(اپن استک) OpenStack چیست و چه ماموریتی دارد؟

تا به حال به این فکر کرده‌اید که غول‌های فناوری چطور هزاران سرور را در زیرساخت ابری مدیریت کرده و منابع را به صورت آنی در اختیار کاربران قرار می‌دهند؟ ابزار اصلی بسیاری از شرکت‌های کوچک و بزرگ برای مدیریت سرورها و منابع ابری اپن‌استک (OpenStack) است؛ پلتفرم قدرتمند و متن‌بازی که به شما اجازه می‌دهد ابر خصوصی خود را ساخته و کنترل کاملی روی داده‌ها داشته باشید. در ادامه به شما خواهیم گفت OpenStack چیست، چه کاربردهایی دارد و برای چه کسانی مناسب است. 

اپن استک OpenStack چیست؟

تصور کنید یک دیتاسنتر بزرگ و پیچیده با صدها سرور و تجهیزات شبکه‌ دارید. برای مدیریت این دیتاسنتر و زیرساخت ابری آن به یک سیستم مدیریت قدرتمند نیاز دارید و اپن استک (OpenStack) یکی از بهترین ابزارها برای این هدف است. 

اپن‌استک پلتفرم متن‌بازی است که برای ایجاد و مدیریت زیرساخت ابری خصوصی و عمومی به کار می‌رود. این پلتفرم شامل مجموعه‌ای سرویس و ماژول است که به کاربران اجازه می‌دهد منابع محاسباتی، ذخیره‌سازی و شبکه را بر اساس نیاز خود در محیط ابری پیکربندی کنند.

دنیای مجازی یا ابر جایی است که شما می‌توانید کامپیوترها، شبکه‌ها و فضای ذخیره‌سازی را به صورت مجازی ایجاد و مدیریت کنید. این فرایند شبیه ساختن یک ساختمان مجازی است. اپن استک به شما اجازه می‌دهد که پس از طراحی ساختمان، بخش‌های مختلف آن را به هم متصل و مدیریت کنید. 

اپن استک یک مجازی ساز یا Hypervisor نیست بلکه روی مجازی ساز پیاده سازی می‌شود تا شما بتوانید منابع را به بهینه‌ترین شکل ممکن استفاده نمایید. این پلتفرم نسبت به ابزارهای مجازی‌ساز مانند VMware سریع‌تر و قدرتمندتر است. برای مثال به شما اجازه می‌دهد در زمان شلوغ بودن سرورها، پردازنده و حافظه ذخیره‌سازی را از یک سرور و حافظه RAM مورد نیاز کاربر را از سرور دیگری تامین کنید.

نکته جالب در مورد Openstack این است که منحصر به یک نرم افزار یا سخت افزار خاص نیست. بنابراین روی کلیه مجازی‌سازها از جمله kvm، xen، openvz، Hyper-V، vSphere  قابل پیاده سازی است.

 این مزایا اپن استک را به گزینه‌ اول کسب‌وکارهایی تبدیل کرده که دنبال ایجاد زیرساخت‌های ابری انعطاف‌پذیر و قابل شخصی‌سازی با هزینه پایین‌تر هستند.

توسعه دهندگان OpenStack چه شرکت هایی هستند؟

اغلب شرکت های بزرگ حوزه فناوری مانند Red Hat, VMware, Cisco, IBM, Intel, Oracle و … در لیست توسعه دهندگان OpenStack دیده می شوند.

بیشتر بخوانید: ردیس یا Redis چیست؟ با مزایای فوق‌العاده Redis آشنا شوید!

چه شرکت هایی از OpenStack استفاده می کنند؟

اوپن استک خود مجموعه ای از چندین پروژه است که در کنار یکدیگر قابلیت های محصولات سرویس دهندگان بزرگ مانند آمازون، گوگل، مایکروسافت و … را ارائه می‌کند.

ویژگی‌‌های OpenStack چیست؟

پلتفرم OpenStack ویژگی‌‌های برجسته‌ای دارد که آن را از دیگر ابزارهای مدیریت ابر متمایز کرده است:

1. متن‌باز بودن: OpenStack محبوب‌ترین پروژه متن‌باز و ماژولار جهان است که توسط تعداد زیادی از دولوپرها در سراسر جهان توسعه داده می‌شود. کاربران می‌توانند کد منبع آن را مشاهده و متناسب با نیازهای خود اصلاح کنند. این مزیت به سازمان‌ها امکان می‌دهد تا از اپن استک در سرورهای کوچک یا دیتاسنترهای بزرگ بهره ببرند.
2. مقیاس‌پذیری: یکی از نقاط قوت OpenStack توانایی آن در مدیریت زیرساخت‌های بزرگ و پیچیده است. این پلتفرم برای پشتیبانی از دیتاسنترهای مجهز به هزاران سرور و منابع عظیم شبکه طراحی شده و مقیاس‌پذیری کم‌نظیری دارد.
3. مدیریت خودکار: اپن استک با خودکارسازی فرآیندهای مدیریتی از جمله تخصیص منابع و نظارت بر عملکرد سیستم کارایی و بهره‌وری را افزایش می‌دهد. این ویژگی برای کسب‌وکارهای نیازمند مقیاس‌پذیری سریع، بسیار مفید است.
4. امنیت و کنترل: اپن استک با فراهم کردن قابلیت‌های امنیتی پیشرفته مانند کنترل دسترسی بر اساس نقش (RBAC) و مدیریت هویت (Keystone) امنیت بالایی را در دسترسی به منابع ابری فراهم می‌کند.
5. انعطاف‌پذیری: اپن استک به شما اجازه می‌دهد که بر اساس نیاز خود از آن برای ساخت ابر عمومی، خصوصی یا ترکیبی استفاده کنید. این انعطاف‌پذیری به سازمان‌ها کمک می‌کند تا محیط ابری متناسب با نیازهای خود را پیاده‌سازی کنند.

 اپن استک چه کاربردهایی دارد؟

کاربرد اصلی اپن استک ایجاد و استقرار محیط ابری است. سازمان‌ها معمولا زیرساخت مجازی‌ساز خود را با استفاده از هایپروایزرهای (Hypervisor) شناخته شده مثل VMware ،vSphere، مایکروسافت Hyper-V یا مجازی ساز KVM ایجاد می‌کنند. 

با این حال محاسبات ابری چیزی فراتر از مجازی‌سازی است و ابر خصوصی یا عمومی نیاز به خودکارسازی چرخه عمر، هماهنگ‌سازی و کنترل بسیار گسترده‌تری دارد و اینجاست که اپن استک وارد می‌شود.

نصب نرم‌افزار OpenStack روی یک محیط مجازی‌سازی‌شده، سیستم‌عامل ابری را شکل می‌دهد. سازمان‌ها می‌توانند از این سیستم‌عامل برای سازمان‌دهی، تخصیص و مدیریت منابع گسترده محاسباتی، ذخیره‌سازی و شبکه استفاده کنند. اپن استک بر خلاف ابزارهای مجازی‌سازی سنتی به کاربران این امکان را می‌دهد که خودشان از طریق داشبوردهای مدیریتی و API منابع مورد نیاز را تخصیص دهند.

زیرساخت ابری ایجاد شده با OpenStack کاربردهای متعددی دارد که شامل این موارد می‌شود:

• میزبانی وب و اپلیکیشن
• تست و توسعه نرم‌افزار
• پروژه‌های کلان‌داده (Big Data)
• ارائه نرم‌افزار به‌عنوان سرویس (SaaS)
• ذخیره‌سازی ابری و بکاپ‌گیری
•  شبکه‌سازی و مجازی‌سازی سرورها
•  مدیریت دیتاسنترها
•  پردازش‌های ابری مقیاس‌پذیر
•  ارائه ماشین‌های مجازی و کانتینرها
•  پلتفرم‌های DevOps و CI/CD
• پشتیبانی از هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی

OpenStack به طور مستقیم با سایر پلتفرم‌ها و ابزارهای ابری متن‌باز از جمله آپاچی CloudStack و Eucalyptus رقابت می‌کند. برخی سازمان‌ها آن را به‌عنوان جایگزینی برای پلتفرم‌های ابری عمومی مانند آمازون AWS یا مایکروسافت Azure در نظر می‌گیرند و برخی ارائه‌دهندگان کوچک‌تر خدمات ابری از OpenStack به‌عنوان پلتفرم ابری بومی خود استفاده می‌کنند.

بیشتر بخوانید: آپاچی چیست؟ آشنایی با مزایا، معایب و کاربردهای وب سرور آپاچی

ماموریت OpenStack (اپن استک) چیست؟

با OpenStack می توانید ماشین های مجازی تولید کنید که شبیه روش های دیگر مجازی سازی سخت افزار است، اما بطور اختصاصی به یک برند خاص سخت افزار و یا نرم افزار وابسته نیست.

اپن استک یک ابزار متن باز است، به این معنی که هر فردی که آن را انتخاب کند، می تواند به کد منبع آن نیز دسترسی داشته، هر تغییر یا اصلاحی را که مورد نیاز است، اعمال کند و به صورت رایگان، تغییرات اعمال شده را در سطح وسیع تری به اشتراک بگذارد. متن باز بودن آن نیز این امکان را می دهد که هزاران توسعه دهنده در سرتاسر جهان می توانند بر روی آن کار کنند و مجموعه نرم افزاری با ویژگی های قوی تر و امن تر تولید کنند.

یکی از مزایای رایانش ابری که باعث سوق دادن کاربران از سرورهای فیزیکی به سرورهای ابری شد، قابلیت استفاده از منابع به تناسب نیاز می باشد. با استفاده از اپن استک، دیگر نیازی به خرید منابع ثابت نیست. هر زمان که به منابع بیشتری نیاز داشتید، به صورت خودکار و تنها برای همان مدت زمان، منابع مورد نیازتان را اجاره می‌کنید. پس از اتمام کار هم هزینه اضافی پرداخت نخواهید کرد.

OpenStack این امکان را برای کاربران خود فراهم می‌کند تا ماشین‌های مجازی را (که در ادبیات ابر به آن‌ها نمونه می‌گوییم) به منظور مدیریت یا انجام وظایف مختلف در محیط ابری با مشخصات سخت‌افزاری و شبکه‌ای دلخواه در مدت زمان بسیار کم بسازند.

به طور مثال فرض کنید یک سرویس تحت وب مانند وردپرس روی ۵ ماشین مجازی در حال پاسخ به درخواست کاربران می‌باشد، اگر در این سناریو تعداد درخواست‌های وارد شده به این سرویس بیشتر از حد آستانه‌ای که قبلاً تعریف شده است شود یک ماشین مجازی به این مجموعه اضافه و تعداد ماشین‌های در حال سرویس دهی را به ۶ عدد می‌رساند و به طور مشابه هنگامی که بار کاری به حالت قبل برگردد و در یک بازه زمانی مشخص از حد آستانه کمتر بماند ماشین ساخته شده بعد از این مدت مشخص پاک و پیکربندی محیط بروزرسانی می‌شود.

این امکان برای سایت های فروشگاهی که در زمان جشنواره تخفیفات با تعداد بالایی از بازدیدکنندگان مواجه می شوند و به دلیل عدم صرفه مالی، امکان خرید دائم منابع و ترافیک را ندارند بسیار مفید بوده و می توانند در زمان مشخص از طریق اوپن استک به صورت موقت منابع زیادی تهیه کنند و هزینه را به نسبت زمان و میزان استفاده از منابع افزوده شده پرداخت کنند.

در مثال دیگر تصور کنید یکی از کاربران شرکت درخواست افزایش منابع سرویس خود را دارد، اما سرور میزبان منابع کافی ندارد، در این حالت سیستم ادمین میتواند به سادگی سرویس کاربر را در ابر خود به یک سرور دیگر انتقال دهد و جوابگو منابع مورد نیاز کاربر شود، این کار به سادگی در سیستم اوپن استک صورت میگیرد.

بیشتر بخوانید: آشنایی با سرویس Amazon S3 و چگونگی راه‌اندزی آن

اپن استک برای چه کسانی مناسب است؟

اپن استک به واسطه متن‌باز بودن و انعطاف‌پذیری بالا، برای طیف گسترده‌ای از کاربران و سازمان‌ها مفید است. اگر در یکی از گروه‌های زیر قرار می‌گیرید، اپن استک انتخابی مناسب برای شماست:

• شرکت‌های مخابراتی: سرویس‌دهنده‌ها و شرکت‌های مخابراتی از جمله مجموعه «ایرانسل لبز» در ایران یا اپراتور‌های AT&T و ورایزن آمریکا از این پلتفرم برای توسعه و مدیریت ابر خود بهره می‌برند. 
• صنایع فناوری اطلاعات: بسیاری از صنایع فعال در حوزه IT از اپن استک برای زیرساخت ابری خود استفاده می‌کنند. برای مثال در ایران دیجی‌کالا و در چین هواوی در توسعه سرویس‌های ابری از این ابزار بهره برده‌اند. 
• زیرساخت‌های سخت‌افزاری: فوجیتسو ژاپن و شرکت Canonical برای استقرار ابر خصوصی و مدیریت خدمات کلاد از این پلتفرم استفاده می‌کنند. 
• موسسات مالی: بانک‌ها و ارائه‌دهندگان خدمات مالی از OpenStack برای ساخت و مدیریت زیرساخت‌های ابری خود استفاده می‌کنند. به عنوان مثال شرکت CIB Fintech برای ایجاد اولین و گسترده‌ترین زیرساخت ابری در صنعت مالی چین از آن استفاده کرده است.
• نهادهای دولتی: سازمان‌های دولتی در سطوح مختلف از OpenStack برای پاسخ به نیازهای ابری خود بهره می‌برند. برای نمونه وزارت کشور فرانسه با ابر خصوصی OpenStack امور جاری را مدیریت می‌کند.
• صنایع مختلف: OpenStack به طور گسترده در صنایع مختلف از جمله خرده‌فروشی، حمل و نقل و بهداشت به کار گرفته می‌شود. شرکت Target از بزرگترین خرده‌فروشی‌های آمریکا برای دریافت به‌روزرسانی یا بازگشت به نسخه‌های قبلی نرم‌افزار از این پلتفرم استفاده می‌کند.
• توسعه‌دهندگان: اپن استک به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد به سرعت و به راحتی محیط‌های توسعه و آزمایش را ایجاد کنند. همچنین امکان سفارشی‌سازی و توسعه ویژگی‌های جدید در اپن استک وجود دارد.
• مراکز تحقیقاتی: دانشگاه و سازمان‌های تحقیقاتی همچون دانشگاه کمبریج، ناسا و سازمان پژوهش‌های هسته‌ای اروپا (CERN) از OpenStack برای پشتیبانی از تحقیقات علمی و ایجاد محیط‌های آموزشی و پژوهشی بهره می‌برند.

به طور کلی اپن استک برای شرکت‌های کوچک و بزرگی مناسب است که دنبال یک پلتفرم ابری متن‌باز، مطمئن و قابل سفارشی‌سازی هستند. 

سرویس‌های OpenStack چیست؟

تا اینجا با تعریف اپن استک، ویژگی‌ها، کاربردها و گروه‌های هدف آن آشنا شدیم. حالا نوبت به این سوال می‌رسد که اجزای OpenStack چیست؟ اپن استک از سرویس‌ها و اجزای ماژولاری تشکیل شده که هر کدام وظیفه‌ای مشخص دارند و کاربر می‌تواند همه یا بخش‌های خاصی از آن را بسته به نیاز خود نصب کند. ستاپ اپن استک متغیر است اما معمولا شامل این اجزای کلیدی می‌شود

OpenStack چگونه کار می‌کند؟ 

OpenStack یک برنامه ابری به معنای سنتی نیست، بلکه پلتفرمی است که از چندین مولفه مستقل به نام «پروژه‌» تشکیل شده است. پروژه‌ها از طریق API با یکدیگر تعامل کرده و مکمل هم هستند اما برای ساخت محیط ابری پایه، نیاز به نصب همه آنها نیست. سازمان‌ها می‌توانند تنها مولفه‌هایی را نصب کنند که قابلیت‌ها و ویژگی‌های موردنظر را در محیط ابری فراهم کنند.

 OpenStack بر دو تکنولوژی بنیادین متکی است: 

1. سیستم‌عامل پایه: سیستم‌عاملی مانند لینوکس که فرمان‌ها و داده‌های رد و بدل شده بین پلتفرم و سیستم‌ها را مدیریت می‌کند. 
2. مجازی‌ساز: منابع سخت‌افزاری را از سخت‌افزار فیزیکی جدا کرده و به پروژه‌های OpenStack ارائه می‌دهد. رایج‌ترین نرم‌افزارهای مجازی‌سازی شامل VMware و Citrix هستند.

کاربر پس از نصب و پیکربندی سیستم‌عامل، پلتفرم مجازی‌ساز و مولفه‌های OpenStack، می‌تواند مدیریت زیرساخت ابری را کلید بزند. اجرای عملیات و درخواست‌ها از طریق داشبورد به ارسال یک سری فراخوانی API منجر می‌شود که پس از تایید، به مولفه مربوطه ارسال شده و وظایف مرتبط انجام می‌شود. برای مثال کاربر وارد OpenStack شده و از طریق داشبورد نمونه‌های محاسباتی و ذخیره‌سازی را ایجاد کرده و به شبکه متصل می‌کند. 

دامنه وسیع OpenStack و تعداد زیاد مولفه‌های آن در نگاه اول پیچیده و گیج‌کننده به نظر می‌رسد. بیشتر سازمان‌هایی که این پلتفرم را به کار می‌گیرند، با تعداد محدودی از مولفه‌های اساسی شروع کرده و به مرور دیگر سرویس‌ها را برای گسترش قابلیت‌های عملیاتی و تجاری ابر خود اضافه می‌کنند.

بیشتر بخوانید: کوبرنتیز چیست؟ هرآنچه باید درباره Kubernetes بدانید

مزایای اپن استک چیست؟

• مقرون به صرفه: به لطف ماهیت متن‌باز و جامعه بزرگ و فعال اپن استک، شما به صورت رایگان به پلتفرم، پشتیبانی و دانش فنی گسترده دسترسی دارید.
• قابل اطمینان: اپن استک طی یک دهه استفاده به عنوان پلتفرمی قابل اتکا و مطمئن به طور گسترده در صنایع مختلف پذیرفته شده است.
• سفارشی‌سازی: می‌توانید پلتفرم ابری خود را به صورت دلخواه پیکربندی کرده و با رشد کسب‌وکار خود، آن را به راحتی گسترش دهید. 
• پشتیبانی از انواع سخت‌افزار: OpenStack از انواع مختلف هایپروایزر و سخت‌افزار پشتیبانی می‌کند و بدون صرف هزینه از زیرساخت فعلی استفاده کرده یا به راحتی به زیرساخت جدید مهاجرت می‌کنید.
• مدیریت یکپارچه: تمام منابع سخت افزاری موجود از جمله پردازنده، حافظه، RAM و پهنای باند شبکه را بصورت یکپارچه مانیتور و مدیریت کنید.
• خودکارسازی: در زمان افزایش بار کاری مواردی مثل انتقال سرور مجازی بین سرورهای سخت‌افزاری یا ایجاد سرورهای جدید به صورت خودکار انجام می‌شود.
• کاهش خطا: بسیاری از فرآیندهای مدیریت ابر به صورت خودکار انجام می‌شود که منجر به کاهش خطاهای انسانی، افزایش بهره‌وری و صرفه‌جویی در زمان می‌شود.
• امنیت: OpenStack به شما امکان می‌دهد اقدامات امنیتی مورد نیاز خود را پیاده‌سازی کرده و کنترل کاملی روی امنیت پلتفرم داشته باشید. جامعه OpenStack هم به طور منظم به‌روزرسانی امنیتی را برای رفع آسیب‌پذیری‌ها منتشر می‌کند.

معایب اپن استک چیست؟

OpenStack باوجود مزایای فراوان همچون هر فناوری دیگری محدودیت‌ها و چالش‌های خود را دارد. مدیران IT سازمان‌ها پیش از بکارگیری این پلتفرم باید به خوبی بدانند که معایب OpenStack چیست و چطور می‌توان بر آنها غلبه کرد:

• پیچیدگی پیکربندی: وجود تعداد زیادی پروژه و سرویس مختلف پیکربندی و مدیریت OpenStack را به یک فرآیند پیچیده تبدیل می‌‌کند. غلبه بر این پیچیدگی نیازمند دانش فنی گسترده و صرف زمان قابل توجه برای یادگیری و درک روابط بین اجزا است.
• هزینه‌ها: اجرا و مدیریت محیط OpenStack نیازمند سرمایه‌گذاری در سخت‌افزار و نیروی انسانی متخصص است. این هزینه‌ها به ویژه برای سازمان‌های کوچک و متوسط می‌تواند چالش‌برانگیز باشد.
• عدم ثبات: پلتفرم OpenStack به دلیل اضافه شدن مداوم سرویس‌ها و بخش‌های جدید و کنار رفتن اجزای قدیمی همواره در حال تغییر است. نبود یک رابط کاربری واحد و یکپارچه و همچنین تغییرات مداوم در معماری استفاده از اپن استک را برای برخی کاربران دشوار می‌کند.
• مشکلات مقیاس بزرگ: OpenStack در مقیاس بسیار بزرگ با چالش‌هایی همراه شده که غلبه بر آن نیازمند برنامه‌ریزی و مدیریت دقیق است. 

با وجود این معایب OpenStack همچنان یک پلتفرم قدرتمند و انعطاف‌پذیر است و  پیکربندی مناسب آن بر اساس نیازهای خاص سازمان می‌تواند بازدهی بالایی را به ارمغان بیاورد.

جمع‌بندی

OpenStack پلتفرم متن‌باز و ماژولار برای ساخت و مدیریت زیرساخت‌های ابری است که به سازمان‌ها امکان می‌دهد منابع محاسباتی، ذخیره‌سازی و شبکه‌ای خود را به‌صورت مجازی مدیریت کنند. این پلتفرم به دلیل انعطاف‌پذیری، مقیاس‌پذیری و امنیت بالا توسط شرکت‌های فعال در زمینه‌های نرم‌افزار، سخت‌افزار، موسسات مالی، نهادهای دولتی و توسعه دهندگان مورد استفاده قرار می‌گیرد. از کاربردهای اصلی آن می‌توان به ایجاد و مدیریت ابر خصوصی و عمومی، میزبانی وب، پروژه‌های کلان‌داده، ارائه نرم‌افزار به‌عنوان سرویس (SaaS) و پیاده‌سازی کانتینرها اشاره کرد. 

یک چیز روشن است: OpenStack انتخاب مناسبی است، در حال حاضر و در آینده. این پلتفرم به طور فعال بر اساس ورودی کاربر بهینه سازی شده و نسخه جدید OpenStack عرضه می شود. این نسخه های جدید شامل ثبات و امنیت بهبود یافته و ارائه ویژگی ها و خدمات جدید است.

سوالات متداولی که شما می‌پرسید

1. OpenStack چیست؟

یک پلتفرم متن‌باز و ابری است که به شما اجازه می‌دهد زیرساخت‌های ابری خود را به صورت سفارشی‌سازی شده ایجاد و مدیریت کنید.

2. OpenStack چه تفاوتی با سایر پلتفرم‌های ابری دارد؟

 تفاوت اصلی OpenStack با سایر پلتفرم‌های ابری در متن‌باز بودن و انعطاف‌پذیری بالای آن است. 

3. چه کسانی از OpenStack استفاده می‌کنند؟

طیف گسترده‌ای از توسعه‌دهندگان و سازمان‌ها از جمله شرکت‌های مخابراتی، صنایع فناوری اطلاعات، موسسات مالی، نهادهای دولتی و شرکت‌های بزرگ و کوچک

4. آیا OpenStack برای سازمان‌های کوچک مناسب است؟

 بله، برای سازمان‌های کوچک نسخه‌های ساده‌شده و توزیع‌های آماده OpenStack وجود دارد.

5. آیا می‌توان OpenStack را با سایر فناوری‌های ابری ادغام کرد؟

 بله، OpenStack قابلیت ادغام با سایر فناوری‌های ابری مانند Kubernetes، Docker و ابزارهای مدیریت پیکربندی را دارد.

منابع:

Techtarget

Ubuntu