Università degli Studi di Napoli Federico II

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1 Università degli Studi di Napoli Federico II Scuola Politecnica e delle Scienze di Base Area Didattica Scienze MM.FF.NN. Corso di Laurea in Informatica Tesi sperimentale di Laurea Triennale Sviluppo di un Marketplace e tecniche di contestualizzazione su un sistema cloud con OpenStack Relatori Candidato Prof. Guido Russo Fabio Buonocore Dr. Silvio Pardi matr. 566/3104 Anno Accademico

2 Indice generale 1 Introduzione Cloud Computing Come funziona Perchè il cloud computing Virtualizzazione I modelli di servizi IaaS PaaS SaaS OpenStack Struttura OpenStack Compute Service (Nova) Networking Service (Neutron) Identity Service (Keystone) Block Storage Service (Cinder) Object Storage Service (Swift) Image Service (Glance) Dashboard (Horizon) Orchestration Service (Heat) Metering/Monitoring Service (Ceilomter) RestAPI Ambiente di sviluppo Hardware utilizzato...28 Fabio Buonocore 566/3104 Pagina 2 di 99

3 5 Marketplace Funzionalità Contestualizzazione L'utilizzo di cloud-init Sviluppo Marketplace Tecnologie utilizzate Libcurl JSON Bootstrap Sitemap Marketplace Interazione con la piattaforma di cloud Autenticazione Istanziazione macchina virtuale Visualizzazione macchine istanziate Accesso alla macchina virtuale Gestione degli errori Esempi d'utilizzo Login Istanziazione macchina virtuale Visualizzazione istanze Casi d'uso Observium Preparazione dell'immagine Contestualizzazione Observium Xilinx Vivado...51 Fabio Buonocore 566/3104 Pagina 3 di 99

4 6.2.1 Preparazione dell'immagine Contestualizzazione Vivado Esempio d'uso Conclusioni e sviluppi futuri Appendice Pagine marketplace login.php index.php images.php listinstances.php Classi e funzioni functions.php curlrequest.php RequestManager.php UserData.php ErrorManager.php Pagine di configurazione configurations.php Pagine di stile e template style.css header.php footer.php...98 Fabio Buonocore 566/3104 Pagina 4 di 99

5 Indice delle illustrazioni Illustrazione 1: Cloud Computing...8 Illustrazione 2: Virtualizzazione...11 Illustrazione 3: Modelli di servizi...12 Illustrazione 4: Architettura concettuale OpenStack...16 Illustrazione 5: Snapshot Dashboard - Elenco istanze...23 Illustrazione 6: OpenStack Compute...26 Illustrazione 7: Schema logico installazione servizi OpenStack...27 Illustrazione 8: Dell PowerEdge R Illustrazione 9: Dell PowerEdge R Illustrazione 10: Schema fisico della rete...29 Illustrazione 11: Usecase Marketplace...30 Illustrazione 12: Sequence interazione Marketplace - OpenStack...35 Illustrazione 13: Sequence richiesta autenticazione...38 Illustrazione 14: Sequence richiesta istanza nuova macchina virtuale...40 Illustrazione 15: Screenshot utilizzo istanza da browser...42 Illustrazione 16: Screenshot login marketplace...44 Illustrazione 17: Screenshot Crea Istanza...45 Illustrazione 18: Screenshot conferma richiesta istanziazione inviata...46 Illustrazione 19: Screenshot "Mostra Istanze"...46 Illustrazione 20: Screenshot esempio contestualizzazione Observium...50 Illustrazione 21: Screenshot Observium su exec01.na.infn.it...51 Illustrazione 22: Screenshot Vivado in funzione sulla macchina virtuale...55 Fabio Buonocore 566/3104 Pagina 5 di 99

6 1 Introduzione L'obiettivo di questo lavoro di tesi è lo sviluppo di un marketplace come applicazione web per un'infrastruttura di cloud computing di tipo IaaS e l'utilizzo di tecniche di contestualizzazione per la personalizzazione e la configurazione di immagini sul cloud. L'aumento di anno in anno della potenza computazionale e la grande facilità di accesso a internet hanno portato ad un utilizzo sempre maggiore di servizi cloud. Gli utenti collegati ad un cloud provider possono ad esempio utilizzare software remoti non direttamente installati sul proprio computer e salvare dati su sistemi di archiviazione remoti. Il marketplace offre agli utenti del cloud, la possibilità di scegliere in modo semplice ed intuitivo il tipo di risorsa da utilizzare e di contestualizzarla in base alle proprie necessità. Con il termine contestualizzazione s'intende la possibilità di personalizzare e configurare una risorsa virtuale in base alle proprie esigenze in modo da renderla immediatamente utilizzabile dall'utente. Un esempio è quello di installare software o pacchetti aggiuntivi o inibire l'accesso root alla macchina virtuale. Grazie all'uso di tecniche di contestualizzazione dunque è possibile automatizzare l'esecuzione di operazioni che potrebbero richiedere conoscenze specifiche non possedute da un utente finale. Il marketplace è stato testato su un'infrastruttura di cloud computing implementata con il sofware open source OpenStack, il quale espone pubblicamente delle API che si occupano di comunicare con i servizi che orchestrano e gestiscono il cloud. L'infrastruttura utilizzata è situata nel datacenter dell'infn di Napoli ed utilizza 3 macchine fisiche rispettivamente dedicate ai servizi di gestione della piattaforma di cloud, al calcolo computazionale e allo storage dei dati. Il presente lavoro di tesi chiarisce il concetto di cloud computing, mostrando quali Fabio Buonocore 566/3104 Pagina 6 di 99

7 sono i principali benefici che ne giustificano l'utilizzo e i modelli di servizi che esso offre agli utenti. Inoltre, viene accennato il concetto di virtualizzazione, fondamentale per la realizzazione di infrastrutture cloud in quanto permette l'ottimizzazione delle risorse grazie alla possibilità di creare più macchine virtuali su una singola macchina fisica. Successivamente, viene illustrata la piattaforma OpenStack e tutti i servizi che la compongono. Tali servizi sono alla base della realizzazione di un'infrastruttura di tipo IaaS. Dopo aver chiarito i concetti che hanno portato allo sviluppo del marketplace e descritto gli strumenti necessari alla sua realizzazione, vengono mostrate le tecnologie utilizzate per lo sviluppo del marketplace come applicazione web e come esso interagisce con l'infrastruttura di cloud. Infine vengono riportati due casi d'uso del marketplace al fine di dimostrare l'importanza d'utilizzo della contestualizzazione, dettagliando inoltre tutti i passi necessari per la creazione di un'immagine di un disco virtuale adatta ad essere eseguita su OpenStack. Fabio Buonocore 566/3104 Pagina 7 di 99

8 2 Cloud Computing Il cloud computing consiste nella fruizione di applicazioni e servizi tramite internet, grazie a un insieme di tecnologie che consentono l'accesso a risorse in modo configurabile e tagliato su misura per l'utilizzo richiesto. Nel cloud computing non esiste un server come tradizionalmente lo si intende ma un gruppo distribuito di server interconnessi che gestiscono servizi, eseguono applicazioni ed archiviano documenti in modo totalmente trasparente all'utilizzatore. In questo modo le entità (comunità scientifiche, aziende, ecc) connesse al cloud non hanno la necessità di essere dotati di hardware particolarmente potente in quanto la potenza di calcolo non risiede nella workstation ma è distribuita in rete tra i computer che compongono la nuvola. Illustrazione 1: Cloud Computing Fabio Buonocore 566/3104 Pagina 8 di 99

9 2.1 Come funziona Un'infrastruttura di cloud computing generalmente è composta da vari componenti (computers, server, data storage ecc) diretti da un server centrale (controller) che ha il compito di monitorare il traffico e gestire le esigenze dei client, assicurandosi che il tutto funzioni correttamente. Esso segue una serie di regole chiamate protocolli e usa un tipo speciale di software chiamato middleware. Il middleware ha il compito di allocare le interfacce di rete in modo da permettere la comunicazione tra i vari computer. Per sfruttare il più possibile tutte le risorse fisiche a disposizione è indispensabile utilizzare la tecnica della virtualizzazione. In questo modo è possibile creare più istanze con il proprio sistema operativo su una singola macchina fisica. 2.2 Perchè il cloud computing Ci sono diversi motivi per cui può essere utile affidare al cloud l'esecuzione di programmi e lo storage di dati: Gli utenti possono accedere alle loro applicazioni e ai loro dati da qualsiasi computer dotato di una connessione ad internet. I dati non sono confinati all'interno di un singolo disco fisso, un singolo computer o rete privata. Riduzione dei costi dell'hardware lato client. E' compito del fornitore del servizio mantenere un'infrastruttura cloud sempre aggiornata in grado di soddisfare tutte le necessità del cliente. Gli utenti della nuvola necessitano semplicemente di un terminale che sia in grado di accedere al middleware per connettersi al cloud. Riduzione dei costi del software. Di solito nell'offerta di un sistema di cloud è compreso l'accesso ad un insieme di applicazioni. In questo modo una compagnia o un'organizzazione non necessita l'acquisto di molteplici licenze di software. Ottimizzazione degli spazi. Server e dispositivi di memorizzazione occupano Fabio Buonocore 566/3104 Pagina 9 di 99

10 spazio. Alcune aziende affittano spazi dedicati per i loro server o data center perché non dispongono di spazio sufficiente in loco. Il cloud offre l'opportunità di utilizzare direttamente le proprie infrastrutture. Riduzione dei costi di assistenza informatica. La manutenzione informatica è demandata al gestore dei servizi di cloud. Ottimizzazione dei tempi di computazione. Nel caso l'infrastruttura di cloud computing sia composta da un sistema grid, il client ne acquisisce tutti i suoi vantaggi. Scienziati o gruppi di ricerca lavorano con calcoli complessi che potrebbero richiedere anni per essere eseguiti su dei normali personal computer. In tal caso invece, il calcolo sarebbe inviato al sistema di cloud e processato sfruttando tutta la sua potenza di elaborazione, riducendo in maniera significativi i tempi di calcolo. 2.3 Virtualizzazione Come accennato in precedenza in ambiti di cloud computing è spesso utilizzato il concetto di virtualizzazione. Spesso i calcolatori che offrono servizi (server, non "desktop") sono sottoutilizzati per questioni di sicurezza e praticità: viene, di norma, installata una sola applicazione per sistema operativo e dunque una sola applicazione per calcolatore. Questa condizione implica la presenza di più calcolatori, che occupano spazio ed impiegano ingenti risorse di denaro, nonché di gestione e manutenzione. Grazie alla virtualizzazione dunque è possibile emulare parallelamente, via software, istanze di macchine non più fisiche ma appunto virtuali, in modo da permettere l'esecuzione di più sistemi operativi su un singolo elaboratore, ciascuno in un ambiente altamente isolato. La creazione e la gestione delle macchine virtuali è demandata ad uno strato software chiamato hypervisor posizionato ad uno dei livelli più bassi della pila delle componenti che formano un sistema virtualizzato. L'hypervisor ha il compito di allocare le risorse della macchina fisica ad ogni macchina virtuale e di intercettare e tradurre le chiamate di sistema effettuate dai Fabio Buonocore 566/3104 Pagina 10 di 99

11 sistemi operativi ospiti (guest), affinché vengano correttamente eseguite dalla CPU anche nel caso in cui esistano più guest in esecuzione in maniera concorrente. Illustrazione 2: Virtualizzazione Fabio Buonocore 566/3104 Pagina 11 di 99

12 2.4 I modelli di servizi I servizi offerti da una struttura di cloud computing vengono generalmente divisi in tre modelli di astrazione che variano per necessità e obiettivi. Essi sono rispettivamente, dal livello più basso a quello più alto: Infrastructure as a Service (IaaS), Platform as a Service (PaaS) e Software as a Service (SaaS) IaaS Il modello Infrastructure as a Service è il servizio più vicino a ciò che forma il cloud. Esso consiste nella fruizione di risorse hardware virtualizzate, solitamente computazionali o di archiviazione. In pratica è come se si disponesse di un computer fisico vero e proprio senza la preoccupazione di dover pensare alla continuità dell'hardware, in quanto è compito del fruitore dei servizi di occuparsi di questi aspetti di basso livello. Fabio Buonocore 566/3104 Pagina 12 di 99

13 2.4.2 PaaS Il modello Platform as a Service consiste nella virtualizzazione di una piattaforma di elaborazione. Il PaaS sfrutta tutte le astrazioni che il modello più basso gli mette a disposizione in modo trasparente: in questo caso il fruitore del servizio non deve occuparsi dell'infrastruttura attraverso il quale è realizzata la piattaforma, ma ha come unica necessità l'utilizzo di un ambiente di sviluppo per la produzione del proprio servizio. Il fruitore di tale servizio ha meno oneri ma anche meno flessibilità, in quanto potrebbe essere costretto ad utilizzare esclusivamente le tecnologie messe a disposizione dalla piattaforma SaaS Il modello Software as a Service è il servizio di più alto livello che può essere offerto da un'infrastruttura di cloud-computing. Consiste in un software, il più delle volte web-based, realizzato su una piattaforma che a sua volta poggia su una infrastruttura; l'utilizzatore accederà all'applicazione in maniera totalmente trasparente, senza sapere che piattaforma, sistema operativo o librerie sono necessarie per far funzionare tale applicazione. E' compito dei livelli inferiori (PaaS e IaaS) gestire e allocare le piattaforme e le risorse necessarie alla sua corretta esecuzione. Fabio Buonocore 566/3104 Pagina 13 di 99

14 3 OpenStack OpenStack è un progetto, inizialmente partito da NASA e Rackspace, che ha come obiettivo principale quello di produrre, secondo il modello di servizi Infrastructure as a Service (IaaS), una piattaforma di Cloud Computing in grado di soddisfare le esigenze dei fornitori di cloud pubblici e privati, indipendentemente dalle dimensioni, che sia semplice da implementare e altamente scalabile. Il progetto è rivolto a tutte le comunità che condividono la stessa filosofia sulle architetture cloud e software open source. Ad oggi più di 150 società si sono unite al progetto, interamente lasciato sotto i termini della licenza Apache 2.0. OpenStack è strutturato da un insieme di componenti ognuno dei quali dispone delle API in modo da rendere possibile la loro integrazione. A secondo delle esigenze è possibile installare alcuni o tutti i suoi componenti. Tutto il software è sviluppato in linguaggio Python seguendo un'architettura di tipo modulare, dove ogni componente è un software indipendente sviluppato secondo le linee guide definite dalla OpenStack Foundation. I moduli di OpenStack si dividono in: demoni: programmi eseguiti in backgroud su sistemi Unix, che hanno il compito di rimanere in attesa per rispondere quando necessario a determinate richieste; script: installano e tastano ambienti di virtualizzazione; interfacce a riga di comando (CLI): permettono agli utenti di eseguire chiamate alle API dei servizi di OpenStack con semplici comandi. Fabio Buonocore 566/3104 Pagina 14 di 99

15 3.1 Struttura OpenStack Come accennato nel paragrafo precedente, OpenStack è un insieme di componenti che consentono la creazione di servizi cloud: Servizio Nome progetto Descrizione Dashboard Horizon Permette agli utenti di interagire con i servizi di OpenStack e di eseguire alcune operazioni come lanciare un'istanza, assegnare indirizzi IP, settare i permessi di accesso ed altro ancora. Compute Nova Crea e gestisce grandi reti di macchine virtuali su richiesta. Networking Neutron Permette la connettività tra le reti, come servizio, tra le interfacce di device gestite da altri servizi di OpenStack. Consente agli utenti di creare e associare interfacce alle reti. Storage Object Storage Swift Memorizza e ottiene files. Non permette di effettuare il mount di directories come un file server. Block Storage Cinder Fornisce blocchi persistenti di memoria per ospitare le macchine virtuali. Servizi condivisi Identity Service Keystone Fornisce l'autenticazione e l'autorizzazione ai servizi di OpenStack. Image Service Glance Gestisce un registro per le immagini di macchine virtuali. Il servizio di Compute utilizza questo servizio per la creazione di nuove istanze. Metering/Monit oring Service Orchestration Service Ceilometer Heat Monitora il cloud di OpenStack per l'effettuazione di benchmark e statistiche utili per la scalabilità. Servizi di alto livello Orchestra molteplici applicazioni cloud utilizzando il template nativo o il formato AWS CloudFormation attraverso le REST API di OpenStack e le CloudFormation-compatible Query API. Fabio Buonocore 566/3104 Pagina 15 di 99

16 Il seguente diagramma mostra le relazioni tra i servizi di OpenStack: Illustrazione 4: Architettura concettuale OpenStack Compute Service (Nova) Il servizio di compute rappresenta la componente principale di un sistema di tipo IaaS. Esso si occupa di allocare e gestire le risorse utilizzate sull'intera infrastruttura di cloud. Nello specifico, in base a richieste specifiche, effettua la creazione di macchine virtuali attraverso l'hypervisor e determina, a secondo del carico di utilizzo, su quale nodo di compute allocare la risorsa. Analogamente funziona il meccanismo per il rilascio delle risorse. Inoltre il servizio di compute offre la possibilità agli utenti finali, di accedere alle loro macchine virtuali attraverso proxy. Fabio Buonocore 566/3104 Pagina 16 di 99

17 Il servizio di compute interagisce con quello di Identity per l'autenticazione, con il servizio di Image per le immagini e il servizio di Dashboard per l'interazione con l'utente e l'interfaccia di amministrazione Networking Service (Neutron) Il servizio di Networking permette la creazione e la gestione di reti virtuali per la connettività tra le interfacce di rete di device gestiti da altri servizi di Openstack. Le macchine virtuali presenti sulla piattaforma possono essere gestite tramite due tipi di indirizzi IP a secondo delle necessità: indirizzi IP statici e indirizzi IP dinamici (Fixed IPs e Floating IPs). Gli indirizzi IP statici vengono assegnati alla macchina durante l'operazione di boot, mentre quelli dinamici vengono gestiti direttamente dall'utente. Entrambi gli indirizzi IP possono essere pubblici o privati. Uno dei casi d'utilizzo più frequente che riguarda gli indirizzi IP dinamici, si presenta quando si ha la necessità di fornire indirizzi IP pubblici in una rete di cloud privata, in cui si hanno a disposizione un numero limitato di indirizzi IP disponibili. Un altro caso può essere quello in cui un utente pubblico di una cloud deve avere un indirizzo IP statico, che può essere riassegnato quando un'istanza viene aggiornata o spostata. Le tipologie di rete da poter realizzare possono essere differenti, ognuna delle quali con i propri punti di forza: Flat: è la tipologia più semplice, dove il servizio di networking non interviene nella configurazione, ma delega la sua intera gestione all'amministratore di rete. FlatDHCP: è la tipologia più semplice da configurare, la gestione in questo caso viene delegata completamente al servizio di networking, creando un bridge di rete nel quale verranno inserite tutte le interfacce di rete virtuali delle istanze in esecuzione; sul bridge viene messo in ascolto un servizio di DHCP configurato in modo da usare dei lease statici. In questo modo si è sicuri che le macchine virtuali riceveranno gli indirizzi IP che il servizio gli Fabio Buonocore 566/3104 Pagina 17 di 99

18 ha riservato, scrivendo un'associazione statica tra il MAC address dell'interfaccia virtuale e l'ip ad essa riservata nella configurazione. Una volta configurato gli indirizzi IP, il servizio di networking si occuperà anche di gestire il routing dei pacchetti mettendo su un servizio di NAT sulla macchina che ospita il servizio di networking. VlanManager: con questa tipologia di rete è possibile isolare il traffico tra i diversi tenant, associando ad ognuno di loro una subnet diversa e una specifica vlan, in modo che il traffico di layer 2 di istanze appartenenti a differenti tenant, appartenga a distinti domini di broadcast. FlatDHCP Multi-host HA: a differenza della FlatDHCP dove la gestione della rete è demandata unicamente al controller, in una rete di tipo Multi-host ogni compute node ha in esecuzione il servizio di networking. In questo modo le instanze utilizzano direttamente i compute node come gateway per l'accesso a internet. Grazie a questa tecnica, eventuali problemi alla rete sono isolati alle macchine virtuali in esecuzione sull'hypervisor non funzionate. L'implementazione del servizio di networking viene chiamata Neutron il quale mette a disposizione i propri servizi tramite delle API RESTful. Inoltre prevede l'utilizzo di plugins per l'introduzione di funzionalità avanzate di rete Identity Service (Keystone) Il servizio di Identity ha un ruolo centrale in Openstack in quanto ha il compito di gestire tutti gli utenti che hanno accesso all'intera infrastruttura di cloud. Il servizio di keystone considera in modo analogo gli utenti reali a quelli dedicati all'accesso dei servizi. L'accesso all'infrastruttura può essere effettuato tramite metodi di autenticazione diversi. Oltre a quello classico composto da nome utente e password, è possibile aggiungerne diversi, in quanto il keystone ha un'architettura modulare che permette di inserire moduli scritti secondo le proprie esigenze. I permessi vengono gestiti grazie all'utilizzo di tenants che consistono in gruppi di Fabio Buonocore 566/3104 Pagina 18 di 99

19 utenti a cui è possibile assegnare specifici privilegi. Gli utenti possono essere aggiunti anche in più tenants, in modo da assumere ruoli differenti a secondo del gruppo in cui si trovano. Quando viene autorizzato l'accesso, il keystone rilascia un token che servirà per riconoscere quell'utenza nell'infrastruttura di cloud fino alla sua scadenza; dopo di che sarà necessario richiederne uno nuovo fornendo nuovamente le credenziali di accesso. Altro ruolo fondamentale delegato al keystone è la gestione di un catalogo con tutti gli end-points dei servizi operanti sulla piattaforma. Gli end-points rappresentano delle coordinate per raggiungere ogni singolo servizio che compone l'infrastruttura di cloud computing. Tali coordinate sono composte da un URL e una porta dove sono esposte le API del servizio. E' possibile associare le coordinate a delle region che rappresentano di solito parti dell'infrastruttura dislocate geograficamente. Inoltre è possibile indicare più end-points per un singolo servizio se si hanno più copie dello stesso in posti differenti Block Storage Service (Cinder) Il servizio di Block Storage fornisce risorse di archiviazione che possono essere utilizzate dalle istanze di OpenStack. Tipicamente quando viene creata un'istanza sull'infrastruttura di cloud, tutti i dati che vengono memorizzati sulla macchina virtuale vengono distrutti al momento della sua terminazione. Per questo motivo il servizio di Block Storage offre la possibilità di creare dei volumi persistenti che possono essere legati ad una macchina virtuale durante la sua esecuzione o direttamente in fase di boot. Una soluzione alternativa è rappresentata dalla possibilità di utilizzare un disco permanente per effettuare il boot di una macchina virtuale, in modo che i dati scritti durante il ciclo di vita dell'istanza sopravviveranno anche dopo la sua distruzione. I permessi di accesso ai volumi vengono gestiti tramite i tenants a cui sono assegnati dei ruoli che controllano le azioni che un utente può eseguire; i ruoli Fabio Buonocore 566/3104 Pagina 19 di 99

20 vengono configurati dall'amministratore del sistema tramite il file policy.json che mantiene le regole di accesso. L'OpenStack Block Storage non rappresenta una soluzione di storage condivisa, in quanto non permette di condividere contemporaneamente i suoi volumi tra più istanze. Prerequisito fondamentale del servizio di Block Storage è quello di poggiare su un sistema di storage di back-end come LVM, un software per la gestione dei dischi disegnato per essere più flessibile del normale partizionamento fisico. Il Block Storage si occupa inoltre della gestione delle snapshot di dischi virtuali. Una snapshot non è altro che una copia del disco nell'istante in cui viene fatta, questa funzionalità risulta molto utile in caso di backup; la snapshot risultante, verrà vista e gestita come un comune volume Object Storage Service (Swift) Il servizio di Object Storage offre un metodo di archiviazione dei file altamente scalabile e ridondante in grado di snellire la memorizzazione dei dati in ambienti di cloud computing. I sistemi di object storage per loro natura e architettura non necessitano di sistemi di backup tradizionali, inoltre possono essere implementati su reti geografiche per offrire il massimo della qualità e affidabilità. In un object storage viene utilizzato il concetto di oggetto, esso viene inteso come una somma di un file più una serie di metadata che ne descrivono il contenuto e le caratteristiche. A differenza dei tradizionali file system dove lo spazio è organizzato in file e directory, in un object storage non esiste un sistema di localizzazione dei dati determinato dal loro posizionamento ma dal loro contenuto. Ogni volta che un oggetto viene immesso in un object storage, il sistema utilizza tali informazioni per generare attraverso una funzione di hashing, una chiave univoca. Nell'implementazione di Swift, tali metadati vengono memorizzati in attributi xattrs; questo necessita l'utilizzo di un filesystem che li supporta come ext3 o ext4. Una volta che l oggetto è stato accolto all interno di un object storage viene Fabio Buonocore 566/3104 Pagina 20 di 99

21 duplicato in N partizioni, in funzione di regole definite dall utente, che possono essere determinate per ragioni di affidabilità o performance. Ogni partizione sarà distribuita tra tutti i dispositivi che fanno parte dell'installazione. A loro volta le partizioni vengono raggruppate in zone in quanto il sistema assicura una replica delle partizione in ogni zona presente, dove la zona può rappresentare un disco, server, cabinet o datancenter. Tutti gli oggetti vengono localizzati attraverso i loro ID, grazie a delle strutture logiche denominate ring, che si occupano di mappare con delle hash table i singoli oggetti alla loro posizione fisica. L'elenco degli oggetti presenti sullo storage è mantenuto da un servizio chiamato Container Server, che non è a conoscenza di dove fisicamente risiede un singolo oggetto ma semplicemente associa gli oggetti ai relativi Container. Così come i Container Server associano gli oggetti ai Container, l'elenco di questi ultimi è mantenuto da uno o più Account Server, che si occupano, quindi, di associare i Container ai relativi Account. Tutti i dati di un object storage vengono resi accessibili all'esterno da un proxy server, che esponendo pubblicamente delle API di tipo RESTful, ha il compito di gestire tutte le richieste in arrivo come l'upload dei files, modifiche ai metadata o la creazione di container Image Service (Glance) Il servizio di Image permette di visualizzare, registrare e recuperare le immagini di macchine virtuali che possono essere lanciate sull'infrastruttura di cloud computing. Il servizio ha il compito di mantenere un database aggiornato con tutte le immagini memorizzate nell'infrastruttura con le relative informazioni, come l'uuid e lo stato. L'uuid è un codice identificativo che il servizio assegna all'immagine al momento della registrazione. L'immagine può assumere vari stati: queued: l'uuid è stato riservato all'immagine nel registro di Glance, ma Fabio Buonocore 566/3104 Pagina 21 di 99

22 l'immagine non è stata ancora caricata; saving: denota che un'immagine è in fase di upload; active: l'immagine è stata completamente caricata ed è pronta per l'utilizzo; killed: l'immagine non è utilizzabile in quanto si è verificato un errore durante la fase di upload; deleted: Glance ha ancora le informazioni dell'immagine, ma non è più utilizzabile. Un'immagine in questo stato sarà eliminata automaticamente in un secondo momento; pending_deleted: questo stato è simile a quello di detelet con la differenza che l'immagine non è ancora stata rimossa ed è ancora possibile recuperlarla. Le immagini memorizzate in Glance vengono rese accessibili attraverso delle API di tipo RESTful; è possibile interrogare il registro tramite i metadati delle immagini o direttamente con l'uuid. Le immagini possono essere memorizzate in diversi tipi di locazione, come semplici filesystem o sistemi di object-storage (Swift) e possono essere in molti formati tra cui raw, iso, qcow2 e AMI in modo da essere compatibili con gli standard dei vari hypervisor. Oltre alla possibilità di effettuare l'upload delle immagini delle macchine virtuali, Glance permette anche di gestire le copie di backup dei dischi delle VM Dashboard (Horizon) La Dashboard di OpenStack fornisce un'interfaccia grafica dalla quale è possibile gestire in modo semplice ed intuitivo le risorse di compute, storage e networking dell'intera infrastruttura di cloud. Horizon è stato sviluppato come applicazione web modulare utilizzando Django, un framework opensource scritto in Python. L'obiettivo di Horizon è mettere a disposizione dell'amministratore di un sistema di cloud, un'interfaccia grafica che possa comunicare con i servizi principali di OpenStack. Infatti, grazie alle API Fabio Buonocore 566/3104 Pagina 22 di 99

23 RESTful che espongono i vari servizi di OpenStack è possibile eseguire diverse operazioni: creare e gestire gli utenti e i tenants (Keystone); creare e gestire le istanze (Nova); gestire la rete (Neutron); gestire i servizi di storage (Swift e Cinder); gestire le immagini virtuali (Glance); visualizzare le statistiche dell'infrastruttura (Ceilometer); gestire l'orchestrazione dell'infrastruttura (Heat). Inoltre la dashboard è accessibile anche da utenti in modo da fornire un portale da cui è possibile gestire le proprie risorse entro i limiti stabiliti dagli amministratori. Tale applicazione è stata progettata in maniera che sia facilmente estendibile, così che possono essere aggiunti moduli che integrino funzionalità specifiche. Illustrazione 5: Snapshot Dashboard - Elenco istanze Fabio Buonocore 566/3104 Pagina 23 di 99