarrollo para AWS es muy interesante.
  • OpenStack se ajusta a las compañías que se trasladan o desean trasladarse a una infraestructura (como servicio) más adaptada al cloud

Si algunas o todas estas razones son válidas para su compañía, debería considerar la posibilidad de implementar OpenStack, si no lo está haciendo ya. NetApp trabaja con más de treinta clientes para impulsar las implementaciones de producción de OpenStack y un número similar de implementaciones de pruebas de concepto.

Como mínimo, debería observar lo que sucede y seguir los nuevos desarrollos con cada lanzamiento de OpenStack. Eche una ojeada en OpenStack.org y netapp.com/openstack para ver las últimas novedades. Puede que también desee pasar a una prueba de concepto, de manera que pueda empezar a experimentar con la tecnología y a adquirir conocimientos y experiencia.

En NetApp estamos comprometidos con el desarrollo y el soporte continuos de OpenStack y nos asociamos con los mejores integradores de su clase y los distribuidores de OpenStack. Al mismo tiempo nos volcamos para proporcionarle una amplia variedad de opciones de cloud, aparte de OpenStack, de modo que pueda elegir las mejores opciones (software y hardware) para sus necesidades. Descubra más cosas sobre todas las opciones disponibles de cloud de NetApp aquí.

 ¿Qué opina sobre OpenStack?

Formule preguntas, intercambie ideas y comparta sus opiniones en las comunidades en línea de NetApp.

Rob Esker, Director Sénior de Producto, y Jeff Whitaker, Director de Soluciones Cloud

La implicación de Rob en OpenStack se remonta a los orígenes de la comunidad en el año 2010. Fundó los proyectos de NetApp en este ámbito y continúa liderándolos. Ha colaborado como arquitecto de implementaciones y como ATC (colaborador técnico en la comunidad), es representante de la fundación OpenStack de NetApp y es un ponente habitual en las cumbres, congresos y grupos de usuarios de OpenStack. Rob es responsable de la estrategia, la integración y el desarrollo de la cartera de tecnologías de NetApp en todo lo relacionado con OpenStack, así como del desarrollo empresarial y organizativo y la alineación de procesos para la comercialización. Antiguo marine de los Estados Unidos, vive en Austin (Texas) con su mujer y sus dos hijas.

Como Director de Soluciones Cloud, Jeff se centra en OpenStack y en la gestión de software de cloud. Ha trabajado durante más de cinco años en NetApp, donde ha gestionado la familia de productos de dispositivos de almacenamiento virtual de NetApp, incluido Data ONTAP Edge, la primera versión de la máquina virtual de Data ONTAP. En los últimos años, Jeff ha estado muy involucrado en la dirección y la estrategia de productos de cloud, trabajando directamente con los clientes para responder a sus necesidades de clouds públicos y privados. Lleva unos 20 años en el sector y ha trabajado en las ventas y el marketing del almacenamiento y en la conexión en red de productos para el espacio de proveedores de servicios en los mercados informáticos de alto rendimiento.

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Junio de 2014

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