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Aplica-se a SUSE Telco Cloud 3.6

SUSE Telco Cloud 3.6 Documentação

 

Bem-vindo à SUSE Telco Cloud documentação. Você encontrará a visão geral arquitetônica de alto nível, guias de início rápido, designs validados, orientação sobre uso de componentes, integrações de terceiros e melhores práticas para gerenciar sua infraestrutura de computação distribuída e cargas de trabalho.

1 O que é o comando SUSE Telco Cloud?

 

SUSE Telco Cloud é uma plataforma de computação otimizada para telecomunicações que permite que operadoras de telecomunicações e fornecedores de redes de telecomunicações inovem e acelerem a modernização de suas redes.

SUSE Telco Cloud é uma pilha nativa de nuvem completa habilitada para telecomunicações para hospedar CNFs, cobrindo todos os domínios de telecomunicações: Packet Core, RAN, OSS e BSS.

  • Automatiza a implantação zero-touch e o gerenciamento do ciclo de vida de configurações complexas de pilha de computação distribuída em escala de telecomunicações.

  • Garante continuamente a qualidade em hardware de nível de telecomunicações, usando configurações e cargas de trabalho específicas para telecomunicações.

  • Consiste em componentes criados especificamente para computação distribuída e, portanto, possuem menor pegada e maior desempenho por watt.

  • Mantém uma estratégia de plataforma flexível com APIs neutras em relação ao fornecedor e 100% de código aberto.

2 Filosofia de Design

 

A solução foi projetada com a noção de que não existe uma plataforma de computação distribuída de "tamanho único" devido aos requisitos e expectativas amplamente variados dos clientes. As implantações de computação distribuída nos levam a resolver, e evoluir continuamente, alguns dos problemas mais desafiadores, incluindo escalabilidade massiva, disponibilidade de rede restrita, restrições de espaço físico, novas ameaças de segurança e vetores de ataque, variações na arquitetura de hardware e recursos do sistema, a necessidade de implantar e interagir com infraestrutura e aplicativos legados, e soluções de clientes que possuem vida útil estendida. Como muitos desses desafios são diferentes das formas tradicionais de pensar, por exemplo, a implantação de infraestrutura e aplicações em data centers ou na nuvem pública, precisamos analisar o design com muito mais detalhes granulares e repensar muitas suposições comuns.

Por exemplo, encontramos valor no minimalismo, na modularidade e na facilidade de operações. O minimalismo é importante para ambientes de computação distribuída, já que quanto mais complexo um sistema é, maior a probabilidade de falha. Ao observar centenas de locais, até centenas de milhares, sistemas complexos falharão de maneiras complexas. A modularidade em nossa solução permite mais escolha do usuário, ao mesmo tempo em que remove a complexidade desnecessária na plataforma implantada. Também precisamos equilibrar isso com a facilidade de operações. Os humanos podem cometer erros ao repetir um processo milhares de vezes, portanto, a plataforma deve garantir que quaisquer erros potenciais sejam recuperáveis, eliminando a necessidade de visitas de técnicos ao local, mas também se esforçar pela consistência e padronização.

3 Arquitetura de alto nível

 

A arquitetura de alto nível do sistema do SUSE Telco Cloud é dividida em duas categorias principais, a saber, clusters de "gerenciamento" e "downstream". O cluster de gerenciamento é responsável pelo gerenciamento remoto de um ou mais clusters downstream, embora seja reconhecido que, em certas circunstâncias, os clusters downstream precisam operar sem gerenciamento remoto, por exemplo, em situações em que um local de borda não tem conectividade externa e precisa operar de forma independente. No SUSE Telco Cloud, os componentes técnicos utilizados para a operação dos clusters de gerenciamento e downstream são amplamente comuns, embora provavelmente se diferenciem tanto nas especificações do sistema quanto nas aplicações que residem sobre eles; ou seja, o cluster de gerenciamento executa aplicações que permitem o gerenciamento de sistemas e operações do ciclo de vida, enquanto os clusters downstream atendem aos requisitos para servir aplicações de usuário.

3.1 Componentes usados no SUSE Telco Cloud

 

O SUSE Telco Cloud é composto por componentes existentes da SUSE e do Rancher, juntamente com recursos e componentes adicionais criados pela equipe de computação distribuída para nos permitir abordar as restrições e complexidades necessárias na computação distribuída. Os componentes usados tanto no cluster de gerenciamento quanto nos clusters downstream são explicados abaixo, com um diagrama de arquitetura de alto nível simplificado, observando que esta não é uma lista exaustiva:

3.1.1 Cluster de gerenciamento

 
suse edge management cluster

  • Gerenciamento: Esta é a parte centralizada do SUSE Telco Cloud que é usada para gerenciar o provisionamento e o ciclo de vida dos clusters downstream conectados. O cluster de gerenciamento normalmente inclui os seguintes componentes:

    • Gerenciamento de múltiplos clusters com Rancher Prime (Capítulo 6, Rancher), permitindo um painel comum para integração de clusters downstream e gerenciamento contínuo do ciclo de vida de VMs de infraestrutura e aplicações, também fornecendo isolamento abrangente de locatários e integrações de IDP (Provedor de Identidade), um grande marketplace de integrações e extensões de terceiros e uma API neutra em relação ao fornecedor.

    • Gerenciamento de sistemas Linux com SUSE Multi-Linux Manager, permitindo o gerenciamento automatizado de patches e configurações do sistema operacional Linux subjacente (*SUSE Linux Micro (Capítulo 10, SUSE Linux Micro)) que é executado nos clusters downstream. Observe que, embora este componente seja conteinerizado, ele atualmente precisa ser executado em um sistema separado do restante dos componentes de gerenciamento, sendo, portanto, rotulado como "Gerenciamento de Linux" no diagrama acima.

    • Um controlador dedicado de Gerenciamento de Ciclo de Vida (Capítulo 21, Upgrade Controller) que lida com fazer upgrade dos componentes do cluster de gerenciamento para uma determinada versão SUSE Telco Cloud.

    • Um suporte opcional de ciclo de vida e gerenciamento completo de bare-metal com Metal3 (Capítulo 11, Metal3), MetalLB (Capítulo 17, MetalLB) e provedores de infraestrutura CAPI (Cluster API), permitindo o provisionamento completo de ponta a ponta de sistemas bare-metal que possuem recursos de gerenciamento remoto.

    • Um mecanismo GitOps opcional chamado Fleet (Capítulo 9, Fleet) para gerenciar o provisionamento e o ciclo de vida de clusters downstream e as aplicações que residem neles.

    • A base do cluster de gerenciamento em si é o SUSE Linux Micro (Capítulo 10, SUSE Linux Micro) como sistema operacional base e o RKE2 (Capítulo 14, RKE2) como a distribuição Kubernetes que suporta as aplicações do cluster de gerenciamento.

3.1.2 Clusters downstream

 
suse edge downstream cluster

  • Downstream: Esta é a parte distribuída do SUSE Telco Cloud que é usada para executar as cargas de trabalho dos usuários na computação distribuída, ou seja, o software que é executado no próprio local de computação distribuída, e é tipicamente composto pelos seguintes componentes:

    • RKE2, uma distribuição Kubernetes reforçada e certificada, otimizada para uso em governo e setores regulamentados

    • SUSE Security (Capítulo 16, SUSE Security) para habilitar recursos de segurança como verificação de vulnerabilidade de imagem, inspeção profunda de pacotes e proteção contra ameaças e vulnerabilidades em tempo real.

    • Armazenamento em blocos de software com SUSE Storage (Capítulo 15, SUSE Storage) para habilitar armazenamento em blocos persistente, resiliente e escalável de forma leve.

    • Um sistema operacional Linux leve, otimizado para contêineres e reforçado com SUSE Linux Micro (Capítulo 10, SUSE Linux Micro), fornecendo um SO imutável e altamente resiliente para executar contêineres e máquinas virtuais na borda. O SUSE Linux Micro está disponível para arquiteturas AArch64 e AMD64/Intel 64, e também oferece suporte a Real-Time Kernel para aplicações sensíveis à latência (por exemplo, casos de uso de telecomunicações).

    • Para clusters conectados (ou seja, aqueles que possuem conectividade com o cluster de gerenciamento), dois agentes são implantados, nomeadamente o Rancher System Agent para gerenciar a conectividade com o Rancher Prime, e o venv-salt-minion para receber instruções do SUSE Multi-Linux Manager para aplicar atualizações de software Linux. Esses agentes não são necessários para o gerenciamento de clusters desconectados.

3.2 Conectividade

 
suse edge connected architecture

A imagem acima fornece uma visão geral arquitetônica de alto nível para clusters downstream conectados e sua conexão ao cluster de gerenciamento. O cluster de gerenciamento pode ser implantado em uma ampla variedade de plataformas de infraestrutura subjacentes, tanto em capacidades no local quanto em nuvem, dependendo da disponibilidade de rede entre os clusters downstream e o cluster de gerenciamento de destino. O único requisito para que isso funcione é que a API e as URLs de retorno sejam acessíveis pela rede que conecta os nós do cluster downstream à infraestrutura de gerenciamento.

É importante reconhecer que existem mecanismos distintos nos quais essa conectividade é estabelecida em relação ao mecanismo de implantação do cluster downstream. Os detalhes disso são explicados com muito mais profundidade na próxima seção, mas para estabelecer uma compreensão básica, existem três mecanismos principais para que clusters downstream conectados sejam estabelecidos como um cluster "gerenciado":

  1. Os clusters downstream são implantados em uma capacidade "desconectada" no início (por exemplo, via Edge Image Builder (Capítulo 12, Edge Image Builder)) e, em seguida, são importados para o cluster de gerenciamento se/quando a conectividade permitir.

  2. Os clusters downstream são configurados para utilizar o mecanismo de onboarding incorporado. e eles se registram automaticamente no cluster de gerenciamento na primeira inicialização, permitindo a vinculação tardia da configuração do cluster.

  3. Os clusters downstream foram provisionados com os recursos de gerenciamento bare metal (CAPI + Metal3) e são importados automaticamente para o cluster de gerenciamento assim que o cluster é implantado e configurado (via operador Rancher Turtles).

Nota
Nota

Recomenda-se que vários clusters de gerenciamento sejam implementados para acomodar a escala de grandes implantações, otimizar as questões de largura de banda e latência em ambientes geograficamente dispersos e minimizar a interrupção no caso de uma falha ou upgrade do cluster de gerenciamento. Você pode encontrar os limites atuais de escalabilidade do cluster de gerenciamento e os requisitos do sistema aqui.

4 Padrões comuns de implantação de borda

 

Devido ao conjunto variável de ambientes operacionais e requisitos de ciclo de vida, implementamos suporte para vários padrões de implantação distintos que se alinham vagamente aos segmentos de mercado e casos de uso em que o SUSE Telco Cloud opera. Documentamos um guia de início rápido para cada um desses padrões de implantação para ajudá-lo a se familiarizar com a plataforma SUSE Telco Cloud com base em suas necessidades. Os três padrões de implantação que suportamos hoje estão descritos abaixo, com um link para a respectiva página de início rápido.

4.1 Provisionamento de rede direcionado

 

O provisionamento de rede direcionado ocorre quando você conhece os detalhes do hardware no qual deseja implantar e tem acesso direto à interface de gerenciamento fora de banda para orquestrar e automatizar todo o processo de provisionamento. Neste cenário, nossos clientes esperam que uma solução seja capaz de provisionar locais de borda de forma totalmente automatizada a partir de um local centralizado, indo muito além da criação de uma imagem de inicialização ao minimizar as operações manuais no local de borda; basta montar no rack, ligar e conectar as redes necessárias ao hardware físico, e o processo de automação liga a máquina via gerenciamento fora de banda (por exemplo, via API Redfish) e lida com o provisionamento, onboarding e implantação da infraestrutura sem intervenção do usuário. A chave para que isso funcione é que os sistemas sejam conhecidos pelos administradores; eles sabem qual hardware está em qual local, e que a implantação deve ser tratada centralmente.

Esta solução é a mais robusta, pois você está interagindo diretamente com a interface de gerenciamento do hardware, lidando com hardware conhecido e tendo menos restrições quanto à disponibilidade da rede. Em termos de funcionalidade, esta solução utiliza extensivamente o Cluster API e o Metal3 para provisionamento automatizado desde o bare metal, passando pelo sistema operacional, Kubernetes e aplicativos em camadas, e oferece a capacidade de vincular ao restante dos recursos comuns de gerenciamento de ciclo de vida do SUSE Telco Cloud pós-implantação. O início rápido para esta solução pode ser encontrado em Capítulo 4, Implantações automatizadas de BMC com Metal3.

4.2 Provisionamento baseado em imagem

 

Para clientes que precisam operar em ambientes autônomos, isolados (air-gapped) ou com rede limitada, o SUSE Telco Cloud fornece uma solução que permite aos clientes gerar mídia de instalação totalmente personalizada que contém todos os artefatos de implantação necessários para habilitar clusters Kubernetes de alta disponibilidade de nó único e multi-nó na borda, incluindo quaisquer cargas de trabalho ou componentes em camadas adicionais necessários, tudo sem qualquer conectividade de rede com o mundo exterior e sem a intervenção de uma plataforma de gerenciamento centralizada. A experiência do usuário segue de perto a solução "phone home", na qual a mídia de instalação é fornecida aos sistemas de destino, mas a solução fará o "bootstrap in-place". Neste cenário, é possível anexar os clusters resultantes ao Rancher para gerenciamento contínuo (ou seja, passar de um modo de operação "desconectado" para "conectado" sem grandes reconfigurações ou reimplantações), ou continuar operando isoladamente. Observe que, em ambos os casos, o mesmo mecanismo consistente para automatizar operações de ciclo de vida pode ser aplicado.

Além disso, esta solução pode ser usada para criar rapidamente clusters de gerenciamento que podem hospedar a infraestrutura centralizada que suporta tanto os modelos de "provisionamento de rede direcionado" quanto de "provisionamento de rede phone home", pois pode ser a maneira mais rápida e simples de provisionar todos os tipos de infraestrutura de Borda. Esta solução utiliza intensamente os recursos do SUSE Telco Cloud Image Builder para criar mídia de instalação totalmente personalizada e autônoma; o guia de início rápido pode ser encontrado em Capítulo 5, Clusters autônomos com o Edge Image Builder.

5 SUSE Telco Cloud Validação de Pilha

 

Todas as versões do SUSE Telco Cloud compreendem componentes fortemente integrados e completamente validados que são versionados como um só. Como parte dos esforços de integração contínua e validação de pilha que não apenas testam a integração entre os componentes, mas garantem que o sistema funcione conforme o esperado em cenários de falha forçada, a equipe do SUSE Telco Cloud publica todos os testes realizados e os resultados publicamente. Os resultados, juntamente com todos os parâmetros de entrada, podem ser encontrados em ci.edge.suse.com.

6 Lista Completa de Componentes

 

A lista completa de componentes, juntamente com um link para uma descrição de alto nível de cada um e como ele é usado no SUSE Telco Cloud, pode ser encontrada abaixo: