OpenStack と ZStack の詳細な比較: アーキテクチャ、デプロイメント、コンピューティング ストレージとネットワーク、運用と保守の監視など。

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まとめ

OpenStack は 2010 年から 8 年間オープンソース化されてきました。主流のエンタープライズ市場に参入していますが、プロジェクトは依然として、導入と管理の難しさという古い問題に直面しています。確かなことが 1 つあります。OpenStack は高い成長の勢いを維持しており、585 社を超える企業と 40,000 人近くの人々が、さまざまな方法で 2,000 万行を超えるコードを持つこのオープン ソース プロジェクトの継続的な開発をサポートしています。

ZStack プロジェクトは 2015 年に開始され、OpenStack よりもずっと新しいプロジェクトです。使いやすさ、安定性、柔軟性、超高性能により、急速に市場の新たな人気者になりました。その機能は絶えず改善され、パフォーマンスも絶えず強化されています。 OpenStack よりもはるかに速く開発、成熟しており、市場での認知度も OpenStack に劣りません。

導入

OpenStack は、特定のタスクを完了するために複数の主要コンポーネントを組み合わせたオープンソースのクラウド コンピューティング管理プラットフォーム プロジェクトです。 OpenStack は、ほぼすべての種類のクラウド環境をサポートしています。プロジェクトの目標は、実装が簡単で、スケーラブルで、機能が充実し、標準化されたクラウド コンピューティング管理プラットフォームを提供することです。 OpenStack は、さまざまな補完的なサービスを通じて Infrastructure as a Service (IaaS) ソリューションを提供します。各サービスは統合用の API を提供します。 2010年にオープンソース化され、現在の最新バージョンはQueensです。

ZStack は、次世代のオープンソース クラウド コンピューティング IaaS (Infrastructure as a Service) ソフトウェアです。主に将来のインテリジェントデータセンターを対象としており、完全なAPIを提供することで、コンピューティング、ストレージ、ネットワークなど、データセンターのさまざまなリソースを管理します。 ZStack は使いやすく、安定性と柔軟性に優れ、超高性能です。商用版とオープンソースコミュニティ版に分かれています。 2015年に開始され、現在の最新バージョンは2.5.1です。

建築

OpenStack のアーキテクチャ図を以下に示します。かつて友人が、これは小さな蜘蛛の群れが巣を編んでいるのだと文句を言ったことがあります。整然とはしているものの、それぞれの小さな蜘蛛の巣は異なっていました。これらのネットワークが接続されると、それは素晴らしいものになるでしょう。各リクエスト タスクはさまざまなサブシステム間で調整される必要があるため、問題が発生すると作成が失敗します。たとえば、仮想マシンを作成するときは、認証、コンピューティング、ネットワーク、イメージ、ストレージなどのリンクを確認する必要があります。そうしないと、正常な仮想マシンを作成することすら考えられません。次の図は、OpenStack のいくつかの主要コンポーネントの呼び出し関係を示しています。

メッセージ キューは、OpenStack アーキテクチャ全体において重要な役割を果たします。OpenStack のデプロイメントの柔軟性、モジュールの疎結合、およびフラット アーキテクチャにより、OpenStack はメッセージ キューにますます依存するようになります。したがって、メッセージの送受信におけるメッセージ キューのパフォーマンスと、メッセージ キューの HA 機能は、OpenStack のパフォーマンスに直接影響します。最も一般的なシナリオは、大量の監視データがメッセージ キューを埋め尽くすと、プラットフォームのパフォーマンスが急激に低下することです。次の図は、OpenStack 内のメッセージ キュー間の関係を示しています。

OpenStack と比較すると、ZStack サービス間のインタラクション呼び出しははるかにシンプルです。メッセージ キューがコアであり、すべてのサービス インタラクションはメッセージ キューを介して実行されます。構造トポロジはスター型で、シンプルで直接的であるため、コアに問題が発生すると、ほとんどの機能に影響します。ただし、完全に非同期のアーキテクチャとステートレス サービスにより、プラットフォームの堅牢性が大幅に向上します。 ZStack の強力な一貫性により、OpenStack のような HA 高可用性を実現するためにサードパーティ ツールに依存することなく、HA を簡単に実装できます。下の図は、ZStack のスター トポロジを示しています。

展開する

インストールは、特に OpenStack を初めて使用する人にとって、常に OpenStack の大きな課題の 1 つです。これにより、誰もが OpenStack クラウド コンピューティングを学習するための技術的なハードルも客観的に高まります。私は2013年にOpenStackを使い始め、幸運にも社内の高性能物理サーバー3台の1か月間使用権を申請することができました。 OpenStack 初心者だった私は、インストールに 1 週​​間、アーキテクチャの学習に 1 週​​間、総合的な学習に 2 週間を費やす予定でした。結局、インストールに 1 か月かかってしまいました。考えてみると、今でも目に涙が溢れてきます。もちろん、これはすべて初期の段階です。現在では、puppet、ansible、コンテナ化されたkollaなど、デプロイメントとインストール用のツールが数多くあります。これらのツールにより OpenStack の導入とインストールは大幅に簡素化されましたが、その後の新しいバージョンへのアップグレードは言うまでもなく、OpenStack の運用と保守の複雑さを解決することはできません。

ZStack では、インストール、展開、アップグレードは常にシンプル、高速、シームレスです。 ZStack は、ネットワーク構成と ZStack サービス管理コマンドをカプセル化した ISO をカスタマイズしました。操作と保守の初心者でも、長い学習サイクルなしで ZStack プラットフォームをすばやくインストールできます。同時に、公式ドキュメントと事例は非常に充実しています。ご質問がある場合は、公式グループにメッセージを残すだけで、ZStack の最前線のエンジニアがすぐに対応します。

コンピューティング、ストレージ、ネットワーク

OpenStack のコンピューティング、ストレージ、ネットワーク コンポーネントは、それぞれ nova、cinder、neutron です。その中でも、最も初期のプロジェクトであるnovaは成熟度が高く、安定性が大幅に向上し、機能も継続的に拡張されています。たとえば、GPU サポート、ベアメタル管理、ヒート オーケストレーション、コンテナ オーケストレーション、ビッグ データ コンピューティングなどです。 Cinder は、コア ブロック ストレージ モジュールとして、OpenStack で重要な役割を果たします。バックエンドは、Ceph、LVM、GlusterFS、NFS、およびさまざまな商用ストレージをサポートしています。構成は複雑で、構成ファイルの変更、デバッグ、サービスの再起動、さらには対応するストレージに適応するためのコードの変更も必要です。クラウド ホストに関しては、デフォルトでは増分スナップショットをサポートしておらず、完全バックアップのみがサポートされています。従来の大規模なシステム ディスクの場合、これは効率に影響し、ディスク領域を無駄にします。

Neutron はネットワーク管理モジュールであり、その基盤となるレイヤーは flat、vlan、vxlan、gre などのネットワーク モードをサポートします。 Neutron は、VPN、負荷分散、HA、DVR などのさまざまな高度な機能をサポートしています。使い勝手は比較的良く、多くのメーカーのネットワークデバイスに対するプラグインサポートがあります。もちろん、Neutron の効率性や複雑さも批判されやすいです。これまでに多くのコード リファクタリングが行われてきました。もちろん、リファクタリングは、わかりにくく、複雑で非効率的なコードの問題だけでなく、コンテナ用の Kuryr などの他の OpenStack プロジェクトとの統合を改善するためでもあります。

比較すると、ZStack ははるかにシンプルで簡単です。 ZStack をワンクリックでインストールした後は、コンピューティング、ストレージ、ネットワークのいずれであっても、複雑なバックエンド構成の変更を必要とせずに、ページ コンソールで対応するリソースをクリックするだけで操作できます。構成の変更はリアルタイムで有効になり、サービスを再起動する必要はありません。 ZStack コンピューティング ノード ページが追加されました。このページには、過度の手動介入を必要とせずに、動的な拡張、リアルタイム監視、自動修復などの複数の機能が備わっています。オープンソースの ceph、glusterf、nfs、または商用の Fusionstor、san 光ファイバー ストレージのいずれであっても、ページを直接追加できます。クラウド ホストとクラウド ディスクはどちらも増分スナップショットと完全バックアップ機能をサポートしていますが、これは OpenStack とはまったく逆です。

ZStack のネットワーク モデルはレイヤー 2 + レイヤー 3 です。レイヤー 2 は novlan、vlan、または vxlan のタイプを決定し、レイヤー 3 は flat、routing、または vpc のタイプを決定します。柔軟なネットワーク構成。同時に、物理ネットワーク カードは多重化をサポートし、同じタイプの複数のレイヤー 2 ネットワークを作成できます。分散ネットワークをサポートし、DNS の負荷を軽減し、東西トラフィックを最適化できます。クラウド ルーティング ネットワークと VPC ネットワークは、最適化された VYOS をプラットフォーム ルーターとして使用します。構成がシンプルで、複数の高度な機能をサポートし、ホット マイグレーションをサポートし、分散をサポートし、優れた安定性とパフォーマンスを備えています。 HA機能には対応していませんが、強力な自己修復能力を備えています。 Vyos は本質的に仮想マシンであるため、一定量のホスト リソースを占有し、物理デバイスと比較してパフォーマンスが部分的に低下します。

運用・保守監視

初期の OpenStack クラウド プラットフォーム監視プロジェクト Ceilometer は 4 つの部分 (Ceilometer、Gnocchi、Aodh、Panko) に分かれており、それぞれに独自の役割がありました。このうち、Ceilometer は計測データの収集と処理および前処理を担当し、Gnocchi は主にリソースのインデックス作成と時系列計測データの保存に使用され、Aodh は主に早期警告と計測通知サービスを提供します。Panko は主にイベント ストレージ サービスを提供します。 Ceilometer を分割する主な理由は、パフォーマンスのオーバーヘッドが非常に大きく、時間の経過とともにパフォーマンスのボトルネックがますます顕著になり、最終的にはクラッシュしてしまうためです。基盤となる運用および保守監視については、zabbix を使用するか、既存の ceilometer システムに統合することができます。現在までに、OpenStack は Queens バージョンまで開発されましたが、監視は依然としてパフォーマンスのボトルネックの 1 つです。ダッシュボードにはデフォルトでは統合された監視機能とアラート機能が備わっていないため、追加のカスタム開発が必要です。

ZStack の監視ソリューションは、オープンソースの Prometheus と Influxdb を使用します。監視情報は Prometheus データベースに保存され、アラームは Prometheus に付属する Alertmanager を使用します。イベントと監査情報は、Influxdb と MySQL データベースに保存されます。プラットフォームにはほとんどの監視項目があり、カスタムアラーム項目の追加をサポートしていますが、テンプレートを使用した監視アラーム項目の一括追加はまだサポートしていません。 Zstack は、Prometheus の効率的な関数計算と集約の助けを借りて、大画面の監視とトップ 5 の監視の機能も提供し、プラットフォームのリソース使用状況をリアルタイムで分析するのに役立ちます。もちろん、OpenStack では Prometheus や Zabbix を使用して同様の機能を実現することもできます。

他の

OpenStack は、最も人気があり、現在最も人気のあるオープンソースのクラウド オペレーティング システム フレームワークです。 OpenStack は IAAS サービスだけでなく、PAAS サービスも提供します。インキュベーション プロジェクトが成熟しているかどうかに関係なく、データベース サービス、コンテナー サービス、ビッグ データ処理、ベア メタル管理、課金管理などのプロジェクトなど、少なくともオープンで低コストのソリューションを備えています。中国には、OpenStack を使用または活用して独自の安全で安定したパブリック クラウド プラットフォームを構築するパブリック クラウドもあります。プライベート クラウドまたはハイブリッド クラウド プラットフォームを実装した専門的な OpenStack ベンダーも存在します。近年、OpenStack は、国の脱 IOE 戦略の助けを借りて、多くの銀行、政府系企業、通信事業者に広まっています。

OpenStack と比較すると、ZStack はまだ非常に新しいものです。その中核はプライベートクラウドとハイブリッドクラウドであり、主にIAASサービス、オープンソースコアコード、エンタープライズバージョンを提供しています。ほぼ毎月新バージョンがリリースされますが、アップグレードも基本的に問題なく、コマンド1つで全て完了します。これはOpenStackにはない特長です。それにもかかわらず、ZStack は現在、コンテナ サービス、データベース サービス、ビッグ データ管理などのいくつかの側面で OpenStack を置き換えることはできません。 ZStack が将来的に新しい機能を追加するかどうかについては、待って確認する必要があります。

要約する

この記事では、主に運用・保守管理、コンピューティング、ストレージ、ネットワークの観点から OpenStack と ZStack を簡単に比較します。どちらにも長所と短所があります。著者は、OpenStack は、R&D 能力、高度な運用および保守能力、PAAS または SAAS のニーズを持つ組織に適していると考えています。 ZStack は、安全で信頼性が高く、便利で高速なプライベート クラウドまたはハイブリッド クラウド環境の完全なセットを提供できます。ZStack は、R&D や運用および保守に多額の投資ができない、リソースが限られている組織に適しています。もちろん、これは絶対ではありません。ZStackやOpenStackを使ってプライベートクラウドを実現するケースは数多くあります。 OpenStack と ZStack のどちらを選択するかは、実際のニーズによって異なります。

著者: Zhu Xiang、Xintai クラウド サービス運用保守アーキテクト

10年間の運用保守経験を持ち、Ketong Cloudの運用保守エンジニア、Weizhu Cloudおよびインターネット金融プラットフォームの主任運用保守アーキテクトを務めてきました。 OpenStack、CCIE、Alibaba Cloud、ZStack などの技術認定資格を取得しています。数万基のクラウドホストやPBレベルの分散ストレージの運用・保守の経験があります。各種仮想化技術、ソフトウェアとハ​​ードウェア、ネットワーク、コンテナオーケストレーションなどの技術に精通しており、Python開発経験があります。さまざまなオープンソーステクノロジーに対する情熱。

元のタイトル: OpenStack と ZStack の詳細な比較: アーキテクチャ、展開、コンピューティング ストレージとネットワーク、運用と保守の監視など。

キーワード: エンタープライズウェブサイト構築