مرا به خاطر بسپار

OpenStack چیست؟

بازدید: 31 آخرین به‌روزرسانی: 21 مهر 1404

مقدمه

در عصر دیجیتال امروز، محاسبات ابری نه تنها یک ضرورت، بلکه موتور محرک نوآوری‌های جهانی است. OpenStack، به عنوان یکی از قدرتمندترین پلتفرم‌های متن‌باز مدیریت ابر، به سازمان‌ها و شرکت‌ها امکان می‌دهد تا زیرساخت‌های ابری خصوصی، عمومی یا ترکیبی را با انعطاف‌پذیری بی‌نظیر، مقیاس‌پذیری بالا و هزینه‌های بهینه ایجاد کنند. این پلتفرم که در سال ۲۰۱۰ توسط ناسا و Rackspace راه‌اندازی شد و اکنون در سال ۲۰۲۵ – با نسخه‌های جدید مانند ۲۰۲۵.۱ "Caracal" – به یکی از پیشروترین راه‌حل‌های IaaS (Infrastructure as a Service) تبدیل شده است. اپن‌استک بیش از ۴۰ میلیون هسته محاسباتی را در جهان مدیریت می‌کند و توسط غول‌هایی مانند AT&T، Walmart و Huawei استفاده می‌شود. این مقاله جامع، شما را از مفاهیم پایه تا تکنیک‌های پیشرفته، نصب عملی و کاربردهای واقعی اپن‌استک هدایت می‌کند

اپن‌استک چیست؟

اپن‌استک یک پلتفرم نرم‌افزاری متن‌باز و ماژولار است که برای ایجاد، مدیریت و خودکارسازی منابع ابری (محاسبات، ذخیره‌سازی، شبکه و هویت) طراحی شده است. این پلتفرم بر پایه APIهای RESTful عمل می‌کند و با استانداردهای صنعتی مانند OpenStack API و Cloud Data Management Interface (CDMI) سازگار است. اپن‌استک امکان استقرار ابرهای خصوصی (On-Premise)، عمومی (Public Cloud) یا ترکیبی را فراهم می‌کند و از فناوری‌های متنوعی مانند KVM، Docker و Ceph پشتیبانی می‌کند.

ویژگی‌های کلیدی اپن‌استک

معماری ماژولار (Modular Architecture)
اپن‌استک با طراحی ماژولار خود، به کاربران اجازه می‌دهد تا تنها سرویس‌های موردنیاز خود را انتخاب و مستقر کنند. این ویژگی امکان سفارشی‌سازی دقیق را فراهم می‌کند، به‌طوری‌که سازمان‌ها می‌توانند زیرساخت ابری خود را متناسب با نیازهای خاص کسب‌وکارشان تنظیم کنند. برای مثال، یک شرکت کوچک ممکن است فقط به Nova (محاسبات) و Cinder (ذخیره‌سازی بلوکی) نیاز داشته باشد، در حالی که یک ارائه‌دهنده خدمات ابری عمومی می‌تواند از تمام ماژول‌ها بهره ببرد. این انعطاف‌پذیری، مقیاس‌پذیری و صرفه‌جویی در منابع را تضمین می‌کند.
پشتیبانی از چندمستاجری (Multi-Tenancy Support)
اپن‌استک با قابلیت چندمستاجری، امکان استفاده چندین کاربر یا مشتری از یک زیرساخت ابری مشترک را فراهم می‌کند، در حالی که امنیت و جداسازی کامل بین آن‌ها حفظ می‌شود. این ویژگی برای ارائه‌دهندگان خدمات ابری (Cloud Service Providers) حیاتی است، زیرا می‌توانند به‌طور همزمان به مشتریان متعدد خدمات ارائه دهند بدون اینکه داده‌ها یا منابع آن‌ها تداخل پیدا کند. Keystone، سرویس مدیریت هویت اپن‌استک، این جداسازی را با احراز هویت و مدیریت دسترسی پیشرفته تضمین می‌کند.
نرم‌افزار متن‌باز (Open-Source Software)
اپن‌استک یک پلتفرم کاملاً متن‌باز است که بدون هزینه مجوز ارائه می‌شود. این امکان را به کاربران می‌دهد تا کد منبع را بررسی، اصلاح و سفارشی کنند. این ویژگی، اپن‌استک را از راه‌حل‌های اختصاصی مانند AWS یا Azure متمایز می‌کند، زیرا کاربران کنترل کامل بر زیرساخت خود دارند.
معماری توزیع‌شده (Distributed Architecture)
طراحی توزیع‌شده اپن‌استک امکان مقیاس‌پذیری افقی در چندین سرور فیزیکی را فراهم می‌کند. این ویژگی به کاربران اجازه می‌دهد تا با افزایش بار کاری، به‌راحتی سرورهای جدید اضافه کنند و منابع را به‌صورت پویا مدیریت کنند. برای مثال، شرکت‌هایی مانند Walmart از این قابلیت برای مدیریت میلیون‌ها ماشین مجازی در دیتاسنترهای عظیم خود استفاده می‌کنند، که عملکرد و پایداری را بهبود می‌بخشد.
APIمحور (API-Driven)
تمامی اجزای اپن‌استک از طریق مجموعه‌ای از APIهای RESTful قابل دسترسی و کنترل هستند. این ویژگی، ادغام با ابزارهای خارجی مانند Ansible، Terraform یا حتی سیستم‌های CI/CD را ساده می‌کند. توسعه‌دهندگان می‌توانند با استفاده از APIها، فرآیندهای خودکارسازی پیچیده‌ای را پیاده‌سازی کنند، مانند استقرار خودکار VMها یا تنظیم Load Balancerها.
داشبورد جامع (Comprehensive Dashboard)
سرویس Horizon، داشبورد وب اپن‌استک، یک رابط کاربری بصری و کاربرپسند ارائه می‌دهد که مدیریت منابع ابری را آسان می‌کند. کاربران می‌توانند بدون نیاز به مهارت‌های فنی پیشرفته، ماشین‌های مجازی، شبکه‌ها و ذخیره‌سازی را از طریق مرورگر مدیریت و مانیتور کنند. این داشبورد با قابلیت‌های گرافیکی مانند نمودارهای مصرف منابع، تجربه کاربری را بهبود می‌بخشد.
تجمیع منابع (Resource Pooling)
اپن‌استک امکان تجمیع منابع محاسباتی، ذخیره‌سازی و شبکه‌ای را فراهم می‌کند، که به‌صورت پویا بر اساس تقاضا تخصیص یا آزاد می‌شوند. این قابلیت، بهره‌وری منابع را به حداکثر می‌رساند و ضایعات را کاهش می‌دهد. برای مثال، Cinder می‌تواند فضای ذخیره‌سازی را به‌صورت آنی تخصیص دهد، در حالی که Nova منابع محاسباتی را بهینه مدیریت می‌کند.

چرا اپن‌استک را انتخاب کنیم؟

متن‌باز و رایگان: بدون هزینه مجوز، با جامعه گسترده‌ای از شرکت‌ها و توسعه‌دهندگان.
انعطاف‌پذیری بالا: سفارشی‌سازی کامل سرویس‌ها برای نیازهای خاص.
مقیاس‌پذیری عظیم: مدیریت میلیون‌ها ماشین مجازی (Virtual Machine) در مراکز داده بزرگ.
ادغام آسان: قابلیت ادغام با Kubernetes، AI/ML (مانند Kubeflow) و 5G/6G.
در سال ۲۰۲۵، با تمرکز بر پایداری، ابر سبز (Green Cloud) و امنیت کوانتومی، اپن‌استک نقش کلیدی در صنایع مخابرات، مالی و بهداشت ایفا می‌کند.

اجزای کلیدی اپن‌استک

اپن‌استک بیش از ۳۰ سرویس ماژولار با APIهای مستقل دارد. در ادامه، مهم‌ترین سرویس‌ها با توضیحات، مثال‌های عملی و کد آورده شده است.
  1. Nova - مدیریت محاسبات
نوا، هسته محاسباتی است که ماشین‌های مجازی (VM)، کانتینرها و سرورهای bare-metal را مدیریت می‌کند و با فوق ناظرها یا هایپروایزرهایی مانند KVM، Xen و VMware ادغام می‌شود.
مثال عملی: ایجاد و مدیریت VM.
# نصب کلاینت OpenStack
pip install python-openstackclient

# تنظیم احراز هویت
export OS_AUTH_URL=http://controller:5000/v3
export OS_PROJECT_NAME=admin
export OS_USERNAME=admin
export OS_PASSWORD=secret
export OS_REGION_NAME=RegionOne

# ایجاد flavor (مشخصات VM)
openstack flavor create --ram 2048 --disk 20 --vcpus 2 m1.medium

# ایجاد VM
openstack server create --image cirros --flavor m1.medium --network provider my-vm

# مشاهده وضعیت VM
openstack server list

echo "VM ایجاد شد! IP: $(openstack server show my-vm -c addresses)"
نکته: برای GPU، flavor را با آپشن زیر سفارشی کنید.

--property hw:cpu_policy=dedicated
  1. Neutron - مدیریت شبکه
نئوترون، شبکه‌های مجازی، SDN (Software-Defined Networking) و تعادل بار (Load Balancing) را فراهم کرده و از ML2 (Modular Layer 2) برای درایورهای متنوع استفاده می‌کند.
مثال عملی: ایجاد شبکه و روتر.
# ایجاد شبکه خارجی
openstack network create --external --provider-network-type flat --provider-physical-network physnet1 external-net

# ایجاد زیرشبکه
openstack subnet create --network external-net --subnet-range 203.0.113.0/24 --gateway 203.0.113.1 --allocation-pool start=203.0.113.10,end=203.0.113.100 external-subnet

# ایجاد روتر و اتصال به شبکه‌ها
openstack router create my-router
openstack router set --external-gateway external-net my-router
openstack router add subnet my-router private-subnet

echo "شبکه آماده است!"
  1. Cinder - ذخیره‌سازی بلوکی
سیندر، دیسک‌های مجازی (Volumes) را مدیریت می‌کند و با backendهایی مانند Ceph، LVM و iSCSI کار می‌کند.
مثال: ایجاد Volume و اتصال به VM.
# ایجاد Volume
openstack volume create --size 10 my-volume

# اتصال به VM
openstack server add volume my-vm my-volume

echo "Volume متصل شد!"
  1. Swift - ذخیره‌سازی اشیا
سوئیفت، ذخیره‌سازی توزیع‌شده و مقاوم به خطا برای فایل‌های بزرگ (مانند S3) فراهم می‌کند.
مثال: آپلود فایل.
# ایجاد کانتینر
openstack container create my-container

# آپلود فایل
openstack object create my-container my-file.txt

echo "فایل آپلود شد!"
  1. Keystone - احراز هویت
کی‌استون، هویت، نقش‌ها و فدراسیون (Federation) را مدیریت می‌کند و با LDAP/OAuth ادغام می‌شود.
  1. Glance - مدیریت تصاویر
گلانس، تصاویر سیستم عامل (مانند Ubuntu) را ذخیره و توزیع می‌کند.
  1. سایر سرویس‌های کلیدی:
Horizon: داشبورد وب.
Heat: خودکارسازی.
Ceilometer: نظارت و پایش
Magnum: مدیریت Kubernetes

نصب و راه‌اندازی اپن‌استک

نصب اپن‌استک در سال ۲۰۲۵ با ابزارهای خودکار ساده‌تر شده است. برای آزمایش، DevStack و برای تولید، OpenStack-Ansible یا Kolla-Ansible توصیه می‌شود.
نصب DevStack (آزمایشی)
# پیش‌نیازها (Ubuntu 22.04)
sudo apt update && sudo apt install -y git python3-dev libssl-dev libffi-dev

# کلون DevStack
git clone https://opendev.org/openstack/devstack
cd devstack

# فایل local.conf
nano local.conf
  [[local|localrc]]
  ADMIN_PASSWORD=secret
  DATABASE_PASSWORD=secret
  RABBIT_PASSWORD=secret
  SERVICE_PASSWORD=secret
  HOST_IP=$(ip addr show enp0s3 | grep "inet\b" | awk '{print $2}' | cut -d/ -f1)
  ENABLED_SERVICES=key,n-api,n-cpu,n-net,c-vol,c-api,c-sch,c-cinder,horizon

# نصب
./stack.sh

echo "نصب کامل! داشبورد: http://$(hostname -I | awk '{print $1}')/dashboard"
نکته: زمان نصب حدود ۳۰-۶۰ دقیقه. برای تولید، از TripleO یا Kolla با Ansible استفاده کنید.
نصب تولیدی با Kolla-Ansible
# نصب Kolla
pip install kolla-ansible

# تولید globals.yml
kolla-ansible -i inventory/localhost tools/generate_passwords.py

# اجرای نصب
kolla-ansible -i inventory/localhost deploy

echo "ابر تولیدی آماده!"

کاربردهای عملی اپن‌استک در سال ۲۰۲۵

مخابرات: AT&T از نئوترون برای NFV در 5G استفاده می‌کند.
: Walmart TensorFlow با Magnum مدیریت می‌کند.
بهداشت: ذخیره‌سازی امن داده‌های پزشکی با Swift و Barbican.
مالی: ابر ترکیبی برای FinTech با Heat.
مثال واقعی: OVHcloud از اپن‌استک برای ارائه ابر عمومی با ۴۰۰ هزار هسته استفاده می‌کند.

جمع‌بندی

اپن‌استک در سال ۲۰۲۵ نه تنها یک پلتفرم، بلکه اکوسیستمی کامل برای ساخت ابرهای هوشمند، امن و پایدار است. از خودکارسازی پیشرفته با Heat تا ادغام با Kubernetes. این فناوری ابزارهای لازم برای نوآوری در عصر هوش مصنوعی و 5G را فراهم می‌کند. با کدهای عملی و روش‌های ارائه‌شده، شما آماده‌اید تا ابر خود را راه‌اندازی کنید و هزینه‌ها را کاهش دهید.

سوالات متداول

  1. تفاوت اپن‌استک با AWS چیست؟
اپن‌استک متن‌باز و سفارشی است، در حالی که AWS اختصاصی و مدیریت‌شده است.
  1. ادغام اپن‌استک با Kubernetes چگونه است؟
Magnum خوشه‌های K8s را در ابر اپن‌استک مدیریت می‌کند.
  1. فوق ناظر یا هایپروایزر چیست؟
برای آشنایی با هایپروایزر اینجا کلیک کنید.
  1. بهترین فوق ناظر برای نوا چیست؟
KVM برای عملکرد بالا و هزینه کم ایده‌آل است.
تا چه حد این مطلب برای شما مفید بود؟
بر اساس رای 0 نفر

اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.

ثبت نظر

نظر دادن