Virtualisation des serveurs à l ’ aide d ’ un logiciel de Cloud

1. Guillaume PHILIPPON Virtualisation des serveurs à l’aide d’un logiciel de Cloud ou StratusLab au LAL

2. Le LAL • Laboratoire de physique des particules de l’IN2P3 / Paris Sud XI • Situé à Orsay • Impliqué dans les expériences LHC du CERN • Laboratoire de 350 personnes Guillaume PHILIPPON

3. Le service informatique du LAL L’infrastructure informatique du LAL • Composée de 400 serveurs • Presque 1 Peta Octets • Héberge une centaine de sites Web pour des expériences internationales Engagé dans plusieurs projets informatiques • Quattor • EGI (anciennement EGEE) • EDGI • StratusLab • … Guillaume PHILIPPON

4. La genèse du projet Pour mieux répondre aux demandes des utilisateurs • Les utilisateurs veulent plus de souplesse dans les services fournis en particulier dans les configurations des serveurs Web • Les configurations requises par les expériences sont souvent incompatibles entres elles Pour mieux gérer les ressources • De nombreuses ressources sont sous utilisées Le choix du Cloud et de StratusLab • L’allocation dynamique des ressources • Possibilité de personnaliser un service • Le LAL est impliqué dans le projet cloud « StratusLab » Guillaume PHILIPPON

5. Le cloud Le terme « cloud » définit trois types d’infrastructures et apporte de nouvelles fonctionnalités comme l’élasticité qui permet d’accroitre temporairement les ressources allouées à un utilisateur Vendor Lock-In Software as a Service (SaaS) Flexibility Guillaume PHILIPPON Platform as a Service (PaaS) Infrastructure as a Service (IaaS)

6. Infrastructure as a Service (IaaS) But • Offrir un accès distant aux ressources sans “provisionning” Avantages • Environnement personnalisé • Accès simple à travers les APIs • Contrôle complet de la ressource (accès root) Inconvénient • Interface non-standard(quand même vendor lock-in) • Créer une nouvelle machine virtuelle est délicat Software as a Service (SaaS) Platform as a Service (PaaS) Infrastructure as a Service (IaaS) Guillaume PHILIPPON

7. Le projet StratusLab But • Créer une distribution, open-source, de Cloud IaaS Information • 1 Juin 2010-31 Mai 2012 (2 ans) • 6 partenaires dans 5 pays • Budget : 3.3 M€ Contacts • Site web : http://stratuslab.eu • Twitter : @StratusLab • Support: support@stratuslab.eu CNRS (FR) UCM (ES) Guillaume PHILIPPON GRNET (GR) SIXSQ (CH) TCD (IE) TID (ES)

8. Architecture du Cloud Utilisateur Gestionnaire d’image IaaS Cloud StratusLab Marketplace Gestionnaire de Stockage Service Réseau Gestionnaire VM (OpenNebula) KVM … iSCSI … Réseau Physique Ressource de Calcul Physique Ressource de Stockage Physique Guillaume PHILIPPON Ressource de Stockage(Web, Grid, Cloud)

9. Service de gestion de VM Besoins du LAL StratusLab Basé sur OpenNebula Une CLI simple : instancier une VM (stratus-run-instance), voir son état (stratus-describe-instance), arrêter une VM (stratus-kill-instance) La contextualisation Le Marketplace • Gèrer la disponibilité des VMs • Utilisation « simple » • Pouvoir profiter de l’élasticité • Réutilisation des images « virtuelles » existantes pour de nouveaux services Guillaume PHILIPPON

10. La contextualisation La contextualisation permet de personnaliser une machine virtuelle lors de son instanciation • Un script est exécuté au démarrage de la machine • Les commandes StratusLab permettent de passer des paramètres à ce script L’objectif de cette contextualisation est de simplifier la gestion des images • Limiter le nombre d’images à maintenir • Les images système sont identiques à 95% • Seuls quelques paramètres différencient les serveurs hébergeant un même service • Simplifier la mise à jour des images en utilisant un outil de gestion de configuration Guillaume PHILIPPON

11. Gestion des disques « virtuels » Les spécificités du Cloud • L’image disque est téléchargée à chaque instanciation • L’image est détruite à chaque arrêt Contraignant mais • Assure l’élasticité des services • Permet une reprise de service rapide • Assez proche de notre mode fonctionnement Guillaume PHILIPPON

12. Service de stockage Besoins du LAL StratusLab Disques Volatils Sont liés au cycle de vie de la VM Vus comme un disque vide à l’instanciation de la VM Disques Statiques Fournis comme des disques virtuel Disques Persistants Utilisés pour le stockage de données utilisateur Basés sur le protocole iSCSI ou NFS Indépendants du cycle de vie des VM Historiquement basé sur des espaces partagés hautement disponibles (NFS sur Tru64, Sun Cluster puis NetApp) Une volonté de différencier les services des données même pour les services nécessitant des accès « locaux » (Mail par exemple) Guillaume PHILIPPON

13. Le « persistent disk » Il propose une interaction via une API REST La technologie de stockage utilisée est masquée à l’utilisateur qui voit un volume local L’utilisateur peut lier ce disque à une VM soit lors de l’instanciation de celle-ci, soit en « hotplug » Guillaume PHILIPPON

14. Service Réseau Besoins du LAL StratusLab 3 types de plage IP Public Local Private Prochains développements Réservation d’adresse IP Définition de règles de firewall VLANs dynamiques (définis par l’utilisateur) • Assurer la réservation des adresses IP des services • Assurer la sécurité des partages NFS Pour répondre à ces impératifs nous utilisons 2 types d’adresse IP • IP « management » fourni par StratusLab • IP « service » défini grâce aux scripts de contextualisation. Cette IP assure les autorisations d’accès NFS Guillaume PHILIPPON

15. Marketplace Le Marketplace facilite la gestion des images virtuelles • Enregistrement des métadonnée pour les images • Signatures des images • Définition d’une date d’expiration d’une image • Les administrateurs de site peuvent restreindre l’accès à leur cloud grâce au Marketplace Bénéfices • Utilisateur : Peut choisir et utiliser les images existantes • Administrateur : Utilise les métadonnées pour décider de la politique sécurité à mener Guillaume PHILIPPON

16. Fonctionnement du Marketplace Guillaume PHILIPPON

17. La création des images virtuelles La contextualisation Intégration dans les procédures de configuration du SI Utiliser l’outil de gestion de configuration Quattor Créer une nouvelle image Mettre à jour une image Gérer les IP de service Un des principaux défis du projet • Assurer la cohérence des machines en cours d’exécution et des disques virtuel • Prévoir l’utilisation de l’élasticité pour les besoins en ressource de calcul • Simplifier la création et la mise à jour des disques Guillaume PHILIPPON

18. Perspectives d’utilisation au LAL Virtualisation de nouveaux services • Aux serveurs de groupe L’ouverture du cloud aux utilisateurs du LAL • Le Marketplace permet de s’assurer que seules les images validées par le service informatique peuvent être instanciées Utilisation du cloud du LAL pour les formations • Permet de préparer des formations nécessitant des machines « vierges » • Chaque utilisateur a sa propre VM • S’assurer de la bonne configuration des machines servant à la formation Guillaume PHILIPPON

19. Perspectives Le projet StratusLab prend fin en Mai 2012 • Réflexion en cours pour assurer la maintenance et le développement • Prolongation envisagée via un autre projet Européen (DevOps) Les procédures mises en place lors du projet ne sont pas spécifiques à StratusLab • Adaptable à d’autres logiciels de Cloud • Le projet OpenNebula est indépendant et lui-même basé sur des technologies standard (KVM, Xen, …) • StratusLab est basé sur des technologies standard (iSCSI, NFS, …) Guillaume PHILIPPON

20. Conclusions L’expérience StratusLab est positive • IaaS solide • Nouveaux services (disque persistant / Marketplace) • Nouvelles fonctionnalités (Elasticité) Gestion et cycle de vie des images « virtuelles » • Permet de gérer les images virtuelles comme des serveurs physiques Pérennité du projet StratusLab encore sous réserves mais • Motivation des partenaires • Soutien des utilisateurs Guillaume PHILIPPON

21. Merci Questions ? Guillaume PHILIPPON