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오픈소스 클라우드 기술 최신동향
안재석 2013. 06. 24
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Overview 00
오픈소스 클라우드 기술
Cloud Operating System
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클라우드 구축을 위한 오픈소스 기술 00
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Open Compute 00
2011년 4월 페이스북이 시작한 오픈 프로젝트.
‘최소 비용으로 표율적인 컴퓨팅 인프라를 구축하자’ 라는 목표로 페이스북은 자사
데이터센터 구축 관련 기술을 공개하며 시작 하였고, 오픈컴퓨트를 통해서 페이스북
의 데이터센터 서버 디자인부터 시작해 컴퓨터 설계 도면까지 누구나 볼 수 있다.
2013년 5월 – SDN을 위한 오픈 네트워크 스위치 개발 발표
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가상화 기술 00
• Hypervisor
• XEN (Open Source) • 상용라이센스 제품: Citrix XenServer
• KVM (Open Source) – 2007년에 Linux Kernel에 포함됨 • 상용라이센스 제품: Redhat Enterprise Virtualization
• KVM이 빠르게 마켓확장을 해 오고 있음. • KVM은 Linux Kernel에 기본으로 포함됨. • Xen에 대한 Citrix의 영향력
• 최근 동향
• Xen이 Linux Foundation의 Collaborative Project로 변환 (탈 Citrix)
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Cloud OS (Cloud Management Platform) 00
• 가장 치열한 경쟁구도를 이루는 분야중 하나 • 가상화엔진, 네트워크, 스토리지등 다양한 기술을 연동하여 완성된 서비스를 만드는 중요 플랫폼 • CloudStack
• Citrix 프로젝트에서 아파치 재단으로 이동하며, 오픈소스 프로젝트로써 재 탄생
• OpenStack
• Rackspace/NASA가 시작하여, OpenStack Foundation으로 무사히 전환 완료.
• 현재 가장 강력한 커뮤니티와 에코시스템을 가진 오픈소스 프로젝트로 발전
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Overview 01
OpenStack 기술 동향 및 에코시스템
Cloud Operating System
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OpenStack Projects 01
Cloud Operating System
OpenStack Core Project • OpenStack Compute (code-name Nova) - core project since Austin release • OpenStack Networking (code-name Quantum) - incubated to be a core project in Folsom release • OpenStack Object Storage (code-name Swift) - core project since Austin release • OpenStack Block Storage (code-name Cinder) - incubated to be core in Folsom release • OpenStack Identity (code-name Keystone) - core project since Essex release • OpenStack Image Service (code-name Glance) - core project since Bexar release • OpenStack Dashboard (code-name Horizon) - core project since Essex release Incubation Projects • Metering (Ceilometer) https://launchpad.net/ceilometer • Basic Cloud Orchestration & Service Definition (Heat)
Emerging Projects (not yet accepted into the OpenStack incubation process): • Savanna: Hadoop as a Service for Private Cloud with OpenStack • Tempest / Cloud-Café: Testing Framework • Red Dwarf: OpenStack Database as a Service ://wiki.openstack.org/Heat
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OpenStack Conceptual Architecture 01
Cloud Operating System
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OpenStack Logical Architecture 01
Swift Glance Nova Cinder Quantum
Keystone
Dashbaord
Netapp
HP
Dell
EMC
Nexenta
Ceph
Zadara
…
OF controllers
NEC
Floodlight
NTT
Open Daylight
VMWare Nicira
Midokura
Cisco
Arista
Bigswitch
Brocade
MS Hyper-V
Linux Bridge
OVS
…
Netapp
Nexenta
Ceph
…
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Quantum Neutron 01
• 상표권문제로 프로젝트 이름 변경
• OpenStack-Networking (Neutron)
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Quantum 구조 01
Cloud Operating System
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Quantum 구조 (plug-in with external technology) 00
Nova Compute Nova Compute
Nova Compute Nova Compute
Tenant Scripts
Horizon
Nova
Quantum Server
Quantum Plugin
Create-net
.
.
. Create-port
virtual switch
Internal plugin communication.
Quantum API
Create-net
.
.
. Create-port
Interfaces from a service like
Nova plug into a switch manages by the Quantum
plugin.
API + Plugin = Quantum Service
Uniform API for all clients
External Manager
DB
DB API
Extensions
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(사례) OpenStack Quantum + OVS 02
Cloud Operating System
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Quantum 구조 02
Cloud Operating System
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Quantum 구조 01
Cloud Operating System
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OpenStack내 Quantum 개발진행에 대한 비판 01
• Grizzly (2013.4월 출시) 까지의 주요 개발 업적
• Vendor들의 많은 기술들을 위한 Plug-In이 개발 • Quantum이 공통 서비스 인터페이스로써 발전
• 비판사항
• Vendor기술이 없는 Quantum은 Controller역할을 못함 • 기존 Nova-network 기능들중 수용하지 못한 부분 존재
• Flat-network (L3) with multi-host mode • Security Group with Quantum
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Looking Back (What Quantum Promised) 01
기술적인 한계성 극복을 목표로 내세움
• 클라우드 환경이 가져온 네트워크의 새로운 요구사항 – Legacy on-primise 환경과 Data Center와의 연동 (Hybrid Cloud)
– Massive Sclae의 multi-tenancy 환경
– Commodity Network 장비 사용 가능성
– VM 이동성 확보 (inter / intra datacenter)
• OpenStack Nova의 한계성 – VLAN이 기본 multitenancy방법 (확장에 한계성)
– Simple Linux Bridge 사용 (QoS, ACLs, monitoring등이 쉽지 않음)
– “network controller” node가 병목지점이자 Single-point of failure 지점이 되고 있음
현실은… – 여전히 L3-agent에 대한 clustering 불가능
– OVS bridge 구현은 기능적인 제약성이 많은 상태임
– Nova-network가 가지고 있던 기능들도 아직 전부 migration이 되어 있지 않음
– Quantum자체에서 구현된 advanced기능은 거의 없음 (심지어 Load Balancing Service도 불가)
– Open Flow를 비롯한 SDN기술은 벤더 종석성만 커지고 있음
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Looking Back (What Quantum Promised) 01
현실은… – Interface로서의 역할은 훌륭히 수행 (다양한 벤더/네트워크 기술들이 plug-in형태로 연동)
– 하지만, 벤더 기술을 제외하고는 상용적용 가능성이 있는 기술이 거의 없으므로, 오픈소스가 주는 장점들을 활용하기가 어려움.
– 어떤 기술을 선택해야 할지 (SDN 춘추전국시대) 판단하기가 어렵고, 기술들의 성숙도를 판단하기 어려운 상태임.
문제 해결을 위한 새로운 네트워크 기술의 등장
• 기술적 문제를 해결하기 위한 새로운 네트워크 기술 등장. – Software-defined Networking (SDN) / OpenFlow
– Network Virtualization / Overlay tunneling
– 그 외 다수의 신기술이 등장하고 있음.
• Qauntum은 이러한 기술들을 수용하기 위한 plug-in구조를 가지고 있고, 이를 서비스와 연동하기 위한 Middleware역할을 수행할 수 있음
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지금까지 주요 사용된 현실적인 선택안 01
• Essex (2012 상반기 릴리즈)
• No Quantum • Network는 Nova (Compute)의 종속 프로세스 • Implementation
• Network-Node • Single Point of Failure, NAT부하
• Multi-host mode • Network node와 compute node 일치화
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Quantum기반 상용화에 대한 우려 01
• Quantum은 Folsom (2012 하반기 릴리즈)에서 소개 • 알파버전 성격으로 시작 • 제한된 기능 셋
• Grizzly (2013 상반기)
• 베타버전 성격으로 발전 (여전히 안정성/기능범위 제약) • Vendor기반 기술들의 접목은 활성화 • Quantum자체의 controller기능은 미약
• Havana (2013 하반기)
• 상용적용 가능버전으로 예상 • 개발방향의 scope변화로 인해 quantum 자체의
controller기능 강화 예상
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Service Provider입장에서의 Quantum / SDN 01
• OpenStack/Quantum • 오픈소스 소프트웨어로 자체 개발의 가능성 증대 기대 • 하지만,
• 여전히 Vendor 기술에 대한 의존성 존재 • 대표적인 Quantum/SDN사례는 Rackspace
• Nicira를 도입하여 구성. (Vendor기술 필요)
• SDN • 내부적인 잇점들 (작업 효율화, Capex/Opex절감등) • 하지만,
• 사용자에게 줄 수 있는 Benefit이 명확치 않음
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주요 요구사항 01
• 물리적 네트워크 토폴로지와 논리적 네트워크의 분리 • 네트워크도 Programmable한 인프라 리소스로 변화 필요
• 네트워크 서비스 Provisioning의 자동화
• 많은 네트워크 작업들이 네트워크 운영자의 수동작업 필요
• 대표적인 클라우드 네트워크 모델인 vlan모드의 제약 극복 • Virtual Network / SDN기반 확장성 확보
• Hybrid Cloud의 기본이 될 네트워크 연동 필요
• Public Cloud Network / On-premise Private Network
• 클라우드 확산에 따른 기반네트워크의 변화 필요
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