가상화 - OpenStack 및 구축

jsbak·2023년 4월 4일

Oracle VirtualBox openstack provisioning 오픈스택

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20230404

OpenStack

❗ 목표: OpenStack Service 의 명칭과 의미익히기

CentOS8 - 스트림 - CentOS-Stream-8-x86_64-latest-boot.iso Download
- download link
  - Object Storage (WebShare 같은)
IaaS 형태의 클라우드 컴퓨팅 오픈 소스 프로젝트
2012년 창설된 비영리 단체인 OpenStack Foundation에서 유지, 보수하고 있으며 아파치 라이선스 하에 배포
AMD, 인텔, 캐노니컬, 수세 리눅스, 레드햇, 시스코 시스템즈, 델, HP, IBM, NEC, VM웨어, 야후 등 150 개 이상의 회사가 이 프로젝트에 참가하고 있으며, 주로 리눅스 기반으로 운용과 개발이 이뤄짐.
프로세싱, 저장공간, 네트워킹의 가용자원을 제어하는 목적의 여러 개의 하위 프로젝트로 이루어져 있고 대시 보드 프로젝트는 다른 하위 프로젝트의 운영 제어를 웹 인터페이스를 통해 담당합니다.
- 💨 하이퍼 바이저를 컨트롤하기 위한 소프트웨어
  - KVM 이라는 하이버 바이저 위해 OpenStack 있고 레이턴시가 높다.
    - 대기 시간(Latency) 이란 하나의 데이터 패킷이 출발지에서 도착지까지 가는 데 걸리는 시간
  - KVM(커널 기반 가상 머신)이란 무엇인가요?
    - 커널 기반 가상 머신(KVM)은 물리적 Linux 시스템에 설치하여 가상 머신을 생성할 수 있는 소프트웨어 기능입니다. 가상 머신은 별도의 물리적 컴퓨터 없이 독립적인 컴퓨터 기능을 하는 소프트웨어 애플리케이션입니다. 가상 머신은 물리적 시스템과 CPU 사이클, 네트워크 대역폭 및 메모리와 같은 리소스를 공유합니다. KVM은 Linux에서 가상 머신에 대한 네이티브 지원을 제공하는 Linux 운영 체제 구성 요소입니다. KVM은 2007년부터 Linux 배포판을 통해 제공되고 있습니다.
오픈스택은 열린 설계와 개발을 지향하며 커뮤니티는 6개월의 릴리즈 사이클로 개발을 진행하고 있습니다. 매 사이클의 기획단계에서는 오픈스택 디자인 서밋(OpenStack Design Summit)을 개최하여, 개발자 작업을 지원하고, 로드맵을 설정하고 있다.
오픈스택은 클라우드를 내가 처음부터 만들어야하는 것.
AWS 와 상당히 많이 닮았다.
💤 무료(오픈소스) / 웹 베이스 관리

OpenStack 은 LIBVIRT를 통해 KVM을 이용해서 VM 관리
- KVM (Type 1 하이퍼 바이저)
- LIB (Library) VIRT (Virtualization)
- ESXi 보다 느리다. (직접 처리가 아니기 때문)
- QEMU 라는 에뮬레이터 위로 VM 실행/중단 등
❗ 개념적 아키텍처
- VM 을 어떻게 서포트 할지, (무중단), 가용 가능한 모든 자원 동원, 주변 서비스들이 VM 가동을 돕는다.
  - Compute Service (cpu, ram)
    - Nova; cpu & memory Setting
  - Storage Service
    - Cinder; Block Storage, SSD / HDD
  - Network Service
    - Neutron; public / private subnet
  - Image Service
    - Glance; OS(CentOS, Ubuntu, ...)
  - Keystone; 인증(로그인)/권한(역할)
    - VM 관련 보안 부분을 전사적으로 처리
  - 나머지 Optional
    - Ceilometer - monitoring; Telemetry
    - Horizon - WEB UI(Dashborad); OpenStack의 서비스를 80% 정도만 이용가능,,, 계속 개발 중
  - Swift; Sixman
    - Object Storage
      - image, backups volumes(snapshot)
  - Sahara;
    - 빅데이터 처리(Hadoop)
  - Trove
    - DBMS
  - 💫 Ironic
    - 가상 머신 대신 Physical Machine(Bare Metal Server) 을 준비시키는 오픈스택 프로젝트
    - Openstack 자체를 배포
  - Heat; Sixman
    - IaC(Infra as Code)
    - Orchestration 도구; 자동화
- 설치 해볼 것: Nova, Cinder, Neutron, Giance, Keystone, Swift, Heat

논리적 아키텍처
- 개념적 아키텍처에 나온 서비스를 상세하게 설명한 것

오픈스택 서비스 관계도
- 각 서비스에 해당하는 오픈 소스 프로젝트 생각해보기

OpenStack_Yoga 구축

스펙

OpenStack(Oracle VirtualBox) - provisioning; 가상화 시스템 자원 설정
CPU : 6C(8C-2C(host))-중첩된 가상화(nested virtualization)
RAM : 10GB(16GB-6GB(host))-10240MB
SSD : 128GB(동적할당)
NET : Bridge(public), vSwitch(private; 10.19.1.0/24); 10.19.1.0 ~ 10.19.1.255(ESXi와 다른 네트워크를 이용하기 위해 ESXi와 통신하려면 라우터가 필요하다(라우팅이 필요-서로 다른 네트워크이기 때문이다.)) 나중에 10.19.0.0/16
IMG : CentOS-Stream-8.iso

CentOS-Stream-8 환경에 yum install 방식으로 설치하게 된다. 인터넷에 연결되지 않아도 설치가 불가능하다. (cf. ESXi는 ISO 이미 설치이기 때문에 인터넷이 없어도 설치가 가능하다.)

VM 만들기

순서
VirtualBox ➡ 새로 만들기 ➡ 이름 및 운영 체제 설정 ➡ 메모리 (10240MB; 10GB, 원래는 ESXi보다 더 무겁기 때문에 추천은 16GB이다.) ➡ 새 가상 하드 디스크 만들기 ➡ 하드 디스크 파일종류; VDI ➡ 동적할당(Thin 방식) ➡ 128.00GB
VirtualBox ➡ 새로 만들기
이름 및 운영 체제 설정; Openstack_Yoga, Linux, Red Hat (64-bit)
메모리 크기 설정 (10240MB; 10GB, 원래는 ESXi보다 더 무겁기 때문에 추천은 16GB이다.)
하드 디스크 설정; 새 가상 하드 디스크 만들기
하드 디스크 파일종류; VDI
물리적 하드 드라이브에 저장; 동적할당(Thin 방식)
파일 크기; 128.00GB

VM 설정

순서
VirtualBox ➡ 설정(S) ➡ 시스템; 마더보드; 플로피 디스크 해제 ➡ 프로세서(P); 프로세서 개수 6개; 확장된 기능, 네스티드 VT-x/AMD-V 사용하기(V) 체크 ➡ 저장소; CentOS-Stream-8 이미지 추가 ➡ 네트워크; 어댑터에 브릿지 ➡ 오디오; 해제 ➡ USB; 해제 ➡ 확인
VirtualBox ➡ 설정(S)
시스템; 마더보드; 플로피 디스크 해제
프로세서(P); 프로세서 개수 6개; 확장된 기능, 네스티드 VT-x/AMD-V 사용하기 체크 (중첩된 가상화 활성화; VM 위에 올려진 OpenStack에서 구동되는 VM들의 성능이 떨어진다.)
CentOS-Stream-8 이미지 추가
네트워크; 어댑터에 브릿지
기타 인터페이스 제거
오디오; 해제 ➡ USB; 해제 ➡ 확인

CentOS 설치(VM 시작)

💤 중지된 사진( 시작 누르는 사진 캡쳐에서 넣기)
네트워크 활성화
디스크 파티션 설정
Home 용량 제거
부족한 메모리를 보완할 SWAP 용량 추가
나머지 용량 / 경로에 추가
Accept Changes
Root 패스워드 설정
Time & Date 설정
Software Selection - 가벼운 버전으로 설치
- CentOS Stream 8 버전은 인터넷이 되어야한다. 설치중 미러 사이트에서 최신의 내용을 수행하기 때문
Begin Installation - CentOS Stream 8 설치

OpenStack 구축; 싱글 노드 설치

update
- 3.4. YUM/DNF를 사용한 패키지 관리
- yum -> dnf; RHEL 8에서는 DNF 기술을 기반으로 하는 YUM 툴을 통해 소프트웨어를 설치
- 안될 수도 있다. 이미 설치하면서 최신 데이터를 가져오기 때문

\# dnf update -y
\# dnf install -y bash-completion

네트워크 인터페이스 설정

서버이기 때문에 IP 수동(none)
우리가 보통 systemctl restart network network 서비스를 다시 시작하는데 여기는 network 서비스가 없다.
CentOS7까지는 network 있어서 설정할 수 있으나 CentOS Stream 8 이후로는 NetworkManager를 이용(nmcli nmtui; text user interface)

\# vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens160
----------------------------------------
TYPE=Ethernet
BOOTPROTO=none 
NAME=ens160
DEVICE=ens160
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.1.82
NETMASK=255.255.248.0
GATEWAY=192.168.0.1
DNS1=8.8.8.8
DNS2=8.8.4.4
----------------------------------------

SELinux Disable

selinux; disable
# sestatus

\# vi /etc/selinux/config
----------------------------------------------------
SELINUX=disabled
----------------------------------------------------

network 서비스 설치

CentOS 9 부터는 network-scripts 마저도 없고 NetworkManager만 이용해야한다.
- 네트워크 스크립트는 RHEL 8에서 더 이상 사용되지 않습니다.
  네트워크 스크립트는 Red Hat Enterprise Linux 8에서 더 이상 사용되지 않으며 더 이상 기본적으로 제공되지 않습니다.
firewalld 이용하지 않고 자체적인 security group 을 이용
network 서비스를 사용하기 때문에 NetworkManager 서비스를 중지한다.

\# dnf install network-scripts -y
\# systemctl disable firewalld
\# systemctl disable NetworkManager
\# systemctl enable --now network # systemctl enable network & systemctl start network
\# reboot

Openstack 설치

powertools 저장소 활성화
- dnf config-manager --enable repositoryID
- powertools가 활성화 되야 openstack 설치 가능
- openstack-packstack; 오픈 스택 싱글 노드를 쉽게 구성하게 도와줌

    \# dnf update -y

	## powertools 저장소 활성화
	## powertools가 활성화 되야 openstack 설치 가능
	\# dnf config-manager --enable powertools

packstack --gen-answer-file /root/answers.txt; answers.txt를 만들어 달라
- Packstack

## 제반 사항 설치
\# dnf install -y centos-release-openstack-yoga

## centos-release-openstack-yoga에 관련된 업데이트
\# dnf update -y

## 오픈스택을 쉽게 설치하기 위한 자동화 도구 (퍼펫이라고하는)
\# dnf install -y openstack-packstack

## answers.txt를 만들어달라(gen)
\# packstack --gen-answer-file /root/answers.txt

answers.txt 파일 수정

NTP : 네트워크 타임 프로토콜
CONFIG_NEUTRON_L2_AGENT: 가상 스위치; L2 랜케이블 연결 스위치 종류 지정
CONFIG_NEUTRON_ML2_TYPE_DRIVERS: 네트워크 드라이버 설정
- vxlan 내부네트워크(프라이빗)로 설정
- flat 외부네트워크(퍼블릭)
CONFIG_NEUTRON_ML2_TENANT_NETWORK_TYPES: TENANT 가입자; 가입자가 사용할 네트워크 타입
CONFIG_NEUTRON_ML2_MECHANISM_DRIVERS: 스위치 드라이버 설정 (L2 Agent에 따름)
CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_MAPPINGS; extnet:br-ex
CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_IFACES; br-ex:enp0s3
- 💥 enp0s3 이것은 연결하려는 네트워크 인터페이스 맞게 변경해준다. Ex. ens160 💥
- br-ex; br(ridge의 약자)
- extnet:br-ex; extnet라는 가상 NIC와 br-ex가 연결되어 있고 br-ex 가 enp0s3와 연결해서 이를 통해 외부 네트워크와 가상의 네트워크를 브릿지를 한다.
- VM 들은 extnet과 연결
CONFIG_PROVISION_DEMO; 테스트 데모 네트워크 사용 여부

\# vi /root/answers.txt
----------------------------------------------------
CONFIG_DEFAULT_PASSWORD=Test1234!
CONFIG_KEYSTONE_ADMIN_PW=Test1234!
CONFIG_CINDER_VOLUMES_SIZE=100G
CONFIG_NTP_SERVERS=0.kr.pool.ntp.org
CONFIG_HEAT_INSTALL=y
CONFIG_NEUTRON_L2_AGENT=openvswitch
CONFIG_NEUTRON_ML2_TYPE_DRIVERS=vxlan,flat
CONFIG_NEUTRON_ML2_TENANT_NETWORK_TYPES=vxlan
CONFIG_NEUTRON_ML2_MECHANISM_DRIVERS=openvswitch

## extnet 이름을 바꿀 수도 있다. physnet1 등 임의로 바꿀수도 있으나 기본으로 하자
CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_MAPPINGS=extnet:br-ex
## br-ex; br(ridge의 약자)
## enp0s3은 각 인스턴스에 맞게 변경
CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_IFACES=br-ex:enp0s3
CONFIG_PROVISION_DEMO=n
----------------------------------------------------

openstack 설치

packstack; Puppet 모듈을 사용하여 사전 설치된 여러 서버에 OpenStack 의 다양한 부분을 자동으로 배포하는 유틸리티
💨 작업이 정상적으로 끝나면 IP를 확인해서 변경해주자 answers 파일의 영향으로 변경된다.

\# packstack --answer-file /root/answers.txt

CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_MAPPINGS=extnet:br-ex; CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_IFACES=br-ex:enp0s3 의 extnet:br-ex:enp0s3 의 관계
그림 직접 수정하기

정상적으로 설치 시 결과

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