در دنیای امروز، رایانش ابری به یکی از ارکان اصلی فناوری اطلاعات تبدیل شده است. سازمان‌ها برای افزایش انعطاف ‌پذیری، کاهش هزینه‌ها و تسریع نوآوری، به طور فزاینده‌ای به ابر روی می‌آورند. در این میان، اوپن‌استک به عنوان یک پلتفرم ابری متن‌باز، نقشی کلیدی در تحول زیرساخت‌های فناوری اطلاعات ایفا می‌کند. در این مطلب توضیح می‌دهیم که OpenStack چیست و چه ویژگی‌ها و اجزایی دارد.

OpenStack چیست؟

اوپن‌استک (OpenStack) یک پلتفرم ابری متن‌باز است که منابع محاسباتی، شبکه و ذخیره‌سازی توزیع‌شده را مدیریت می‌کند، آنها را در قالب مجموعه‌هایی (pool) گردآوری می‌کند و امکان ارائه منابع مجازی در صورت تقاضا را از طریق یک پورتال خود-سرویس فراهم می‌نماید. OpenStack یک توسعه مقرون‌به‌صرفه برای زیرساخت ابر عمومی موجود و یک جایگزین مناسب برای راهکارهای مجازی‌سازی اختصاصی است. این پلتفرم به سازمان‌ها امکان می‌دهد هزینه‌های ابری خود را بهینه کنند و به ارائه‌دهندگان خدمات اجازه می‌دهد زیرساختی بسازند که با زیرساخت ابرهای بزرگ مانند آمازون و گوگل رقابت کند.

این پلتفرم در ابتدا توسط شرکت‌های Rackspace و ناسا راه اندازی شد. اکنون تعدادی از شرکت‌های شناخته‌شده از این پلتفرم متن‌باز پشتیبانی می‌کنند. از جمله این شرکت‌ها می‌توان به AT&T، HP، Canonical، Suse Linux، Intel، Red Hat، Huawei  و IBM اشاره کرد. پلتفرم اوپن ‌استک، به خودی خود یک برنامه کاربردی نیست؛ بلکه مجموعه‌ای از اجزای مختلف است که به آنها «پروژه‌ها» می‌گویند و از طریق یک رابط برنامه ‌نویسی خاص با هم ارتباط برقرار می‌کنند. OpenStack بر روی یک سیستم عامل پایه مانند لینوکس و یک پلتفرم مجازی‌ سازی مانند Vmware بنا می‌شود. بعد از اینکه اجزای مورد نیاز اوپن‌استک، سیستم عامل و پلتفرم مجازی‌سازی به درستی نصب و پیکربندی شدند، مدیر می‌تواند منابع لازم را برای اجرای برنامه‌ها اختصاص داده و فراهم کند.

برای آشنایی بیشتر با سرویس های ابری، مقالات تعریف ساده cloud computing و انواع سرویس‌های رایانش ابری را مطالعه کنید.

ویژگی‌های OpenStack

ویژگی‌های کلیدی OpenStack شامل موارد زیر است:

• معماری ماژولار (Modular architecture): ساختار بخش‌بندی شده و قابل توسعه
• نرم‌افزار متن‌باز (Open-source software): نرم‌افزاری که کد منبع آن برای عموم قابل دسترسی، تغییر و توزیع است.
• مقیاس‌پذیری (Scalability): قابلیت افزایش یا کاهش منابع بر اساس نیاز.
• انعطاف‌پذیری (Flexibility): قابلیت تطبیق و سفارشی‌سازی بر اساس نیازهای مختلف.
• توسعه مبتنی بر جامعه (Community-driven development): توسعه و بهبود نرم‌افزار توسط یک جامعه فعال از توسعه‌دهندگان.

OpenStack چگونه کار می‌کند؟

حال که متوجه شدید OpenStack چیست و چه ویژگی‌هایی دارد، بهتر است با عملکرد آن نیز آشنا شوید. اوپن‌استک بر اساس یک سیستم افزونه‌ای (plug-in) کار می‌کند. به این معنی که کاربران می‌توانند با استفاده از ابزارهای مختلف، منابع ابری را مدیریت  کنند و تخصیص دهند. این پلتفرم از تعدادی اجزا (کامپوننت) تشکیل شده است که با یکدیگر ادغام می‌شوند تا عملکرد یا سرویس مورد نظر را ارائه دهند. به زبان ساده‌تر، اوپن‌استک مانند یک جعبه ابزار بزرگ است که هر ابزار (افزونه) وظیفه خاصی را بر عهده دارد. این ابزارها با هم کار می‌کنند تا یک محیط ابری کامل را ایجاد کنند. برای مثال، افزونه Nova مسئول مدیریت ماشین‌های مجازی است، در حالی که افزونه Neutron وظیفه مدیریت شبکه را بر عهده دارد. این سیستم افزونه‌ای به اوپن‌استک انعطاف‌ پذیری بالایی می‌دهد و به کاربران امکان می‌دهد تا محیط ابری خود را مطابق با نیازهایشان سفارشی ‌سازی کنند.

اجزای اوپن استک

OpenStack به عنوان یک پلتفرم ابری متن‌باز، ساختاری پویا و در حال تحول دارد. این پویایی ناشی از ماهیت متن‌باز آن است که به هر فرد یا سازمانی اجازه می‌دهد در توسعه و بهبود آن مشارکت کند. به عبارت دیگر، اوپن‌استک از مجموعه‌ای از اجزای مختلف (کامپوننت‌ها) تشکیل شده است که به طور مداوم در حال توسعه و بهبود هستند. این اجزا که به عنوان پروژه‌های اصلی اوپن‌استک شناخته می‌شوند، هسته اصلی این پلتفرم را تشکیل می‌دهند و در هر سیستم اوپن‌استک استاندارد وجود دارند.

Nova چیست؟

موتور محاسباتی اصلی و قدرتمند اوپن‌ استک، Nova نام دارد. این موتور به کاربران نهایی اجازه می‌دهد تا از طریق تصاویر ماشین، سرورهای مجازی متعددی را ایجاد و مدیریت کنند. نوا مانند یک مرکز محاسباتی متمرکز و یک مغز عمل می‌کند.

Cellometer چیست؟

وظیفه سیلومتر نظارت بر نحوه استفاده کاربران مختلف از خدمات ابری و سپس محاسبه میزان هزینه‌های مربوط به هر کاربر بر اساس داده‌های جمع آوری شده است. سیلومتر نحوه استفاده کاربران از سیستم و اجزای آن را ردیابی می‌کند.

Neutron در OpenStack چیست؟

نوترون عنصر شبکه‌ سازی اوپن ‌استک است. این عنصر اطمینان می‌دهد که اجزا می‌توانند به طور کارآمد با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. نوترون یک سیستم مقیاس‌پذیر و مبتنی بر API است که مدیریت شبکه‌ها را آسان‌تر می‌کند. بنابراین نحوه عملکرد نوترون در امنیت شبکه از اهمیت بالایی برخوردار است. در یک SDN مانند اوپن‌ استک، اهمیت نوترون را نمی‌توان دست کم گرفت. امنیت SDN با انعطاف ‌پذیری که نوترون در اختیار مدیران قرار می‌دهد، می‌تواند آسان‌تر طراحی و مدیریت شود.

Horizon چیست؟

هورایزن رابط مبتنی بر وب است که امکان تعامل با خدمات اوپن‌استک را فراهم می‌کند. هورایزن یک داشبورد است که بررسی اتفاقات در ابر اوپن‌ استک را برای مدیران سیستم آسان‌تر می‌کند و در صورت لزوم امکان اِعمال تغییرات را فراهم می‌نماید.

Cinder چیست؟

سیندر یک عنصر ذخیره‌ سازی بلوکی است که ذخیره ‌سازی را برای سرورها و نمونه‌های در حال اجرا در محیط ابری شما فراهم می‌کند. ذخیره‌سازی بلوکی، یک طرح ذخیره‌ سازی است که مجموعه‌های داده را در بلوک‌ها سازماندهی می‌کند که توسط فرآیندهای مختلف قابل دسترسی هستند. سیندر انعطاف ‌پذیری مورد نیاز مدیران و مهندسان را برای بهینه ‌سازی عملکرد عناصر ابری وابسته به ذخیره‌ سازی بلوکی فراهم می‌‌نماید.

Orchestration Heat چیست؟

ارکستریشن هیت به کاربران امکان می‌دهد منابعی که توسط زیرساخت محیط ابری اوپن‌ استک در دسترس قرار می‌گیرند را مدیریت کنند. با ارکستریشن هیت می‌توانید نحوه دسترسی برنامه‌های مختلف به منابع مورد نیاز برای اجرا را کنترل کنید و همچنین فایل‌هایی را ایجاد کنید که تخصیص منابع طراحی شده توسط شما را کنترل می‌نمایند.

Swift چیست؟

سویفت سیستم ذخیره ‌سازی شیء و فایل اوپن ‌استک است. کاربران می‌توانند از سویفت برای مقیاس ‌پذیری سریع‌تر و اطمینان از پشتیبان ‌گیری مداوم از داده‌های حیاتی استفاده کنند.

Keystone چیست؟

کی‌استون یک فهرست مرکزی از کاربرانی که با خدمات اوپن ‌استک شما تعامل دارند، در اختیارتان قرار می‌دهد. بنابراین می‌توانید به سرعت ببینید کدام کاربران از کدام خدمات استفاده می‌کنند و همچنین نحوه احراز هویت و مجوز کاربران را کنترل نمایید.

Glance چیست؟

گلنس مسئول ذخیره و بازیابی تصویر دیسک ماشین مجازی شماست. این تصاویر می‌توانند به عنوان الگوهایی مورد استفاده قرار گیرند که سیستم عامل برای استقرار نمونه‌های VM جدید از آنها استفاده می‌کند.

Trove چیست؟

تروو خدمات پایگاه داده به عنوان سرویس (DbaaS) را به کاربران اوپن‌ استک ارائه داده و به شما امکان می‌دهد تا از یک پایگاه داده رابطه‌ای (Relational Database) بدون نگرانی در مورد پیکربندی، استقرار، پشتیبان‌ گیری، بازیابی، وصله (patching) و نظارت استفاده کنید.

مزایای OpenStack چیست؟

استفاده از اوپن استک، یک تصمیم هوشمندانه محسوب می‌شود که با مزایای چشمگیری همراه است؛ از جمله:

انعطاف ‌پذیری بی‌نظیر: اوپن‌استک با سازگاری فوق‌العاده‌اش به سازمان‌ها امکان می‌دهد تا زیرساخت ابری‌شان را مطابق با نیازهای خاص خود پیکربندی کنند و از تنوع بالایی در استفاده از برنامه‌های کاربردی بهره‌مند شوند.

صرفه‌جویی در هزینه‌ها: OpenStack به عنوان یک پلتفرم متن‌باز و رایگان، یک انتخاب اقتصادی برای کسب ‌و کارهای کوچک و سازمان‌هایی است که به دنبال کاهش هزینه‌های فناوری اطلاعات خود هستند. این مزیت به سازمان‌ها کمک می‌کند تا هزینه‌های مربوط به خرید نرم‌افزارهای اختصاصی و لایسنس‌ها را کاهش دهند.

مقیاس‌پذیری پویا: یکی از برجسته‌ترین مزایای اوپن‌استک، قابلیت مقیاس‌پذیری آن است. این پلتفرم می‌تواند به سرعت و به آسانی، متناسب با نیازهای سازمان شما گسترش یابد یا کوچک شود؛ بدون آنکه تأخیری در ارائه خدمات ایجاد شود. این مزیت به سازمان‌ها امکان می‌دهد تا زیرساخت ابری خود را به راحتی و بدون وقفه، متناسب با افزایش یا کاهش بار کاری، مقیاس‌بندی کنند.

امنیت تضمین‌شده: اوپن‌استک با بهره‌مندی از محافظ‌های امنیتی داخلی و قابل تنظیم، یک محیط ابری امن را برای حفاظت از داده‌های حساس فراهم می‌کند. این مزیت به سازمان‌ها اطمینان می‌دهد که داده‌های حساس آنها در یک محیط امن نگهداری می‌شود و امکان دسترسی غیرمجاز به آنها وجود ندارد.

اتوماسیون هوشمند: قابلیت‌های اتوماسیون تعبیه‌شده در OpenStack، فرآیند استقرار و مدیریت ابر را ساده‌سازی می‌کند. این مزیت به سازمان‌ها کمک می‌کند تا فرآیندهای مربوط به استقرار و مدیریت ابر را خودکار کرده و در زمان و منابع خود صرفه‌جویی کنند.

ماهیت متن‌باز: متن‌باز بودن OpenStack به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد تا آن را مطابق با نیازهای خاص سازمان خود سفارشی‌سازی کنند و گسترش دهند. 

یکپارچه‌ سازی آسان: OpenStack با قابلیت یکپارچه ‌سازی با سایر سرویس‌های ابری، انتخابی ایده‌آل برای سازمان‌هایی است که به دنبال ایجاد یک اکوسیستم ابری یکپارچه هستند. این بدان معناست که سازمان‌ها می‌توانند اوپن‌استک را با سایر سرویس‌های ابری خود به راحتی یکپارچه کرده و یک اکوسیستم ابری منسجم ایجاد نمایند.

پشتیبانی جامع: اوپن‌ استک با ارائه طیف گسترده‌ای از گزینه‌های پشتیبانی به سازمان‌ها اطمینان می‌دهد که در صورت بروز هرگونه مشکل می‌توانند از پشتیبانی متخصصان بهره‌مند شوند.

چابکی در عملیات: اوپن‌استک با ارائه سطح بالایی از چابکی به سازمان‌ها امکان می‌دهد تا به سرعت به نیازهای متغیر بازار پاسخ دهند و خدمات ابری جدید را به سرعت مستقر کنند.

قابلیت اطمینان بالا: اوپن‌ استک یک پلتفرم قابل اعتماد برای سازمان‌هایی است که به دنبال یک زیرساخت ابری مطمئن هستند.

چالش‌های استفاده از اوپن استک

استفاده از OpenStack علی رغم مزایای قابل توجه با چالش‌ها و محدودیت‌هایی نیز همراه است؛ از جمله:

پیچیدگی نصب و مدیریت: راه ‌اندازی ابر شخصی برخلاف تصور، آسان نیست و مدیریت اجزای اوپن‌استک نیازمند تخصص بالایی است؛ زیرا ادغام و تنظیمات پیچیده آن به سرعت غیرقابل کنترل می‌شود.

مشکلات به‌روزرسانی: به‌روزرسانی منظم اجزا با توجه به ماهیت متن‌باز و انتشار مداوم نسخه‌ها، یک چالش جدی محسوب می‌شود که نیازمند برنامه‌ ریزی و دقت فراوان است.

افزایش پیچیدگی سازمانی: اگرچه اوپن‌استک به شما اجازه می‌دهد ابر اختصاصی خودتان را داشته باشید؛ اما مدیریت پیچیدگی‌های فنی آن مانند مدیریت منابع، شبکه‌ها و امنیت به افراد متخصص نیاز دارد.

ریسک‌های مدیریت غیرمتمرکز ابر: واگذاری راه‌اندازی منابع ابری به بخش‌های مختلف بدون نظارت مرکزی، ریسک‌هایی برای عملکرد و امنیت زیرساخت فناوری اطلاعات ایجاد می‌کند.

نیاز به دانش تخصصی: استفاده حرفه‌ای از اوپن‌استک نیازمند دانش تخصصی است؛ در حالی که کارشناسان مجرب در این زمینه محدود هستند.

حرف آخر

در بخش‌های فوق توضیح دادیم که OpenStack چیست و چه کاری انجام می‌دهد. OpenStack شامل ابزارهای متن‌باز است که برای مدیریت و ساخت پلتفرم‌های رایانش ابری استفاده می‌شوند. OpenStack امکان تعامل خدمات ابری مختلف با یکدیگر را فراهم می‌کند. این امر به یک کسب‌وکارها اجازه می‌دهد تا خدمات ابر خصوصی را در مرکز داده خود راه‌اندازی کنند. کاربران متعددی در حوزه‌های مختلف از این پلتفرم استفاده می‌کنند. علاوه بر ارائه‌دهندگان خدمات مخابراتی، موسسات مالی، شرکت‌های بزرگ، دولت‌ها، ارتش‌ها، دانشگاه‌ها و موسسات تحقیقاتی در سراسر جهان، استفاده از اوپن‌استک در حوزه‌های بهداشت و درمان، خرده‌فروشی و صنایع نیز رو به افزایش است.