OpenStack est un ensemble de logiciels open source permettant de déployer des infrastructures de cloud computing (infrastructure en tant que service). La technologie possède une architecture modulaire composée de plusieurs projets corrélés (Nova, Swift, Glance…) qui permettent de contrôler les différentes ressources des machines virtuelles telles que la puissance de calcul, le stockage ou encore le réseau inhérents au centre de données sollicité. Le projet est porté par la Fondation OpenStack, une organisation non-commerciale qui a pour but de promouvoir le projet OpenStack ainsi que de protéger et d’aider les développeurs et toute la communauté OpenStack1.
De nombreuses entreprises ont rejoint la fondation OpenStack2,3. Parmi celles-ci on retrouve : Canonical, Red Hat, SUSE, eNovance, AT&T, Cisco, Dell, IBM, Yahoo!, Oracle4, Orange, Cloudwatt, EMC, VMware, Intel, OVH, NetApp.

Composantes Openstack

OpenStack possède une architecture modulaire qui comprend de nombreux composants21 :

Voici la liste des composants dits intégrés à OpenStack.

Calcul : Nova

Nova est une des briques principales d’Openstack. Son but est de gérer les ressources de calcul des infrastructures. Pour cela, Nova contrôle les hyperviseurs par l’intermédiaire de la libvirt ou directement par les API de certains hyperviseurs. Aujourd’hui l’hyperviseur le mieux supporté reste KVM, mais Nova fonctionne aussi avec Xen, ESX, et Hyper-V voire avec des gestionnaires de conteneur comme Docker et plus récemment l’hyperviseur LXD de canonical22 .

L’architecture de la brique de Nova est conçue pour évoluer horizontalement en rajoutant du matériel. D’ailleurs Nova fonctionne avec du matériel non spécialisé ce qui permet de réutiliser des serveurs existants par exemple.

Stockage objet : Swift

Le stockage objet d’OpenStack s’appelle Swift. C’est un système de stockage de données redondant et évolutif. Les fichiers sont écrits sur de multiples disques durs répartis sur plusieurs serveurs dans un Datacenter. Il s’assure de la réplication et de l’intégrité des données au sein du cluster. Le cluster Swift évolue horizontalement en rajoutant simplement de nouveaux serveurs. Si un serveur ou un disque dur tombe en panne, Swift réplique son contenu depuis des nœuds actifs du cluster dans des emplacements nouveaux. Puisque toute la logique de Swift est applicative, elle permet l’utilisation de matériel peu coûteux et non spécialisé.

En août 2009, c’est Rackspace qui a commencé le développement de Swift, en remplacement de leur ancien produit nommé Cloud Files. Aujourd’hui c’est la société SwiftStack qui mène le développement de Swift avec la communauté.

Stockage bloc : Cinder

Le service de stockage en mode bloc d’OpenStack s’appelle Cinder. Il fournit des périphériques persistants de type bloc aux instances OpenStack. Il gère les opérations de création, d’attachement et de détachement de ces périphériques sur les serveurs. En plus du stockage local sur le serveur, Cinder peut utiliser de multiples plateformes de stockage tel que Ceph, EMC (ScaleIO, VMAX et VNX), GlusterFS, Hitachi Data Systems, IBM Storage (Storwize family, SAN Volume Controller, XIV Storage System, et GPFS), NetApp, HP (StoreVirtual et 3PAR) et bien d’autres.

Le stockage en mode bloc est utilisé pour des scénarios performant comme celui du stockage de base de données, mais aussi pour fournir au serveur un accès bas niveau au périphérique de stockage. Cinder gère aussi la création d’instantanés (snapshots), très utile pour sauvegarder des données contenues dans les périphériques de type bloc. Les instantanés peuvent être restaurés ou utilisés pour créer de nouveaux volumes.

Le réseau : Neutron

Le service Neutron d’Openstack (anciennement Quantum) permet de gérer et manipuler les réseaux et l’adressage IP au sein d’OpenStack. Grâce à Neutron, les utilisateurs peuvent créer leurs propres réseaux, contrôler le trafic à travers des groupes de sécurité (security groups) et connecter leurs instances à un ou plusieurs réseaux. Neutron gère aussi l’adressage IP des instances en leur assignant des adresses IP statiques ou par l’intermédiaire du service DHCP. Il fournit aussi un service d’adresse IP flottante que l’on peut assigner aux instances afin d’assurer une connectivité depuis Internet. Ces adresses IP flottantes peuvent être réassignées à d’autres instances en cas de maintenance ou de défaillance de l’instance originelle.

Neutron fournit différents types de déploiement réseau en fonction de l’infrastructure cible. Les types de réseaux les plus déployés sont les réseaux plats (flat network), les réseaux à VLAN, VXLAN ou à tunnel GRE. Neutron gère ses déploiements grâce à des modules complémentaires qui lui permettent de communiquer avec des équipements ou logiciels de gestions réseau. Les plug-ins les plus utilisés sont OpenVswitch, ML2, LinuxBridge, mais aussi Cisco Nexus, Juniper OpenContrail et d’autres.

Dans son architecture, Neutron a été construit en suivant la philosophie des réseaux de nouvelle génération dite SDN. Bien qu’il ne le gère pas lui-même, certains modules tirent parti des fonctionnalités SDN des équipements qu’ils contrôlent. Lors de son utilisation avec OpenVswitch par exemple, Neutron utilise une combinaison de règles Iptables et OpenFlow pour gérer le trafic vers les instances.


Tableau de bord : Horizon

OpenStack fournit un tableau de bord qui s’appelle Horizon. Il s’agit d’une application web qui permet aux utilisateurs et aux administrateurs de gérer leurs clouds à travers une interface graphique. Comme toutes les briques d’OpenStack cette application est libre et il n’est donc pas rare de voir des versions modifiées par les fournisseurs de cloud computing ou par d’autres sociétés commerciales ne serait-ce que pour y faire apparaitre leur nom et logo, mais aussi pour y intégrer leurs systèmes de métrologie ou de facturation par exemple. Cette application est écrite en python et notamment grâce aux frameworks de développement web tels que Django et elle tire parti des API REST fournies par les autres composants d’OpenStack comme Nova, Cinder ou Neutron.


Service d’identité : Keystone

Le service d’identité d’OpenStack s’appelle Keystone. Il fournit un annuaire central contenant la liste des services et la liste des utilisateurs d’Openstack ainsi que leurs rôles et autorisations. Au sein d’Openstack tous les services et tous les utilisateurs utilisent Keystone afin de s’authentifier les uns avec les autres. Keystone peut s’interfacer avec d’autre service d’annuaire comme LDAP. Il supporte plusieurs formats d’authentification comme les mots de passe et autres. Il permet une intégration complète avec Microsoft active directory en mode fédérée.

Services de gestion Openstack

Orchestration : Heat

Heat est la composante d’orchestration d’Openstack. Il permet de décrire une infrastructure sous forme de modèles. Dans Heat, ces modèles sont appelés des stack. Heat consomme ensuite ces modèles pour aller déployer l’infrastructure décrite sur Openstack. Il peut aussi utiliser les métriques fournies par Ceilometer pour décider de créer des instances supplémentaires en fonction de la charge d’une application par exemple.

Télémétrie : Ceilometer

Le service de télémétrie d’OpenStack s’appelle Ceilometer. Il permet de collecter différentes métriques sur l’utilisation du cloud. Par exemple il permet de récolter le nombre d’instances lancé dans un projet et depuis combien de temps. Ces métriques peuvent être utilisées pour fournir des informations nécessaires à un système de facturation par exemple. Ces métriques sont aussi utilisées dans les applications ou par d’autres composants d’Openstack pour définir des actions en fonction de certains seuils comme avec le composant d’orchestration.

Service d’image : Glance

Le service d’image d’OpenStack s’appelle Glance. Il permet la découverte, l’envoi et la distribution d’image disque vers les instances. Les images stockées font office de modèle de disque. Le service glance permet aussi de stocker des sauvegardes de ces disques. Glance peut stocker ces images disques de plusieurs façons : dans un dossier sur serveur, mais aussi à travers le service de stockage objet d’OpenStack ou dans des stockages décentralisés comme Ceph. Glance ne stocke pas seulement des images, mais aussi des informations sur celles-ci, les métadonnées. Ces métadonnées sont par exemple le format du disque (comme QCOW2 ou RAW) ou les conteneurs de celles-ci (OVF par exemple).


Service de base de données : Trove

Trove est le service qui permet d’installer et de gérer facilement des instances de base de données relationnelle et NoSQL au sein d’OpenStack. À ce jour les services de base de données supportés sont les suivants : MySQL, Redis, PostgreSQL, Mongodb, Cassandra, Couchbase et Percona.


Traitement des données : Sahara

Sahara a pour but de fournir aux utilisateurs les moyens simples de provisionner des clusters de Hadoop en spécifiant plusieurs paramètres comme la version, la topologie du cluster ou d’autres. Après avoir rempli ces paramètres, Sahara déploie le cluster en quelques minutes. Sahara fournit aussi les moyens d’évolution du cluster en rajoutant des nœuds à la demande.

Edge Computing et support 5 G

Depuis plus d’une décennie, l’infonuagique centralisée est considérée comme une solution informatique des plus performantes. Bien que l’infonuagique soit omniprésente dans notre quotidien, les nouvelles exigences et les charges de travail commencent à exposer ses limites. Avec l’abondance, des données à traiter dans les centres d’infonuagiques , où les ressources de calcul et de stockage sont relativement abondantes et centralisées, peu ou pas de réflexion ont été réalisées pour l’optimisation de la prise en charge de l’hyperviseur et de la plate-forme de gestion. Peu de développeurs infonuagiques ont sérieusement pris en compte les besoins nécessaires pour prendre en charge les ressources limitées des nœuds accessibles uniquement par des connexions réseau peu fiables ou limitées en bande passante. Les besoins des logiciels qui exigent une bande passante très élevée à faible latence est l’exigence la plus importante dans le domaine des services 5 G.Les réseaux de 5e génération (5g), l’Internet des objets (IoT) et le Edge Computing constituent des infrastructures essentielles pour toute une gamme de nouveaux développements commerciaux et technologiques, souvent appelés Industrie 4.0, qui couvrent des domaines tels que les véhicules autonomes, les réseaux de villes intelligentes, la cybersanté , les usines automatisées, la diffusion de contenu mobile et l’analyse de données en temps réel. Cela marque une étape importante sur la voie d’une véritable transformation numérique.


Pourquoi c’est important?

En 2014, le Livre vert européen sur M-Health estimait qu’il pourrait générer une économie de 99 millions d’euros par an, soit une économie d’environ 7% sur les dépenses de santé de l’UE sur la base des valeurs de 2014. Une enquête menée en 2016 par PwC auprès de plus de 2000 dirigeants de 26 pays sur Industry 4.0 révélait une croissance potentielle annuelle des revenus numériques de 2,9%, avec une minorité significative qui s’attend à une augmentation des revenus de plus de 50% sur 5 ans. Dans le même temps, les répondants prévoyaient des économies de coûts moyens de 3,5% par an. Cela équivaut à une économie de 493 milliards de dollars par an pour les cinq prochaines années.

L’IOT sera l’un des principaux moteurs de l’adoption de l’industrie 4.0. Sur les 8,4 milliards d’appareils connectés en 2017, Gartner prévoit que 20 milliards d’entre eux seront utilisés d’ici 2020. Les entreprises qui comprennent comment utiliser l’IoT tireront des avantages d’une véritable transformation numérique et de la capacité d’envisager et de mettre en œuvre de nouveaux modèles économiques.

Powershift Cloud 5 G Ready

Powershift Cloud est heureux d’annoncer sa participation au projet d’innovation 5G ENCQOR (Évolution des services en nuage dans le corridor Québec-Ontario pour la recherche et l’innovation) qui consiste en un partenariat transformateur entre le Canada, le Québec et l’Ontario axé sur la recherche et l’innovation dans le secteur des technologies de rupture 5G ainsi que sur les initiatives d’adoption et les utilisations du système

Powershift Cloud sera le premier fournisseur Québécois à proposer une solution infonuagique de type 5 G ready.