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Migration VMware vers OpenStack : Architecture et Implémentation

admineci

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1332 mots
Migration VMware vers OpenStack : Architecture et Implémentation

Ce document technique présente une méthodologie de migration depuis VMware vSphere vers OpenStack, conçue pour les environnements d'entreprise nécessitant une continuité de service. L'approche décrite permet de réutiliser l'infrastructure existante tout en minimisant les risques opérationnels.

 

1. Introduction

1.1 Contexte

Les récentes évolutions du modèle de licence VMware ont conduit de nombreuses organisations à évaluer des alternatives open source. OpenStack, en tant que plateforme cloud Infrastructure-as-a-Service (IaaS) mature, offre une solution viable pour les charges de travail d'entreprise.

1.2 Objectifs

  • Définir une architecture de référence pour la migration VMware vers OpenStack
  • Documenter une méthodologie de migration sans interruption de service
  • Identifier les composants techniques et leurs interactions
  • Fournir des recommandations d'implémentation basées sur les meilleures pratiques

1.3 Portée

Ce document couvre la migration d'un environnement VMware vSphere standard vers OpenStack, incluant les aspects compute, storage et réseau. Les considérations de sauvegarde et de reprise d'activité sont également abordées.

2. Architecture de Référence

2.1 Environnement Source : Infrastructure VMware

2.1.1 Couche Compute

L'infrastructure compute typique comprend :

  • Châssis Blade : Systèmes convergeant alimentation, refroidissement et connectivité réseau
    • Densité : Jusqu'à 16 serveurs par châssis 10U
    • Interconnexion : Backplane haute vitesse
  • Serveurs Rack : Systèmes autonomes pour charges spécifiques
    • Form factors : 1U (DL360), 2U (DL380), 4U (DL580)
    • Configuration minimale : 2 sockets, 256 GB RAM, connectivité SAN

2.1.2 Couche Storage

Architecture de stockage partagé :

  • SAN Block Storage
    • Protocoles : FC 16/32 Gb/s, iSCSI 10/25 GbE
    • RAID : Niveaux 5, 6 ou 10 selon criticité
    • Fonctionnalités : Thin provisioning, snapshots, réplication
  • NAS File Storage
    • Protocoles : NFS v3/v4, SMB/CIFS
    • Utilisation : Datastores secondaires, ISO, templates

2.1.3 Couche Réseau

Topologie Spine-Leaf pour datacenter moderne :

Caractéristiques :

  • Latence déterministe : Maximum 2 hops
  • Bande passante Est-Ouest optimisée
  • Support VXLAN natif pour overlay

2.1.4 Infrastructure de Sauvegarde

Système de sauvegarde sur bandes :

  • Librairie de bandes : HPE MSL6480
    • Capacité : 80-560 slots extensibles
    • Technologie : LTO-8/9 (12-45 TB par cartouche)
    • Connectivité : SAS ou Fibre Channel

2.2 Environnement Cible : OpenStack

2.2.1 Services Core OpenStack

Services fondamentaux requis :


 
Service Fonction Composant VMware équivalent
Nova Compute vSphere ESXi
Neutron Networking NSX / vDS
Cinder Block Storage VMFS Datastores
Keystone Identity vCenter SSO
Glance Images Content Library
Horizon Dashboard vSphere Client

2.2.2 Architecture Réseau OpenStack

Modèle de ségrégation réseau :

networks:
  management:
    vlan: 100
    subnet: 192.168.100.0/24
    usage: "OpenStack API, RabbitMQ, MySQL"
  
  tenant:
    vlan: 200-299
    type: "vxlan"
    usage: "Instance traffic"
  
  storage:
    vlan: 300
    subnet: 192.168.200.0/24
    usage: "Ceph, iSCSI, NFS"
  
  external:
    vlan: 400
    type: "flat/vlan"
    usage: "Floating IPs, external access"

3. Méthodologie de Migration

3.1 Vue d'Ensemble

La stratégie repose sur une approche progressive en 9 phases, permettant de maintenir la disponibilité des services pendant la transition.

3.2 Phase 1 : Analyse et Planification

3.2.1 Inventaire des Ressources

Identification des ressources candidates à la réallocation :

# Collecte des métriques d'utilisation
for host in $(govc ls /datacenter/host/cluster); do
  govc metric.sample -json "$host" \
    cpu.usage.average \
    mem.usage.average
done

Critères de sélection :

  • Utilisation CPU moyenne < 50%
  • Utilisation mémoire < 60%
  • Nombre de VMs critiques minimal

3.2.2 Matrice de Compatibilité

Évaluation de la compatibilité des charges de travail :

Critère Compatible Adaptation Requise Non Compatible
OS Guest Linux standard Windows Server Systèmes legacy
Stockage VMDK simple RDM VMDK partagés
Réseau Port groups standard NSX micro-segmentation SR-IOV
Dépendances Autonome Affinité/Anti-affinité vApp

3.3 Phase 2 : Préparation de l'Infrastructure

3.3.1 Libération des Ressources Compute

Consolidation des charges via vMotion :

# Script PowerCLI pour migration automatisée
$sourceHosts = Get-VMHost -Location "Cluster-01" | 
  Where-Object {$_.CpuUsageMhz / $_.CpuTotalMhz -lt 0.5}

foreach ($vm in Get-VM -Location $sourceHosts) {
  $targetHost = Get-VMHost -Location "Cluster-01" | 
    Where-Object {$_ -notin $sourceHosts} | 
    Get-Random
  
  Move-VM -VM $vm -Destination $targetHost -VMotionPriority High
}

3.3.2 Configuration Réseau

Extension de l'infrastructure réseau existante :

# Configuration Cumulus Linux (exemple switch Leaf)
net add vlan 300-399
net add bridge bridge ports swp1-48
net add bridge bridge vids 100,200,300-399
net add vxlan vxlan10 vxlan id 10
net add vxlan vxlan10 bridge access 300
net commit

3.4 Phase 3 : Déploiement OpenStack

3.4.1 Architecture de Déploiement

Topologie recommandée pour haute disponibilité :

3.4.2 Déploiement avec Kolla-Ansible

Configuration du déploiement :

# globals.yml
---
kolla_base_distro: "rocky"
kolla_install_type: "source"
network_interface: "ens192"
neutron_external_interface: "ens224"
kolla_internal_vip_address: "192.168.100.10"
enable_cinder: "yes"
enable_cinder_backend_lvm: "yes"
enable_neutron_provider_networks: "yes"
enable_neutron_dvr: "yes"
enable_neutron_qos: "yes"

Exécution du déploiement :

# Préparation des nœuds
kolla-ansible -i inventory/multinode bootstrap-servers

# Pré-checks
kolla-ansible -i inventory/multinode prechecks

# Déploiement
kolla-ansible -i inventory/multinode deploy

# Post-déploiement
kolla-ansible -i inventory/multinode post-deploy

3.5 Phase 4 : Intégration du Stockage Existant

3.5.1 Configuration Cinder pour SAN Existant

Exemple pour Dell Unity :

# /etc/kolla/config/cinder/cinder.conf
[unity]
volume_driver = cinder.volume.drivers.dell_emc.unity.Driver
san_ip = 10.10.10.10
san_login = admin
san_password = <password>
unity_storage_pool_names = Pool_1
volume_backend_name = unity

3.5.2 Validation de l'Intégration

# Création d'un type de volume
openstack volume type create unity-tier1 \
  --property volume_backend_name=unity

# Test de création
openstack volume create --size 10 \
  --type unity-tier1 test-volume

3.6 Phase 5 : Configuration de la Sauvegarde

3.6.1 Intégration Bacula avec OpenStack

Configuration du plugin OpenStack pour Bacula :

# bacula-dir.conf
Job {
  Name = "OpenStack-Backup"
  Type = Backup
  Client = openstack-controller-fd
  FileSet = "OpenStack-FileSet"
  Schedule = "WeeklyCycle"
  Storage = Tape-MSL6480
  Pool = OpenStack-Pool
  RunScript {
    RunsWhen = Before
    RunsOnClient = yes
    Command = "/usr/local/bin/openstack-snapshot.sh"
  }
}

FileSet {
  Name = "OpenStack-FileSet"
  Include {
    Plugin = "python3:module_name=openstack-fd"
  }
}

3.7 Phase 6 : Qualification des Charges de Travail

3.7.1 Critères d'Évaluation

Matrice de décision pour la migration :

def assess_workload(vm):
    score = 0
    
    # OS supporté
    if vm.os in ['rhel', 'ubuntu', 'debian']:
        score += 30
    elif vm.os in ['windows2019', 'windows2022']:
        score += 20
    else:
        score += 0
    
    # Complexité réseau
    if vm.nic_count == 1:
        score += 20
    elif vm.nic_count <= 3:
        score += 10
    else:
        score += 0
    
    # Dépendances
    if not vm.has_affinity_rules:
        score += 20
    
    # Stockage
    if vm.disk_type == 'thick' and not vm.has_rdm:
        score += 30
    
    return {
        'vm': vm.name,
        'score': score,
        'complexity': 'low' if score >= 80 else 
                     'medium' if score >= 50 else 'high'
    }

3.8 Phase 7 : Migration des Instances

3.8.1 Processus de Migration

Utilisation de virt-v2v pour la conversion :

#!/bin/bash
# migrate-vm.sh

VM_NAME=$1
VCENTER_URL=$2
OPENSTACK_PROJECT=$3

# Export depuis vCenter
virt-v2v \
  -i vmx \
  -ic "vpx://administrator@vsphere.local@${VCENTER_URL}/Datacenter/vm/${VM_NAME}" \
  -o openstack \
  -oo server-id=$(openstack project show -f value -c id ${OPENSTACK_PROJECT}) \
  -oo guest-id=$(uuidgen) \
  -os ${CINDER_VOLUME_TYPE}

3.8.2 Validation Post-Migration

Liste de vérification :

  • Instance démarre correctement
  • Connectivité réseau fonctionnelle
  • Performances I/O conformes
  • Accès console opérationnel
  • Métriques collectées
  • Sauvegarde testée

3.9 Phase 8 : Tests et Validation

3.9.1 Tests de Performance

Comparaison des métriques avant/après :

# Rally pour benchmark OpenStack
rally deployment create --fromenv --name=production
rally deployment check

# Scénario de test
rally task start tests/nova-boot-and-delete.yaml
rally task report --html-static

3.9.2 Tests de Reprise d'Activité

Validation du RTO/RPO :

  1. Simulation de panne d'instance
  2. Restauration depuis sauvegarde
  3. Mesure du temps de récupération
  4. Validation de l'intégrité des données

4. Considérations Opérationnelles

4.1 Gestion des Compétences

Formation requise pour les équipes :  

Rôle Formation Recommandée Durée Certification
Architecte OpenStack Architecture 5 jours COA
Administrateur OpenStack Operations 5 jours COA
Développeur OpenStack API/SDK 3 jours -
Support Troubleshooting OpenStack 3 jours -

4.2 Monitoring et Observabilité

Stack de monitoring recommandé :

monitoring_stack:
  metrics:
    - prometheus
    - prometheus-openstack-exporter
  logs:
    - elasticsearch
    - fluentd
    - kibana
  traces:
    - jaeger
  alerting:
    - alertmanager
  visualization:
    - grafana

4.3 Sécurité

Implémentation des contrôles de sécurité :

  • Chiffrement : TLS pour toutes les API
  • Authentication : Intégration LDAP/AD via Keystone
  • Network Security : Security Groups et FWaaS
  • Audit : Logs centralisés avec traçabilité

5. Conclusion

La migration de VMware vers OpenStack représente une transformation technique significative nécessitant une approche méthodique. La stratégie présentée permet de :

  • Minimiser les risques par une migration progressive
  • Réutiliser l'infrastructure existante
  • Maintenir la continuité de service
  • Développer les compétences internes progressivement

Le succès de cette migration repose sur une planification rigoureuse, une exécution méthodique et un accompagnement adapté des équipes.

6. Références

7. Glossaire

Terme Définition
COA Certified OpenStack Administrator
DVR Distributed Virtual Router
FWaaS Firewall as a Service
RTO Recovery Time Objective
RPO Recovery Point Objective
vDS vSphere Distributed Switch

Ce document est fourni à titre informatif uniquement. Les configurations et commandes présentées doivent être adaptées à chaque environnement spécifique.

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