Title (deu): Cloud Datacenter Infrastruktur

Author: Wölfel, P. (Philip)

Description (deu): St. Pölten, Studiengang Information Security, Masterarbeit, 2016

Description (deu): Der Trend zur Cloud ist in vielen Bereichen der IT schon sehr stark ausgeprägt. Viele Unternehmen setzten auf Cloud Applikationen in den verschiedensten Bereichen. Von CRM Systemen über Kommunikations- und Chat Lösungen, bis hin zu Office Anwendungen können bereits über die Cloud, ohne eigene Server- oder Netzwerkhardware, bezogen werden. Auch gibt es bereits einige Infrastructure as a Service (IaaS) Provider, die es ermöglichen große Mengen an virtuellen Maschinen in der Public Cloud zu betreiben. Für einige Unternehmen ist jedoch eine Public Cloud keine mögliche Alternative, sei dies aus datenschutzrechtlichen oder weiteren juritischen Gründen. Hier wird oft auf eine Private Cloud Lösung innerhalb des Unternehmens gesetzt. Unabhängig davon, ob es sich um eine Public oder Private Cloud handelt, muss die dafür notwendige Datacenter Infrastruktur besonders auf die Anforderungen der Cloud ausgelegt werden. Ein Cloud Datacenter muss auf die sich dynamisch veränderten Umgebungsbedingungen reagieren. Besonders bei IaaS Cloud Lösungen hat der Benutzer durch das Starten und Stoppen von virtuellen Maschinen großen Einfluss auf die Netzwerkbelastung und die verwendeten Ressourcen. Das Netzwerk muss dynamisch auf diese Änderungen reagieren können. Dafür sind Software Defined Networking (SDN) Lösungen sehr gut geeignet. Diese sind von Grund auf darauf ausgelegt schnell auf Änderungen zu reagieren und können von einer zentralen Stelle aus gesteuert werden. Zusätzlich zu einem Netzwerk wird eine Software benötigt, die weitere Ressourcen und Dienste der Cloud Plattform verwaltet. Dies sind bei einer Infrastructure as a Service Plattform zum Beispiel die Virtualisierung, Authentifizierung und der Speicher. Die Software managt meist auch das Netzwerk, um die Ressourcen effizient zu verbinden. In dieser Arbeit wurden die Anforderungen an ein Rechenzentrum zum Betrieb von Cloud Lösungen erarbeitet, wobei besonders auf die Server- und Netzwerkinfrastruktur eingegangen wurde. Darauf aufsetzend wurde die Integration von OpenStack als Cloud Plattform mit Cisco Application Centric Infrastructure (ACI) als Software Defined Network untersucht, dazu im speziellen der theoretische und praktische Aufbau der OpenStack Neutron Treiber und Agents analysiert.
Die Kombination aus Cloud Plattform und SDN hat sich im Test bewährt. Es wurde eine Private Infrastructure as a Service Cloud mit OpenStack und Cisco ACI implementiert. Nach der initialen Konfiguration kann OpenStack auf Basis der ACI Neutron Plugins und Agents wie gewohnt verwendet werden. Es sind dann keine Konfigurationsschritte auf dem Cisco Application Policy Infrastrucutre Controller (APIC) mehr notwendig, da die Konfiguration automatisch von OpenStack mittels der APIs übertragen wird. Das Group Based Policy Framework von OpenStack eignet sich auch besonders gut für die Integration mit dem APIC, da auf der Cisco Seite die Konfiguration ähnlich durchgeführt wird. Es konnte gezeigt werden, dass OpenStack und Cisco ACI eine gute Infrastruktur für eine Public oder Private Cloud bieten. Beide Systeme sind sehr skalierbar und können flexibel an die gewünschten Anforderungen angepasst werden.

Description (eng): The trend to the cloud is getting more and more important in the IT business nowadays. Many companies already use cloud applications in many different fields. CRM systems, communication solutions and even office applications can be used from the cloud, without needing your own servers. There are also many Infrastructure as a Service providers which make it possible to start and stop huge amounts of virtual machines in a public cloud in a very short time. There are still some companies, which can’t use public cloud offerings because of legal or data privacy reasons, but still like to have the flexibility of a cloud solution. These companies often use private clouds inside their organization. Either if it’s a public or a private cloud, the data center has to be prepared for the requirements of a cloud. A cloud datacenter has to react on the dynamically changing environment. Especially with IaaS the user has a great influence on the required network bandwidth and resources when starting and stopping virtual machines. The network has to dynamically react to those changes. Software Defined Networking is fits very well for this because it is built for fast response and flexibility. Also a SDN is controlled from a central instance, which makes it easy to manage. Additional to the network, a software that manages the services and resources of the cloud is required. An Infrastructure as a Service cloud consists of virtual machines, storage and many other services like authentication and monitoring. These services all have to be managed by software to efficiently work with each other. This work describes on the requirements for a data center to operate cloud solutions. The server and network infrastructure is the central part of a data center, so this was the focus of this work. The theoretical part is combined with a practical implementation of a cloud data center. The implementation was done using the open source software OpenStack and the software defined network Application Centric Infrastructure from Cisco. An in depth review of the integration and the OpenStack Neutron drivers and agents is also part of this paper. The combination of cloud platform and software defined network has proven very well in the tests. A private infrastructure as a service cloud was implemented using OpenStack and Cisco ACI. OpenStack has to be configured initially to use the ACI Neutron plugins and drivers and can then be used like before. The configurations is automatically done on the Application Policy Infrastructure Controller of the ACI fabric using the provided APIs. The Group Based Policy framework from OpenStack also fits very well to the logical model of the ACI. OpenStack and Cisco ACI provide a scalable and flexible infrastructure for a public or private cloud data center. They can be integrated tightly together and be adopted to the costumers needs.

Object languages: German

Date: 2016

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Classification: Cloud Computing; Netzwerk

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