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Cloud NetApp : OpenStack
Rob Esker
Responsable produits senior
Jeff Whitaker
Responsable solutions clouds

Cet article est le deuxième d'une série dédiée au cloud NetApp®, dans laquelle nous étudierons la façon dont nous pouvons vous aider à profiter de tous les avantages des clouds privés, publics et hyper-évolutifs.

Les dernières années ont vu la plateforme d'infrastructure à la demande ouverte OpenStack émerger au rang de leader dans le secteur des clouds privés et publics. Jay Kidd, Directeur technique de NetApp, avait déjà évoqué ce phénomène dans ses prédictions pour 2014 : « Cette année, les distributions OpenStack passeront de l'état de projet à celui de produit ». Si vous ne l'avez pas encore fait, le moment est donc bien choisi pour découvrir OpenStack, ainsi que les possibilités d'application de cette plateforme au sein de votre entreprise.

Membre fondateur de l'OpenStack Foundation, NetApp travaille depuis plusieurs années à l'amélioration des fonctionnalités de stockage d'OpenStack, notamment sur la diversité des options de déploiement et le développement fonctions uniques pour le service de stockage basé sur des blocs (Cinder) et le système de stockage d'objet optimisé (Swift). Nous sommes également à l'origine des innovations apportées au service de partage de fichiers (Manila).

Dans cet article, je vais vous décrire la plateforme OpenStack en détail, vous présenter brièvement la manière dont NetApp contribue à ce projet et formuler certaines recommandations quant à la stratégie à mener par votre entreprise.

Qu'est-ce qu'OpenStack ?

L'une des meilleures façons de comprendre le fonctionnement de la plateforme OpenStack est de la comparer au système Linux®. On dit souvent qu'OpenStack est au cloud ce que Linux est aux serveurs. En effet, Linux constitue un environnement d'exploitation ouvert et extensible pour différents serveurs ; OpenStack propose la même chose pour les infrastructures clouds.

Le projet OpenStack a débuté en 2010 et constituait au départ une initiative conjointe de la NASA et de Rackspace. Depuis, plus de 300 entreprises sont venues se greffer au projet, et 188 d'entre elles, dont NetApp, contribuent activement à son développement.

L'une des principales caractéristiques d'OpenStack est que l'API des nombreux services disponibles (calcul, stockage, mise en réseau, etc.) est compatible avec celle de leurs équivalents Amazon Web Services (AWS). Cela signifie que si vous créez ou exécutez déjà une application sous AWS, vous pouvez la transposer sur n'importe quel environnement OpenStack, y compris sur un data center exploité sur site. La possibilité de déplacer les applications entre AWS et OpenStack constitue un atout majeur. En collaboration avec les premiers adeptes d'OpenStack, NetApp s'est penché sur le « rapatriement » des applications AWS exécutées en interne pour des raisons de rentabilité. Nous avons également participé à la gestion des applications normalement exécutées sur site, mais qui doivent exploiter des ressources clouds pendant les pics d'utilisation.

Design d'OpenStack

OpenStack est conçu de manière modulaire et regroupe un ensemble de projets de développement sous un système unique. Les services OpenStack ainsi réunis permettent de créer des pools de ressources de mise en réseau, de stockage et de traitement volumineux, que les administrateurs gèrent par l'intermédiaire d'un tableau de bord. De leur côté, les utilisateurs ont la possibilité de provisionner les ressources via une interface Web. Les locataires d'un cloud OpenStack peuvent sélectionner et configurer les services manuellement. Les applications exécutées sur un cloud OpenStack sélectionnent et configurent les services par programmation à l'aide des API (interfaces de programmation des applications) OpenStack.

Les différents modules qui forment le système sont conçus pour fonctionner ensemble ; vous avez toutefois la possibilité de sélectionner uniquement les composants dont vous avez besoin. Par exemple, un fournisseur de services peut sélectionner un ou deux modules afin de compléter les fonctionnalités déjà offertes.

Organisation des différents modules au sein de l'architecture logique d'OpenStack.

Figure 1. Organisation des différents modules au sein de l'architecture logique d'OpenStack.

La version OpenStack Havana, lancée en octobre 2013, regroupe les principaux modules suivants :

  • OpenStack Compute (Nova) : fournit des ressources informatiques à la demande et gère le provisionnement et la gestion des serveurs virtuels à l'aide d'un hyperviseur.
  • OpenStack Image Service (Glance) : fournit un registre d'images de disques amorçables, ainsi qu'un service de stockage et de récupération de ces images.
  • OpenStack Block Storage (Cinder) : fournit une fonctionnalité de stockage à la demande basé sur des blocs dans laquelle des dispositifs de blocs persistants sont mappés aux instances de calcul OpenStack avec prise en charge d'une multitude de solutions de stockage.
  • OpenStack Object Storage (Swift) : fournit une plateforme de stockage en mode scale-out entièrement distribuée et accessible par API qui peut être intégrée directement aux applications ou utilisée comme système de sauvegarde, d'archivage et de conservation des données.
  • OpenStack Identity (Keystone) : fournit un annuaire central d'utilisateurs mappés aux services OpenStack qui leur sont accessibles. Cet annuaire sert de système d'authentification commun sur l'ensemble du système d'exploitation cloud et peut s'intégrer aux services d'annuaire internes existants.
  • OpenStack Network Service (Neutron) : fournit un système de gestion des réseaux et des adresses IP enfichable, extensible et basé sur API ; l'architecture interne enfichable permet aux utilisateurs de bénéficier des outils ou des services réseau avancés des fournisseurs pris en charge.
  • OpenStack Dashboard (Horizon) : fournit aux utilisateurs et aux administrateurs une interface graphique permettant d'accéder aux ressources clouds, de les provisionner et de les automatiser ; grâce à un design extensible, des produits et services tiers (par exemple, des outils de facturation, de contrôle et de gestion supplémentaire) peuvent être branchés et exploités en toute simplicité.
  • OpenStack Telemetry (Ceilometer) : fournit une infrastructure commune pour la collecte de mesures sur l'utilisation et les performances au sein d'un cloud OpenStack ; ce service a pour principal but d'assurer des fonctions de contrôle, de mesure et de collecte de données en vue de la facturation.
  • OpenStack Orchestration (Heat) : met en place un service permettant d'orchestrer plusieurs applications clouds composites basées sur le format du modèle Amazon Web Services (AWS) CloudFormation via une API native OpenStack et une API compatible avec CloudFormation ; ce service vise notamment à faciliter le déplacement des charges de travail en provenance de déploiements d'AWS vers des déploiements d'OpenStack.

Versions d'OpenStack

Le calendrier des versions d'OpenStack est très serré, et prévoit le lancement d'une nouvelle version tous les six mois. Vous remarquerez que les différentes versions sont nommées par ordre alphabétique : Austin (première version), puis Bexar, Cactus, etc. Chaque version inclut généralement de nouvelles fonctions et de nouveaux modules, mais parfois aussi les bases qui permettront la greffe de projets dans les versions ultérieures.

La version OpenStack Icehouse est disponible depuis le 17 avril 2014. Elle inclut de nombreuses améliorations apportées aux différents modules décrits ci-avant, ainsi qu'un nouveau module de projet :

  • OpenStack Database as a Service (Trove) : permet de déployer des services de base de données au sein d'un environnement OpenStack.

La liste ci-dessous répertorie les projets qui viendront se greffer sur la version Icehouse :

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

Chaque nouvelle version est suivie d'un sommet consacré à sa conception, et d'une conférence qui vise à définir le cadre des fonctionnalités à intégrer à la version suivante. Pour plus d'informations sur le prochain sommet, reportez-vous à l'encadré accompagnant cet article.

Distributions d'OpenStack

OpenStack est défini sous licence Apache 2.0. La distribution de la plateforme est donc simplifiée par rapport à celle des autres projets open source de grande envergure. De nombreuses entreprises ont ainsi pu s'impliquer et l'adopter dès les premiers stades de développement.

L'analogie entre OpenStack et Linux s'étend au modèle de distribution. À l'image d'entreprises telles que Red Hat et SUSE, qui ont créé des packs de distribution de Linux basés sur le code source public de Linux, environ une douzaine de fournisseurs OpenStack, parmi lesquels Red Hat, SUSE, Mirantis, Rackspace et Metacloud, créent des packs de version d'OpenStack. La fondation OpenStack a défini les fonctions de base de la plateforme. Ainsi, chaque distribution inclut les fonctionnalités clés, ce qui évite la fragmentation.

NetApp collabore activement avec nombreux distributeurs OpenStack. Pour consulter un exemple récent, reportez-vous au rapport technique TR-4284 : Architecture de référence : Déploiement de Red Hat Enterprise Linux OpenStack Platform 4 sur NetApp clustered Data ONTAP.

Contribution de NetApp à OpenStack

NetApp est membre fondateur de l'OpenStack Foundation et contribue au développement d'OpenStack depuis le début de l'année 2011. Nous assurons l'intégration de la plateforme aux produits NetApp. Nous jouons également un rôle majeur dans la communauté depuis que nous avons développé l'un des nouveaux services principaux, et nous avons sponsorisé les sept derniers sommets OpenStack.

NetApp a en outre largement contribué au développement des fonctionnalités de stockage des dernières versions d'OpenStack, notamment Essex, Folsom, Grizzly, Havana et, aujourd'hui, Icehouse. L'un de nos objectifs est d'assurer les intégrations avec OpenStack de sorte que vous puissiez exploiter toutes les fonctionnalités des systèmes de stockage NetApp FAS et E-Series, et d'incorporer ces intégrations au code source en amont afin qu'elles soient disponibles dans tous les packs de distribution.

De nombreuses raisons poussent les entreprises à opter pour les systèmes de stockage NetApp FAS, et ces raisons s'appliquent également au cloud. L'efficacité du stockage avec déduplication, compression, clonage et provisionnement fin des données, la protection des données intégrée avec une gamme complète de produits développée au fil des années, la disponibilité sans interruption, la garantie des performances avec la qualité de services et l'évolutivité inhérente au système d'exploitation clustered Data ONTAP® ne sont que certaines de ces raisons. NetApp répond aux besoins stratégiques du cloud en proposant des ensembles de fonctionnalités adaptés aux exigences des environnements d'entreprise. Au fil de la transition vers un modèle de services informatiques à la demande, nous souhaitons vous aider à continuer à profiter des fonctionnalités qui vous permettent d'exploiter tout le potentiel de vos systèmes de stockage.

La liste suivante répertorie les intégrations NetApp OpenStack :

  • Pilotes NetApp spécifiques pour les systèmes Data ONTAP, E-Series et EF-Series
  • Fonctionnalités de catalogue de services de stockage
  • Création d'instance persistante et améliorée avec copie auxiliaire
  • Prise en charge de pNFS
  • Déploiement optimisé du système OpenStack Object Storage (Swift)

NetApp a également activement participé à la création d'un service de système de fichiers partagé (nom de code Manila).

Pilotes permettant l'exécution de systèmes de stockage NetApp dans les environnements OpenStack

NetApp a fourni un ensemble de pilotes qui permettent de provisionner les fonctionnalités de stockage et de gestion des données NetApp via OpenStack Block Storage (Cinder). NetApp permet d'utiliser des options iSCSI, mais également le protocole NFS. L'utilisation d'un protocole orienté fichier tel que NFS comme système interne pour le service Cinder orienté bloc offre de plus grandes possibilités en matière d'évolutivité. Ces pilotes fournissent des montages NFS à chaque hyperviseur, et les fichiers sont ensuite fournis à l'hyperviseur sous forme de dispositifs de blocs virtuels.

Les pilotes OpenStack pour NetApp clustered Data ONTAP sont disponibles en mode d'accès « direct au SVM », mais également dans un mode qui fournit des fonctionnalités supplémentaires d'adaptabilité et d'automatisation de déploiement de service. Des pilotes sont également disponibles pour NetApp Data ONTAP 7-Mode.

Dans la version Icehouse, des pilotes NetApp E-Series et EF-Series pour Cinder ont notamment été intégrés. Cette version propose ainsi des options supplémentaires pour les applications qui nécessitent des caractéristiques ultradenses et hautes performantes.

Fonctionnalités de catalogue de services de stockage

Les pilotes NetApp Cinder permettent de concevoir un catalogue qui regroupe plusieurs fonctionnalités de stockage adaptées aux besoins de différentes applications et de différents locataires. Le catalogue de services de stockage Cinder peut être défini selon une multitude d'attributs d'efficacité, de performance, de disponibilité et de protection. Les entrées de catalogue (appelées « types de volume Cinder ») permettent également une définition granulaire. Généralement, elles correspondent toutefois à un ensemble de fonctionnalités adaptées à l'utilisation d'un colocataire donné, comme illustré à la Figure 2.

NetApp fournit des fonctionnalités de catalogue de services de stockage pour OpenStack Cinder.

Figure 2. NetApp fournit des fonctionnalités de catalogue de services de stockage pour OpenStack Cinder.

Création d'instance persistante et améliorée avec copie auxiliaire

Grâce à la technologie de clonage NetApp, les pilotes NetApp Cinder pour clustered Data ONTAP permettent de créer plusieurs instances (VM invités) à partir des images du service Glance en toute simplicité et en toute efficacité. L'effet est similaire à celui observé avec les fonctionnalités de clonage rapide intégrées aux différentes versions de NetApp Virtual Storage Console.

Plusieurs couches d'optimisation sont utilisées. Le premier volume créé à partir d'une image nécessite par défaut une copie complète depuis le service Glance ; cependant, si Glance est configuré pour stocker des images sur un partage NFS NetApp, la première copie peut déjà représenter une opération de clonage ou une copie assistée par matériel efficace.

Cette fonctionnalité permet d'utiliser la copie auxiliaire NetApp lors de la création de volumes Cinder à partir d'images Glance ou de volumes Cinder existants. Un code binaire de client NFS spécifique à NetApp assure la communication entre le pilote Cinder et le système de stockage NetApp.

Prise en charge de pNFS

Parallel NFS (pNFS) est une extension de NFS 4.1. qui assure de meilleures performances, notamment avec clustered Data ONTAP. L'activation de pNFS ne nécessite aucune configuration particulière de Nova ou de Cinder ; les options de montage peuvent être définies dans le fichier cinder.conf.

Déploiement optimisé d'OpenStack Object Storage (Swift)

Le Guide d'exploitation et de déploiement NetApp OpenStack propose une architecture de référence pour le déploiement d'OpenStack Object Storage sur des baies NetApp E-Series. Grâce à cette architecture, vous pourrez réduire vos coûts d'exploitation et améliorer l'évolutivité de votre système. Par défaut, Swift effectue trois copies sur un même site de chaque élément stocké. Les pools de disques dynamiques des baies E-Series peuvent ramener ce chiffre à moins de 1,3. Les baies E-Series constituent une partie frontale de choix pour Swift afin d'améliorer l'évolutivité en diminuant le nombre de répliques (copies de données) nécessaires pour chaque objet du magasin.

Manila

À l'échelle mondiale, la tendance globale en matière de stockage est à l'adoption de systèmes de fichiers partagés. Jusqu'ici, OpenStack n'intègre pourtant aucun service de ce type. Chez NetApp, cette omission nous a semblé très préjudiciable. C'est pourquoi nous avons conçu, testé et développé un nouveau service (nom de code : Manila) équivalent à Cinder pour les systèmes de fichiers partagés ou distribués (DFS). À l'instar de Cinder, Manila est un plan de contrôle de provisionnement conçu pour l'orchestration, la répartition de la capacité, etc.

NetApp développe Manila sous la forme d'un service de système de fichiers partagé qui viendra se greffer sur une version ultérieure d'OpenStack.

Figure 3. NetApp développe Manila sous la forme d'un service de système de fichiers partagé qui viendra se greffer sur une version ultérieure d'OpenStack.

Manila n'est donc pas un système de fichiers partagé en tant que tel ; il s'agit plutôt du plan de contrôle qui permet, par exemple, d'autoriser l'accès à un partage CIFS existant ou de créer une exportation NFS et de la mapper entre les instances de VM X, Y et Z. NetApp collabore avec la communauté OpenStack afin d'intégrer Manila à la version Juno, prévue pour octobre 2014.

Stratégie à adopter

Les entreprises s'intéressent à OpenStack pour un certain nombre de raisons :

  • OpenStack n'est pas propriétaire et donc beaucoup plus libre.
  • OpenStack est compatible avec un très grand nombre d'hyperviseurs.
  • OpenStack est pris en charge par de nombreux fournisseurs de logiciels et de matériel indépendants.
  • La prise en charge inclut non seulement les applications cloud natives, mais également les applications classiques.
  • Les applications AWS existantes peuvent être transférées sur site.
  • La gamme d'outils de développement pour AWS ne cesse de grandir.
  • OpenStack est particulièrement adapté aux entreprises qui adoptent ou souhaitent adopter une infrastructure mieux adaptée au cloud (à la demande).

Si un ou plusieurs des points évoqués ci-dessus s'appliquent à votre entreprise, vous pouvez envisager un déploiement d'OpenStack (si ce n'est pas déjà fait). NetApp collabore avec plus de 35 clients en vue de mettre en place des déploiements OpenStack au sein d'environnements de production. Nous travaillons également sur un nombre équivalent de démonstrations de faisabilité.

Dans tous les cas, il est conseillé de surveiller et de suivre les innovations apportées à chaque version d'OpenStack. Pour vous tenir informé des dernières nouveautés, consultez régulièrement les sites OpenStack.org et netapp.com/openstack. Vous pouvez également passer en phase de démonstration de faisabilité afin d'essayer la technologie et de commencer à développer vos connaissances et vos compétences.

NetApp s'engage à continuer de développer et de soutenir OpenStack, et collabore avec les meilleurs intégrateurs et distributeurs OpenStack. Nous nous engageons également à vous proposer un large éventail d'options clouds en plus d'OpenStack afin que vous puissiez effectuer le meilleur choix possible (logiciels et matériel) par rapport à vos besoins. Pour en savoir plus sur l'ensemble des options clouds de NetApp, cliquez ici.

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Posez vos questions, échangez des idées et partagez vos points de vue directement en ligne via les communautés NetApp.

Auteurs : Rob Esker, Responsable produits senior et Jeff Whitaker, Responsable solutions clouds

L'implication de Rob Esker dans le projet OpenStack remonte à l'origine de la communauté, fondée en 2010. Il a toujours été le fer de lance des efforts de NetApp dans ce domaine. Il participe à l'architecture de déploiement et aux aspects techniques de la communauté (ATC), représente NetApp auprès d'OpenStack Foundation, et intervient régulièrement lors des sommets, des conférences et des groupes d'utilisateurs consacrés à OpenStack. Rob Esker est chargé de la stratégie, de l'intégration et du développement des technologies de la gamme NetApp en rapport avec OpenStack. Il s'occupe également du développement commercial et organisationnel, et de l'alignement des processus pour la mise sur le marché. Ex-marine, il habite aujourd'hui à Austin (Texas), avec sa femme et ses deux filles.

En tant que Responsable solutions clouds, Jeff Whitaker se consacre principalement à la gestion des logiciels clouds et OpenStack. Il travaille chez NetApp depuis plus de cinq ans, et s'est occupé de la gestion de la famille de produits des appareils de stockage virtuel NetApp, dont Data ONTAP Edge, première version en serveur virtuel de Data ONTAP. Au cours des deux dernières années, Jeff Whitaker s'est largement consacré à la stratégie et à la direction des produits clouds, travaillant notamment en collaboration directe avec les clients sur leurs besoins en matière de cloud privé et public. Fort de 20 ans d'expérience dans le secteur, il est également spécialiste du marketing et de la vente de produits de stockage et de mise en réseau pour les fournisseurs de services sur les marchés de l'informatique haute performance.

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Juin 2014

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Sommet OpenStack d'Atlanta

Le sommet OpenStack est une conférence de cinq jours réunissant les développeurs, les utilisateurs et les administrateurs du logiciel cloud OpenStack. Le dernier sommet OpenStack s'est tenu du 12 au 16 mai à Atlanta, (état de Géorgie), aux États-Unis. NetApp y a organisé plusieurs ateliers techniques pour présenter ses solutions, décrire les fonctionnalités de Manila dans les moindres détails, proposer une analyse approfondie des déploiements OpenStack, et bien plus encore.

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