在2017年2月底,OpenStack推出第15個版本Ocata,幾個月後,於美國波士頓舉行的OpenStack高峰會上,Red Hat很快也基於這個OpenStack版本,而宣布推出了Red Hat OpenStack Platform 11。

這個版本當中,Red Hat強化了OpenStack系統升級的相關支援機制,當中可延伸至組裝式系統角色(Composable Roles),並提供新的網路功能,另外,對於整合Red Hat CloudForms這套混合雲管理軟體平臺的部分,也有所改良,提升控管雲端環境的能力。

以Red Hat OpenStack Platform的系統架構而言,主要是建立在該公司所長期發展的企業級Linux作業系統——Red Hat Enterprise Linux之上,搭配OpenStack社群所開發出來的程式碼,同時經過該公司的測試、認證而成。而這套可用來架設雲端基礎架構即服務(IaaS)環境的平臺,現在也包含了Red Hat CloudForms,能夠用來協助簡化整個IaaS的日常管理工作,以及維運相關作業。透過它,企業可以取得混合雲環境的管理與監控能力,擴大掌握範圍,能夠涵蓋到上層執行的應用系統工作負載,而不只是針對OpenStack基礎架構的元件。

除此之外,Red Hat OpenStack Platform 11也仍然緊密整合Red Hat Ceph Storage,而能提供軟體定義的儲存服務,同時,可在OpenStack運算節點使用,提供主機托管(co-location)功能。這個版本的OpenStack還正式推出了儲存鏡射(storage mirroring)的保護機制,能夠簡化不同站點之間的資料遠端複製作業,增進儲存服務的災難復原能力。

針對私有雲IaaS服務與電信業環境的網路功能虛擬化應用,Red Hat OpenStack Platform在今年推出的第11版裡面,已經提供了許多特色,而在接下來發布的版本當中,紅帽也預告了發展方向,令人期待。例如,第12版將提供容器化OpenStack、完整支援OpenDayLight,第13版之後,可在OpenShift環境部署容器化OpenStack,以及運用遠端複製技術的儲存延伸叢集。

強化系統升級功能

改善整體系統的升級方式,一直是許多OpenStack用戶所關注的重大議題,在Red Hat OpenStack Platform 10首度提出了組裝式系統角色的功能,負責維護IaaS服務系統運作的人員,可藉此對不同的服務與處理程序,自定對應的組態,以符合各自的獨特需求。有了這項機制之後,也讓維運人員能夠隨時針對個別的服務項目,進行規模擴展與管理作業,而非以整個雲端環境來處理,如此一來,可大幅提升維運效率,也使得企業能夠更容易去自定OpenStack的部署,以便在大規模使用的狀況下,適應不同的需求。

Composable Roles本身整合了許多服務,能夠一起部署到Red Hat OpenStack Platform的Overcloud元件上,原本Red Hat OpenStack Platform預設有5個角色——控制器、運算、區塊儲存、物件儲存、Ceph儲存,可因應大部分情境上的架構設計,每一個服務都可以在Composable Roles當中,透過個別的OpenStack Heat範本來定義,以此提供標準作法,確保服務實作出輸入參數與輸出數值的基本套裝形式。採用了這樣的方法之後,所有的服務範本將能夠更容易搬移,或是組裝到自定的角色當中,因而能夠在服務的放置與管理上,帶來更大的使用彈性。

而上述這項組裝式角色的機制,在系統平臺本身升級到Red Hat OpenStack Platform 11時,也會面臨挑戰,而Red Hat在新的OpenStack版本上,特別提供了自定角色的升級功能,讓Red Hat OpenStack Platform在進行部署與升級工作的過程中,在保留系統整體生命週期管理的重要層面時,也能具備更強大的適應能力,並能維持一致性。

此外,OpenStack的服務也能個別進行自定與指派,維運人員可將資料庫、代理伺服器或訊息服務等元件,根據它們獨有的需求而置放在特定的節點上執行。而這部份功能,將包含了組裝式角色的後部署機制(post-deployment),可於正在運作中的雲環境當中執行,如此將為企業或雲端服務供應商,提供更多使用彈性,增加雲端服務業務支援能力。

在先前沒有Composable Roles時,若要管理系統升級的作業,都是需要透過大量、複雜的程式碼來幫忙,來確保所有的步驟正確執行,然而,現在可以將服務解構到更小、標準化的模組之後,升級的邏輯能移到龐大、複雜的指令碼之外,然後,直接置入服務範本裡面。

而這部分之所以能夠實現,主要是因為升級程序經過完整重構,放到基於Ansible程式碼的模組化片段(modular snippets),而這樣一來就可以由OpenStack Heat來進行整合與資源調度指揮。在這樣的配置下,每一個服務的範本都會有一套劇本(Ansible plays),來處理升級的步驟與動作,而當中的每一套Ansible plays,都會有套用標籤的數值,讓OpenStack Heat能夠跨到程式碼裡面,執行精確與可控的順序。整體而言,這跟Puppet的方式,以及在每一個服務範本的輸出部分所用的step_config一樣,都是基於相同的方法而成。

上圖是Red Hat OpenStack Platform director的發展藍圖,主要是針對部署框架、升級與容器的應用,提供相關功能,紅帽在當中列出最新版本(11)及之後3個版本的規畫。以組裝式服務與自定角色為例,目前已提供升級的功能,在第12版之後,將會更為成熟,可提供組裝式更新的功能。

 

延伸網路服務與網路虛擬化應用

在網路服務的擴展與網路功能虛擬化的支援上,Red Hat OpenStack Platform 11也增設了幾項新功能,能夠針對資訊與通訊服務供應商環境的需求,協助他們能夠處理超大型的網路服務工作負載。

例如,新版Red Hat OpenStack Platform在虛擬機器的使用上,能夠完整支援VLAN感知的機制(VLAN-aware VM)——這些在OpenStack上執行的虛擬機器,一旦部署到Open vSwitch(OVS),或是OVS Data Plane開發套件(OVSDPDK)上,就能夠傳送與接收VLAN封裝的流量。

實際上,VLAN-aware VM就是Openstack Neutron裡面的Trunkports,這是讓OpenStack實例在單一虛擬網路介面(vNICs)上,能夠支援VLAN標籤訊框(VLAN tagged frames)的作法。有了這項技術之後,維運OpenStack的人員僅需透過少量的虛擬網路介面,即可存取多個不同的網路,不必針對每一個網路都配置一張虛擬網路介面。

圖中是OpenStack裡面所使用的Trunkport運作架構,在同一臺運算節點裡面,可將OpenStack實例裡面所配置的多張網路介面,匯聚到一張虛擬網路介面,並予以封裝,接著,以此連接到實體的網路介面,並使其成為主網路埠(Parent port),之後分別連至不同的子網路埠(subport)或網路。

而且,透過在API裡面啟動Trunk,能界定出主網路埠和子網路埠、其他網路之間的連結。此外,在OpenStack實例與網路節點之間,也會再重新對應(remap)相關封裝

而這種在主網路埠之外,另行區隔出子網路的方式,可讓Neutron將主網路埠的用途轉換為虛擬的連結匯聚埠(virtual trunk),子網路埠則是各自擁有專屬的區段代號,之後,維運人員可將這些埠直接配置到不同的VLAN。

Red Hat OpenStack Platform 11另一個新的網路應用特色,則是升級使用新版的OVS(2.6版)和DPDK(16.11版),促使OpenStack環境取得更多網路通訊的相關功能,相對地,也協助採用這套OpenStack版本的服務供應商,提升他們在雲端服務環境當中的網路傳輸效能。

OVS 2.6的主要進展,在於針對網路功能虛擬化的部署,打好效能與虛擬網路應用的基礎,尤其是在OVSDPDK部署空間的層面,並且支援開放式虛擬網路(Open Virtual Network,OVN)的架構。

而DPDK 16.11的部分,則是對於openvswitch-dpdk的部署,添加了非統一記憶體存取(NUMA)的感知機制,虛擬主機裝置(Virtual host devices)所涵蓋的多種型態記憶體,現在也能夠配置到同一臺實體節點上。

至於上述所謂的Ceph的主機托管功能,是指Ceph的物件儲存系統服務(Object Storage Daemons,OSD),現在可直接在OpenStack運算節點執行,如此能降低建置成本與工作負載運作的複雜度,並且減少儲存I/O需求,以及OpenStack部署時需要架設的節點總量,硬體也不必為了儲存系統的專屬需求而個別建置,可運用OpenStack本身的運算節點來提供服務,之後若要橫向擴展使用規模,也會變得比較便利,而且在單一OpenStack環境當中,企業就能橫跨不同的伺服器硬體與網路技術,同時進行工作負載與部署架構的最佳化。

在目前的Red Hat OpenStack Platform裡面,在部署Ceph主機托管時,可透過director的自定角色來進行操作,維運人員若要執行更細部的部署,例如運用SR-IOV加速伺服器虛擬化環境存取網路的技術,相關的作法也更為容易,Red Hat也提供說明文件與參考架構。

值得一提的是,這樣結合OpenStack與Ceph的使用方式,Red Hat稱為超融合基礎架構(Hyper-converged Infrastructure,HCI),並且分為純HCI和混合HCI等兩種作法。

Red Hat OpenStack Platform與Ceph Storage之間的整合運用,將更為密切,以第11版而言,已經能夠做到橫向擴展Ceph節點、提供可擔當服務重任的超融合架構,未來將繼續強化這兩個部分,並且設法使Ceph儲存服務能夠容器化。

增強混合雲管理能力

對於整個雲環境的管理,Red Hat OpenStack Platform 11在整合Red Hat CloudForms的部分有所改善,在Red Hat OpenStack雲端服務的日常維運作業上,可因應更多的管理需求。

舉例來說,CloudForms對於OpenStack匯聚的多個分區(regions)、網域(domains)、主機(hosts),能夠進行存取與控管,以更為單一的視野,掌握整個雲端服務的健康狀態與運作效率。

而在儲存服務與資源的管理上,也有所強化。CloudForms現在可執行Volume快照的相關維運作業,像是建立、列舉、刪除,藉此增進雲端平臺的儲存管理效率。

Red Hat Cloudforms能同時管理多種私有雲平臺,像是OpenStack、Red Hat Enterprise Virtualization,以及OpenShift,而在搭配Red Hat OpenStack Platform時,可存取、控管OpenStack的分區、網域與主機。

產品資訊

Red Hat OpenStack Platform 11

●原廠:Red Hat(02)7743-2972
●建議售價:廠商未提供
●版本基礎:OpenStack Ocata
●環境建置最低需求:Director、Compute node、Controller node各1臺
●主機軟硬體需求:8核心64位元x86處理器、16GB記憶體、40GB硬碟空間,需安裝Red Hat Enterprise Linux 7.3

【註:規格與價格由廠商提供,因時有異動,正確資訊請洽廠商】


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