Compute (Nova)

Bei Compute, auch unter dem Namen Nova bekannt, handelt es sich um den Teil des Stacks, der Gruppen von virtuellen Maschinen verwalten kann.

Die virtualisierten Systeme können über beliebig viele sog. Compute-Knoten verteilt werden. Als Hypervisor werden unter anderem KVM und Xen unterstützt, deren Ansteuerung über die libvirt erfolgt. Weitere Hypervisor sind, teilweise mit eingeschränktem Funktionsumfang, nutzbar.

Zur Bereitstellung von Storage für die virtuellen Maschinen kann z. B. iSCSI, SheepDog oder das im gleichen Projekt entwickelte Swift verwendet werden. Der Dienst Glance, der zum Auffinden, Registrieren sowie Empfangen von Images verwendet wird, vereinfacht die Anbindung an den Object Storage.

Die Verwaltung erfolgt über eine REST API, die mit dem CLI von Eucalyptus angesteuert werden kann. Graphische Oberflächen befinden sich in der Entwicklung, derzeit ist bereits eine Extension für MediaWiki sowie das OpenStack Dashboard verfügbar. Für den Betrieb von Nova sind weitere Komponenten notwendig. Diese sind eine Datenbank, z. B. Redis oder MySQL, RabbitMQ und memcached.

Identity (Keystone)

Das OpenStack Identity-Modul mit dem Namen Keystone wird als Authentifizierungs- und Rechtesystem zwischen den OpenStack-Komponenten verwendet. Keystone gliedert den Zugriff auf Projekte in der Cloud in sogenannte „Mandanten“ (engl. „Tenant“) auf. Ein Mandant ist ein Mieter der Cloud und hat mindestens einen zugeordneten Benutzer. Es ist möglich mehrere Benutzer pro Mandant mit verschiedenen Rechten anzulegen. Keystone benutzt ein Token-System zur Autorisierung und unterstützt auch die Anbindung an weitere Authentifizierungsmöglichkeiten wie z. B. LDAP. Weiterhin ist es möglich über einen vorgeschalteten Webserver die Authentifizierung auf den Webserver zu abstrahieren und somit z. B. direkt eines der zahlreichen vorhandenen Authentifizierungsmodule des Apache-Webservers zur Autorisierung zu benutzen.

Image Service (Glance)

Der OpenStack Image Service, auch Glance genannt, ist ein Dienst, der OpenStack-Benutzern Abbilder bzw. Images von virtuellen Maschinen zur Verfügung stellt. Diese Images werden von Nova als Vorlage verwendet, um Instanzen von virtuellen Maschinen zu kompilieren. Als Storage Backend können dabei sowohl lokale Festplatten als auch Object Storage Lösungen wie Swift oder Ceph genutzt werden.

Neben den Images kann Glance auch Metadaten wie das verwendete Betriebssystem oder die Kernelversion speichern. Der Zugriff auf sowohl diese Metadaten als auch die Images selbst erfolgt über eine REST-API. Glance unterstützt eine Reihe von Formaten wie VHD, VMDK und qcow2.

Networking (Neutron)

Das OpenStack Networking-Modul Neutron stellt den Netzwerkdienst für OpenStack bereit. Mit Neutron lassen sich Netzwerke, Subnetze und IP-Adressen/Floating-IPs verwalten. Eine Floating IP in OpenStack bezeichnet eine offizielle IP, welche als Schnittstelle vom internen zum öffentlichen Netz dient. Neben einem LoadBalancer, dem HA-Proxy und einem HealthMonitor unterstützt Neutron auch Techniken wie VLAN und VPN. Zur Absicherung der Netze nutzt Neutron eine Firewall, die vielseitige Portregeln z. B. auf Sicherheitsgruppenbasis erlaubt. Aus markenrechtlichen Gründen musste das OpenStack-Networking-Modul in „Neutron“ umbenannt werden. Der vorherige Name lautete „Quantum“.

Für die Verwaltung der Sicherungsschicht bietet Neutron die Möglichkeit, mittels Plugins verschiedene bereits vorhandene Netzwerk-Software wie Open vSwitch oder die Bridge-Funktionalität des Linux-Kernels zu verwenden.

Block Storage (Cinder)

OpenStack Block Storage oder Cinder stellt virtuellen Blockspeicher in Form virtualisierter Speichermedien (Festplatten, CDs etc.) zur Verfügung. Der Blockspeicher kann an virtuelle Maschinen angehängt werden. Über eine API-Schnittstelle lässt sich Cinder mit Swift verbinden, sodass Blockspeichermedien mit dem Objektspeicher kommunizieren können. Mittlerweile werden auch viele andere Storage-Backends ganz oder teilweise unterstützt. Ebenso gibt es die Möglichkeit, mehrere Backends zu definieren und für jedes Backend einen Volume Type anzulegen, sodass beim Erstellen eines neuen Volumes ausgewählt werden kann, auf welchem Storage-Backend das Volume erstellt wird.

Object Storage (Swift)

Swift ist der sogenannte Object Storage, der von Nova genutzt werden kann. Dieser ist für die redundante Datenspeicherung verantwortlich. Swift lässt sich auch als Backend für Cinder oder Glance einsetzen. Objekte werden in sogenannten Containern gespeichert, welcher in erster Linie der Gruppierung von Objekten und dem Speichern von Metadaten dienen und wiederum einzelnen Accounts gehören. Der Zugriff auf Objekte und Container erfolgt über eine REST-API.

Für die Dateiverwaltung kann z. B. Cyberduck verwendet werden.

Dashboard (Horizon)

Das OpenStack Dashboard mit dem Namen Horizon ist ein Webinterface zur Verwaltung der OpenStack Cloud und stellt die wichtigsten Funktionen der OpenStack-Komponenten in einer einheitlichen GUI bereit. Das Webinterface von Horizon ist templatebasiert und kann durch den Cloudanbieter optisch angepasst sowie durch eigene Funktionen erweitert werden.