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TP Récapitulatif OpenStack

Déploiement d'une Infrastructure Web Multi-Tiers

🎯 Objectif du TP

Vous êtes administrateur cloud pour l'entreprise TechCorp. Le département développement souhaite déployer une nouvelle application web composée de :

  • Un serveur web frontend
  • Un serveur d'application backend
  • Un serveur de base de données

Votre mission est de créer l'infrastructure complète en utilisant les composants OpenStack que vous avez étudiés.

📋 Cahier des charges

Contexte de l'entreprise

TechCorp organise ses ressources cloud par projet. Le nouveau projet s'appelle "webapp-prod" et nécessite une équipe dédiée avec des rôles bien définis.

Schéma de l'architecture cible

graph TB
    subgraph Internet["🌐 Internet / Réseau Externe"]
        EXT[Réseau Externe<br/>ext-net]
    end

    subgraph Keystone["👥 Keystone - Identité"]
        PROJECT[Projet: webapp-prod]
        USER1[User: dev-user<br/>Role: member]
        USER2[User: admin-user<br/>Role: admin]
    end

    subgraph Router["🔀 Neutron - Routeur"]
        ROUTER[Router<br/>webapp-router]
        FIP1[IP Flottante<br/>Frontend]
        FIP2[IP Flottante<br/>Backend]
    end

    subgraph PrivateNetwork["🔒 Réseau Privé: webapp-network"]
        SUBNET[Sous-réseau: 10.0.1.0/24<br/>DHCP activé]
        
        subgraph SecurityGroups["🛡️ Groupes de Sécurité"]
            SG_WEB[SG-Web<br/>80, 443, 22]
            SG_APP[SG-App<br/>8080, 22]
            SG_DB[SG-Database<br/>3306, 22]
        end
        
        subgraph Instances["💻 Nova - Instances"]
            FRONT[Instance Frontend<br/>Ubuntu 22.04<br/>2 vCPU, 4GB RAM<br/>IP: 10.0.1.10]
            BACK[Instance Backend<br/>Ubuntu 22.04<br/>2 vCPU, 4GB RAM<br/>IP: 10.0.1.11]
            DB[Instance Database<br/>Ubuntu 22.04<br/>4 vCPU, 8GB RAM<br/>IP: 10.0.1.12]
        end
    end

    subgraph Glance["📦 Glance - Images"]
        IMG1[Image: Ubuntu 22.04 LTS]
        SNAP1[Snapshot: frontend-configured]
    end

    subgraph Cinder["💾 Cinder - Volumes"]
        VOL1[Volume Web<br/>20 GB]
        VOL2[Volume Database<br/>50 GB]
    end

    %% Connexions réseau
    EXT ---|NAT| ROUTER
    ROUTER ---|Gateway| SUBNET
    FIP1 -.->|Associée| FRONT
    FIP2 -.->|Associée| BACK
    
    SUBNET --> FRONT
    SUBNET --> BACK
    SUBNET --> DB

    %% Sécurité
    SG_WEB -.->|Appliqué| FRONT
    SG_APP -.->|Appliqué| BACK
    SG_DB -.->|Appliqué| DB

    %% Images
    IMG1 -.->|Boot| FRONT
    IMG1 -.->|Boot| BACK
    IMG1 -.->|Boot| DB
    FRONT -.->|Créé depuis| SNAP1

    %% Volumes
    VOL1 ---|Attaché| FRONT
    VOL2 ---|Attaché| DB

    %% Communication entre instances
    FRONT <-->|HTTP/HTTPS| BACK
    BACK <-->|MySQL| DB

    %% Projet
    PROJECT -.->|Possède| PrivateNetwork
    PROJECT -.->|Possède| Instances
    PROJECT -.->|Possède| Cinder
    USER1 -.->|Accès| PROJECT
    USER2 -.->|Admin| PROJECT

    %% Styles
    classDef keystone fill:#e1f5ff,stroke:#01579b,stroke-width:2px
    classDef neutron fill:#fff3e0,stroke:#e65100,stroke-width:2px
    classDef nova fill:#f3e5f5,stroke:#4a148c,stroke-width:2px
    classDef glance fill:#e8f5e9,stroke:#1b5e20,stroke-width:2px
    classDef cinder fill:#fce4ec,stroke:#880e4f,stroke-width:2px
    classDef security fill:#ffebee,stroke:#b71c1c,stroke-width:2px
    
    class PROJECT,USER1,USER2 keystone
    class ROUTER,FIP1,FIP2,SUBNET keystone
    class FRONT,BACK,DB nova
    class IMG1,SNAP1 glance
    class VOL1,VOL2 cinder
    class SG_WEB,SG_APP,SG_DB security
Loading

Architecture réseau requise

  • Un réseau privé isolé pour l'application
  • Un sous-réseau avec allocation DHCP
  • Une connexion vers l'extérieur via un routeur
  • Des règles de sécurité adaptées (ports HTTP, HTTPS, SSH, MySQL)

Infrastructure de calcul

  • 3 instances avec les caractéristiques suivantes :
    • Frontend : 2 vCPU, 4 GB RAM, Ubuntu 22.04
    • Backend : 2 vCPU, 4 GB RAM, Ubuntu 22.04
    • Database : 4 vCPU, 8 GB RAM, Ubuntu 22.04

Stockage

  • Le serveur de base de données nécessite un volume additionnel de 50 GB pour stocker les données
  • Le serveur web nécessite un volume de 20 GB pour les fichiers statiques
  • Les volumes doivent survivre à la suppression des instances

Images système

  • Utiliser une image Ubuntu 22.04 LTS
  • Créer un snapshot du serveur frontend une fois configuré

🔍 Missions à accomplir

Les stagiaires doivent réaliser les étapes suivantes dans l'ordre logique :

Mission 1 : Organisation projet et identités (Keystone)

Configurer l'organisation projet et les accès :

  • Créer le projet approprié
  • Créer les utilisateurs nécessaires (développeur, administrateur projet)
  • Attribuer les rôles adaptés
  • Vérifier les permissions

Mission 2 : Préparation des images (Glance)

Gérer le catalogue d'images :

  • Télécharger et uploader l'image Ubuntu 22.04
  • Configurer les métadonnées de l'image (minimum RAM, minimum disk)
  • Rendre l'image accessible au projet
  • Lister et vérifier les images disponibles

Mission 3 : Infrastructure réseau (Neutron)

Construire l'architecture réseau complète :

  • Créer le réseau privé de l'application
  • Configurer le sous-réseau avec la plage IP appropriée
  • Créer et configurer le routeur
  • Connecter le réseau privé au réseau externe
  • Créer les groupes de sécurité avec les règles nécessaires
  • Allouer des IP flottantes pour l'accès externe

Mission 4 : Stockage bloc (Cinder)

Préparer les volumes de stockage :

  • Créer les volumes pour la base de données et le frontend
  • Configurer les propriétés des volumes (type, disponibilité)
  • Préparer les volumes pour l'attachement

Mission 5 : Déploiement des instances (Nova)

Lancer l'infrastructure de calcul :

  • Créer les paires de clés SSH
  • Sélectionner les flavors appropriées
  • Lancer les 3 instances avec les bonnes configurations
  • Attacher les volumes aux instances correspondantes
  • Assigner les IP flottantes
  • Vérifier la connectivité

Mission 6 : Validation et sauvegarde (Glance & Nova)

Finaliser le déploiement :

  • Créer un snapshot de l'instance frontend
  • Vérifier que tous les composants sont opérationnels
  • Tester la connectivité entre les instances
  • Documenter l'architecture déployée

📊 Livrables attendus

À la fin du TP, vous devez être capable de fournir :

  1. La liste complète des ressources créées avec leurs identifiants
  2. Un schéma de l'architecture réseau déployée
  3. Les commandes OpenStack CLI utilisées pour chaque étape
  4. Un test de connectivité démontrant que :
    • Les instances peuvent communiquer entre elles
    • Le frontend est accessible depuis l'extérieur
    • Les volumes sont correctement attachés

💡 Conseils et bonnes pratiques

Méthodologie

  • Planifiez l'ordre des opérations avant de commencer
  • Certaines ressources dépendent d'autres : identifiez les dépendances
  • Utilisez des noms explicites pour toutes vos ressources
  • Documentez chaque commande que vous exécutez

Points d'attention

  • Vérifiez les quotas du projet avant de créer des ressources
  • N'oubliez pas que certaines opérations prennent du temps (création d'instance, attachement de volume)
  • Les volumes doivent être dans le même availability zone que les instances
  • Pensez à la sécurité : n'ouvrez que les ports nécessaires

Outils disponibles

Vous pouvez utiliser au choix :

  • OpenStack CLI (openstack command)
  • Horizon Dashboard (interface web)
  • API REST directement

❓ Questions de réflexion

Une fois le TP terminé, réfléchissez aux questions suivantes :

  1. Dans quel ordre avez-vous effectué les opérations ? Pourquoi ?
  2. Quelles dépendances existe-t-il entre les différents composants OpenStack ?
  3. Comment auriez-vous géré ce déploiement pour 50 instances au lieu de 3 ?
  4. Quelles sont les ressources qui peuvent être partagées entre plusieurs projets ?
  5. Comment sécuriser davantage cette infrastructure ?

📚 Ressources

Durée estimée : 2-3 heures
Difficulté : Intermédiaire
Prérequis : Connaissances de base sur Keystone, Neutron, Nova, Glance et Cinder

🚀 Pour aller plus loin (bonus)

Si vous terminez avant les autres, tentez ces défis supplémentaires :

  1. Haute disponibilité : Déployez 2 instances frontend derrière un load balancer
  2. Automatisation : Écrivez un script Heat pour déployer l'infrastructure complète
  3. Monitoring : Configurez des alarmes Ceilometer sur l'utilisation CPU
  4. Backup : Créez un snapshot automatique des volumes chaque jour
  5. Sécurité avancée : Implémentez des règles de sécurité plus strictes (microsegmentation)

Bon courage ! 🎓