Chmura pod kontrolą

Na rynku znajdziemy komercyjne oprogramowanie do tworzenia chmur publicznych i prywatnych dostarczane przez Microsoft, VMware, Citrix a także platformy rozwijane w ramach projektów open source takie jak: OpenStack, Apache CloudStack, OpenNebula czy Eucalyptus. Do porównania wybraliśmy dwa z nich: otwarty OpenStack oraz system Microsoft Windows Server 2012 służący do tworzenia publicznych i prywatnych chmur obliczeniowych.

OpenStack jest oprogramowaniem open source do budowy prywatnych i publicznych chmur obliczeniowych w modelu Infrastructure as a Service (IaaS). OpenStack jest kompletnym systemem operacyjnym dla chmur, którego zadaniem jest kontrolowanie i integracja rozproszonych zasobów mocy obliczeniowych (compute), pamięci masowych (storage) oraz infrastruktury sieci (networking) w ramach centrum danych.

W ramach projektu OpenStack rozwijany jest webowy panel zarządzania (dashboard), który umożliwia uruchamianie nowych instancji serwerów w chmurze, alokację zasobów dyskowych, konfigurowanie sieci oraz zarządzanie dostępem do usług.

Mimo, że wszystko to brzmi bardzo skomplikowanie, w rzeczywistości takim nie jest. OpenStack pozwala wykorzystać standardowe serwery do zaprojektowania prywatnej chmury obliczeniowej w pełnym tego słowa znaczeniu. Oprogramowanie to łączy pojedyncze, rozproszone zasoby mocy obliczeniowych, przestrzeni dyskowej i sieci we wspólną pulę zasobów, które następnie w ramach maszyn wirtualnych są udostępniane poszczególnym jednostkom biznesowym.

Na bazie OpenStack dostarczane są rozwiązania SUSE Cloud oraz Red Hat Enterprise Linux OpenStack Platform, które umożliwiają uproszczone wdrażanie i zarządzanie prywatnymi chmurami w modelu IaaS. Jednocześnie OpenStack, jako otwarte oprogramowanie złożone z kilku zintegrowanych komponentów, może być wdrażane i konfigurowane w oparciu o dowolną dystrybucję Linuksa m.in. Debian, Ubuntu, CentOS i Fedora.

W ramach platformy OpenStack rozwijanych jest kilka kluczowych komponentów (projektów), z których każdy jest instalowany oddzielnie. Jednocześnie, komponenty te są ściśle zintegrowane ze sobą, pozwalając tworzyć chmury obliczeniowe doskonale dopasowane do wymagań danej firmy.

Komponent OpenStack Compute (nazwa kodowa Nova) odpowiada za zarządzanie zwirtualizowanymi zasobami chmury, w tym uruchamianie maszyn wirtualnych. Nova zapewnia wsparcie dla różnego typu hiperwizorów. Większość instalacji OpenStack wykonywanych jest w oparciu o wirtualizację Xen lub KVM, choć oprogramowanie zapewnia również obsługę hiperwizorów QEMU, LXC, VMware ESXi, Microsoft Hyper-V oraz IBM PowerVM.

W ramach projektu OpenStack Storage rozwijane są dwa komponenty umożliwiające wirtualizację pamięci masowych danych na poziomie obiektowym (Swift) oraz blokowym (Cinder). Obiektowa pamięć masowa umożliwia efektywne przechowywanie danych w formie obiektów. Ten typ pamięci doskonale nadaje się do składowania statycznych plików takich jak zdjęcia, materiały wideo, dokumenty, kopie zapasowe i archiwa czy obrazy maszyn wirtualnych. Obiekty i pliki są zapisywane na wielu nośnikach pamięci rozproszonych na wielu serwerach w centrum danych. Blokowa pamięć masowa umożliwia dostęp do nośników pamięci na poziomie blokowym, w taki sam sposób jak serwery uzyskują dostęp do dysków podłączonych lokalnie. Pamięć blokowa używana jest w rozwiązaniach, które wymagają od nośników pamięci wysokiej wydajności i dostępności np. bazy danych oraz aplikacji i serwerów, które wymagają dostępu do pamięci na poziomie blokowym (systemu plików).

SUSE Cloud to otwarta platforma chmury obliczeniowej, zaprojektowana na bazie oprogramowania OpenStack, która umożliwia szybkie wdrożenie chmury prywatnej w modelu IaaS. Rozwiązanie to dostarcza komplet narzędzi niezbędnych do efektywnego zarządzania oraz monitorowania środowiska chmurowego w organizacji.

Zestaw gotowych skryptów (projekt Crowbar) automatyzuje proces instalacji i konfiguracji chmury. SUSE Cloud dostarcza narzędzi do scentralizowanego śledzenia zasobów, zarządzania maszynami wirtualnymi oraz automatyzacji zadań związanych z wdrażaniem usług w chmurze. Ma wbudowane rozszerzone mechanizmy uwierzytelniania i autoryzacji użytkowników w środowisku multi-tenant z izolacją zasobów i użytkowników korzystających z zasobów tej samej chmury. Portal samoobsługowy pozwala jednostkom biznesowym na samodzielną alokację mocy obliczeniowych i pamięci masowej z opcją śledzenia wykorzystania zasobów.

Platforma SUSE Cloud została zintegrowana z produktami SUSE Studio (tworzenie i wdrażanie aplikacji), SUSE Manager (zarządzanie i monitorowanie fizycznej infrastruktury IT) oraz WSO2 Stratos (platforma PaaS do uruchamiania aplikacji w chmurze).

Chmury prywatne budowane w oparciu o rozwiązania Microsoft obejmują platformę systemową Windows Server wraz z usługą katalogową Active Directory dla zarządzania tożsamością użytkowników, mechanizmy wirtualizacji Hyper-V oraz scentralizowane narzędzia zarządzania i monitorowania aplikacjami i usługami w środowisku chmury Microsoft System Center.

Prywatna chmura wdrożona na bazie rozwiązań Microsoftu może być z powodzeniem wykorzystywana do uruchamiania aplikacji i usług Microsoft (włączając w to SharePoint, Exchange i SQL Server), zapewniając wysoką skalowalność oraz niezawodność dostarczania tych usług użytkownikom końcowym.

System Windows Server 2012 został zaprojektowany dla chmur obliczeniowych.  Najnowsza wersja systemu operacyjnego Microsoft dla serwerów dostarcza setki nowych funkcji i udoskonaleń w zakresie wirtualizacji, obsługi pamięci masowych i sieci, współdzielenia udostępnianych zasobów fizycznych przez wielu klientów usług, a także autoryzacji i zarządzania tożsamością użytkowników oraz bezpieczeństwa.

Windows Server 2012 korzysta z platformy wirtualizacji Hyper-V. Platforma ta umożliwia dostarczanie zwirtualizowanej infrastruktury w modelu IaaS. Hyper-V pozwala na uruchamianie odseparowanych od siebie instancji serwerów na żądanie, gwarantując bezpieczeństwo i izolację  zasobów tej samej fizycznej infrastruktury (moc obliczeniowa pamięć masowa, sieć) oferowanej różnym odbiorcom usług. Windows Server 2012 z Hyper-V ma wbudowane funkcje migracji maszyn wirtualnych i ich dysków między fizycznymi serwerami oraz węzłami klastra wysokiej dostępności. Oprócz rozwiązań Hyper-V, chmura prywatna Microsoft może być wdrażana w oparciu o wirtualizację VMware i Citrix.

Mechanizm wirtualizacji warstwy sieci Hyper-V Network Virtualization pozwala na umieszczenie maszyn wirtualnych w dowolnym węźle lokalnie, w różnych lokalizacjach lub w chmurze, niezależnie od adresu IP hosta. Udoskonalone mechanizmy Quality of Service (QoS) umożliwiają administratorom wymuszenie minimalnej przepustowości łącza do maszyny wirtualnej, aby zapewnić jej wysoką dostępność i niezawodność. Funkcja Resource Metering umożliwia śledzenie wykorzystania zasobów chmury oraz naliczanie opłat za wynajęte zasoby.

Wraz z Windows Server 2012 Microsoft wprowadził nowy, uproszczony model licencjonowania, który ułatwia wybór właściwej licencji na wykorzystywane oprogramowanie. Dostępne są cztery edycje systemu (Foundation, Essentials, Standard oraz Datacenter) przy czym prawa do wirtualizacji zasobów zostały zawarte wyłącznie w dwóch ostatnich licencjach.

Wersja Standard jest odpowiednia dla środowisk zwirtualizowanych w  niewielkim stopniu. Zapewnia pełną funkcjonalność systemu Windows Server z możliwością uruchomienia dwóch maszyn wirtualnych. Edycja Datacenter przeznaczona jest do tworzenia chmur prywatnych i hybrydowych (połączenie chmury prywatnej z chmurą publiczną). Ta wersja systemu pozwala na uruchamianie nieograniczonej liczy wystąpień wirtualnych.

Aplikacje wchodzące w skład pakietu oprogramowania System Center ułatwiają scentralizowane zarządzanie zwirtualizowanym środowiskiem IT na wielu poziomach – od punktów końcowych i stacji roboczych, przez serwery po całe centra danych. Aplikacje System Center automatyzują zadania zarządzania systemami IT oraz rejestrują informacje na temat ich działania.

Kluczowe komponenty platformy System Center to System Center Configuration Manager (SCCM) zapewniający funkcje zarządzania i inwentaryzacji zasobów IT, wdrażanie systemów operacyjnych na punktach końcowych, zarządzanie konfiguracją oraz dystrybucją oprogramowania oraz aktualizacjami, System Center Virtual Machine Manager (SCVMM) umożliwiający scentralizowane tworzenie i zarządzanie maszynami wirtualnymi, migrację fizycznych serwerów do środowiska zwirtualizowanego czy wdrażanie klastrów wirtualizacji, a także System Center Operations Manager (SCOM) wyposażony w funkcje monitorowania dostępności i wydajność usług oferowanych w ramach chmury obliczeniowej.