오픈 스택이란 IaaS형태의 클라우드 컴퓨팅 오픈소스 프로젝트이다.
IaaS를 쉽게 구축할 수 있도록 플랫폼을 지원해주며 사용자는 오픈스택의 Dashboard(대시보드)를 통해
프로세싱, 저장공간, 네트워킹 등의 가용자원들을 제어할 수 있다.
여러 배포판이 있으며 6개월에 주기로 새로운 배포판을 릴리스하고 있다.
쉽게 말해
컴퓨터 하드웨어 위에 인프라를 서비스로 제공하여
IaaS (Infrastructure as a Service)를 구축하게
해주는 오픈 소스 플랫폼이다.
오픈스택의 구성요소
1. Horizon (Dashboard)
사용자가 오픈스택의 구성요소들을 간편하게 사용할 수 있도록 지원해주는 UI 서비스이다.
2. NOVA (Compute)
AWS의 EC2, GCP의 Compute Engine와 비슷한 서비스이다. Cloud compute service로서 사용자의 요청에 따라 컴퓨팅 자원을 제공하고 관리해준다. 오픈스택에서 가장 핵심적인 프로젝트로서 가상 머신을 관리할 수 있는 기능을 제공한다.
- Nova는 dashboard나 커맨드 라인 명령어가 호출하는 nova-api로부터 시작한다.
- nova-api는 Queue를 통해 nova-compute에 인스턴스를 생성하라는 명령어를 전달하고
- 인스턴스 생성 명령어를 전달받은 nova-compute는 하이퍼바이저 라이브러리를 통해
- 하이퍼바이저에게 인스턴스를 생성하라는 명령어를 다시 전달한다.
- 그때 하이퍼바이저는 인스턴스를 생성한다.
- 생성된 인스턴스는 nova-console을 통해 사용자가 접근할 수 있게 된다.
3. Glance (Image)
AWS의 AMI, GCP의 Boot disk와 비슷한 서비스이다. 다양한 하이퍼바이저에서 사용할 수 있는 가상 머신 이미지를 관리한다. Nova에서 생성되는 가상 머신은 Glance를 통해 가상 머신 이미지를 제공받고 관리한다. 쉽게 말해 가상 디스크 이미지들을 저장/등록/관리/전달할 수 있게 해주는 서비스이다.
- Glance 사용자들은 glance-aip를 통해 이미지를 등록, 삭제 및 관리를 할 수 있다.
- Glace- api는 glance-registry와 glance-database에서 이미지가 관리된다.
- 이미지를 등록할 때는 glance-registry를 통해 glance-database에 저장이 된다.
- 등록된 이미지를 바로 사용할 때는 glance-databas에 직접 요청하여 사용한다.
4. Swift (cloud storage service)
AWS의 S3, GCP의 Cloud Storage와 비슷한 서비스이다. 오픈스택의 object 저장소로 대용량 데이터를 저장할 수 있는 높은 확장성을 가진 서비스이다. 데이터에 unique ID를 부여하고 컨테이너(버킷)에 저장하여 필요할 때 데이터에 부여한 ID를 호출하여 데이터를 사용하는 스토리지이다.
- swift-proxy는 account, container, object를 관리한다.
- account, container는 DB를 담당하고 Object는 저장공간에 직접 저장되는 방식으로 설계되어 있다.
- account(사용자 계정 관리), container(저장 공간의 단위, 버킷), object(데이터)
5. Neutron (Networking)
AWS의 vpc, GCP의 cloud virtual network와 비슷한 서비스이다. 소프트 웨어 기반의 네트워킹 서비스를 제공한다. Neutron은 실제로 어떻게 네트워크를 구현할까요? Neutron은 네트워크의 생성/변경/삭제에 대한 API를 제공하며 실제로는 Plug-in을 통해 controller를 작동시켜 네트워크에 접속합니다.
- 사용자는 Neutron API를 이용하여 Neutron 서버로 IP 할당을 요청합니다.
- Neutron 서버는 들어온 요청을 Queue로 다시 요청합니다.
- Queue는 Neutron 에이전트와 플러그인으로 IP 할당 지시를 내립니다.
- Neutron 에이전트와 플러그인은 지시받은 작업을 데이터베이스에 저장합니다.
- Neutron 에이전트는 네트워크 프로바이더에게 작업을 지시합니다.
- 그리고, 수시로 작업 상태를 데이터베이스에 업데이트합니다.
- 할당된 IP를 인스턴스에서 사용할 수 있습니다.
6. Cinder(block storage)
AWS의 EBS(Elastic Block Storage) GCP의 Persistent Disk와 비슷한 서비스이다. 블록 스토리지인 Cinder는 Nova에서 생성된 인스턴스에 확장하여 사용할 수 있는 저장 공간을 생성 및 삭제하고 인스턴스에 연결할 수 있는 기능을 제공합니다.
- Cinder API를 통해 볼륨을 추가 및 삭제할 수 있다.
- Cinder-volume은 volume을 실제로 생성하고 데이터베이스에 volume정보를 업데이트합니다.
- Cinder는 물리 하드 디스크를 LVM(Logical Volume Manager)으로 설정합니다.
- 설정한 LVM은 cinder.conf와 nova.conf의 환경설정을 통하여 volume을 할당할 수 있습니다.
- cinder API를 통해 생성된 volume은 단일 인스턴스 또는 여러 인스턴스에 할당할 수 있습니다.
7.Heat (Orchestration)
AWS의 ECS(Elastic Container Service)와 GCP의 GKE(Google Kubernetes Engine)과 비슷한 서비스이다. OpenStack 오케스트레이션 Heat 서비스는 heat orchestration template(hot)을 사용하여 클라우드 자원을 생성하고 관리합니다.
오케스트레이션 서비스는 실행 중인 애플리케이션을 생성하기 위해 OpenStack API를 호출하여 템플릿 기반의 오케스트레이션을 제공합니다.
- 사용자는 API를 직접 호출하여 오케스트레이션 서비스를 요청하거나 CLI(Command Line Interface)를 통해 동일한 작업을 수행할 수 있습니다.
이때 CLI 역시 사용자 명령을 API로 변환하여 처리하게 됩니다. - 수신된 API 서버는 AMQP(Advanced Message Queueing Protocol) 규격 기반의 메시지 통신을 통해 Heat Engine으로 이를 전달합니다.
- Heat Engine은 수신한 템플릿과 API의 파라미터에 포함된 사용자 요청 데이터를 기반으로 인프라 및 클라우드 애플리케이션을 생성하기 위하여 Nova API, Neutron API 등과 같은 오픈스택 프로젝트들의 API를 호출합니다.
8. Keystone (Identity service)
AWS, GCP의 IAM(Identity and Access Management) 서비스와 비슷한 서비스입니다. 키스톤은 인증 토큰 시스템으로 오픈스택 클라이언트는 다양한 API를 호출하기 때문에 이를 토큰을 부여하여 관리한다. 아래 그림을 보면 이해하기 쉽다.
아래 그림을 보면 알 수 있듯이 키스톤은 모든 오프 스택 구성요소를 관장할 수 있는 위치에 있습니다.
keyston의 구성요소
Keystone은 사용자 인증 부분과 서비스 인증 부분을 관리합니다. 사용자일 경우에는 사용자 그룹인 Tenant, 사용자 계정 정보인 User ID와 PW, 사용자 권한인 Role을 가집니다. 서비스일 경우에는 서비스를 등록하고 해당 서비스의 Endpoint URL을 등록합니다. 그럼, 아래 그림을 보면서 다시 한번 더 정리해 보도록 하겠습니다.
- Tenant에는 User가 포함됩니다.
- User는 Role을 가지고 있습니다.
- Token을 발행할 때는 Tenant와 User 정보가 필요합니다.
- 서비스가 있고, 각각의 서비스는 Endpoint URL을 가집니다.
- User는 Endpoint URL을 통해 서비스에 접근합니다.
9. Ceilometer (monitoring service)
AWS의 cloudwatch, GCP의 Stack Driver와 비슷한 서비스입니다. 오픈스택 서비스와 관련된 측정 데이터를 효과적으로 수집하고 서비스로부터 전송되는 알림을 모니터링합니다.
ceilometer가 정확히 어떻게 데이터를 수집하고 모니터링하는지 자세한 내용이 궁금하면 아래 링크를 참조해주세요.
https://docs.openstack.org/ceilometer/7.1.0/architecture.html
System Architecture — ceilometer 7.1.0 documentation
Collector Service The collector daemon gathers the processed event and metering data captured by the notification and polling agents. It validates the incoming data and (if the signature is valid) then writes the messages to a declared target: database, fi
docs.openstack.org
오픈스택의 작동 다이아그램
위에서 전체적인 서비스들을 살펴보고 나서 밑의 그림을 보면 openstack이 작동하는 원리를 조금 더 쉽게 이해할 수 있다. 가볍게 참고하는 수준으로 각각 어떤 신호를 송/수신하는지 살펴보면 좋을 것 같다. 오늘은 이렇게 오픈스택의 구성요소에 대해 하나하나씩 알아보았다. 이번 포스팅에서는 오픈스택의 구성요소들을 이해하고 각각의 구성요소가 담당하는 역할을 살펴보았다. 다음 포스팅에서는 오픈스택 설치에 관한 내용을 정리해서 포스팅해봐야겠다.
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