OpenStack-全球部署最广泛的开源云软件

OpenStack

• • OpenInfra 基金会成员
  • OpenStack组件架构

OpenStack于2010年由 NASA（美国国家航空航天局） 和 Rackspace（云托管公司） 联合创建，其初衷是为了满足现代企业对云计算基础设施的需求，推动开源生态的快速发展。

• NASA的Nova项目：

Nova 是一个开源的虚拟机管理工具，最早由NASA开发。目的是支持NASA的科研计算需求，尤其是在高性能计算和分布式计算领域。Nova后来成为OpenStack的计算服务核心模块（Compute Service）。

• Rackspace的Cloud Files项目：

Rackspace开发了 Cloud Files，一个对象存储服务，用于大规模存储和管理非结构化数据。
Cloud Files技术后来演变为OpenStack的 Swift模块，负责对象存储功能。

在2009-2010年期间，云计算正处于快速发展阶段，但主导市场的多为闭源技术（如亚马逊AWS和VMware）。企业在构建私有云和混合云时，缺乏一个可以灵活定制和扩展的开源框架。

• NASA的挑战：
  需要一个高度可扩展的开源解决方案，以满足复杂的科研计算需求，同时避免供应商锁定。
• Rackspace的需求：
  希望通过开源推动云技术的普及，并建立一个开放的开发者社区，增强竞争力。于是，两家公司联手，将Nova和Swift作为初始模块，在2010年推出了OpenStack项目。

发展历程

2010年初发布：

NASA贡献了Nova，Rackspace贡献了Swift。
成立了开源社区，吸引了多家技术公司加入。

迅速扩展：

随后几年，OpenStack的功能模块逐步增加（如Glance镜像服务、Keystone身份认证服务等）。
成为云计算领域的重要开源项目，被广泛用于构建私有云和公共云。
开源社区的推动：

成立了 OpenStack基金会，以促进其持续发展和社区治理。
吸引了来自Red Hat、IBM、Dell、HP等全球领先企业的支持。

OpenStack的发布填补了云计算市场中开源基础设施的空白，成为企业构建云平台的重要选项。如今，它被广泛用于电信、科研、金融、制造等行业，是开源云计算领域的代表性项目之一。

官网对OpenStack的定义：

OpenStack是一个云操作系统，它控制着整个数据中心的大型计算、存储和网络资源池，所有这些资源都通过具有通用身份验证机制的API进行管理和配置。还提供了一个仪表板，让管理员可以控制，同时授权用户通过web界面配置资源。除了标准的基础设施即服务功能外，其他组件还提供编排、故障管理和服务管理等服务，以确保用户应用程序的高可用性。

OpenStack 还是支持虚拟机、容器和裸机工作负载的开源云计算标准。

OpenInfra 基金会成员

• 九州云是OpenStack基金会金牌会员，全球OpenStack代码贡献排名Top10，在Horizo​​n、Murano、Tacker、Kolla、Senlin、Sahara、Trove、Tempest等项目中排名全球Top10。
• 新华三技术有限公司（H3C）作为全球领先的New IT解决方案提供商，致力于New IT解决方案与产品的研发、生产、咨询、销售和服务。H3C CloudOS是国内政务云第一品牌，H3C通过在各大社区、论坛分享案例，积极推动OpenStack在国内的落地与发展。
• 华为是 OpenStack 基金会的白金会员。华为为客户提供真正的运营商级 OpenStack 发行版，支持成功的 NFV 部署。华为积极推广和营销 OpenStack，将其作为华为 FusionSphere 的核心。FusionSphere OpenStack融合了开源OpenStack和华为对电信行业的深刻理解，为企业和运营商客户打造了开放、敏捷、可靠的云操作系统，可以帮助客户轻松部署私有云、公有云和混合云。
• City Network 是一家基于 OpenStack 的全球领先云服务供应商，该公司宣布为其 City Cloud 基础设施服务推出全新升级版云管理系统，云管理系统采用最新技术构建，具有响应速度快、易于使用等特点。通过统一访问 City Cloud 中所有可用功能，现在比以往任何时候都更容易管理跨 City Cloud 位置的资源以实现数据驻留，无论是运行容器
• 中国移动是国内首家使用OpenStack搭建公有云的企业，并计划在全国不同省份建设3个OpenStack集群，并与华为、AWCloud、工信部等合作，推动OpenStack在中国的标准化进程。中国移动是全球最大的移动通信运营商，作为中国内地领先的电信服务提供商，集团拥有全球最大的移动网络和全球最大的移动客户群，用户总数超过8.35亿。
• 中国电信不仅基于OpenStack构建自己的公有云、私有云，还将OpenStack推广到政务云和其他企业私有云。作为电信运营商，中国电信将专注于SDN、NFV、容器和大数据技术贡献，并将这些实践和案例分享给所有社区成员。中国电信成立于2000年5月17日，是中国三大电信运营商之一，2016年位列《财富》世界500强第132位，连续多年入选“最受赞赏的亚洲公司”和“亚洲最佳公司”。中国电信提供包括移动业务、宽带互联网接入、云业务、信息服务应用和固定电话业务在内的综合信息服务解决方案。
• 德国电信的多名工程师和架构师为 OpenStack 的网络、测试、存储、库和基础设施项目做出了贡献。该公司是 OpenStack 基金会的金牌会员，也是基金会活动的常任赞助商和支持者。德国电信是全球领先的综合电信公司之一，拥有约1.78亿移动客户、2800万条固网线路、2000万条宽带线路。
• 作为 OpenStack 基金会的白金会员，红帽自 2011 年以来一直是 OpenStack 项目的主要贡献者。凭借在开源项目开发方面近 20 年的领导地位和经验，红帽为广泛的 OpenStack 及辅助项目和服务做出了广泛贡献。Red Hat 是全球领先的开源软件解决方案提供商，采用社区驱动的方式提供可靠且高性能的云、Linux、中间件、存储和虚拟化技术。

OpenStack组件架构

OpenStack 是一个分布式的开源云计算平台架构，它的核心目标是管理大规模的计算、存储和网络资源。架构是以服务为基础，每个组件提供特定功能，并通过 API 进行交互

官网的架构图如下所示：

每个组件都对应实现不同的功能

1. 核心服务是 OpenStack 的基础部分，用于提供虚拟化、存储、网络和认证等基本功能。

   • 计算服务（Nova）
     功能：管理虚拟机生命周期，包括创建、调度和销毁。
     支持：多种虚拟化技术（KVM、VMware、Hyper-V）和裸金属（通过 Ironic）。
     特点：扩展性强，支持弹性扩展。
   • 网络服务（Neutron）
     功能：提供网络即服务，支持虚拟网络配置。
     特性：包括 VLAN、VXLAN 等网络分段，提供负载均衡（LBaaS）、防火墙（FWaaS）、VPN 和 QoS。
     支持：集成第三方 SDN（如 OpenDaylight、OVS）。
   • 对象存储服务（Swift）
     功能：用于存储和检索非结构化数据（如文件、备份）。
     特点：去中心化设计，支持高可用性和数据冗余。
   • 块存储服务（Cinder）
     功能：提供持久化块存储，类似于虚拟机硬盘。
     特性：支持快照和备份，支持多种存储后端（如 Ceph、NetApp、EMC）。
   • 镜像服务（Glance）
     功能：存储和管理虚拟机镜像。
     特点：支持多种镜像格式（如 QCOW2、RAW），可与 Swift 集成。
   • 身份认证服务（Keystone）
     功能：统一的身份管理，提供认证、授权和服务目录。
     特点：支持多种认证机制（如令牌、LDAP、Kerberos）。
   • 仪表盘服务（Horizon）
     功能：提供基于 Web 的用户界面，简化资源管理。
     特点：易用性强，支持大部分核心和扩展功能。

2. 存储与数据服务
   为存储和数据管理提供扩展能力。

   • 文件共享服务（Manila）
     功能：提供共享文件系统（如 NFS、CIFS）。
     特性：支持多租户和存储后端。
   • 数据处理服务（Sahara）
     功能：部署和管理大数据处理集群（如 Hadoop、Spark）。
     特点：简化大数据分析任务的配置和运行。
   • 数据库服务（Trove）
     功能：提供数据库即服务（DBaaS）。
     支持：多种数据库引擎（如 MySQL、PostgreSQL、MongoDB）。

3. 网络与安全
   为网络管理和数据安全提供扩展。

   • 负载均衡服务（Octavia）
     功能：提供负载均衡服务。
     特性：支持高可用性和自动扩展。
   • DNS 服务（Designate）
     功能：提供域名解析和管理。
     特点：与 Neutron 集成，支持动态 DNS 更新。
   • 密钥管理服务（Barbican）
     功能：安全存储和管理加密密钥和证书。
     特点：提高数据加密和传输安全性。
   • 消息队列服务（Zaqar）
     功能：提供分布式消息队列。
     用途：支持跨组件的消息传递和通知。

4. 编排与自动化
   提供资源编排和自动化管理。

   • 编排服务（Heat）
     功能：通过模板实现资源编排，支持基础设施即代码（IaC）。
     特性：管理复杂部署，如多层应用和自动扩展。
   • 工作流服务（Mistral）
     功能：提供工作流引擎，支持任务自动化。
   • 裸金属服务（Ironic）
     功能：管理裸金属服务器资源。
     特点：适合高性能计算（HPC）和边缘计算。

5. 容器支持
   提供容器化应用和编排能力。

   • 容器编排服务（Magnum）
     功能：支持 Kubernetes 和 Docker Swarm 集群部署。
     特点：整合 OpenStack 的计算、存储和网络资源。
   • 容器管理服务（Zun）
     功能：提供轻量级容器管理。
     特点：专注于运行时容器操作。
   • Kuryr
     功能：将 OpenStack 网络（Neutron）扩展到容器生态。
     特点：提供容器级别网络管理。

6. 监控与运维
   支持云平台的性能监控和运维管理。

   • 遥测服务（Ceilometer）
     功能：收集云资源的使用情况。
     用途：支持计费和性能监控。
   • 告警服务（Aodh）
     功能：提供基于策略的告警功能。
   • 性能监控服务（Monasca）
     功能：实时监控和日志分析。
     特点：支持大规模部署场景。
   • 时间序列数据库（Gnocchi）
     功能：存储和处理性能数据，优化时间序列分析。
     计费服务（CloudKitty）
     功能：为资源使用生成费用报告。

7. 边缘计算与高可用性
   提供分布式计算支持和高可用性。

   • Masakari
     功能：支持高可用性管理。
     特点：实现虚拟机故障恢复和自动迁移。
   • 边缘计算支持（StarlingX）
     功能：为边缘计算场景提供优化支持。