Begeisterung unter den Fans der OpenInfra-Projekte Loki und StarlingX: Der Kanon für „cloudifizierte“ Infrastrukturen

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Wann immer sich die Industrie auf einen gemeinsamen Standard geeinigt hat, lassen bahnbrechende Innovationen nicht lange auf sich warten. So ist auch die Hoffnung bei „Loki“, dem OpenInfra-Standard für offene Datacenter-Infrastrukturen, und „StarlingX“, seiner offiziellen Implementierung für die Edge.

Die „OpenStack User Survey“ hat wiederholt gezeigt, dass der bevorzugte Weg zur Bereitstellung von Containern eine Kombination aus Linux, OpenStack und Kubernetes darstellt. Mit 40 Millionen Prozessorkernen in Produktion und über 300 Rechenzentren weltweit, die Public Clouds auf OpenStack hosten, hat die Plattform ihre Bedeutung auf neue Höhen getrieben. Auf die Plattform setzen Mobilfunknetzbetreiber, Forschungseinrichtungen und Handelsunternehmen gleichermaßen.

OpenStack ist eine quelloffene Cloud-Plattform, das Flaggschiff-Projekt der Open Infrastructure Foundation (OpenInfra Foundation). Es setzt sich zusammen aus einer Reihe von einzelnen Service-Projekten zur Bereitstellung verschiedener Cloud-Funktionen zusammen.

Die Popularität von LOKI nimmt von Jahr zu Jahr weiter zu, nicht zuletzt dank der zunehmenden Verbreitung von Magnum, dem OpenStack-eigenen Dienst für Container-Orchestrierung. In über 85 Prozent der OpenStack-Bereitstellungen kommt Kubernetes zum Einsatz. 73 Prozent der Clouds verwenden die Standard-Distribution von Kubernetes und weitere 12 Prozent setzen auf OpenShift.

Die steigende Integration von OpenStack und Kubernetes in Produktionsumgebungen bestätigt der hohe Anteil der Nutzer, die Arbeitslasten in der Produktion mit „Magnum“ ausführen; mittlerweile sind es nämlich mehr als einer in fünf (21 Prozent der Benutzer im Jahre 2022 gegenüber nur 16 Prozent im Jahr zuvor).

Die Kombination aus Virtualisierung, Orchestrierung und Containerisierung in dem quelloffenen Loki-Stack verschafft den Nutzern der Cloud-Plattform eine Vielzahl von Vorteilen:

• schnellere Anwendungsentwicklung mit hoher Portabilität,

• einfache Verwaltung orchestrierter Anwendungsbereitstellung,

• fortgeschrittenes Lifecycle-Management von Anwendungen (mit Unterstützung von Rolling Updates, Versionskontrolle und Cloud-Bereitstellung synchronisierter Aktualisierungen),

• selbstheilende Infrastruktur in Code,

• verbesserte Sicherheit containerisierter Anwendungen,

• Standardisierung auf quelloffenem Technologie-Unterbau.

Loki bewährt sich seit Jahren in Unternehmen mit sehr vielseitigen Workloads. Schwarz IT, die IT-Organisation der größten Einzelhandelsgruppe Europas, hat ihre OpenStack-Kapazität von 5.700 Kernen im Jahr 2021 auf 15.000 Kerne im Jahre 2022 aufgestockt (ein Zuwachs um 160 Prozent). In den Genuss der resultierenden Cloud-Dienste kommen – zum Teil auch indirekt – unter anderem Kunden der Discounter Lidl und Kaufland.

Ein weiteres leuchtendes Beispiel für die vielseitigen Möglichkeiten der offenen Cloud-Infrastruktur Loki ist unter anderem die private Cloud von Bloomberg.

Mit Loki zu… mehr Finanzintelligenz

Bloomberg, ein Medienhaus und globaler Dienstleister für Finanzintelligenz, betreibt eine Reihe von produktionsbereiten OpenStack-Clustern mit einer Vielzahl von Arbeitslasten mit sehr unterschiedlichen Anforderungen bereits seit nahezu zehn Jahren. Die Workloads reichen von öffentlich zugänglichen Webanwendungen über proprietäre Workloads des maschinellen Lernens, Software-Entwicklung bis hin zu Datenbanken und anderen – ein breit gefächertes Sammelsurium von „Intelligenz-in-Code“-Lösungen.

Um eine hohe Anpassungsfähigkeit des Technologiestacks zu gewährleisten und die Integration mit internen Systemen zu erleichtern, setzt Bloomberg eine eigene OpenStack-Distribution. Diese trägt die Bezeichnung „chef-bcpc“ und setzt auf „Ubuntu Linux“ von Canonical auf. Bloomberg betreibt seinen LOKI-Technologiestack in Zusammenarbeit mit Canonical.

Die private Cloud von Bloomberg besteht aus mehreren tausend physischer Maschinen und Zehntausenden von virtuellen Maschinen. Als es darum ging, das Betriebssystem der physischen Maschinen zu aktualisieren, wollte Bloomberg den Prozess beschleunigen und auch die Auswirkungen auf die eigenen Ingenieure und Endbenutzer im Zaum halten. Zur Auswahl standen zwei Optionen: eine schnelle und eine langsame.

Ein Upgrade „auf die Schnelle“ wäre an Ort und Stelle mit dem Ubuntu Update-Manager möglich gewesen. Der langsamere Weg bestand darin, die gesamte IT auf einer neueren Version von Ubuntu vollständig neu aufzusetzen.

Jing Geng, Senior Software Engineer und Tyler Stachecki, Cloud Infrastructure Engineer bei Bloomberg. erinnern sich: „Natürlich haben wir [anfangs] den schnelleren Ansatz des Upgrades an Ort und Stelle bevorzugt implementieren wollen.“ Doch das Team erkannte, dass die langsamere Methode auf die lange Sicht größere Vorteile hatte. Das Team hat das Betriebssystem der physischen Maschinen aktualisiert, indem man alles von Grund auf Loki neu aufgesetzt hat.

Im Rekordtempo

OpenStack zählt zu einer Handvoll von Open Source-Projekten mit der stärksten aktiven Beteiligung. Die Entwicklung der Plattform findet in halbjährigen Zyklen statt. Nach der erstmaligen Veröffentlichung einer Hauptversion erscheinen mehrere zusätzliche stabile Punktversionen. Viele Nutzer konnten mit dem hohen Tempo kaum Schritt halten. Mit zwei Veröffentlichungen pro Jahr wurden ältere Versionen schnell von neueren abgelöst – schneller, als es vielen IT-Abteilungen lieb gewesen sein mag.

Für die fortlaufende Unterstützung „veralteter“ Versionen hatten die OpenStack-Entwickler bisher nicht viel übrig. Ältere Releases verschwanden samt der zugehörigen Dokumentation schnell von den Download-Servern – selbst wenn kommerzielle Anbieter des LOKI-Stacks die Dokumentation noch weiterhin hätten gebrauchen können. Das war in der Vergangenheit schon mal des Öfteren ein Streitpunkt.

Das hohe Tempo der Upgrades war für OpenStack-Nutzer wie Bloomberg der mit Abstand größte Schmerzpunkt. Ab „OpenStack Antelope“ (erschienen in 2023) hat der Technische Ausschuss eine neue Kadenz genehmigt: „SLURP“, kurz für das Skip-Level-Upgrade-Verfahren. Jede zweite Veröffentlichung von OpenStack hat fortan den SLURP-Status (sprich: Sie darf übersprungen werden).

Anpassung an die User-Adaptionsgeschwindigkeit

Bereitstellungen, die den sechsmonatigen Zyklus einhalten wollen, können wie gewohnt jede SLURP- und nicht-SLURP-Veröffentlichung nutzen. Bereitstellungen, die auf einen einjährigen Upgrade-Zyklus umstellen möchten, werden sich auf eine SLURP-Veröffentlichung synchronisieren und dann die folgende nicht-SLURP-Veröffentlichung überspringen, so dass sie ein Upgrade erst dann durchführen, wenn die anschließende SLURP-Version erscheint. Die Foundation hofft, dass dieser neue Upgrade-Zyklus einige der Komplexitäten der Bereitstellung von OpenStack lindert.

Kommerzielle OpenStack-Bereitstellungen erfolgten historisch gesehen unabhängig vom Anbieter immer über kostenpflichtige Beratungsprojekte. Mit der Vorstellung von OpenStack Antelope schickt sich Canonical an, die Bereitstellung der Cloud-Plattform zu erleichtern. „Canonical Sunbeam“ hat zum Ziel, die Migration von kleineren, veralteten IT-Lösungen zu OpenStack zu vereinfachen (siehe: „Canonical stellt Projekt Sunbeam vor, OpenStack-Angebot für kleine Cloud-Umgebungen“

Canonical stellt Projekt Sunbeam vor

OpenStack-Angebot für kleine Cloud-Umgebungen

„Im Einklang mit unserer Mission, Open Source zu stärken, sind wir bestrebt, der Community eine produktionsreife Plattform zur Verfügung zu stellen, die jeder selbstständig nutzen kann“, so Tytus Kurek, Produktmanager bei Canonical. Sunbeam soll zahlreiche Barrieren bei der anfänglichen Nutzung von OpenStack beseitigen und die Plattform zugänglicher machen. Es sei „der erste Schritt hin zu einer autonomen privaten Cloud.“

OpenStack für die Edge

Eine der prominentesten Implementierungen von Loki hat es mit der Autonomie bereits vorgemacht: StarlingX adressiert verteilte Edge-Anwendungen in 'schwärmenden' Clouds.

StarlingX ist ein vollständiger Software-Stack zur Bereitstellung von Cloud-Infrastrukturen an der Edge. Es verfolgt das Ziel, die anspruchsvollsten Anwendungen im industriellen IoT, Telekommunikation, Videoübertragung und anderen Anwendungsfällen mit ultraniedriger Latenz zu ermöglichen. Mit deterministisch niedriger Latenz, die für echtzeitnahe Edge-Anwendungen erforderlich ist, und Tools, die das Management von verteilten Edge-Umgebungen erleichtern, bietet StarlingX eine containerbasierte Infrastruktur für skalierbare Edge-Implementierungen mit dem Reifegrad der kompromisslosen Produktionsbereitschaft.

„StarlingX ist eine verteilte Cloud-Infrastruktur auf der Basis des Loki-Stack“, erklärte Jeff Gowan, Marketing Director bei Wind River Systems in seiner Keynote auf der OpenInfra 2023 in Vancouver (siehe dazu: ”Von Loki bis Azimuth; OpenInfra zwischen lähmendem Erfolg und ungelösten, neuen Aufgaben”). Wind River Systems entwickelt Software für die softwaredefinierte „KI-bevorzugende“ Welt und zählt zu den treibenden Kräften hinter StarlingX.

Über 1.700 Unternehmen nutzen Software von Wind River Systems auf mehr als zwei Milliarden Edge-Geräten weltweit, um missionskritische intelligente Funktionalität zu entwickeln, bereitzustellen, zu betreiben und zu warten. Das Edge-to-Cloud-Software-Portfolio erstreckt sich über die Bereiche Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Telekommunikation, Industrie und Automobil. StarlingX ist für das Produktlebenszyklusmanagement von Code in einer Vielzahl von Edge-to-Cloud-Anwendungsfällen von strategischer Bedeutung. Dazu zählen laut Gowan unter anderem:

• Echtzeitverfolgung von Assets mithilfe von Trackern, Sensoren und Kameras in Verkehrsflüssen und im Luftraum,

• prädiktive Wartung durch die Anwendung von Machine-Learning-Algorithmen zur Vorhersage von Ausfällen und deren Behebung, um Ausfallzeiten zu minimieren,

• Fernüberwachung von Fahrzeug- und Fluggeräteflotten zur Optimierung von Routen und Senkung von Kraftstoffkosten,

• Erfassung und Verarbeitung von Daten für Analyse zur Verbesserung der Betriebsabläufe,

• Bereitstellung von benutzernahen mobilen Anwendungen und viele andere.

Die StarlingX-Plattform bildet einen grundlegenden Baustein für verteilte Infrastrukturen, die diese und andere Edge-Anwendungsfälle unterstützen. Das Projekt wird derzeit bereits bei einigen der größten Telekommunikationsanbietern weltweit in der Produktion eingesetzt. Mit einer wachsenden Anzahl von Edge-Computing-Anwendungsfällen liegt ein verstärkter Fokus auf der Bewältigung der Herausforderungen des täglichen Betriebs und der Wartung von Edge-Clouds.

Das StarlingX-Projekt wurde mit dem Ziel und der Denkweise entwickelt, hohe Orchestrierungs- und Automatisierungsebenen in der Plattform bereitzustellen und die Lücken in der heutigen Software-Infrastrukturlandschaft zu schließen. Es soll die Bereitstellung und den Betrieb von Edge-Clouds in großem Maßstab vereinfachen. Neben der Verbesserung dieser Fähigkeiten hat die StarlingX-Community während des letzten Release-Zyklus auch an Funktionen gearbeitet, die Anwendungen mit hohen Leistungs- oder Echtzeit-Anforderungen unterstützen, und die Kompatibilität der Plattform mit O-RAN-Spezifikationen erhöht.

In der Generation „R8“ hat die Gemeinde die Migration der StarlingX-Plattform von „CentOS“ (einem Linux der Red-Hat-Familie) auf „Debian Linux“ von Canonical mit dem „Yocto“-Kernel vollzogen. Mit diesem Schritt hat Canonical in der Gemeinde an Gewicht gewonnen.

Übrigens: Die Analysten vom Market Watch beziffern den weltweiten Markt für OpenStack-Dienstleistungen im Jahr 2023 auf 5.652,83 Millionen Dollar. Bis zum Jahre 2028 rechnen sie mit voraussichtlich mit einem Marktvolumen von 22.385,81 Millionen Dollar. Dies entspricht einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 25,78 Prozent im Prognosezeitraum.

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