云計算

全方位掌握OpenStack技術知識

     大家好,我是小棗君。最近幾年,OpenStack這個詞開始頻繁出現,引起了越來越多人的關注。

     對于大部分人來說,這是一個很陌生的詞,不知道它到底是什么,從哪里來,有什么用,和自己的工作有什么關系。

     有人可能知道,它和現在非常火的云計算有很大的關系。伴隨它一起出現的,還有很多新詞,例如NFV、Nova、Neutron、Horizon等,更加讓人云里霧里。

    為了消除大家的疑惑,今天小棗君就來一個“大揭秘”——通過這篇通俗易懂的科普文,幫助大家輕松入門OpenStack

OpenStack的起源

這玩意到底是從哪冒出來的?

      我們先來說說OpenStack的起源吧。

      2002年,美國著名的電商公司亞馬遜(Amazon)干了一件“不務正業”的事。他們向客戶推出了一項全新的業務——包括存儲空間、計算能力等資源服務的Web Service。這就是大名鼎鼎的AWS(Amazon Web Service)

      說白了,這個Web Service服務,就是為大家提供“遠程電腦”。你可以遠程控制它,有硬盤,有CPU,有內存啥的。你在上面配置你的各種服務,然后給你的用戶使用,例如網站、FTP等。這個就是云計算的一種早期形式。

      后來,到了2006年,亞馬遜又推出了彈性計算云(Elastic Compute Cloud),也稱 EC2 。EC2配置界面更簡單,使用起來更方便,關鍵一點,它開始有了“彈性”!

什么是“彈性”?別急哈,等會我們再解釋。

同樣是2006年,8月9日,Google首席執行官埃里克·施密特在搜索引擎大會上首次提出“云計算”(Cloud Computing)的概念。從此,云計算進入了高速發展階段。

云計算

到了2010年,當時有一家名叫Rackspace的公司,他們一直在做和亞馬遜一樣的云主機和云儲存服務,但是始終都干不過亞馬遜,排名第二。他們一氣之下,干脆就把它們的云儲存服務給開源了。

啥叫開源(Open Source)?開源就是開放源代碼,把程序的代碼公開了,給所有人免費查看和使用。和他們一起開放源代碼的,還有一個家伙,就是——NASA

好吧,又是一個“不務正業”的家伙。

NASA之前在云計算方面投入了大量的資金,但是后來發現這玩意好像是個無底洞,太燒錢了。而且,他們也似乎意識到這不是他們該干的事。所以,NASA和Rackspace一起,選擇開放源代碼。

其實還有一個原因:以前NASA是使用Eucalyptus云計算管理平臺,不過這個平臺分成兩個版本,一個開源的版本,一個收費的版本。這就導致NASA很不爽,向Eucalyptus貢獻代碼,結果Eucalyptus認為這個代碼和收費版本沖突,不接受。NASA給氣得不行,所以選擇了將代碼開源。

Rackspace和NASA并不是簡單地代碼一丟完事,而是聯手共同成立了一個開源項目。這個項目,就是OpenStack

OpenStack的版本

開源后的OpenStack,到底經歷了什么?

開源項目的玩法,和企業內部研發是完全不一樣的。開源項目中,地球上所有人都可以為這個項目貢獻自己的力量,也可以使用這個項目的開發成果。也就是說,“人人為我,我為人人”

開源(Open Source)

但是,為了保證項目能規范、有序地推進下去,還是需要有人“牽頭”和“打雜”的。OpenStack作為一個開源項目,它是由開源社區來負責推進和維護的。這個社區也并不是一盤散沙,它有自己的組織形態。

首先,有一個OpenStack基金會,下面設立了董事會、技術委員會、用戶委員會。基金會享有話語權,進行目標和發展的引導。

基金會成員有三種形式。首先是獨立個體,也就是以個人名義為OpenStack做出貢獻。

其次是鉑金會員。主要由對OpenStack作出重要承諾的公司組成,他們提供資金與資源。目前,OpenStack基金會主要有 7 家鉑金會員。

      最后是金牌會員。同樣由公司組成,他們贊助的資金與資源比鉑金會員稍微少一些。目前,OpenStack基金會擁有 21 位金牌會員。

      從2010年項目誕生之日起,OpenStack開源社區每年都會開兩次設計峰會(Design Summit),發布兩個正式版本。迄今為止,一共已經出了17個版本。

OpenStack設計峰會

這里我要開啟“吐槽”模式了。開源社區這幫搞技術的宅男腐女,不管年齡大小,內心仍然是一群孩子。他們平時在公司上班比較“木雞”,在社區這種自由環境里是一個比一個“皮”。

從哪可以看出來?就在“取名”上——他們竟然給每個版本都單獨取了一個名字(而非商業軟件一樣按數字序號命名)。每個版本的名字如下:

不知道大家看出來沒有,這些名字都是有“玄機”的!首先,版本號的第一個字母,從A開始,然后B、C、D… 其次,每個名字都是從當次設計峰會所在城市中選一個地名,作為該版本的名字。

例如,第一個版本Austin,就是根據Rackspace公司所在地(也是第一次峰會所在地)——美國德克薩斯州的首府“奧斯丁”確定的。還有第9個版本,當時峰會是在香港舉辦的,用的“雪廠街”這個名字。

這么做的直接后果就是,記憶和分辨起來真的很困難,容易看暈。

OpenStack的架構

它由哪些部分組成?是如何進行工作的?

接下來,我們看看OpenStack的架構。前面說了,OpenStack從一開始,就是為了云計算服務的。簡單來說,它就是一個操作系統,一套軟件,一套IaaS軟件。

什么是IaaS?Infrastructure as a Service,基礎設施即服務(了解更多,看這里:“云計算”)。

云計算的三種服務模式:IaaS、PaaS、SaaS

管理“基礎設施資源”,便于用戶調用和使用,是OpenStack的首要任務。基礎設施資源,主要包括三個方面:計算、存儲、網絡。說通俗點,就是CPU,硬盤,網卡。

OpenStack對資源進行管理,并且以服務的形式提供給上層應用或者用戶去使用。

例如前面我們所說的“彈性”。正是因為資源能夠被靈活調用,所以用戶使用資源時,這個云平臺可以根據用戶的需要,動態增加和刪減資源,不用中斷用戶的使用,更無需全新申請。這就是“彈性”。

那么,它到底是如何實現的呢?答案是——通過它的眾多組件。

前方高能預警……

學習OpenStack,最痛苦的事情,莫過于看它的架構。不信?好,扔個圖給你看:

OpenStack系統架構邏輯關系圖

嚇尿了吧。這還不算是最復雜的,再扔一個給你。

好了好了,不扔了,人都跑光了。OpenStack擁有眾多的組件,通過組件之間協同進行工作,所以看上去架構非常復雜。我還是用一個簡單的圖吧,看得更明白些,如下:

這個圖里面的彩色方塊,就是OpenStack最核心的組件。說到這些組件的名字,我實在忍不住又要吐槽這幫程序猿了,簡直就是“取名狂魔”!他們不僅給每個項目版本單獨取名字,連openstack內部的組件也難逃他們的魔爪。

OpenStack關鍵組件及作用

這些組件里,我挑幾個再介紹一下(看不懂也沒關系,可以跳過):

  • Nova

Nova是整個Openstack里面最核心的組件。當初Rackspace和NASA貢獻代碼時,NASA貢獻的那部分就是Nova最早的代碼(Rackspace貢獻的代碼是Swift)。OpenStack云實例生命期所需的各種動作都將由Nova進行處理和支撐,它負責管理整個云的計算資源、網絡、授權及測度。

  • Keystone

Keystone為所有的OpenStack組件提供認證和訪問策略服務,主要對(但不限于)Swift、Glance、Nova等進行認證與授權。

  • Horizon

Horizon是一個用以管理、控制OpenStack服務的Web控制面板。用戶可以通過這個界面對OpenStack狀態進行查看和管理。

用Horizon管理OpenStack

也就是說,OpenStack的組件都有自己的功能定位。其實,每個組件都可以算是獨立的一個程序(Software)。 

Open為開放之意,Stack則是堆砌

也就是許多Open的Softwares進行集合和堆砌。

關于技術細節,就先說這么多吧,再說下去估計人都跑光啦。

OpenStack的發展

現在的它,是一個什么規模和狀態?

經過八年的努力,如今的OpenStack已經今非昔比。很多企業和個人紛紛加入Openstack開源社區,使之成為了目前僅次于LINUX的全球第二大開源社區。

按官網最新數據,現在有180多個國家,677家企業,87426名社區會員通過各種方式支撐著這個項目。項目的代碼也已經超過了2000萬行。

全球一半以上的500強企業,都采用了OpenStack技術。而且,根據調查,有75%以上的企業打算今后使用這項技術。

OpenStack在各行業的應用情況占比(2017年)

小棗君作為一枚通信汪,這里要特別強調一下,雖然OpenStack是云計算技術,主要是IT的概念,但對于通信行業來說極為重要。

通信網絡中的核心網,已經全面開始了向虛擬化和云計算的演進。小棗君之前就介紹過,現在通信行業里火熱的NFV技術,就是基于虛擬化的,采用了IT里面的很多理念和設計。而核心網的IT化,將是整個通信系統IT化的第一步

華為的FusionSphere平臺和中興的TECS平臺,都是基于OpenStack進行二次開發的商業系統。這些平臺都已經被自家的核心網和云計算產品采用,目前處于替代傳統平臺的階段。

OpenStack之所以這么受歡迎,主要原因有三個方面:

  • 首先是快速。OpenStack安裝部署所需要的時間很少,而時間就是價值。 
  • 其次是靈活。OpenStack獲得了各大領導廠商的廣泛支持,兼容性和適用性極強,使用起來非常方便可靠。
  • 最后是便宜。作為開源項目,OpenStack的使用成本相對低廉,還能獲得源源不斷的更新,因為開源社區在為項目貢獻活力。

總而言之,Openstack擁有非常大的發展潛力,目前處于高速發展的上升期。在未來很長一段時間內,這種趨勢都不會改變。

OpenStack的學習

到底該如何對它進行學習呢?

經過上面的介紹,想必大家熱血沸騰,躍躍欲試了吧?OpenStack這么牛掰,到底該如何學習它呢?它看上去那么復雜,會不會很難學會呢?

其實,雖然前面看到的架構很復雜,但是真心要學習OpenStack的話,并沒有想象得那么困難。

因為OpenStack是開源的項目,所以互聯網上相關的學習資料非常豐富。無論是官方文檔,還是非官方資料,都數不勝數。所以,問題不在于資料缺乏,而是資料太多你看不完…

官方網站強大的資料庫和技術支撐

https://www.openstack.org/

網上也有很多手把手進行教學的文檔和視頻,可以方便新人學習時進行參考。推薦幾個大咖,大家可以百度找他們的博客來看: 陳沙克、何明桂、孔令賢,Cloudman。有了官方資料,加上大咖的博客,你只需要一臺電腦,你就可以開始OpenStack的學習——直接下載,直接安裝,直接配置,直接使用,沒有任何門檻要求。如果遇到問題,先別急著找人問,先自己嘗試找資料解決,一定會學得嗖嗖快。

不過,OpenStack入門雖然很容易,但是精通就很難了。需要長時間不斷地鉆研和積累,還需要進行大量的實踐部署,才有可能成為專家。

到底哪些人需要學習OpenStack呢?小棗君覺得,有三種人最應該立刻開始對它的學習。

1、IT行業從業者

這就不用多說了,未來網絡就是云計算,大數據的天下,只要是從事IT方面的工作,肯定會和云打交道,OpenStack作為云計算技術的代表,是一個合適的切入點。

2、通信、電子、計算機專業的大學生

云計算技術在目前大部分高校都沒有合適的教學規劃,所以,在校大學生應該注意提前進行此類趨勢技術的學習,既有利于就業,又能緊跟時代節奏,選擇將來進修的合適方向。

3、通信行業從業者

啥都別說了,通信人趕緊滾去學習吧。好啦,關于OpenStack的介紹,就到這里,謝謝大家的觀看!

我還沒有學會寫個人說明!

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