Bootcamp de OpenStack

1. Introducción a OpenStack

• Historia de la nube y de OpenStack
• Características de la computación en la nube
• Modelos de nube
  • Nubes privadas, públicas e híbridas
  • Implementaciones locales: IaaS, PaaS y SaaS
• Despliegues de nubes públicas y privadas con OpenStack
• Distribuciones de código abierto y comerciales de OpenStack
• Modelos de despliegue de OpenStack
• Ecosistema de OpenStack
  • Módulos principales
  • Herramientas subyacentes
  • Integraciones disponibles
• Ciclo de vida de OpenStack
• Certificaciones en OpenStack
• Entorno de laboratorio virtual para este curso

2. Taller práctico de administración de OpenStack

• Conocimiento básico de OpenStack 
  • Componentes fundamentales: Keystone, Glance, Nova, Neutron, Cinder, Swift y Heat
  • Interacción con la nube OpenStack
  • Flujo de comunicación entre los demonios de OpenStack y las API
• Keystone: servicio de gestión de identidades
  • Dominios, proyectos, usuarios y roles
  • Administración del catálogo y puntos finales en Keystone
  • Creación y gestión de dominios, grupos, proyectos, usuarios y roles
  • Comprobación correcta del funcionamiento de los servicios de Keystone
• Glance: servicio de imágenes
  • Características de las imágenes: propiedades, metadatos, formato y tipo de contenedor
  • Subida y descarga de imágenes
  • Compartición de imágenes entre usuarios
  • Gestión de cuotas aplicables al servicio de imágenes
  • Verificación del correcto funcionamiento de Glance
• Neutron: gestión de redes
  • Tipos básicos de recursos de red en Neutron
  • Gestión de redes y subredes propias de los usuarios
  • Configuración de grupos y reglas de seguridad de red
  • Ruteo entre entidades dentro de la nube (East-West)
  • Espacios de nombres de red
  • Gestión de redes externas y proveedores
  • Ruteo desde fuera hacia el interior de la nube (North-South)
  • Gestión de direcciones IP flotantes
  • Establecimiento y control de cuotas de red
  • Diagnóstico básico de problemas de red mediante herramientas como namespaces o tcpdump
  • Gestiones sobre límites de uso de recursos en redes
  • Verificación del correcto funcionamiento de los servicios Neutron
• Nova: servicio de computación
  • Interfaz de comunicación con hipervisores distintos
  • Gestión y asignación de pares de claves criptográficas
  • Configuración de perfiles de recursos para máquinas virtuales
  • Parámetros necesarios para la creación de instancias virtuales
  • Paso a paso: creación de una instancia nueva
  • Comprobación y validación del correcto despliegue de dichas instancias
  • Técnicas de generación de instantáneas (snapshots)
  • Administración global de las distintas instancias virtuales
  • Asignación de direcciones IP flotantes a dichas máquinas
  • Uso de consolas interactivas y consulta del historial de eventos en cada instancia
  • Aplicación de reglas específicas de seguridad mediante grupos especializados
  • Límites de uso de recursos computacionales por usuario o proyecto
  • Obtención de estadísticas operativas procedentes del servicio Nova
  • Funcionamiento y lógica de la API de ubicación junto con el módulo Cells v2 en Nova
  • Comprobación final del buen funcionamiento del sistema Nova en su conjunto
• Cinder: almacenamiento de bloques
  • Parámetros clave para la configuración y uso de volúmenes
  • Paso a paso: creación efectiva de un nuevo volumen en Cinder
  • Gestión dinámica de los recursos de almacenamiento existentes
  • Conexión y asignación física del volumen a una instancia de Nova
  • Administración completa de instantáneas del contenido almacenado en dichos volúmenes
  • Gestión integral de copias de seguridad realizadas sobre esos volúmenes
  • Restauración eficaz desde tales copias previas cuando sea necesario
  • Ajuste y control del número permitido de volúmenes por usuario o proyecto
  • Incorporación y configuración operativa de nuevos módulos de almacenamiento tras la base física previa
  • Especificaciones técnicas para sistemas de almacenamiento como LVM, matriz propietaria o el software Ceph especialmente diseñado para OpenStack
  • Aplicación práctica y ventajas reales del uso combinado de Ceph dentro de nuestro ecosistema de nube
  • Comprobación final del buen funcionamiento de los distintos componentes técnicos que integran Cinder.
• Swift: almacenamiento de objetos
  • Descripción funcional y operativa del conjunto de módulos e hilos de ejecución que conforman el servicio Swift
  • Administración completa de contenedores, así como de los elementos individuales contenidos en cada uno
  • Gestión dinámica de las reglas de control y restricción del acceso a dichos recursos físicos o lógicos
  • Configuración práctica para la eliminación temporal o definitiva de ciertos archivos tras un período preestablecido en el tiempo
  • Descripción estructural del mapa lógico global y de políticas espaciales denominado Ring que organizan nuestra capacidad física actualmente accesible para escritura o lectura
  • Técnicas avanzadas para el monitoreo y seguimiento en tiempo real del espacio disponible o restante entre las unidades almacenadoras conectadas a nuestra arquitectura central
  • Establecimiento práctico de límites funcionales según el volumen total permitido para distintos tipos de usuarios en determinados contenedores
  • Ejecución periódica y rigurosa de pruebas que validen correctamente la ausencia de errores o fallas dentro del flujo lógico interno operativo del sistema Swift.
• Heat: orquestación y automatización de procesos complejos
  • Estructura formal basada en plantillas, junto con los múltiples elementos necesarios para el diseño lógico completo que conforma cada proyecto organizado mediante Heat
  • Procedimiento exacto de creación y configuración básica correspondiente a cualquier estructura definida como Stack generada con esta herramienta específica
  • Evaluación constante del estado lógico, estructural y operativo resultante final una vez que dichas acciones fueron ejecutadas exitosamente desde el punto de vista técnico y funcional por los mecanismos propios encargados del manejo de este tipo de Stack.
  • Aplicación gradual y controlada de modificaciones estructurales, de diseño o adiciones opcionales a cualquier proyecto definido bajo Heat sin comprometer ni interrumpir la operatividad actualmente existente en la nube objetivo.
  • Pruebas rutinarias para constatar que el servicio Heat mantiene su capacidad completa de respuesta correcta ante cualquier solicitud o petición procedente desde los entornos externos autorizados a usar este recurso clave del sistema global.
• Diagnóstico y solución práctica de fallas básicas en el entorno completo
  • Métodos estructurados para analizar y filtrar información contenida en los ficheros log generados automáticamente por todos nuestros subsistemas internos durante su ejecución cotidiana.
  • Utilización integral de herramientas modernas que permiten centralizar, almacenar y filtrar este tipo de datos técnicos para facilitar la búsqueda de posibles errores detectados en cualquier nivel del proyecto.
  • Uso detallado y práctico de comandos especializados destinados a depurar eficazmente cualquier tipo de consulta realizada mediante el cliente oficial asignado para interactuar con la plataforma en sí.
  • Técnicas precisas para gestionar, copiar o restablecer bases de datos distribuidas y sincronizadas internamente entre los servidores que conforman nuestra red central.
  • Planificación periódica y ejecución rutinaria de procedimientos destinados a crear copias completas o parciales que nos permitan responder con eficiencia ante contingencias imprevistas relacionadas directamente con la pérdida de información, configuraciones o estructuras complejas almacenadas.
  • Metodologías claras y cuantificables para examinar en profundidad el estado operativo general correspondiente a cada nodo encargado del procesamiento físico en dichos equipos que integran nuestro ecosistema computacional completo.
  • Análisis funcional detallados enfocados exclusivamente al examen y verificación exacta de variables específicas relacionadas con la situación técnica global alcanzada por las distintas máquinas virtuales desplegadas, identificando así posibles errores no aparentes superficialmente.
  • Identificación y control operativo directo de fallos lógicos detectados en nuestro servidor dedicado específico a gestionar las comunicaciones intermedias basadas en el protocolo AMQP denominado RabbitMQ, cuya correcta integración permite coordinar adecuadamente la interacción entre todos nuestros componentes distribuidos.
  • Revisión funcional de los servicios responsables del mantenimiento y distribución de los datos necesarios durante el arranque inicial de cualquier máquina virtual, garantizando que la transmisión se realice de forma fluida sin interrupciones técnicas.
  • Establecimiento de rutinas estándares y procesos normalizados para localizar con certeza origen, naturaleza exacta y posibles soluciones lógicas ante cualquier anomalía detectada en nuestra arquitectura distribuida globalmente.
  • Metodologías avanzadas para diagnosticar fallos físicos o lógicos presentes directamente relacionados con las infraestructuras de red, independientemente del origen externo que los desencadene inicialmente en el momento dado.
  • Procedimientos precisos para identificar y mitigar errores técnicos asociados al rendimiento medio o inferior al óptimo registrado históricamente por nuestra infraestructura de comunicaciones global.
  • Técnicas prácticas para generar copias exactas, así como volver a despliegarlas fácilmente en caso necesario cuando la integridad completa o parcial de cualquier instancia haya sido comprometida temporalmente por un evento fortuito.

3. Temas avanzados

• Consideraciones técnicas sobre hardware y planificación de capacidad
  • Requisitos específicos necesarios respecto al equipamiento computacional disponible para instalaciones propias del ecosistema OpenStack.
  • Diseño estructural lógico y físico orientado principalmente a las distintas capas de red propuestas durante el desarrollo general del proyecto tecnológico objetivo.
  • Estrategias claramente definidas para implementar una política racional respecto al diseño global e integral de nuestras capacidades de almacenamiento físicas, a fin de equilibrar adecuadamente la demanda potencial futura frente a los límites realmente disponibles.
  • Identificación y análisis minucioso del proceso técnico de dimensionado óptimo entre las distintas características estructurales asignadas lógicamente a cada recurso computacional, desde la capacidad de cómputos centralizados hasta sus límites máximos operativos permitidos.
  • Mecanismos técnicos utilizados para optimizar de forma eficaz la proporción entre el número total disponible frente al volumen efectivo consumido por cada una de nuestras unidades procesadoras centrales, garantizando así el equilibrio operativo óptimo del ecosistema.
• Planificación para crear un plano de control resistente y altamente disponible
  • Técnicas técnicas comprobadas encaminadas a elevar la confiabilidad y disponibilidad funcional absoluta entre cada una de las distintas capas técnicas que conforman el eje central de control lógico.
  • Metodologías recomendadas por expertos para lograr implementaciones altamente redundantes respecto al soporte físico y lógico dedicado exclusivamente a las capas de bases datos distribuidas o centralizadas utilizadas en este entorno.
  • Metodologías prácticas destinadas específicamente para diseñar y configurar correctamente sistemas que permitan mantener el servicio de colas informáticas, tales como RabbitMQ o AMQP, con tolerancia ante fallos mecánicos.
• Separación geográfica lógica mediante particiones y filtros dedicados al planificador de cargas
  • Descripción precisa respecto a las razones reales que motivan implementar separaciones funcionales claramente definidas entre distintas categorías lógicas de nodos, creando unidades virtuales independientes conocidas como Host-Aggregates.
  • Funciones técnicas precisas desempeñadas por los distintos filtros integrados en el módulo especializado en distribución automática denominado Scheduler de Nova, encargado de asignar de forma correcta cada solicitud requerida a la máquina idónea.
• Mecanismos propios para trasladar o migrar con éxito las cargas computacionales desde un entorno preexistente hacia otro destino operativo
  
  • Transiciones completas tanto en situación de apagado total como cuando el proceso mantiene su ejecución continua durante la transición sin pérdidas significativas de datos, técnicamente denominadas migraciones frías y cálidas.
  • Métodos prácticos encaminados a refinar operativamente los parámetros que permitan lograr el éxito de la migración mientras el proceso de ejecución sigue en activo en tiempo real sin generar caídas de rendimiento.
  • Descripción del papel desempeñado por la comunidad o proyecto tecnológico denominado Watcher dentro del entorno OpenStack, cuya labor está centrada en el estudio y desarrollo continuo de metodologías óptimas para optimizar eficazmente este tipo de migraciones.
• Descripción general profunda respecto a redes programables (SDN) en el ecosistema OpenStack
  
  • Categorías ampliamente empleadas para estructurar y clasificar lógicamente los tipos básicos de redes: locales, planas, basados en VLANs o en protocolos como VXLAN, GRE.
  • Plugines esenciales integrantes del núcleo técnico dedicado a la virtualización avanzada de redes:
    
    • Componente específico para el puente lógico basado en herramientas tradicionalmente conocidas como Linux Bridge.
    • Módulo propiamente orientado hacia la implementación de redes programables denominado Open vSwitch, capaz de ofrecer mayor flexibilidad operativa frente al anterior modelo clásico.
  • Descripción práctica y ventajas claras derivadas del uso de enrutadores virtuales distribuidos capaces de funcionar sin limitaciones físicas impuestas directamente sobre cada servidor individual.
  • Incorporación de funcionalidades técnicas modernas y ampliamente demandadas por usuarios finales, tales como capacidades dedicadas a distribuir cargas equitativamente entre distintos puntos de conexión física denominadas LBaaS en combinación exclusiva con el proyecto Octavia.
  • Incorporación y diseño adecuado respecto al uso seguro del módulo especializado VPNaaS, que permite establecer canales críticos de comunicaciones privadas entre nodos remotos distanciados geográficamente dentro de nuestra infraestructura.
• Sistemas modernos para el seguimiento cuantitativo y cualitativo de los rendimientos obtenidos por cada componente tecnológico desplegado en la red
  
  • Uso práctico e integral del módulo interno diseñado específicamente para monitorizar actividades denominado Ceilometer.
  • Incorporación y uso continuo de plataformas externas complementarias destinadas a medir, analizar y procesar información operativa obtenida globalmente desde distintos sectores técnicos asociados al sistema completo en tiempo real.
• Recursos avanzados o mejoras potenciales procedentes de hipervisores tradicionales y recientemente incorporados
  
  • Estrategias diseñadas específicamente para asignar ciertos núcleos procesadores directamente hacia unidades lógicas individualizadas, aprovechando estructuras como NUMA de modo óptimo.
  • Implementación eficaz mediante técnicas modernas denominadas SR-IOV, las cuales permiten el acceso directo por parte del núcleo lógico a ciertos componentes físicos externos sin necesidad de intervención previa del sistema operativo central.
• Configuraciones funcionales automáticas que se aplican al instante después del despliegue o creación de nuevos dispositivos virtualizados
  
  • Funcionamiento y principales utilidades del módulo responsable por la gestión de datos adicionales transmitidos a los usuarios durante el arranque propiamente denominado Metadata Service.
• Variedad funcional disponible respecto a sistemas externos destinados al almacenamiento de bloques
  
  • Tecnologías ampliamente empleadas para crear agrupaciones lógicas en torno a unidades físicas denominadas LVM, ofreciendo flexibilidad modular.
  • Incorporación efectiva del sistema de almacenamiento distribuido altamente escalable Ceph mediante su interfaz específica conocida como RBD en combinación armoniosa con otras soluciones lógicas similares.
  • Uso práctico y efectivo de dispositivos periféricos especiales destinados al acceso directo a unidades externas físicas, generalmente denominados como appliances, integrándolos sin problemas dentro del entorno OpenStack.
  • Estrategias técnicas recomendadas durante el diseño de canales funcionales para reducir posibles latencias operativas causadas por la transmisión física entre nodos encargados de procesar datos y unidades que los almacenan.
• Técnicas comprobadas para lograr el cambio continuo hacia nuevas versiones técnicas sin generar interrupciones significativas en la operatividad del ecosistema global
  
  • Descripciones generales respecto a los distintos métodos recomendados por especialistas para realizar transformaciones continuadas durante varias etapas lógicas sin causar inmovilizaciones de ninguna unidad del ecosistema.
  • Uso técnicamente válido y práctico de mecanismos que permiten sustituir completamente una versión existente por otra más reciente manteniendo el 100% del servicio intacto y sin desequilibrios funcionales.
• Planificación orientada a automatizar la provisión directa de hardware físico usando exclusivamente los recursos técnicos proporcionados por OpenStack
  
  • Mecanismos implementados dentro del ecosistema destinados a controlar en profundidad el proceso automático de despliegue y configuración globales conocido como Ironic.
  • Comprensión básica respecto a la diferencia conceptual que existe entre los sistemas lógicos pertenecientes al entorno superior denominado Overcloud y aquellos componentes asociados exclusivamente al plano subyacente o Undercloud.
• Perspectivas futuras potencialmente interesantes que abarcan tanto cambios esperados como innovaciones en curso dentro de OpenStack en los próximos años