OpenStack Verdiept Training Cursus

1. Introductie tot OpenStack – 2 uur
● Geschiedenis van cloudtechnologie en OpenStack
● Kenmerken van cloudsystemen
● Diverse cloudmodellen
○ private, public en hybride clouds
○ on-premise omgevingen: IaaS, PaaS en SaaS
● Public- en private-cloudimplementaties op basis van OpenStack
● Open source versus commerciele distributies van OpenStack
● Verschillende implementatiemodellen binnen OpenStack
● Het uitgebreide OpenStack-ecosysteem
○ Kernmodules en componenten
○ Gerelateerde hulpmiddelen en tools
○ Integratiemogelijkheden
● Levenscyclus van OpenStack

● Certificeringsmogelijkheden binnen OpenStack
● Toegang tot een gespecialiseerde OpenStack-labomgeving (virtuele machines) voor de cursus

2. Praktische workshops over OpenStack-beheer
● Kennismaking met OpenStack – ca. 0,5 uur
○ Belangrijkste componenten van OpenStack (Keystone, Glance, Nova, Neutron, Cinder, Swift, Heat)
○ Interactie met een OpenStack-cloudomgeving
○ Communicatie tussen OpenStack-diensten en -API’s
● Keystone – Identiteitsbeheer – ca. 1 uur
○ Architectuur van Keystone
○ Authenticatieprocessen en beschikbare backends
○ Token-types en tokenbeheer
○ Autorisatiesystemen in OpenStack – rollen en de oslo.policy-module
○ Belangrijke entiteiten binnen Keystone: domeinen, projecten en gebruikers
○ Configuratie van CLI-clients via openrc en clouds.yaml
○ OpenStack-servicecatalogus
○ Toevoegen van nieuwe diensten aan OpenStack
○ Systeem voor quota’s binnen OpenStack
● Glance – Beeldopslag en -beheer – ca. 1,5 uur
○ Beelden optimaliseren voor cloudomgevingen
○ Eigenschappen van afbeeldingen: metadata, indeling en containerformat
○ Uploaden en downloaden van beelden
○ Delen van afbeeldingen binnen een organisatie
○ Ondersteunde opslagmethodes voor afbeeldingen in Glance
○ Beveiliging en bescherming van gevoelige beelden
○ Quota’s instellen binnen de dienst
● Controleren of de Glance-dienst correct werkt
● Neutron – Netwerkbeheer – ca. 2-3 uur
○ Algemene architectuur en werking van OpenStack-netwerken
○ De ML2-plugin binnen Neutron
● Analyse van netwerkconfiguraties op computeknooppunten
○ Fundamentele netwerkkoncepten en -tools gebruikt door Neutron
○ Basiselementen voor het beheer van neutron-netwerken
○ Beheren van tenantnetwerken, subnets
○ Configuratie van veiligheidsgroepen en firewallregels
○ Oost-west routering tussen virtuele machines
○ Netwerk-naamruimten (namespaces) gebruiken in Neutron
○ Inrichten van externe of provider-netwerken
● Zuid-noord routeren van verkeer tussen internet en interne resources
○ Toewijzen en beheren van floating IP’s
○ Instellen van quota’s per netwerktype
○ Basiselementen voor het oplossen van typische netwerkproblemen (namenspaces, tcpdump enz.)
● Onderhoud van quota-afspraken binnen de cloudomgeving
● Controleren of alle Neutron-diensten goed werken
● Nova – Compute-beheer – ca. 2-3 uur
○ Interactie tussen Nova en hypervisors

● Beheren van sleutelparen voor authenticatie bij instanties
○ Vormgeven van geschikte CPU- en geheugenconfiguraties per instantie (flavours)
● Samenstellen van nieuwe instanties op basis van beschikbare resources
● Mogelijkheden voor aanpassing van hardware- en configuratie-eigenschappen
● Aanmaken, starten en monitoren van werkende instanties
● Verifiëren dat nieuwe exemplaren correct actief zijn binnen de cloud
● Beheer en versiebeheer via snapshots voor veiligheid en herstel
● Wijzigingen aanbrengen in instanties, inclusief opschalen van CPU- of RAM-capaciteit
● Toekennen van floating IP’s wanneer dat nodig is voor externe connectiviteit
● Interactieve console en toegang tot logs van afzonderlijke exemplaren
● Instellen van vereiste beveiligingsgroepen voor communicatie tussen instanties
● Quota’s vastleggen specifiek binnen het compute-gebied
● Verzameling en analyse van statistieken uit de Nova-database
● Inzet van Placement API en Nova Cells v2 bij resourceallocatie tussen knooppunten
● Opdrachten om handelingen te sturen naar Placement Client binnen OpenStack
● Controleren of alle Nova-componenten juist functioneren
● Cinder – Blokopslag – ca. 2-3 uur
○ Basisinstellingen en parameters bij het inrichten van nieuwe volumes
● Aanmaken, beheren en configureren van bestaande volume-elementen
● Koppelen of loskoppelen van volumes aan/van Nova-instanties
● Beheer, opslag en restauratie van snapshots afkomstig uit Cinder-volumes
● Procedures rond het maken en bewaren van reservekopieën binnen dit systeem
● Interne werking van snapshot- en backupmechanismen binnen Cinder
● Toekennen en overdragen van volume-resources tussen verschillende projecten of afdelingen
● Terugzetten van verwijderde backups naar de oorspronkelijke vorm
● Quota’s toepassen bij blokopslag, om overbelasting te voorkomen
● Toevoegen en configureren nieuwe backends voor opslag binnen OpenStack
● Implementeren van kwaliteitsbeperkende maatregelen zoals QoS bij bepaalde volumes
● Integratie met LVM, specifieke opslagarrays en het krachtige Ceph-systeem
● Optimalisaties en beste praktijken voor implementaties van Ceph binnen OpenStack-omgevingen
● Controleren of alle Cinder-componenten correct functioneren
● Barbican – Beheer van cryptografische sleutels – ca. 2 uur
○ Architectuur en algemene werking van Barbican
● Opslag, beveiliging en regelmatige wijzigingen bij geheime wachtwoorden
● Genereren en opslaan van symmetrische encryptiesleutels op een veilige manier
● Bescherming van opslagvolume door middel van gecodeerde technieken binnen OpenStack
● Aanpassing van Cinder-instellingen zodat volumeversleuteling standaard wordt toegepast
● Beperkingen en mogelijkheden bij versleutelingsmechanismen in OpenStack
● Opslaan, beveiligen en toegang verlenen tot X.509-certificaatbundels in Barbican
● Swift – Objectopslag – korte introductie gericht op COA-examenbereiding < 1 uur
○ Belangrijke onderdelen en achterliggende processen binnen de Swift-omgeving
● Beheren van containers, opslagruimtes en objecten via eenvoudige commando’s
● Definiëren en beheren van authorisatieregels voor toegang tot specifieke elementen

● Bepalen wanneer een object automatisch moet worden verwijderd uit de cloudopslag
● Analyseren en inrichten van Ring-structuur voor optimale opslagverdeling
● Monitoring hoeveelheid vrije schijfruimte is nog beschikbaar binnen Swift
● Instellen en beheren van quota’s per gebruiker of project binnen het objectbeheer
● Controleren dat alle noodzakelijke diensten in de Swift-infrastructuur correct draaien
● Octavia – Load Balancing-as-a-Service – ca. 2-3 uur
○ Basisarchitectuur en hoofdcomponenten binnen dit load balancing-systeem
● Hoe verkeersstromen worden ontvangen en doorgestuurd door Octavia’s objecten
● Instellen van specifieke Octavia-flavours die kenmerken zoals grootte of prestaties bepalen
● Inrichten van beschikbaarheidszones zodat load balancing flexibel kan plaatsvinden
● Aanmaken, testen en optimaliseren van HTTP-, TCP- of HTTPS-loadbalancers volgens specifieke eisen
● Instellen van luisteraars (listeners), groepen van targets en gezondsheidscontroles voor balancering
● Werking van Layer 7 load balancing in Octavia en praktische toepassingen hiervan
● Zelfstandig bouwen van aanpassingspakketten voor Amphora-implementaties binnen OpenStack
● Implementeren van failover-schermen zodat serviceonderbrekingen minimaal zijn bij storingen
● Toepassen en overzien van netwerk- en monitoringsmechanismen in real-time door Octavia
● Diagnostische instrumenten inzetten ter oplossing van onverwachte fouten binnen load balancing-constructies
● Heat – Orchestratie van resources – ca. 1-2 uur
○ Kennis van Heat-orchestrationtemplates en de elementen waaruit deze bestaan
● Aanmaken, verifiëren en aanpassen van dergelijke templates in praktijk
● Beheer van voltooide stacks binnen OpenStack via Heat-controles
● Basisproblemen oplossen – ca. 2 uur
● Analyse van verschillende logbestanden verzameld uit de gehele cloudinfrastructuur
● Samenvoeging en analyse van logs met behulp van gecentraliseerde loggingtools
● Uitvoeren van controles op gestarte clientvragen, met name via OpenStack-API’s
● Beheer en back-ups maken van kritische databases die door OpenStack zelf gebruikt worden
● Diagnostische acties bij knooppunten waaronder analyse van compute-capaciteit of toestand instanties
● Inspectie van communicatieverkeer met betrekking tot AMQP-brokers zoals RabbitMQ en de daaraan gekoppelde Metadata-services
● Toepassen systematische methoden voor opsporing en oplossing van allerlei soorten problemen binnen OpenStack-omgevingen
● Analyseren van storingen op netwerkniveau inclusief beperkingen in de algemene prestaties van dergelijke connectiviteiten
● Beveiligd maken en herstellen van data afkomstig uit gecompromitteerde of beschadigde instanties binnen de cloud

3. Geavanceerde onderwerpen
● Hardwareaandachtspunten en capaciteitsplanning – ca. 2 uur
○ Eigenschappen die van belang zijn bij aanschaf of aanpassing van computehardware
○ Richtlijnen voor doelgerichte netwerkontwerpen en verbindingsstrategieën
● Overwegingen met betrekking tot opslagcapaciteit, schaalbaarheid en configuratie van geheugensystemen
○ Het vormgeven van efficiënte flavours binnen Nova volgens actuele behoeften
● Beperkingen en overwegingen bij het ‘overcommitment’ van beschikbare resources op bepaalde knooppunten

● Role-system – Autorisatie in OpenStack – ca. 2 uur
● Vormgeven en toevoegen van specifieke nieuwe rollen bijvoorbeeld als uitbreiding op standaardrolsindeling
● Werkwijze van policy.yaml waarmee API-callmogelijkheden afhankelijk kunnen worden gesteld van gebruikersrollen
● Hoge beschikbaarheid van het controlplane – ca. 1 uur
○ Strategieën en technische middelen ter optimalisatie van HA-mechanismen binnen essentiële OpenStack-componenten
● Beveiliging en replicatie van databases via hoge beschikbaarheidsopties
○ Redundantie realiseren voor belangrijke message-queues zoals RabbitMQ binnen OpenStack-omgevingen
● Partitionering van cloudinfrastructuren en schedulerfilters – ca. 1 uur
○ Waarom het nodig is en hoe host-aggregates kunnen dienen als Cloud-partitionen in diverse omgevingen
● Beschrijven en toepassen van Nova-scheduler filters die de verdeling van workloads bepalen binnen OpenStack
● Overdragen of migreren van workload – ca. 1 uur
○ Procedures voor zowel offline als live-migratie, inclusief methoden om live-activiteiten zo weinig mogelijk te onderbreken
● Monitoring en metingen binnen OpenStack – < 1 uur
○ Instellen van Ceilometer-systeem zodat realtime statistieken en gebruikspatronen goed gemeten kunnen worden
● Externe monitoringmethoden toepassen ter aanvulling op standaardmetingen door OpenStack
● Geavanceerde hypervisor- en cloudfuncties – < 1 uur
● Optimale inzet van CPU-pinning en begrip voor de onderliggende NUMA-architectuur binnen compute-knooppunten
● Toepassing van SR-IOV-technieken zodat netwerkprestaties snel toegenomen kunnen worden op specifieke workloads
● Cloud-init en aanpassingsmogelijkheden afbeeldingen – < 1 uur
● Werkingswijze van Metadata Services bij standaardisatie of individualisering configuraties in nieuwe clouds
● Opslagbackends voor blokopslag – < 1 uur
● Implementatie en beheer van LVM-oplossingen binnen cloudomgevingen
● Toevoegen en configureren van Ceph RBD als krachtige en flexibele opslagoptie in OpenStack
● Inzetten van gespecialiseerde fysieke appliances of dedicated apparaten voor snellere dataverwerking
● Vormgeven van netwerkstructuren met uiterste aandacht voor prestaties, veiligheid en schaalbaarheid bij blokopslagsystemen
● Upgraden OpenStack – < 1 uur
● Strategieën formuleren die garant staan voor veilige, tijdbesparende en storingsvrije veranderingen binnen de OpenStack-installatie
● Uitwerken en uitvoeren van procedures zodat downtime bij upgrades tot een absoluut minimum wordt beperkt.
● Implementeren van bare-metal omgevingen via OpenStack – < 1 uur
● Kernfunctionaliteiten en configuratiemogelijkheden binnen het Ironic-modulepakket
● Betekenis en praktische uitvoerbaarheid van onder- versus bovenlagen zoals Undercloud- of Overcloud-systemen in OpenStack
● Toekomstperspectieven op lange termijn binnen de voortdurende ontwikkeling van het OpenStack-platform.
4. Diepgaande verkenning Neutron en OVN-architectuur – ca. 6-8 uur
● Bijdrage aan begrip omtrent architectuurontwikkelingen binnen OVN
● Identificatie, verklaring en analyse van alle essentiële componenten die binnen het OVN-systeem bestaan
● Verklaren welke verschillen en overeenkomsten er zijn tussen de ML2-plugin gebruikmakend van standaard OvS-drivers of juist die gebaseerd op specifieke OVN-implementaties
● Begrijpen top-down logica bij werking van OVN-netwerken waarbij alle lagen samenkomen
● Analyseren de wijze waarop OpenStack zelf gebruikmaakt van gegevens uit Neutron-databases
● Beschrijven en verklaren dat er zowel een noordwaartse als een zuidwaartse database bestaat bij OVN-implementatie
● Begrijpen de aard van logische datapijplijnen die data stroom tussen diverse netwerkelementen mogelijk maken
● Identificeren hoe afzonderlijke logic flows bepalend zijn voor verkeersroutering en pakketoverdracht binnen OVN-netwerken
● Beschrijven hoe OpenFlow-protocollen worden aangestuurd om flexibele regels te stellen bij datastromen tussen servers
● Toelichten de interactie die plaatsvindt tussen neutraal-netwerken in OpenStack en respectievelijke logische OVN-switch-functies
● Bepalen welke types logische poorten gecreëerd kunnen worden binnen het OVN-ecosysteem en hoe deze te configureren vallen
● Verklaren de algemene werking van netwerk-switching bij OVN

● Beschrijven logische router-elementen die Neutron in OpenStack levert in relatie tot overeenkomstige OVN-implementatie
● Uitleggen verschillende manieren van Network Address Translation (NAT) toe te passen binnen complexe omgevingen
● Vaststellen welke regels en mechanismes bepaald worden tijdens actieve routering en hoe deze met elkaar in interactie komen
● Verklaren de structuur van subnetten en het functioneren van ingebouwde DHCP-functies binnen Neutron-omgevingen in combinatie met OVN-configuraties
● Toelichten welke beveiligingselementen zoals ACL’s of Port Groups de veiligheid vergroten bij toegang tot logische netwerken op OVN-niveau
● Analyseren de daadwerkelijke beveiligingsfuncties die door OVN toegepast kunnen worden en in welke contexten ze gebruikt dienen te worden
● Overzien alle relevante noordwaartse tabellen en informatiedrager binnen OVN-architectuur in samenhang met OpenStack-elementen
● Analyseren de verfijnde data-overdrachtsprocessen die tussen diverse componenten zoals Neutron DB, OVN NB en SB databases via OpenFlow-uitvoering optreden
● Zelfstandig uitvoeren van verificaties of 'microflows' binnen netwerken welke effectief bepaalde datapaden tot stand brengen
● Verklaren hoe L2- en L3-niveaus beïnvloed worden door specifieke tracingmechanismen binnen OVN-implementaties
● Beschrijven hoe actuele DHCP-behoeften worden gediend via nauwkeurige tracingsacties binnen hetzelfde systeem
● Visualiseren en documenteren welke fysieke datastromen mogelijk zijn wanneer virtuele machines data uitwisselen met buitenwereld en hoe dit via Open vSwitch gerealiseerd wordt
● Bijdrage aan nader begrip van fysieke stappen binnen de data-overdracht tussen virtuele hosts, netwerkknooppunten en uiteindelijke opslagsystemen
● Toepassen van vergelijkbare methodes ter analyse van zowel hypothetische als reële datastromen om zo logische foutpatronen beter te herkennen binnen geavanceerde netwerkomgevingen
● Eindelijk het volledige beheren en controleren van zaken zoals Open vSwitch-databases, gekoppelde bronnen of andere OVN-relevante componenten binnen specifieke test- of productieomgevingen.