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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 en la nube de código abierto altamente escalable y flexible que proporciona una infraestructura de computación en la nube sobre la que se pueden crear y gestionar 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. Gracias a sus numerosos componentes interconectados, como Nova, Neutron y Cinder, OpenStack permite una gestión eficaz de los recursos en un entorno de computación en nube, ofreciendo una solución completa y de alto rendimiento para satisfacer sus necesidades.
¿Qué es OpenStack?
Breve introducción a OpenStack
OpenStack es una plataforma de computación en nube de código abierto para crear y gestionar entornos de nube privada, pública o híbrida. Ofrece infraestructura como servicio (IaaS), lo que permite el aprovisionamiento bajo demanda y la gestión de recursos informáticos como máquinas virtuales, almacenamiento y redes.
El principal objetivo de OpenStack es ofrecer una solución de computación en nube flexible, escalable y resistente, que proporcione a las empresas total autonomía en la gestión de sus recursos informáticos. Gracias a su arquitectura modular, OpenStack permite adaptar la plataforma a las necesidades específicas de cada organización, garantizando al mismo tiempo un alto nivel de interoperabilidad entre los distintos componentes.
Origen y desarrollo de OpenStack
OpenStack se creó en 2010 mediante una asociación entre la NASA y Rackspace, una empresa de alojamiento web. Las dos organizaciones decidieron trabajar juntas para desarrollar una solución de computación en nube de código abierto que pudiera competir con las ofertas propietarias que ya existían en el mercado. Su objetivo era crear una plataforma gratuita, escalable y totalmente 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 de la computación en nube. Actualmente cuenta con miles de colaboradores en todo el mundo y con el apoyo de una gran comunidad de usuarios y desarrolladores. A lo largo de los años, muchas empresas y organizaciones han adoptado OpenStack como su solución de computación en nube, contribuyendo a su desarrollo y evolución.
Arquitectura OpenStack
Componentes de OpenStack
OpenStack se compone de una serie de servicios interconectados que permiten crear, gestionar y desplegar recursos informáticos de forma automática. Los principales componentes de OpenStack son los siguientes:
- Nova: el servicio informático que permite crear y gestionar instancias de máquinas virtuales.
- Swift: el servicio de almacenamiento de objetos que ofrece una solución de almacenamiento distribuido de alta disponibilidad.
- Neutron: el servicio de red para crear y gestionar redes virtuales y configurar las conexiones entre las distintas instancias.
- Cinder: el servicio de almacenamiento en bloque para aprovisionar y gestionar volúmenes de almacenamiento para instancias.
- Keystone: el servicio de identidad que gestiona la autenticación, la autorización y la gestión de usuarios y proyectos.
- Glance: el servicio de gestión de imágenes virtuales para almacenar, catalogar y compartir imágenes de instancias.
- Heat: el servicio de orquestación que permite desplegar y gestionar infraestructuras complejas mediante plantillas definidas por el usuario.
- Horizon: la interfaz gráfica de usuario utilizada para ver y gestionar los recursos de OpenStack.
Comunicación entre componentes
Los distintos componentes de OpenStack se comunican entre sí a través de API RESTful (interfaces de programación de aplicaciones). Esto permite a los servicios intercambiar información y realizar acciones utilizando peticiones HTTP estándar. Por ejemplo, cuando se crea una instancia de máquina virtual con Nova, este 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 hacen que OpenStack sea muy flexible y ampliable. Los usuarios pueden añadir o eliminar servicios según sus necesidades, y los desarrolladores pueden crear nuevos servicios o personalizar los existentes mediante las API de OpenStack.
Gestión de recursos con Nova
Presentación del componente Nova
Nova es el componente central de OpenStack que gestiona los recursos informáticos, como las instancias de máquinas virtuales. Se utiliza para crear, desplegar, programar y supervisar instancias en los distintos nodos de computación.
Con Nova, puede aprovisionar instancias bajo demanda, especificando su tamaño, sistema operativo y requisitos de recursos. A continuación, Nova se encarga de iniciar 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 informáticos se gestionan desde un pool de recursos. Cuando creas una instancia, Nova asigna dinámicamente los recursos necesarios de este pool, según las especificaciones que hayas proporcionado. Esto garantiza un uso eficiente de los recursos, evitando el despilfarro y optimizando el rendimiento.
También se pueden definir cuotas para limitar el consumo de recursos por proyecto o por usuario. Estas cuotas pueden ajustarse en función de las necesidades de cada usuario o proyecto, para optimizar el uso de los recursos disponibles.
Planificación y gestión del equilibrio de la carga
Nova también integra funcionalidades avanzadas de planificación y equilibrio de carga. Es capaz de tener en cuenta diversos criterios, como la disponibilidad de recursos, la carga del sistema y las políticas de seguridad, para determinar en qué nodo informático debe desplegarse una instancia.
Además, Nova permite poner en marcha mecanismos dinámicos de equilibrio de carga, redistribuyendo automáticamente las instancias entre los distintos nodos de computación en función de la carga del sistema. Esto garantiza un uso equilibrado de los recursos, evitando cuellos de botella y asegurando una alta disponibilidad de los servicios.
Almacenamiento con Swift
Introducción al servicio de almacenamiento Swift
Swift es el servicio de almacenamiento de objetos de OpenStack. Puede almacenar grandes cantidades de datos no estructurados, como imágenes, archivos, vídeos y documentos. Swift ofrece una solución de almacenamiento distribuido, altamente disponible y redundante, que garantiza la resiliencia y la seguridad de los datos.
Le principe de Swift repose sur la répartition des données sur plusieurs nœuds de stockage, appelés « rings ». Chaque ring est responsable d’une partie du stockage et contient plusieurs disques physiques. Les données sont répliquées sur différents nœuds pour assurer leur disponibilité en cas de défaillance matérielle ou de panne.
Funcionamiento del sistema de almacenamiento distribuido
Cuando se almacena un objeto en Swift, se fragmenta en varias partes y se distribuye por los distintos nodos de almacenamiento del anillo. Cada parte del objeto se replica en varios nodos, lo que garantiza la disponibilidad y resistencia de los datos.
Cuando se desea acceder a un objeto almacenado en Swift, éste se reconstituye a partir de las distintas partes presentes en los nodos de almacenamiento. La transparencia de esta operación garantiza que se pueda acceder a los datos con rapidez y facilidad, aunque fallen uno o varios nodos.
Swift también ofrece funciones avanzadas como compresión de datos, gestión de metadatos e indexación y búsqueda de contenidos. Todo ello la convierte en una solución de almacenamiento potente y versátil, adecuada para una gran variedad de casos de uso.
Red con Neutron
Principios básicos de neutrones
Neutron es el servicio de red de OpenStack. Permite crear y gestionar redes virtuales, subredes, puertas de enlace y políticas de seguridad. Neutron ofrece una flexibilidad total en la configuración de redes, lo que permite definir topologías complejas y aplicar políticas de seguridad avanzadas.
Con Neutron, puede 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 una red, puede adjuntarle subredes, puertas de enlace e instancias de máquinas virtuales.
Neutron también ofrece la posibilidad de conectar redes virtuales creadas en OpenStack con redes físicas externas, utilizando mecanismos de virtualización o pasarelas de hardware. Esto permite ampliar 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 BGP (Border Gateway Protocol) u OSPF (Open Shortest Path First), para optimizar las rutas de red y garantizar un alto nivel de rendimiento.
En lo que respecta a la 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, y grupos de seguridad para aplicar políticas de seguridad coherentes en varias instancias.
Orquestación con Heat
Presentación del servicio de orquestación Heat
Heat es el servicio de orquestación de OpenStack. Permite modelar y desplegar infraestructuras complejas utilizando plantillas definidas por el usuario. Con Heat, puede crear y gestionar pilas de recursos automáticamente, 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.
Modelización y despliegue de infraestructuras
Con Heat, puede modelar su infraestructura describiendo los recursos que necesita, sus propiedades y sus relaciones. Puede definir recursos para instancias de máquinas virtuales, volúmenes de almacenamiento, redes, claves SSH, grupos de seguridad, etc.
Una vez modelada su infraestructura, puede desplegar la pila utilizando la plantilla Heat. Heat se encarga entonces 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 el tratamiento de errores, la gestión de eventos y el seguimiento de los cambios realizados en las pilas. Esto permite automatizar eficazmente la gestión y el mantenimiento de la infraestructura, garantizando al mismo tiempo la coherencia y la fiabilidad de las implantaciones.
Identidad y seguridad con Keystone
Roles y autorizaciones en OpenStack
Keystone es el servicio de identidad de OpenStack. Se utiliza para gestionar la 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 están asociados a proyectos, que son espacios de trabajo aislados en los que pueden crear y gestionar recursos. Los roles se utilizan para definir los permisos y privilegios de los usuarios dentro de un proyecto determinado. Por ejemplo, puede asignar el rol de administrador a un usuario, dándole plenos derechos sobre el proyecto.
Gestión de usuarios y proyectos
Con Keystone, puede crear, modificar y eliminar usuarios y proyectos, asignando funciones y permisos. También puede configurar políticas de seguridad para controlar el acceso a los recursos, especificando 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 los entornos existentes.
Cuadro de mandos con Horizon
Interfaz gráfica de usuario de OpenStack
Horizon es la interfaz gráfica de usuario de OpenStack. Se trata de un panel de control basado en web que permite ver y gestionar los recursos de OpenStack de forma intuitiva y fácil de usar. Horizon ofrece una experiencia de usuario simplificada, que permite a usuarios de todos los niveles interactuar con OpenStack.
Con Horizon, puede acceder a las diversas funciones de OpenStack, como la creación y gestión de instancias, redes, volúmenes de almacenamiento, imágenes virtuales, etc. También puede supervisar el rendimiento de las instancias, gestionar las políticas de seguridad, configurar reglas de enrutamiento, etc.
Principales características y usos
Horizon ofrece muchas funciones que simplifican la gestión y administración de OpenStack. Puede crear paneles personalizados para organizar y mostrar la información más relevante para usted. También puede configurar alarmas y notificaciones para mantenerse informado de los 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 costes. También puede realizar acciones automáticas mediante secuencias de comandos y flujos de trabajo personalizados, para automatizar las tareas repetitivas y aumentar 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 instancia, que sirven como plantillas para crear nuevas instancias. Con Glance, puede crear, importar, actualizar y eliminar imágenes virtuales, garantizando 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. Pueden utilizarse para crear nuevas instancias de forma rápida y eficaz.
Uso de imágenes en OpenStack
En Glance, puede almacenar imágenes de diferentes 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 importada o creada una imagen en Glance, puede utilizarla para crear una instancia en Nova. Al crear la instancia, sólo tiene que especificar la imagen que desea utilizar como plantilla. A continuación, Nova se encarga de iniciar la instancia utilizando esta imagen y de configurar el sistema operativo y las aplicaciones asociadas.
Glance también ofrece funciones avanzadas como compresión de imágenes, uso compartido de imágenes entre usuarios o proyectos, gestión de metadatos y búsqueda de imágenes mediante filtros. Todo ello facilita la gestión y el uso de imágenes en OpenStack.
Sistema de colas con Zaqar
Cola y distribución de mensajes
Zaqar es el servicio de colas de OpenStack. Proporciona una solución de mensajería asíncrona para poner en cola y distribuir mensajes entre diferentes servicios OpenStack. Con Zaqar, puede comunicarse de forma fiable y eficiente entre diferentes instancias, incluso en entornos distribuidos o a gran escala.
Cuando se pone en cola un mensaje con Zaqar, se almacena temporalmente en una cola antes de ser procesado. A continuación, los mensajes se distribuyen a los servicios o instancias que los esperan, mediante mecanismos de publicación/suscripción o enrutamiento.
Integración con otros servicios OpenStack
Zaqar está estrechamente integrado con los demás servicios de OpenStack, lo que facilita su comunicación y gestión. coordinación entre diferentes instancias y servicios. Por ejemplo, puede utilizar Zaqar para enviar mensajes de notificación entre distintas instancias, coordinar tareas entre distintas instancias o sincronizar el estado entre distintas instancias.
Zaqar también ofrece funciones avanzadas como persistencia de mensajes, gestión de prioridades, duplicación de mensajes y replicación de colas. Todo ello lo convierte en una solución de mensajería fiable y eficaz, adecuada para una amplia gama de casos de uso.