Gegenstand der hier vorliegenden Projektdokumentation ist der Projektauftrag, sich mit komplexen Systemen zu beschäftigen. Explizit geht es um OpenStack als Framework einer Cloud-Computing-Referenzarchitektur. Der Kurs wurde in Gruppen unterteilt und jede Gruppe hat den Projektauftrag bekommen, sich dediziert mit OpenStack zu beschäftigen und eine Projektplanung für die Implementierung, Konfiguration und den Betrieb einer eigenen Cloud Infrastruktur zu erarbeiten.
Im Detail muss sich gezielt mit dem komplexen System „Framework“ OpenStack beschäftigt werden, um die Projektaufgabe zielgerichtet zu bearbeiten und eine eigene lauffähige Infrastruktur betreiben zu können. Das gesamte Projekt umfasst die Projektplanung, das Projektmanagement, die Strukturplanung der komplexen Infrastruktur, die Umsetzung der Implementation mit Konfiguration des Netzwerkes inkl. der jeweils benötigten Services, welche durch OpenStack installiert werden und die Entwicklung einer eigenen Webapplikation, welche über die implementierte und konfigurierte Infrastruktur erreichbar sein soll.
Wie ersichtlich, besitzt das Projekt keinen trivialen Schwierigkeitsgrad, wodurch mit Hürden zu rechnen ist. Diese sind ebenfalls Bestandteil des Projektes, um einen deutlichen Erfahrungsgewinn aus dem Projekt zu ziehen und sich tiefgreifend mit der praktischen Anwendung im Arbeiten mit komplexen Systemen zu beschäftigen. Alle Herausforderungen, Hürden und sonstige Auffälligkeiten werden innerhalb der Projektphase ordentlich dokumentiert und in einer kritischen Projektbetrachtung wiedergegeben, um eine ordnungsgemäße Gruppenreflexion zum Projektablauf zu erlangen.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Projektbeschreibung
1.2 Projektziel
1.3 Motivation
2 Projektplanung
2.1 Zeitplanung
2.2 Ressourcenplanung
2.3 Methodisches Vorgehen
3 Analyse und Entwurf
3.1 Ist- Zustand bei Projektbeginn
3.2 Soll- Zustand nach Abschluss des Projektes
4 Entwicklung eines Webservice als Docker- Image
4.1 Entwurf und Entwicklung des Webservice
4.1.1 Entwurf des Webservice
4.1.2 Entwicklung des Webservice
4.2 Erstellen eines Docker Image des Webservice
5 Implementierungsphase
5.1 Grundlegende Konfigurationen und Installationen
5.2 Implementierung von DevStack als All- In- One Single- Machine und Bereitstellung des Webservices
5.2.1 Multi- Node Installation auf den Hochschulservern
5.2.2 Single- Node Installation auf dem Hochschulservern
5.2.3 Installation auf VM
5.3 Bereitstellen des Webservices auf der DevStack Instanz
6 Testphase – Planung, Entwurf und Durchführung der Tests auf der VM- Instanz
7 Fazit
7.1 Soll / Ist- Vergleich
7.2 Kritische Projektbetrachtung
7.3 Ausblick
Anhang: Weitere Abbildungen
Auflistung aufgekommener Probleme
Zusatzaufgabe aus der Vorlesung
Oracle® Cloud – Basierend auf OpenStack [4]
Mirantis Cloud Platform [5]
Literaturverzeichnis
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel der vorliegenden Arbeit besteht darin, ein komplexes System unter Verwendung der Cloud-Infrastruktur OpenStack zu planen, zu konfigurieren und zu implementieren, um einen lauffähigen Webservice innerhalb dieser Umgebung bereitzustellen.
- Grundlagen von OpenStack und der Einsatz von DevStack als Entwicklungsumgebung
- Strukturierte Planung und Dokumentation einer komplexen Cloud-Infrastruktur
- Implementierung eines Webservices mit dem Micro-Framework Flask
- Containerisierung der Applikation mittels Docker und Bereitstellung auf der Instanz
- Durchführung einer strukturierten Testphase zur Validierung der Systemfunktionalität
Auszug aus dem Buch
4.1.2 Entwicklung des Webservice
Da bereits in 4.1.1 die Voraussetzungen geklärt wurden, ging es an die Umsetzungen der Vorgaben und eigenen Ansprüche. Designtechnisch ist sich am Entwurf orientiert worden, wodurch eine klare Struktur vorgegeben war.
Erstmals wurde die Ordnerstruktur, wie in Abbildung 9, erstellt, um mit der Implementierung starten zu können. Für die gegebene Ordnerstruktur wurde das Webframework Flask mit „pip install flask“ installiert (Siehe Abbildung 10).
Nachdem Flask erfolgreich installiert wurde, ist der Programmcode in das File Webapplication.py geschrieben worden, welche das Backend des Webservice darstellt (Siehe Abbildung 11). Als Anmerkung zu Abbildung 11 ist ersichtlich, dass bei „host=`0.0.0.0`“ eingetragen ist. Diese Bezeichnung steht für localhost, da Flask immer auf Port 5000 durch die Vorkonfiguration läuft, ist diese Voraussetzung ebenfalls erfüllt, sodass der Service unter „localhost:5000“ erreichbar ist.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Dieses Kapitel erläutert die Projektbeschreibung, die zentralen Projektziele sowie die persönliche und fachliche Motivation der Gruppe hinter dieser Arbeit.
2 Projektplanung: Hier wird das methodische Vorgehen, die Zeitplanung sowie die Ressourcenplanung für die Implementierung der Cloud-Infrastruktur detailliert dargestellt.
3 Analyse und Entwurf: Dieses Kapitel beschreibt den Ist-Zustand vor Beginn sowie den geplanten Soll-Zustand nach Abschluss der Projektrealisierung inklusive der benötigten Netzwerktopologien.
4 Entwicklung eines Webservice als Docker- Image: Hier wird der Entwurf, die technische Umsetzung mittels Flask sowie die Containerisierung der Webapplikation dokumentiert.
5 Implementierungsphase: Dieser Kernbereich befasst sich mit der praktischen Installation von DevStack, der Konfiguration der Umgebung sowie der Bereitstellung des Services.
6 Testphase – Planung, Entwurf und Durchführung der Tests auf der VM- Instanz: Dieses Kapitel validiert die Systemfunktionalität durch die Dokumentation verschiedener Testfälle und deren Ergebnisse.
7 Fazit: Das Fazit bietet einen Soll-Ist-Vergleich, eine kritische Reflexion des Projektablaufs inklusive der aufgetretenen Schwierigkeiten sowie einen Ausblick auf künftige Weiterentwicklungen.
Schlüsselwörter
OpenStack, DevStack, Cloud-Computing, IaaS, Flask, Webservice, Docker, Containerisierung, Netzwerkplanung, Systemadministration, Ubuntu, Virtualisierung, Infrastructure as a Service, IT-Projektmanagement, Komplexe Systeme
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit dokumentiert ein Projekt aus dem Modul „Komplexe Systeme“, in dem eine Cloud-Infrastruktur mit OpenStack konfiguriert und ein eigener Webservice implementiert wird.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Schwerpunkte liegen auf der Cloud-Architektur, der Konfiguration von OpenStack-Umgebungen, der Anwendungsentwicklung mit Flask sowie dem Einsatz von Docker-Containern.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das primäre Ziel ist der erfolgreiche Aufbau einer lauffähigen Cloud-Instanz, auf der eine eigens entwickelte Webapplikation innerhalb eines Docker-Containers zugänglich gemacht wird.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Es wird eine strukturierte Projektmanagement-Methodik angewandt, inklusive Anforderungsanalyse, Ist-Soll-Vergleich, iterativer Implementierung und einer reflektierten Testphase.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Projektplanung, die Analyse der IT-Infrastruktur, die Softwareentwicklung und die detaillierte Beschreibung der Implementierungsschritte sowie abschließender Tests.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren das Projekt?
Die Arbeit zeichnet sich durch Begriffe wie OpenStack, Containerisierung, Infrastructure as a Service (IaaS), Systemkonfiguration und Cloud-Frameworks aus.
Warum wurde DevStack als Synonym für OpenStack verwendet?
DevStack wurde aufgrund seiner ausführlichen Online-Dokumentation und seiner Eignung als Lernwerkzeug und Testumgebung für die schnelle Entwicklung gewählt.
Wie wurde mit den Problemen bei der Hardware-Verfügbarkeit umgegangen?
Nach wiederholten Schwierigkeiten mit der Hochschul-Hardware und langen Wartezeiten wurde auf eine virtuelle Maschine in einer privaten Umgebung ausgewechselt, um das Projektziel trotz Zeitdruck zu erreichen.
Was war der ausschlaggebende Grund für die Nutzung von NGINX?
NGINX wurde zur Vereinfachung des Port Forwardings eingesetzt, um Anfragen über verschiedene Netzwerkschichten hinweg an den korrekten Service-Port weiterzuleiten.
- Citation du texte
- Dennis Kraus (Auteur), 2022, Planung, Installation und Konfiguration von OpenStack auf physischer Hardware unter Ubuntu 20.04. LTS, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1314755
