OpenStack

OpenStack

Basisdaten

Erscheinungsjahr 21. Oktober 2010
Aktuelle Version 2024.2 Dalmatian
(2. Oktober 2024)
Aktuelle Vorabversion 2025.1 Epoxy
Betriebssystem GNU/Linux
Programmier­sprache Python
Kategorie Cloud Computing
Lizenz ASLv2
www.openstack.org

OpenStack ist ein Softwareprojekt, das eine freie Architektur für Cloud-Computing zur Verfügung stellt. Initiiert wurde es von Rackspace sowie der NASA und wird von diversen anderen Firmen, unter anderem AT&T, Canonical, Hewlett-Packard Enterprise, Intel, Red Hat, Huawei und IBM unterstützt.[1] Entwickelt wird OpenStack als freie Software in der Programmiersprache Python. OpenStack ist unter der Apache-Lizenz lizenziert.

Komponenten

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OpenStack-Folsom-Architektur
OpenStack Aufbau

OpenStack setzt sich aus einer Vielzahl von Komponenten zusammen, welche sich unter anderem um die Virtualisierung sowie die Bereitstellung von Storage kümmern. Wegen seiner Größe gilt es als äußerst komplex.[2]

Compute (Nova)

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Bei Compute, auch unter dem Namen Nova bekannt, handelt es sich um den Teil des Stacks, der Gruppen von virtuellen Maschinen verwalten kann.

Die virtualisierten Systeme können über beliebig viele sog. Compute-Knoten verteilt werden. Als Hypervisor werden unter anderem KVM und Xen unterstützt, deren Ansteuerung über die libvirt erfolgt. Weitere Hypervisor sind, teilweise mit eingeschränktem Funktionsumfang, nutzbar.[3]

Zur Bereitstellung von Storage für die virtuellen Maschinen kann z. B. iSCSI, SheepDog oder das im gleichen Projekt entwickelte Swift verwendet werden. Der Dienst Glance, der zum Auffinden, Registrieren sowie Empfangen von Images verwendet wird, vereinfacht die Anbindung an den Object Storage.

Die Verwaltung erfolgt über eine REST API, die mit dem CLI von Eucalyptus angesteuert werden kann. Graphische Oberflächen befinden sich in der Entwicklung, derzeit ist bereits eine Extension für MediaWiki[4] sowie das OpenStack Dashboard[5] verfügbar. Für den Betrieb von Nova sind weitere Komponenten notwendig. Diese sind eine Datenbank, z. B. Redis oder MySQL, RabbitMQ und memcached.

Identity (Keystone)

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Das OpenStack Identity-Modul mit dem Namen Keystone wird als Authentifizierungs- und Rechtesystem zwischen den OpenStack-Komponenten verwendet. Keystone gliedert den Zugriff auf Projekte in der Cloud in sogenannte „Mandanten“ (engl. „Tenant“) auf. Ein Mandant ist ein Mieter der Cloud und hat mindestens einen zugeordneten Benutzer. Es ist möglich, mehrere Benutzer pro Mandant mit verschiedenen Rechten anzulegen. Keystone benutzt ein Token-System zur Autorisierung und unterstützt auch die Anbindung an weitere Authentifizierungsmöglichkeiten wie z. B. LDAP. Weiterhin ist es möglich über einen vorgeschalteten Webserver die Authentifizierung auf den Webserver zu abstrahieren und somit z. B. direkt eines der zahlreichen vorhandenen Authentifizierungsmodule des Apache-Webservers zur Autorisierung zu benutzen.

Image Service (Glance)

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Der OpenStack Image Service, auch Glance genannt, ist ein Dienst, der OpenStack-Benutzern Abbilder bzw. Images von virtuellen Maschinen zur Verfügung stellt. Diese Images werden von Nova als Vorlage verwendet, um Instanzen von virtuellen Maschinen zu kompilieren. Als Storage Backend können dabei sowohl lokale Festplatten als auch Object Storage Lösungen wie Swift oder Ceph genutzt werden.

Neben den Images kann Glance auch Metadaten wie das verwendete Betriebssystem oder die Kernelversion speichern. Der Zugriff auf sowohl diese Metadaten als auch die Images selbst erfolgt über eine REST-API. Glance unterstützt eine Reihe von Formaten wie VHD, VMDK und qcow2.[6]

Networking (Neutron)

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Das OpenStack Networking-Modul Neutron stellt den Netzwerkdienst für OpenStack bereit. Mit Neutron lassen sich Netzwerke, Subnetze und IP-Adressen/Floating-IPs verwalten. Eine Floating IP in OpenStack bezeichnet eine offizielle IP, welche als Schnittstelle vom internen zum öffentlichen Netz dient. Neben einem LoadBalancer, dem HA-Proxy und einem HealthMonitor unterstützt Neutron auch Techniken wie VLAN und VPN. Zur Absicherung der Netze nutzt Neutron eine Firewall, die vielseitige Portregeln z. B. auf Sicherheitsgruppenbasis erlaubt. Aus markenrechtlichen Gründen musste das OpenStack-Networking-Modul in „Neutron“ umbenannt werden. Der vorherige Name lautete „Quantum“.

Für die Verwaltung der Sicherungsschicht bietet Neutron die Möglichkeit, mittels Plugins verschiedene bereits vorhandene Netzwerk-Software wie Open vSwitch oder die Bridge-Funktionalität des Linux-Kernels zu verwenden.[7]

Block Storage (Cinder)

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OpenStack Block Storage oder Cinder stellt virtuellen Blockspeicher in Form virtualisierter Speichermedien (Festplatten, CDs etc.) zur Verfügung. Der Blockspeicher kann an virtuelle Maschinen angehängt werden. Über eine API-Schnittstelle lässt sich Cinder mit Swift verbinden, sodass Blockspeichermedien mit dem Objektspeicher kommunizieren können. Mittlerweile werden auch viele andere Storage-Backends ganz oder teilweise unterstützt. Ebenso gibt es die Möglichkeit, mehrere Backends zu definieren und für jedes Backend einen Volume Type anzulegen, sodass beim Erstellen eines neuen Volumes ausgewählt werden kann, auf welchem Storage-Backend das Volume erstellt wird.[8][9]

Object Storage (Swift)

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Swift ist der sogenannte Object Storage, der von Nova genutzt werden kann. Dieser ist für die redundante Datenspeicherung verantwortlich. Swift lässt sich auch als Backend für Cinder oder Glance einsetzen. Objekte werden in sogenannten Containern gespeichert, welcher in erster Linie der Gruppierung von Objekten und dem Speichern von Metadaten dienen und wiederum einzelnen Accounts gehören.[10] Der Zugriff auf Objekte und Container erfolgt über eine REST-API.[10]

Für die Dateiverwaltung kann z. B. Cyberduck[11] verwendet werden.

Dashboard (Horizon)

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Das OpenStack Dashboard mit dem Namen Horizon ist ein Webinterface zur Verwaltung der OpenStack Cloud und stellt die wichtigsten Funktionen der OpenStack-Komponenten in einer einheitlichen GUI bereit. Das Webinterface von Horizon ist templatebasiert und kann durch den Cloudanbieter optisch angepasst sowie durch eigene Funktionen erweitert werden.

Entwicklungsgeschichte

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Releasename Version Datum der Veröffentlichung Releasenotes
Austin 2010.1 21. Oktober 2010 Releasenotes zu Austin
Bexar 2011.1 3. Februar 2011 Releasenotes zu Bexar
Cactus 2011.2 15. April 2011 Releasenotes zu Cactus
Diablo 2011.3 22. September 2011 Releasenotes zu Diablo
Essex 2012.1 5. April 2012 Releasenotes zu Essex
Folsom 2012.2 27. September 2012 Releasenotes zu Folsom
Grizzly 2013.1 4. April 2013 Releasenotes zu Grizzly
Havana 2013.2 17. Oktober 2013 Releasenotes zu Havana
Icehouse 2014.1 17. April 2014 Releasenotes zu Icehouse
Juno 2014.2 16. Oktober 2014 Releasenotes zu Juno
Kilo 2015.1 30. April 2015 Releasenotes zu Kilo
Liberty 2015.2 15. Oktober 2015 Releasenotes zu Liberty
Mitaka 2016.1 7. April 2016 Releasenotes zu Mitaka
Newton 2016.2 6. Oktober 2016 Releasenotes zu Newton
Ocata 2017.1 22. Februar 2017 Releasenotes zu Ocata
Pike 2017.2 30. August 2017 Releasenotes zu Pike
Queens 2018.1 28. Februar 2018 Releasenotes zu Queens
Rocky 2018.2 30. August 2018 Releasenotes zu Rocky
Stein 2019.1 10. April 2019 Releasenotes zu Stein
Train 2019.2 16. Oktober 2019 Releasenotes zu Train
Ussuri 2020.1 13. Mai 2020 Releasenotes zu Ussuri
Victoria 2020.2 14. Oktober 2020 Releasenotes zu Victoria
Wallaby 2021.1 14. April 2021 Releasenotes zu Wallaby
Xena 2021.2 6. Oktober 2021 Releasenotes zu Xena
Yoga 2022.1 30. März 2022 Releasenotes zu Yoga
Zed 2022.2 05. Oktober 2022 Releasenotes zu Zed
Antelope 2023.1 22. März 2023 Releasenotes zu Antelope
Bobcat 2023.2 4. Oktober 2023 Releasenotes zu Bobcat
Caracal 2024.1 3. April 2024 Releasenotes zu Caracal
Dalmatian 2024.2 2. Oktober 2024 Releasenotes zu Dalmatian

[12]

Nutzung

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Anfang März 2012 wurde bekannt, dass die Deutsche Telekom plant, ab Mitte des Jahres einen neuen Marktplatz mit dem Namen[13] Business Marketplace ins Leben zu rufen, dessen Funktionalität auf OpenStack aufbaut.[14] Der Marktplatz wurde mit dem Start weiterer OpenStack-Angebote, der InterCloud (mit Cisco) und der Open Telekom Cloud (mit Huawei), auf cloud.telekom.de überführt.

Ebenso verwendet die Plattform Wikimedia Labs der Wikimedia Foundation OpenStack als Plattform.

Das CERN, die Europäische Organisation für Kernforschung, setzt ebenfalls auf OpenStack als Plattform.[15]

Auch die bwCloud der baden-württembergischen Universitäten und Hochschulen basiert auf OpenStack.[16]

Auch die Schwarz-Gruppe (Lidl und Kaufland) benutzt eine Plattform basierend auf OpenStack für eine öffentliche Cloud-Infrastruktur, die ab Mitte 2021 starten soll.[17]

Der deutsche Cloud-Anbieter PlusServer betreibt mit der pluscloud open ebenfalls eine Cloud-Infrastruktur, die auf OpenStack setzt. Die pluscloud open gibt es seit Dezember 2020.[18] Sie war eine der ersten Clouds, die auf dem Sovereign Cloud Stack, einem Teil von Gaia-X basieren.

Foundation

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Die OpenStack Foundation koordinierte die Entwicklung und Verteilung von OpenStack. Die Mitgliedschaft ist kostenlos und unterliegt keinerlei Beschränkungen, obwohl die Foundation ihre Mitglieder dazu anhält, sich technisch oder gemeinschaftsbildend an OpenStack zu beteiligen. Firmen können sich als Platinum, Gold oder Corporate Sponsor beteiligen.[19]

Technische Entscheidungen trifft das Technical Committee. Dessen 13 Mitglieder werden von den sich technisch an OpenStack Beteiligenden gewählt. Strategische und finanzielle Entscheidungen gehen vom Board of Directors aus, dem je acht Vertreter von Platin- und Gold-Sponsoren angehören, sowie acht aus der Foundation gewählte Mitglieder. Daneben gibt es das User Committee, welches Nutzer-Anliegen gegenüber Technical Committee und Board of Directors vertreten soll.[19]

Im Jahre 2020 benannte sich die Stiftung um in „Open Infrastructure Foundation“ (OIF). Die OIF erweitert ihre Ziele über OpenStack hinaus und treibt die Entwicklung vieler Open-Source-Vorhaben für Cloudtechnologien und Container-Szenarien voran. Neben bisherigen Mitgliedern wie AT&T, Ericsson, Huawei, Red Hat und Tencent gehören neu der Finanztechnologie-Konzern Ant Group, die Intel-Tochter Wind River und der chinesische Netzwerk-Konzern FiberHome zu den Platin-Mitgliedern der OIF. Diese fördert neben OpenStack nun auch Magma, Airship, Kata Containers, OpenInfra Labs, StarlingX und Zuul. Im Jahre 2020 gehörten der OIF rund 100.000 Mitglieder in 187 Staaten an.[20]

Literatur

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  • Tilman Beitter, Thomas Kärgel, André Nähring, Andreas Steil, Sebastian Zielenski: IaaS mit OpenStack: Cloud Computing in der Praxis. dpunkt-Verlag, Heidelberg 2014, ISBN 978-3-86490-038-9.
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Commons: OpenStack – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

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  1. ↑ Companies Supporting The OpenStack Foundation. Abgerufen am 1. Februar 2017.
  2. ↑ Martin Gerhard Loschwitz: Openstack: Viele brauchen es, keiner versteht es - wir erklären es. In: Golem.de. 3. Dezember 2015, abgerufen am 17. Dezember 2015.
  3. ↑ Feature Classification. Abgerufen am 1. Februar 2017.
  4. ↑ wikimedia/mediawiki-extensions-OpenStackManager. In: github.com. GitHub, abgerufen am 22. Mai 2017 (englisch).
  5. ↑ wiki.openstack.org
  6. ↑ Glance Documentation. Abgerufen am 30. Dezember 2016.
  7. ↑ Neutron-Dokumentation. Abgerufen am 3. November 2017.
  8. ↑ Cinder Support Matrix. Abgerufen am 25. Februar 2017.
  9. ↑ Cinder Multi-Backend. Abgerufen am 25. Februar 2017.
  10. ↑ a b Object Storage API Overview. Abgerufen am 24. Dezember 2016.
  11. ↑ cyberduck.ch
  12. ↑ OpenStack Releases. openstack.org, abgerufen am 4. November 2024 (englisch).
  13. ↑ Interview mit den OpenStack-Experten vom Business Marketplace (Memento vom 8. Oktober 2014 im Internet Archive), Business Marketplace Blog, abgerufen am 6. Oktober 2014.
  14. ↑ Business Marketplace: Telekom eröffnet neuen Cloud-Marktplatz, Netzwelt, abgerufen am 5. März 2012.
  15. ↑ Bei 15'000 Hypervisors ist Skalierbarkeit wichtig. In: Netzwoche.ch. Netzmedien AG, 24. September 2013, archiviert vom Original am 26. August 2014; abgerufen am 25. September 2019.
  16. ↑ Projekt bwCloud. Rechenzentrum der Universität Mannheim (RUM), abgerufen am 14. Januar 2018.
  17. ↑ Sebastian Grüner: Public Cloud von Lidl und Kaufland startet 2021. In: Golem.de: IT-News für Profis. Golem.de, 27. November 2020, abgerufen am 27. November 2020.
  18. ↑ Franziska Holzfurtner: Plusserver bringt erste GAIA-X-konforme Cloud auf den Markt. In: ComputerWeekly.com. computerweekly.com, 6. Dezember 2020, abgerufen am 6. Dezember 2020.
  19. ↑ a b OpenStack Foundation. Abgerufen am 25. Februar 2017.
  20. ↑ OpenStack Foundation erhält neuen Namen. Ehemals im Original (nicht mehr online verfügbar); abgerufen am 2. November 2020.@1@2Vorlage:Toter Link/www.it-administrator.de (Seite nicht mehr abrufbar. Suche in Webarchiven)