Простыми словами: Разбираемся с «облачными» услугами. Контроль над оборудованием

Многие современные пользователи компьютеров и мобильных устройств уже не могут себе представить жизнь без интернета, который прочно обосновался в нашем быту. Относительно недавно появились новые облачные технологии, которые достаточно сильно отличаются от классических моделей компьютерных систем, хотя в некоторых моментах работают и по схожим принципам. Однако многим само понятие "облака", хоть и знакомо, но все равно остается непонятным. О том, что это такое, читайте далее.

Что такое облачные технологии?

Если говорить о самом понятии простым языком, можно сказать, что технологические решения такого типа в основе своей подразумевают хранение и использование информации, программного обеспечения или специальных сервисов без фактического задействования на компьютерах жестких дисков (они используются разве что только для начальной установки клиентского программного обеспечения с целью доступа к облачным сервисам).

Иными словами, использование облачных технологий позволяет задействовать только сугубо вычислительные ресурсы компьютерного терминала или мобильного девайса. Такое объяснение многим может показаться слишком запутанным. Поэтому для того, чтобы понять, как выглядит применение облачных технологий на практике, можно привести самый простой пример.

Большинство современных юзеров, так или иначе, пользуется электронной почтой. Зачастую именно наличие такого адреса необходимо для регистрации в интернет-сервисах, социальных сетях, онлайн-играх и т. д. В любой системе Windows имеется встроенный почтовый клиент Outlook. При получении или отправке писем все они сохраняются непосредственно на жестком диске в папке программы.

Другое дело, когда почтовый ящик расположен на удаленном сервере (например, Mail.Ru, Gmail, Yandex-почта и т. д.). Пользователь просто входит на сайт, вводит свои регистрационные данные (логин и пароль), после чего получает доступ к своей почте. Это и есть облачные технологии в самом простом смысле, поскольку вся корреспонденция сохраняется не на пользовательском компьютере (жестком диске), а на удаленном сервере. Собственно, и специальная программа для доступа к почтовому ящику не нужна (достаточно самого обычного веб-браузера, который в данном случае исполняет роль клиентского приложения).

Таким образом, самое главное, чем отличаются облачные технологии от стандартных методов IT, состоит как раз в сохранении информации или какого-то программного обеспечения именно на удаленном сервере, который в свое время получил название "облака", и в возможности совместного доступа к данным или ПО. Сегодня можно увидеть множество сервисов, которые построены именно по принципам облака. Но так было не всегда.

Развитие облачных технологий

Вообще, разговоры о внедрении таких моделей велись еще с конца 60-х годов прошлого века. Тогда появилась концепция использования вычислительных возможностей компьютерных систем по всему миру с организацией в виде коммунального хозяйства, авторами которой были Джозеф Ликлайдер и Джон Маккарти.

Следующим шагом стало внедрение в 1999 году так называемых CRM-систем в виде веб-сайтов, предоставляемых по подписке, которые обеспечивали доступ к вычислительным ресурсам через интернет, чем в 2002 году начал активно пользоваться книжный онлайн-магазин Amazon, позже трансформировавшийся в огромную IT-корпорацию.

И только в 2006 году, благодаря появлению проекта Elastic Compute Cloud, о полномасштабном внедрении облачных технологий и сервисов заговорили всерьез. Естественно, немаловажную роль в предоставлении вычислительных ресурсов сыграл и запуск всем сегодня знакомого сервиса Google Apps, состоявшийся в 2009 году.

Современные облачные сервисы

С тех пор рынок облачных технологий претерпел достаточно серьезные изменения. И предоставлением одних только вычислительных ресурсов дело не ограничивалось.

Стали появляться новые облачные технологии и сервисы, которые сегодня условно можно разбить на несколько больших категорий:

• облачные информационные хранилища;
• игровые порталы;
• антивирусные платформы;
• программные средства на основе веб-интерфейса.

Каждая из этих групп включает в себя множество подкатегорий, но в общих чертах все они построены по одним и тем же принципам.

Обязательные характеристики

Согласно общепринятым требованиям Национального института стандартов и технологий США, существует единый перечень условий, которым должны соответствовать облачные информационные технологии:

• самостоятельное пользовательское обслуживание по требованию (возможность пользователя самому определять степень использования технологических и вычислительных ресурсов в виде скорости доступа к данным, серверного времени их обработки, объема хранилища и т. д., без обязательного согласования или взаимодействия с поставщиком услуг);
• доступ к сети универсального уровня (доступ к передаче данных вне зависимости от используемого типа устройства);
• объединение вычислительных ресурсов (динамическое перераспределение мощностей за счет объединения ресурсов для большого количества пользователей в единый пул);
• эластичность (возможность в любой момент времени предоставить, расширить или сузить спектр услуг в автоматическом режиме и без дополнительных затрат);
• учет услуг, предоставленных потребителям (абстрагирование использованного трафика, количества пользователей и производимых ними транзакций, пропускной способности и т. д.).

Общепринятая классификация моделей развертывания

Говоря об облачных технологиях, нельзя не упомянуть и их разделение по типам используемых моделей облачных сервисов.

Среди них выделяют несколько основных групп:

• Частное облако - отдельная инфраструктура, используемая только одной организацией или предприятием, включающим несколько пользователей, или компаниями-партнерами (подрядчиками), которая может принадлежать самой организации или находиться вне ее юрисдикции.
• Публичное облако - структура, предназначенная для использования широкой публикой в свободном доступе и, как правило, находящаяся в ведении владельца (поставщика услуг).
• Общественное облако - организационная структура, предназначенная для групп пользователей, имеющих общие интересы или задачи.
• Гибридное облако - комбинация из двух и более выше приведенных типов, которые в структуре остаются уникальными самостоятельными объектами, но связаны между собой по строго определенным стандартизированным правилам передачи данных или использования приложений.

Типы моделей обслуживания

Отдельно следует выделить методику классификации моделей обслуживания, то есть, всего того набора средств и инструментов, которые облачный сервис может предоставить пользователю.

Среди основных моделей выделяют следующие:

• SaaS (ПО как сервис) - модель совокупности программного обеспечения, предоставляемого облачным провайдером потребителю, которое может быть использовано либо непосредственно в облачном сервисе с какого-то устройства, либо посредством доступа через тонкие клиенты, либо через интерфейс специального приложения.
• PaaS (платформа как сервис) - структура, позволяющая пользователю на основе предоставляемых инструментов использовать облако для разработки или создания базового ПО с целью последующего размещения другого программного обеспечения (собственного, приобретенного или тиражируемого) на основе систем управления базами данных, сред исполнения языков программирования, связующего ПО и т. д.;
• IaaS (инфраструктура как сервис) - модель использования облачного сервиса с самостоятельным управлением ресурсами и возможностью размещения программного обеспечения любого типа (даже ОС), но с ограниченным контролем некоторых сетевых сервисов (DNS, файрвол и т.д.).

Блоки облачных сервисов

Поскольку облачные технологии предполагают минимальное участие пользователя в работе всего комплекса и являются моделями, состоящими из множества технологических комбинаций, взаимодействующих между собой за счет применения связующего ПО, на данном этапе рассмотрения таких сервисов отдельно можно выделить некоторые важные составляющие любого программно-аппаратного комплекса, которые принято называть блоками:

• Портал для самообслуживания - инструмент, который позволяет пользователю заказать определенный вид услуг с уточнением дополнительных деталей (например, для IssA это заказ виртуальной машины с уточнением типа процессора, объема оперативной памяти и жесткого диска или отказ от ее использования).
• Каталог служб - набор базовых услуг и связанных с ними шаблонов для создания, которые посредством передачи автоматизации смогут конфигурировать созданный сервис в реально существующих компьютерных системах и с определенным типом программного обеспечения.
• Оркестратор - специализированное средство контроля действий выполняемых операций, предусмотренных шаблоном для каждого сервиса.
• Тарификация и биллинг - учет предоставленных пользователю услуг, выставление счетов на оплату для согласования финансовых вопросов.

Дополнительны методы

Кроме всего прочего, иногда с целью распределения нагрузки может применяться технология виртуализации в виде виртуальной серверной части, которая представляет собой некую прослойку или связку между программными услугами и аппаратной частью (распределение виртуальных серверов по реальным). Такой подход обязательным не является, однако, облачные технологии в образовании используют такую методику достаточно часто.

Достаточно интересно выглядят и антивирусы, которые загружают подозрительные файлы не на компьютеры, а в облако или "песочницу" (Sandbox), где и производится предварительная проверка, после чего-либо дается разрешение на его отправку на компьютер, либо он помещается в карантин в самом облаке.

Плюсы и минусы использования облачных сервисов

Что касается плюсов и минусов, они, конечно же, есть. Положительный аспект состоит в том, что при доступе к программному обеспечению, хранилищу или создании собственной инфраструктуры для пользователей таких сервисов существенно снижаются затраты, связанные с приобретением дополнительного или более мощного оборудования, или лицензионного ПО.

С другой стороны, большинство экспертов подвергают использование облачных сервисов жесткой критике только лишь по причине их низкой защищенности от постороннего вмешательства. На повестку дня выходит и вопрос хранения громадных объемов устаревших или неиспользуемых данных. Ярким примером тому служат сервисы Google, в которых пользователь не может удалить какие-либо группы данных или неиспользуемые службы.

Вопросы оплаты

Естественно, использование таких сервисов является платным, особенно, если это облачные технологии в образовании (специализированные библиотеки, образовательные платформы), доступ к специализированному программному обеспечению или обычные хранилища данных с большими зарезервированными объемами дискового пространства.

Но для рядового пользователя те же сервисы хранения информации вроде DropBox, OneDrive (бывший SkyDrive), "Облако Mail.Ru", "Яндекс. Диск" и многие другие идут на уступки, выделяя, в зависимости от самого сервиса, порядка 15-20 Гб дискового пространства без оплаты. По современным меркам, конечно, немного, но для сохранения некоторых важных данных достаточно.

Заключение

Вот и все, что касается облачных технологий. Им многие специалисты и аналитики сулят большое будущее, но вот вопрос сохранности информации или конфиденциальности данных встает настолько остро, что без применения новых разработок в области защиты информации такая радужная перспектива выглядит весьма сомнительной.

Студенты часто задают вопросы: Что такое облачные вычисления? Что такое облачные сервисы? Что такое облачный сайт? Что означает облако, облачные хранилища файлов? Как используются облачные вычисления в образовании? SaaS сервис для B2C и B2B продаж? SaaS ERP и SaaS CRM системы и решения? Какие модели облачных вычислений используются для разработки веб-приложений? Современные дата-центры, на основе которых создаются облачные услуги: SaaS, PaaS и IaaS?

Сначала рассмотрим, что такое "облако" (сloud) и "облачные вычисления" (сloud сomputing). "Облако" - это инновационная модель (концепция) организации IT-инфраструктуры, которая состоит из распределенных и разделяемых конфигурируемых аппаратных и сетевых ресурсов, а также программного обеспечения, развернутых на удаленных (облачных) дата центрах поставщиков (провайдеров). То есть облако - это новый подход организации IT-инфраструктуры.

Cloud computing- это модель предоставления дистанционного доступа к разделяемым вычислительным ресурсам, которые физически распределены на многих удалённых устройствах, образующих так называемое облако (cloud).

Облачные вычисления - это модель предоставление потребителю масштабируемых вычислительных ресурсов в виде сервиса через Интернет. Облачные технологии – это модель представления потребителю IT как сервиса через Интернет.

Проанализируем основополагающее определение облачных вычислений, предложенное Национальным институтом науки и технологий от 24 июля 2011 года.

Определение "облачные вычисления"

Облачные вычисления (cloud computing) - модель предоставления возможности повсеместного и удобного сетевого доступа по требованию к пулу разделяемых конфигурируемых вычислительных ресурсов (например, сетям, серверам, средствам хранение, приложениям и сервисам), которые могут оперативно предоставляться и освобождаться при минимальном усилии управления или взаимодействии с провайдером (поставщиком). Эта модель облака представлена (описана) пятью основными характеристиками, тремя сервисными моделями и четырьмя моделями развертывания.

Основные характеристики облачных вычислений , которые отличают их от других типов вычислений (интернет-ресурсов):

1. Самообслуживание по требованию. Потребитель по мере необходимости автоматически, без взаимодействия с каждым поставщиком услуг, может самостоятельно определять и изменять вычислительные мощности, такие как серверное время, объем хранилища данных.
2. Широкий (универсальный) сетевой доступ. Вычислительные возможности доступны на большие расстояния по сети через стандартные механизмы, что способствует широкому использованию разнородных (тонких или толстых) платформ клиента (терминальных устройств).
3. Объединение ресурсов. Конфигурируемые вычислительные ресурсы поставщика объединены в единый пул для совместного использования распределенных ресурсов большим количеством потребителей.
4. Мгновенная эластичность ресурсов (мгновенная масштабируемость). Облачные услуги могут быстро предоставляться, расширяться, сжиматься и освобождаться исходя из потребностей потребителя.
5. Измеряемый сервис (учет потребляемого сервиса и возможность оплаты услуг, которые были реально использованы). Облачные системы автоматически управляют и оптимизируют использование ресурсов за счет осуществления измерений на некотором уровне абстракции, соответствующей типу сервиса.

Если модель (концепция) предоставления распределенных и разделяемых конфигурируемых вычислительных ресурсов соответствует вышеизложенным характеристикам, то это cloud computing.

Сервисные модели облачных вычислений или cloud computing:

1. Software as a Service (SaaS ) - программное обеспечение как услуга. В этой модели предоставления облачных вычислений потребитель использует приложения поставщика, запущенные в облачной инфраструктуре, которые доступны клиенту через интерфейс (web-браузер) или интерфейс программы. Потребители не могут управлять и контролировать лежащую в основе облака инфраструктуру, включая сеть, серверы, операционные системы, хранилища данных или даже изменять параметры настройки конкретного приложения.
2. Platform as a Service (PaaS ) - платформа как услуга. Модель предоставления облачных вычислений, при которой потребитель получает доступ к использованию программной платформы: операционных систем, СУБД, прикладного ПО, средств разработки и тестирования ПО. Фактически потребитель получает в аренду компьютерную платформу с установленной операционной системой и специализированными средствами для разработки, размещения и управления веб-приложениями. Потребитель не управляет основной инфраструктурой облака, включая сеть, серверы, операционные системы или хранилища данных, но управляет развернутыми приложениями и возможно параметрами настройки конфигурации среды окружения.
3. Infrastructure as a Service (IaaS ) - инфраструктура как услуга. Модель предоставление облачных вычислений, при которой потребитель получает возможность управлять средствами обработки и хранения, а также и другими фундаментальными вычислительными ресурсами (виртуальными серверами и сетевой инфраструктурой), на которых он может самостоятельно устанавливать операционные системы и прикладные программы под собственные цели. По сути, потребитель арендует абстрактные вычислительные мощности (серверное время, дисковое пространство и пропускную способность сетевых каналов) или использует услуги аутсорсинга ИТ-инфраструктуры. Потребитель не управляет основной инфраструктурой облака, но управляет операционными системами, хранилищем и развернутыми им приложениями.

Модели развертывания облачных вычислений, т.е. cloud computing:

1. Private cloud (частное облако) - инфраструктура, предназначенная для использования облачных вычислений в масштабе одной организации.
2. Community cloud (облако сообщества) - облачная инфраструктура, которая предназначена для исключительного использования облачных вычислений определенным сообществом потребителей от организаций, которые решают общие проблемы.
3. Public cloud (публичное облако) - инфраструктура, предназначенная для свободного использования облачных вычислений широкой публикой.
4. Hybrid cloud (гибридное облако) - это комбинация различных облачных инфраструктур (частных, публичных или сообществ), остающихся уникальными объектами, но связанных между собой стандартизованными или частными технологиями, которые обеспечивают возможность обмена данными и приложениями.

Рис. 1. Модели развертывания облачных вычислений / cloud computing

Исходя из вышеизложенного определения облачных вычислений, облачные сервисы можно представить в виде многослойной модели, состоящей из слоев: IaaS, PaaS, SaaS. Базисом или фундаментом облачных сервисов является physical infrastructure (физическая инфраструктура) , т.е. серверы, хранилища, сети и системное программное обеспечение Cloud data center (облачного дата-центра) или сети взаимосвязанных облачных Data centers (рис. 2).

В облачных дата-центрах или в центрах обработки данных (ЦОД) помещается физическое оборудование или hardware (серверы, хранилища данных, рабочие места), системное программное обеспечение (ОС, средства виртуализации и автоматизации), инструментальное и прикладное ПО, системы управления оборудованием (Equipment management systems), сетевая инфраструктура (Network infrastructure): маршрутизаторы и коммутаторы (routers and switches) для подключения и объединения физического оборудования. Кроме того, нормальную работу дата центров обеспечивают системы инженерного обеспечения (Systems of engineering support).

Рис. 2. Cloud computing architecture (архитектура облачных вычислений)

Первый слой облачных услуг - IaaS (инфраструктура)

IaaS - это предоставление пользователю компьютерной и сетевой инфраструктуры (servers, storage, networking) и их обслуживание как услуги в форме виртуализации, т.е. виртуальной инфраструктуры . Другими словами, на базе физической инфраструктуры дата-центров или ЦОД поставщик (провайдер) создает виртуальную инфраструктуру, которую предоставляет пользователям как сервис. Средства виртуализации позволяют преобразовать физическую инфраструктуру data centers в виртуальную и таким образом создать первый слой облачных услуг - IaaS.

Что такое виртуализация? Технология виртуализации ресурсов позволяет физическое оборудование (серверы, хранилища данных, сети передачи данных) разделить между пользователями на несколько частей, которые используются ими для выполнения текущих задач. Например, на одном физическом сервере можно запустить сотни виртуальных серверов, а пользователю для решения задач выделить время доступа к ним. Реализация виртуализации может быть осуществлена как на программном уровне, так и на аппаратном.

Таким образом, пользователю предоставляются абстрактные эластичные вычислительные мощности, например, не сервер или серверы, а серверное время для обработки его задач. Не диски для хранения данных, а необходимое дисковое пространство, не каналы связи, а требуемая для решения задач сетевая пропускная способность каналов коммутации.

Кроме виртуализации для создания IaaS используется автоматизация, которая обеспечивает динамическое распределение ресурсов без участия персонала поставщика услуг, т.е. система автоматически может добавлять или уменьшать количество виртуальных серверов, дисковое пространство для хранения данных, или изменять сетевую пропускную способность каналов связи. Виртуализация и автоматизация обеспечивают эффективность использования вычислительных ресурсов и снижение стоимость аренды облачной услуги IaaS.

Как правило, IaaS предоставляется в аренду (предоставляется IaaS-сервис на условиях аутсорсинга) корпоративным пользователям. То есть пользователи получают интегрированные ресурсы для создания своей собственной вычислительной инфраструктуры. В этом случае пользователь должен сам установить и настроить OS и необходимые программы для выполнения производственных задач или для разработки приложений.

Концепция IaaS позволяет пользователю покупать только те вычислительный мощности, которые необходимы ему для выполнения конкретных задач. В состав дополнительных услуг IaaS может входить подключение любого физического оборудования пользователя к облачной платформе и его размещение в сети дата-центров.

Инфраструктура как сервис - это решение корпоративного уровня для предприятий разного масштаба. Инфраструктура может быть размещена как в центре обработки данных предприятия, так и во внешнем дата-центре. Услуги IaaS предназначены для создания и использования защищенных частных, публичных и гибридных облачных сред. Поставщики могут обеспечить построение гибридных облачных конфигураций, при которых объединяются локальные сети в офисе заказчика с сетями облачной платформы.

Кроме того, к IaaS-услугам облачных вычислений относится облачный хостинг (Cloud Hosting). Облачный хостинг - это хостинг, который может обеспечить динамическое распределение ресурсов, обладает возможностью автоматического масштабирования ресурсов и имеет повышенную отказоустойчивость. Облачный хостинг является существенной альтернативой виртуальному хостингу, хостингу на виртуальном выделенном сервере VPS / VDS и хостингу на физическом выделенном сервере.

Провайдер Cloud Hosting предоставляет владельцам сайтов только необходимые сайту ресурсы: виртуальные серверы, количество оперативной памяти и объем жесткого диска, а также возможности для управления инфраструктурой хостинга (например, выбор операционной системы, количества RAM, объема и типа HDD, числа ядер CPU, тактовой частоты и скорости доступа). Оплата за аренду облачного хостинга производится только по факту уже потребленных ресурсов: количества процессорного времени, объема дискового пространства, количества потребляемой оперативной памяти и скорости доступа к сайту.

При необходимости арендатор (владелец сайта) облачного хостинга может изменить ресурсы хостинга или настроить его на автоматическое увеличение ресурсов при росте нагрузки, но он всегда будет оплачивать только уже потребленные ресурсы. Облачный хостинг имеет повышенную отказоустойчивость, так как сайт, размещенный на нем, одновременно находится на нескольких виртуальных серверах и отказ одного из них не повлияет на работу сайта.

В настоящее время хостеры предлагают в аренду облачные хостинги с предустановленной CMS. Хостинг-провайдеры для организации таких облачных хостингов могут, например, развернуть на своих серверах платформу-как-инфраструктуру Jelastic с предустановленными CMS. Jelastic поставляет платформу-как-инфраструктуру в виде полного стека, позволяющего развертывание облачных хостингов на физической инфраструктуре ЦОД хостинг-провайдера.

Функционал платформы Jelastic позволяет в один клик установить встроенные в нее CMS с оптимизированным веб-окружением, например, Jelastic на Infobox. Jelastic является продуктом, который включает в себя функциональность PaaS и легко конфигурируемую инфраструктуру IaaS. Jelastic – это платформа для запуска Java- и PHP-приложений и может быть использована не только хостерами для организации облачных хостингов, но и корпорациями для создания среды разработки (частных или гибридных облаков) веб-приложений.

На облачных хостингах, размещают облачные сайты – это современные облачные приложения. В облачных сайтах (облачных приложениях) данные хранятся в облачных БД, серверные приложения сайтов хранятся, и выполняется на облачных виртуальных серверах, а клиентская часть сайта выполняется в браузере пользователя.

Среду облачных вычислений можно создавать на основе облачных решений Amazon EC2, IBM x86, Microsoft Azure, EMC, VMware, на базе open-sourсe решения OpenStack, RackSpace на базе OpenStack и др., которые позволяют преобразовать центр обработки данных в динамичную ИТ-среду. Кроме того, для облачных вычислений используются облачные базы данных, т.е. базы данных, которые запускаются на платформах облачных вычислений. В качестве облачных баз данных применяются как SQL-ориентированные модели, так и модели данных NoSQL.

Услуги IaaS широко используются в США. В Украине компания De Novo начала предоставлять облачную инфраструктуру для корпоративных клиентов на базе решений VMware, EMC, Microsoft Azure, и т.д. На базе крупнейшего украинского дата-центра ВОЛЯ построена облачная IT-инфраструктура VoliaCLOUD от компании VMware (на основе облачных решений VMware), которая имеет более 500 виртуальных дата-центров.

Основные IaaS Solution/Vendor: Amazon Web Services/Amazon, IBM SmartCloud/IBM, SoftLayer IaaS/IBM, Azure Virtual Machines/Microsoft, Google Compute Engine/Google, HP Cloud/HP, EMC/EMC Corporation, Oracle Cloud Infrastructure Services/Oracle. Следует отметить, что IBM предлагает надежную открытую инфраструктуру IBM SmartCloud на основе самообслуживания (SoftLayer) или полностью управляемой IaaS (IBM SmartCloud Enterprise+).

Рис. 3. Основные IaaS Solution облачных вычислений

Следует отметить, что в настоящее время ведутся работы по созданию облачных опорных сетей поставщиков широкополосной мобильной связи (операторов мобильной связи) в качестве услуги IaaS. К таким услугам относятся, например, облачная телекоммуникационная платформа от Huawei и решение NSN Telco Cloud от Nokia Siemens Networks.

Платформа FusionSphere Huawei обеспечивает виртуализацию вычислительных ресурсов, ресурсов хранения, сетевых ресурсов и организует единый пул разделяемых конфигурируемых вычислительных ресурсов с единым механизмом планирования и управления. Компания Nokia Siemens Networks осуществила комплексное тестирование основных мобильных служб, охватывающих передачу голоса по LTE (VoLTE) и других IP Multimedia Subsystem (IMS) услуг, работающих на основе Telco Cloud.

Второй слой - PaaS (программная платформа)

Сервис PaaS предоставляет программную платформу и ее обслуживание как сервис в составе:

• OS - сетевая операционная система (Unix-системы, включая Ubuntu Server, BSD/OS Family, Solaris/SunOS и т.д. или Windows Server),
• Database - система управления базой данных СУБД (MySQL, Microsoft SQL, SQL Database, PostgreSQL, Oracle и др.),
• Middleware - программное обеспечение среднего слоя или связывающее (промежуточное) программное обеспечение, которое предназначено для обеспечения взаимодействия между различными приложениями, системами и компонентами,
• Software development tools and testing - инструментальное программное обеспечения для разработки веб-приложений и их тестирования (среда разработки ПО: программные фреймворки, библиотеки и т.д. для создания веб-приложений на языках программирования: Python, Java, PHP, Ruby, JS для Node.js и т.д.),
• App server - сервер приложений для разработки, тестирования, отладки и работы веб-приложений.

Итак, PaaS предлагает разработчикам ПО средства разработки, тестирования, развертывания и поддержки различных приложений. Кроме того пользователю предоставляются инструменты администрирования и управления. В основном PaaS используется для разработки и размещения web-приложений (например, связанных распределенных приложений - SaaS mashup, облачных сайтов и т.д.).

Основные PaaS Solution/Vendor:

• AWS Elastic Beanstalk/Amazon (Java, .NET, PHP, Node.js, Python, Ruby and Apache HTTP Server, Apache Tomcat, Nginx, Passenger, and IIS),
• IBM Bluemix/IBM (облачная платформа IBM Bluemix предлагает единую среду решений и широкий набор языков и фрейморков для построения приложений, например, Liberty for Java™, SDK for Node.js™, ruby on rails, ruby sinatra),
• Microsoft Asure/Microsoft (ASP.NET, Java, PHP, Python, Django, Node.js and Azure SQL Database),
• Google App Engine/Google (Python, Java, PHP, Go and our MySQL),
• Salesforce1 Platform Cloud application development/Salesforce объединяет Force.com, Heroku и ExactTarget в одну сеть облачных сервисов и предоставляет инструменты для разработки различных приложений. Например, для разработки мобильных приложений Salesforce1 Mobile App/Salesforce или облачных баз данных для разработчиков приложений Database.com/Salesforce и т.д.
• Heroku/Salesforce (Ruby, Java, Node.js, Scala, Clojure, Python и PHP and PostgreSQL),
• Oracle Cloud Platform Services/Oracle (Oracle Database Cloud Service, Oracle Java Cloud Service, Oracle Database Backup Service),
• OpenShift/Red Hat (Java, Java ЕЕ, Python, Perl, PHP, Ruby, Node.JS, and MySQL, PostgreSQL, MongoDB),
• Cloud Foundry/VMware (Java Spring, Ruby on Rails и Sinatra, NodeJS, .NET and MySQL Redis, MongoDB),

Рис. 4. Основные PaaS Solution облачных вычислений

Кроме перечисленных решений PaaS разработчики Веб-приложений используют и другие известные решения облачных платформ: dotCloud PaaS, SAP HANA Cloud Platform, CloudBees Platform, Rackspace и т.д.

Третий слой - SaaS (облачное приложение)

По схеме SaaS поставляются следующие типы облачных приложений и их обслуживание: Business Apps, Office Web Apps, Management Apps, Communications, Security и др. Наибольшее распространение SaaS получила в США. Наиболее востребованными облачными приложениями являются: CRM (система управления взаимоотношениями с клиентами), HRM (система по работе с персоналом, т.е. с кадрами), ERP (система планирования ресурсов предприятия, например 1С), офисные приложения, средства коммуникаций и др. Salesforce.com является крупнейшим в мире поставщиком облачных приложений CRM.

Под средствами коммуникаций подразумевается электронная переписка (например, Gmail), аудио и видео чаты (например, Microsoft Lync Online), Cloud PBX или облачная АТС (например, виртуальная АТС Манго-Офис), облачный сервис MDM (Mobile Device Management - управление мобильным устройством). Облачный сервис MDM предназначен для работы с корпоративными системами при помощи мобильных устройств.

На различные мобильные устройства, которые работают под управлением облачной системы MDM, устанавливаются приложения, так называемые агенты. Эти приложения обеспечивают централизованную настройку мобильных устройств и доступ к корпоративной сети предприятия в виде облачной услуги SaaS. Как правило, облачные средства коммуникаций интегрируются с другими услугами SaaS, например, CRM+MDM, Office Web Apps+Lync Online, Google Docs+Gmail + Hangouts и т.д.

Основными потребителями SaaS являются предприятия малого и среднего бизнеса. Большинство SaaS-приложений предназначены для поддержки взаимодействия между сотрудниками, совместно работающими над решением общих задач (Collaboration). Архитектура SaaS-приложений, в которой единый экземпляр приложения, запущенный на сервере, обслуживает множество потребителей, является мультиарендной (Multi–tenant), т.е. каждому потребителю в процессе выполнения задач предоставляется свой экземпляр виртуального приложения.

Основные application software:

• Business Apps (CMR, FRM, IBM® B2B Cloud Services, Axway Cloud B2B, amoCRM SaaS сервис для B2B, Google Apps for Business),
• Business Intelligence (PowerBI в составе Office 365/Microsoft, Oracle Business Intelligence Managed Cloud Service, Anaplan/ADE Professional Solutions, Brand Analytics),
• Office Web Apps (Google Docs, Office Online/Microsoft OneDrive, Office Web Apps/Microsoft, Zoho Docs, IBM SmartCloud Docs и т.д.),
• Management Apps (ERP/АРЕНДА 1С, HRM, SCM, MRP),
• Communications (Gmail, Google Hangouts, Microsoft Lync Online, Cloud PBX или облачная АТС, MDM),
• Security (Panda Cloud Email Protection, Panda Cloud Internet Protection, McAfee SaaS Email Protection & Continuity, Сomfortway Mobile Security и т.д.), и др.
• Collaboration and Multi–tenant (Google Docs, Google Sites, Microsoft Office Online, Office 365, Office Web Apps).

Основные SaaS Solution/Vendor: Salesforce1 Sales Cloud/Salesforce (CRM), Oracle Cloud Applications/Oracle (HR, CX, ERP, EMP, SCP, Business Intelligence), Google Apps/Google – офисный пакет облачных служб (Google Docs, Google Drive, Google Sites, communication: Hangouts, Gmail, Google Calendar и др), IBM SmartCloud Docs/IBM, Microsoft Dynamics CRM, Microsoft OneDrive (Office Online, хранилище файлов), Office 365/Microsoft (Office Web Apps, Lync Online, Exchange Online, SharePoint Online), Zoho Docs/Zoho (онлайновый офисный пакет), Zoho Reports/Zoho (Business Intelligence), Zoho CRM/Zoho, Informatica Cloud MDM/Informatica, MaaS360/Fiberlink, Cloud PBX from Vonage Business Solutions и т.д.

Рис. 5. Основные SaaS Solution облачных вычислений

Существуют и множество других SaaS-услуг облачных вычислений, например, Cisco WebEx - облачный сервис для проведения web-конференций; CMS на основе модели SaaS (например, SaaS-платформа UMI.CLOUD); E-Commerce B2B/B2C по модели SaaS; Маркетинг SaaS-решений; услуга «Антивирус Dr.Web» по модели SaaS; SugarCRM - коммерческая CRM-система с открытыми исходными кодами; BPMonline CRM с инструментами моделирования и автоматизации бизнес-процессов и т.д.

Следует отметить, что концепция облачные вычисления (cloud computing) предполагает оказание потребителям различных дополнительных видовоблачных услуг : Storage-as-a-Service, Database-as-a-Service, Information-as-a-Service, Process-as-a-Service, Integration-as-a-Service, Testing-as-a-Service и т.д. Существуют, например, многочисленные облачные хранилища файлов Storage-as-a-Service: Amazon Simple Storage Service (Amazon S3), DropBox, Google Drive, Microsoft OneDrive и т.д.

Как используются облачные вычисления и технологии в образовании? Google предлагает учебным заведениям облачные приложения Google Apps for education для электронного образования. Microsoft предоставляет пользователям образовательных учреждений возможности облачных служб Office 365 for education (Windows Azure in education). Внедрение облачных вычислений (Cloud Computing) в школах и вузах обеспечит школьникам и студентам весьма комфортное обучение.

Перспективы распространения облачных вычислений с учетом их текущего развития изложены в аналитической работе "Куда идут «облака » на сайте compress.

В заключение, следует еще раз отметить, что все сервисные модели облачных вычислений должны соответствовать основным характеристикам облачных вычислений, изложенными в "The NIST Definition of Cloud Computing", которые отличают их от других типов интернет-ресурсов.

Чтобы убедиться, что предложенные вам интернет-ресурсы относятся к одной из моделей облачных вычислений, сравните их характеристики с основными характеристиками облачных вычислений, предложенными National Institute of Standards and Technology (самообслуживание по требованию; единый пул для совместного использования ресурсов; мгновенная эластичность или масштабируемость; оплата только за реально использованные услуги; универсальный сетевой доступ).

В этом разделе показано, как можно использовать облачные вычисления при обучении основам программирования. Приводится подробный пример работы с Web -сервисом, позволяющим создавать и отлаживать учебные программы на любом языке программирования с помощью облачного сервиса сайта http://ideone.com .

Современная практика программирования предполагает активное использование специализированных интегрированных средств разработки ( IDE – Integrated Development Environment ). Их использование связано со следующими двумя сложностями:

• Настройка и установка IDE требует высокой квалификации системного администратора.
• Современные IDE достаточно требовательны к ресурсам вычислительной машины, на которой они используются.

Поясним каждый пункт подробно. Для обеспечения полнофункциональной работы IDE требуется, чтобы квалификация системного администратор , осуществляющего установку, настройку и поддержку IDE была достаточно высока. Это приводит к необходимости нанимать в учебные заведения на должность системного администратора высококвалифицированных сотрудников, заработная плата которых может оказаться существенной статьёй расходов в бюджете образовательного учреждения.

Более того, затраты образовательного учреждения могут возрасти вследствие того, что современные IDE требуют наличия высокопроизводительных вычислительных машин. Например, одна из самых распространенных IDE Microsoft Visual Studio 2012 требует для нормальной работы процессор мощностью 1,6 ГГц или выше, 1 ГБ ОЗУ (или 1,5 ГБ для виртуальной машины), 10 ГБ свободного дискового пространства . Для большинства задач образовательных учреждений не требуется компьютеров с такой высокой производительностью, поэтому их покупка может оказаться недопустимой роскошью.

Обе указанные проблемы позволяет решить применение облачных технологий при обучении программированию. В настоящее время существуют большое количество так называемых онлайн - IDE , которые не требуют установки на компьютер пользователя и которые требуют для запуска лишь наличие Интернет -браузера. Системные требования браузеров к оборудованию вычислительной машины традиционно являются скромными. Например, популярный Веб- браузер Mozilla Firefox 17 требует для установки процессор от 1300 МГц, 512 МБ ОЗЦ и 200 МБ свободного дискового пространства , что существенно меньше приведённых ранее цифр для IDE Microsoft Visual Studio 2012.

Рассмотрим ниже, как можно использовать онлайн - IDE в учебных заведениях для обучения основам программирования на примере http://ideone.com . Этот сервис позволяет в режиме онлайн создавать тексты программ на разных языках программирования и запускать эти программы на исполнение с возможностью анализа полученных результатов. Основные рабочие элементы Ideone показаны на рис. 2.1 .

Рис. 2.1.

В поле "А " необходимо ввести текст программы, а в поле "В " нужно выбрать используемый язык программирования , затем нужно нажать кнопку "Отправить ". В указано, что Ideone поддерживает работу со следующими 55 популярными языками программирования: Ada , Assembler , AWK , Bash , bc, Brainf**k, C, C#, C++, C++ 0x, C99 strict , CLIPS , Clojure, COBOL , Common Lisp (clisp), D (dmd), Erlang, F#, Factor, Falcon, Forth , Fortran, Go , Groovy, Haskell, Icon , Intercal, Java , JavaScript, Lua, Nemerle, Nice, Nimrod, Node .js, Objective-C, Ocaml, Oz, PARI/GP, Pascal , Perl, PHP , Pike, Prolog, Python , R, Ruby , Scala, Scheme (guile), Smalltalk, SQL , Tcl, Text , Unlambda, VB. NET , Whitespace. Очевидно, что этого перечня достаточно при обучении основам программирования практически в любом учебном заведении мира. Более того, при использовании сервиса ideone.com у преподавателя появляется возможность использовать при обучении сразу несколько языков программирования без необходимости поддерживать работу нескольких IDE .

Покажем на примере, как может быть организована работа в группе при обучении основам программирования. Рис 2.2 иллюстрирует способ запуска простой программы на языке Си . Как можно видеть, в тексте программы используется подсветка синтаксиса , аналогичная той, что пользователи привыкли использовать в обычных офлайн- IDE . Однако при желании подсветка может быть отключена с помощью элемента управления "А ". С помощью элемента управления "В " можно указать перечень входных данных для программы, что позволяет реализовать более сложную логику работы программы, чем в приведённом примере.

Очень важным является элемент управления "С ", который позволяет персонифицировать работу с программой. Данная возможность крайне ценна при организации учебного процесса. Если преподаватель попросит всех студентов зарегистрироваться в Ideone (или использовать для входа свою учётную запись Facebook), то появляется возможность сделать процесс работы с программой коллективным, а процесс совместной работы с программой будет проходить с использованием современных технологий Web 2.0. Подробнее об этом расскажем, используя рис. 2.3 .

Этот элемент управления позволяет выбрать из списка в правой части экрана один из виджетов популярных сайтов социальных сетей.

К сожалению, онлайн - IDE Ideone позволяет реализовать не все из функций традиционных офлайн- IDE . Например, отсутствует возможность использовать функции работы с сетью, обращения к файлам и некоторые другие. Также невозможно запустить программу, время выполнения которой займёт более 15 секунд или потребности в оперативной памяти превысят 256 МБ, или объём программы превысит 64 КБ . Все эти ограничения являются достаточно серьёзными, если планируется использовать Ideone для разработки профессионального программного обеспечения. Однако для образовательных целей эти ограничения более чем приемлемы. Кроме того, для более требовательных преподавателей существуют платные и бесплатные сервисы, аналогичные Ideone, которые при этом в большей степени реализуют функционал традиционных офлайн- анализ результатов выполнения в консольком режиме, компиляцию под разные платформы и операционные системы можно выполнить в режиме онлайн . В идеале окончанием работы программиста будет скачивание готовых бинарных файлов с работающей программой. Такой подход позволяет сэкономить используемой офлайн дисковое пространство , а также позволяет компилировать проект существенно более быстро, чем на рабочем месте пользователя, если это рабочее место оборудовано устаревшим аппаратным обеспечением. Итогом этого является возможная финансовая экономия для образовательного учреждения.

Однако помимо экономического эффекта, можно получить и существенные преимущества при организации образовательного процесса. Студенты получают возможность совместно редактировать программные проекты, находясь у себя дома. Это позволяет реализовывать сложные курсовые проекты и лабораторные работы с существенной экономией на осуществление организационных мероприятий со стороны преподавателя.

Разработка под e-commerce

Раньше, чтобы развернуть какое-либо приложение, приходилось покупать и настраивать собственные физические серверы. Такой подход обладал большим количеством недостатков, например, если для нормальной работы приложения ему достаточно «полтора сервера», платить все равно приходилось за два – расходы на содержание и обслуживание инфраструктуры оказывались неоправданно высокими.

Сегодня у нас есть такие сервисы, которые позволяют настроить виртуальный сервер и хранилище данных под собственные нужды. В этом случае расходы зависят от необходимого количества вычислительных (и других) ресурсов – вы платите только за то, что используете.

Корни облачных вычислений восходят к высокопроизводительным вычислениям. В гонке стран по наращиванию вычислительной мощности приняли участие даже такие крупные компании, как IBM и HP.

«Однако инженеры и исследователи быстро поняли, что такой подход плохо масштабируется, – говорит Прадип Падала (Pradeep Padala), учредитель ContainerX. – Поэтому начались поиски альтернативных способов проведения вычислений: начали разрабатываться распределенные системы, объединяющие в себе мощности огромного количества компьютеров».

Появились такие академические проекты, как Condor – это распределённая сеть компьютеров, развернутая в Висконсинском университете в Мадисоне. На сегодняшний день там установлено 350 настольных UNIX-станций, которые предоставляют доступ для работы пользователям со всего мира. Были и другие проекты, например distributed.net и SETI@home – на тот момент эта идея была инновационной, да и заниматься поиском внеземных цивилизаций тоже достаточно интересно.

Затем появился БАК от ЦЕРН, который породил бессчётное количество исследовательских проектов, на которые уходили миллиарды долларов. Как часть всего этого движения в моду вошли грид-вычисления. Определение грид-вычислений очень близко к тому, что мы называем «вычисления как услуга». В качестве примера можно привести Globus Toolkit .

Одновременно со всем этим, в технической индустрии, VMware и Xen занимались популяризацией виртуализации, которая позволяла запускать сразу несколько машин на одной физической машине. Это преобразило IT-индустрию, а простота использования привлекла внимание стартапов, которым было сложно покупать и содержать свое собственное оборудование.

Ниже изображена классическая модель компьютерных вычислений. Доступ к серверам, приложениям и сервисам осуществляется по сети.

Обратившись к облачным вычислениям, организация получает возможность настраивать инфраструктуру по своему усмотрению, затрачивая на это меньшее количество средств и усилий. Иными словами, эта модель направлена на повышение доступности вычислительных ресурсов и сочетает в себе пять характеристик: самообслуживание по требованию, широкая доступность через Интернет, объединение ресурсов в пул, способность к быстрой адаптации и измеримость.

Самообслуживание означает, что потребители должны иметь возможность без труда и по собственному желанию задействовать (или наоборот отключить) дополнительные вычислительные мощности, не контактируя с персоналом и техниками на стороне поставщика услуг.

Широкая доступность означает, что все возможности, предлагаемые поставщиком доступны через сеть. Работа с ними осуществляется на основе стандартных механизмов – это дает возможность использовать различные клиентские платформы, например мобильные телефоны, планшетные и персональные компьютеры.

Свои вычислительные ресурсы поставщик объединяет в пул, чтобы их можно было динамически перераспределять в соответствии с нуждами пользователей – это так называемый принцип множественной аренды (Multi-tenancy). Возникает ощущение независимости от местоположения, когда заказчик не знает, где именно находятся ресурсы, но может определять их расположение на абстрактном уровне (страна или регион).

Способность к быстрой адаптации – это возможность быстро ресурсы под нужды заказчика. С точки зрения клиента, предлагаемые ему возможности выглядят неограниченными, которыми он может воспользоваться в любой момент.

Облачные системы автоматически контролируют и оптимизируют использование ресурсов. Это осуществляется путем измерения различных параметров (размер хранилища данных, вычислительная мощность, пропускная способность). Таким образом, как поставщик, так и потребитель получают полную информацию об объеме оказанных/потребленных услуг.

Что касается стоимости услуг, то процесс их формирования может быть достаточно сложным, а ценник изменяться от поставщика к поставщику. Джейсон Лемкин (Jason M. Lemkin), партнер SaaStr Ventures, считает , что если ваш продукт лучше, то не стоит стесняться завышать цену.

Если вы вводите какую-нибудь новую функцию, которая способна кардинально изменить пользовательский опыт, то нет ничего плохого в том, если вы постараетесь извлечь из этого максимальную выгоду. «Если ваш продукт в пять раз серьезнее, чем у конкурента, то вы можете просить за него в 5 раз больше», – утверждает Джейсон.

Помимо характеристик выделяют еще три модели обслуживания: программное обеспечение как услуга (SaaS), платформа как услуга (PaaS) и инфраструктура как услуга (IaaS). Отличаются они степенью предоставляемого контроля.

В случае IaaS клиент получает возможность использовать облачную инфраструктуру по своему усмотрению и самостоятельно управлять ресурсами обработки и хранения, а также сетями. «Пользователь может создать виртуальную инфраструктуру и изменить её в любой момент», – говорит консультант Эван Лейт (Ewan Leith). Аутсорсинг стал популярным еще в те времена, когда компании хотели использовать компьютеры, но не хотели нести издержки по их содержанию и обслуживанию. По этой причине мы сегодня имеем технологию виртуализации.

Виртуализация – это предоставление набора вычислительных ресурсов или их логического объединения, абстрагированное от аппаратной реализации, то есть одна физическая машина может поддерживать несколько виртуальных. Таким образом, физические ресурсы объединяются в пул, а гипервизор выделяет их виртуальным машинам, на которых запускаются гостевые операционные системы.

Вам не потребуется покупать оборудование, не потребуется строить собственный дата-центр, не потребуется нанимать системных инженеров, которые отвечают за обслуживание техники на физическом уровне. Данную часть вы отдаете на обслуживание облачному провайдеру. В вашей зоне ответственности остается управление операционной системой, установкой и настройкой приложений.

Второй слой – это платформа как услуга или PaaS. При переходе от модели IaaS к модели PaaS (Platform as a Service) дополнительно на сторону облачного провайдера передается управление операционными системами и базами данных. В этом случае клиентам не приходится думать о дисковом пространстве, которое необходимо выделить, и распределении нагрузки между серверами. Примерами PaaS являются Google App Engine, Heroku и Force.com.

Программное обеспечение как услуга (SaaS) – последний уровень облачных вычислений, обычно дополняющий PaaS. Это программное обеспечение для конечного пользователя, например, обеспечивающее работу с электронной почтой или текстом. Очень часто оно предоставляется по подписке. Примерами SaaS могут служить Google Apps, Salesforce.com и Business Productivity Online Suite от Microsoft.

Для варианта SaaS на сторону облачного провайдера дополнительно передаются вопросы установки и настройки приложений, мониторинга, резервного копирования, защищенной передачи в Интернет – то есть все задачи. Если вы решили воспользоваться этой моделью, то вам даже не обязательно держать в команде технического специалиста, поскольку всем управляет поставщик услуг.

Существует несколько моделей развертывания: частное облако, публичное облако, общественное облако, гибридное облако.

Частное облако (private cloud) – это инфраструктура, которая располагается в пределах одной организации. Данная модель развертывания создана с целью удовлетворить потребности внутреннего рабочего персонала, обеспечивая высокий уровень безопасности данных. Частное облако создается, например, для обеспечения какой-либо дочерней компании сервисом корпоративной почты.

Публичное облако (public cloud) – это инфраструктура, предназначенная для свободного использования широкой публикой. Этот тип облака может находиться в собственности, например, коммерческих, научных и правительственных организаций.

Однако слово «публичное» совсем не означает, что данные пользователей доступны абсолютно всем – здесь по-прежнему реализуются механизмы безопасности для контроля доступа. Основным достоинством использования публичного облака является простота настройки и низкая стоимость. Поставщик услуги делает всю работу, необходимую для создания облака, а потребитель лишь настраивает необходимое количество ресурсов.

Общественное облако (community cloud) имеет схожие черты с частным и публичным облаком. Это вид инфраструктуры, предназначенный для использования конкретным сообществом потребителей из организаций, имеющих общие задачи. Общественное облако может управляться организациями третьей стороны и существовать как внутри, так и вне юрисдикции владельца. В этом случае ответственность по содержанию облака перекладывается с плеч организаций-членов на все сообщество целиком.

Гибридным же облаком (hybrid cloud) называют композицию из двух или более типов облаков, которые связываются между собой стандартизированными технологиями передачи данных. Очень часто компании запускают бизнес-критические приложения в приватном облаке, в то время как остальные приложения работают в публичном облаке.

P.S. Пара наших публикаций по теме на Хабре:

Определения термина «облачные вычисления» (cloud computing) остаются противоречивыми. Краткое и полезное определение попытались дать специалисты консультационной компании Accenture. Под вычислениями в облаке здесь понимается динамическое предоставление независимыми компаниями клиентам различных ИТ-ресурсов (оборудования, программного обеспечения или услуг) по сети.

Облачные вычисления - это не технология, а компьютерная модель. Она предполагает, что все серверы, сети, приложения и другие элементы, связанные с центрами обработки данных, доступны ИТ-службе и конечным пользователям через Интернет. Таким образом, можно покупать только те компьютерные сервисы, которые действительно необходимы клиенту, и в том объеме, который ему действительно нужен. Модель облака отличается от традиционного аутсорсинга тем, что клиенты не передают в управление внешней организации свои собственные ИТ-ресурсы. Вместо этого они подключаются к «облаку» инфраструктурных сервисов, сервисов платформ (операционных систем) или программных сервисов (приложений SaaS). В данном случае облако аналогично внутреннему ЦОД или компьютеру, выполняющему те же функции.

ЧТО ТАКОЕ "ОБЛАЧНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ"?

Несмотря на регулярно повторяющиеся прогнозы аналитиков отрасли и загадочные метафоры, призванные объяснить проникновение идей виртуализации и облачных вычислений в массы, говорить о возврате корпоративного компьютерного мира к вычислительной модели мэйнфреймов не совсем правильно.

Современное оборудование, ПО и сети стоят дешевле и обладают более высокой гибкостью и восприимчивостью к тому, что желает сделать пользователь или управляющий ЦОД. Администраторы типичного ЦОД легко могут добавить недостающую емкость хранения или вычислительную мощность, не заставляя пользователей томиться в ожидании на протяжении нескольких дней или недель.

С другой стороны, в условиях сжатых бюджетов, неустойчивой экономической ситуации и наличия оборудования, которое значительно превосходит требования, предъявляемые бизнес-приложениями, давление на ИТ-директора возрастает. От него требуют не только показать, что деньги, выделяемые на ИТ, используются эффективно, но и на практике добиться этого.

Виртуализация (равно как и модель вычислений в облаке, в рамках которой все это зачастую работает) отвечает данным потребностям. ИТ-директор получает возможность удовлетворить недельный рост спроса, выделяя бизнес-подразделению необходимые вычислительные мощности. Программное обеспечение виртуализации позволяет распределить рабочую нагрузку банка серверов и предоставить указанному подразделению на 10% больше вычислительной мощности или емкости хранения. Для этого вовсе не нужно закупать новые серверы, увеличивающие емкость хранения в 10 раз.

Чудо мэйнфрейма, проявляющееся на абстрактном уровне, заключается в возможности скрыть от конечного пользователя сложность системы, одновременно предоставляя ему запрашиваемые вычислительные и прочие ресурсы.

Всемирная паутина World Wide Web - самый крупный уровень абстракции в ИТ. Он скрывает сложность глобальной сети, объединяющей сотни тысяч специализированных серверов и данных, которые можно получить с помощью поисковых механизмов и предоставляемых ими гиперссылок.

В сфере ИТ под виртуализацией чаще всего понимается виртуализация серверов, при которой на одном физическом сервере размещается несколько серверов виртуальных. Каждый виртуальный сервер работает на специализированном программном уровне, называемом гипервизором. Задача гипервизора заключается в распределении ресурсов хранения, памяти и других компьютерных компонентов таким образом, чтобы каждый виртуальный сервер работал, словно автономный компьютер.

Концепция облака способствует дальнейшему развитию этой абстракции. Вместо того чтобы разбивать один сервер на несколько, она, напротив, объединяет все богатство серверов, сетевых устройств, средств управления системами, компонентов безопасности, хранения и других инфраструктурных элементов ЦОД в единый компьютер или даже в единый экран.

Идея состоит в том, чтобы предоставить компаниям возможность закупать у специалистов ЦОД лишь тот объем ресурсов хранения, вычислительных мощностей, компонентов безопасности и других ИТ-функций, которые им действительно нужны. Точно так же они платят определенную сумму компании AT&T за то, чтобы она установила им требуемое количество телефонов.

ЧТО ПРЕДСТАВЛЯЮТ СОБОЙ РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ ОБЛАКОВ?

Службы электронной почты Google и Yahoo, созданные на базе Web-технологий, сервисы резервного копирования Carbonite и MozyHome, приложения управления клиентскими ресурсами Salesforce.com, системы мгновенной передачи сообщений, службы передачи голоса по сетям IP, предлагаемые компаниями AOL, Google, Skype, Vonage и другими, - все это облачные сервисы, скрывающиеся за еще одним уровнем абстракции. Такой подход упрощает задачу конечным пользователям, которые хотят получить сложный набор ИТ-ресурсов, не желая разбираться в том, как все это работает.

Существуют три основных типа вычислений в облаке.

Инфраструктура, предоставляемая как услуга (Infrastructure as a Service, IaaS), - объединяет набор кластеров или виртуальных серверов, сетей, средств хранения и программ, выполняющих функции полноценного ЦОД. Ярким примером такой системы являются сервисы Elastic Compute Cloud (EC2) и Simple Storage Service компании Amazon. Аналогичные услуги предлагают корпорация IBM и другие поставщики традиционных ИТ, например телекоммуникационный оператор Verizon Business.

Платформа, предоставляемая как услуга (Platform as a Service, PaaS), - объединяет группу виртуальных серверов, на которых пользователи выполняют существующие приложения или запускают новые, не заботясь о поддержке операционных систем, серверного оборудования и прочих вычислительных ресурсов, а также об обеспечении сбалансированной нагрузки. В качестве примера здесь можно привести платформы Microsoft Azure и Salesforce Force.com.

Программное обеспечение, предоставляемое как услуга (Software as a Service, SaaS), - будучи наиболее известной и популярной формой вычислений в облаке, поддерживает все функции традиционных сложных приложений, но доступ к ним осуществляется не локально, а через Web-браузер. Модель SaaS позволяет не заботиться о серверах приложений, системах хранения, средствах разработки программного обеспечения и связанных со всем этим сложностях. В качестве примера служб подобного рода можно привести сервисы Google Gmail и Apps, системы мгновенной передачи сообщений AOL, Yahoo и Google, средства VoIP Vonage и Skype.

ЗАЧЕМ МНЕ ОБЛАКО?

По мнению критиков, недостатков у облаков не меньше, чем преимуществ.

Аргументы в пользу облака просты: у вас появляется возможность получить сложные сервисы ЦОД по требованию и только в том объеме, который действительно нужен и который вы готовы оплатить. При этом уровни сервиса оговариваются с поставщиком, а клиент может добавлять или исключать отдельные функции по своему усмотрению.

Но если наряду с вами компьютерную инфраструктуру использует кто-то другой, вы можете потерять контроль за своими данными и требуемой производительностью приложений, не говоря уже о возможности проведения аудита и внесения изменений в процедуры и политики, которые в обязательном порядке распространяются даже на авторизованных пользователей.

Некоторые поставщики ПО уже вышли на рынок, чтобы заполнить образовавшуюся брешь необходимыми средствами управления, но продукты подобного рода появились совсем недавно и не отличаются достаточной зрелостью.

По словам Криса Вулфа, аналитика компании The Burton Group, специализирующегося на инфраструктурных компонентах и средствах виртуализации, соблюсти требования закона об отчетности и безопасности медицинского страхования, закона Сарбейнса - Оксли и других федеральных нормативных актов, а также продемонстрировать аудиторам соответствующие механизмы в облаке в настоящее время весьма затруднительно.

«В вопросах виртуализации нужна какая-то общность если не оборудования, то по крайней мере платформ и используемого гипервизора, - пояснил Вулф. - Облако не является универсальным решением на все случаи жизни. Существуют различные варианты моделей SaaS, служба Amazon EC2 и другие инфраструктурные сервисы. Хранение и перемещение данных в приложениях и в процессе обмена везде реализовано по-разному. И это порождает серьезные осложнения».

Пользователи облачных сервисов рискуют потерять данные, хранимые в нестандартных форматах, и утратить контроль над информацией из-за несовершенства инструментов, предназначенных для отслеживания ее использования и перемещения по сети. Никогда и ни в чем нельзя быть уверенным, поскольку клиенты не знают, когда и каким образом их данные подвергаются атаке.

Облачные вычисления: определение

Под вычислениями в облаке (cloud computing) понимается модель предоставления клиентам по их требованию удобного сетевого доступа к совместно используемому пулу настраиваемых вычислительных ресурсов (к сетям, серверам, системам хранения, приложениям и сервисам). Ресурсы эти оперативно выделяются и освобождаются при минимальных усилиях, затрачиваемых клиентами на организацию управления и на взаимодействие с поставщиком услуг. Модель облачных вычислений обеспечивает высокий уровень готовности и включает в себя три модели обслуживания и четыре модели развертывания. Кроме того, ей присущи пять основных свойств:

Самообслуживание по требованию. Потребитель в одностороннем порядке (при необходимости в автоматическом режиме) может запрашивать требуемые ему вычислительные ресурсы (например, серверное машинное время или ресурсы сетевого хранения), не вступая в непосредственные контакты с представителями поставщика услуг.

Широковещательный сетевой доступ. Доступ к сетевым ресурсам осуществляется с помощью стандартных механизмов, позволяющих использовать неоднородные платформы тонкого или толстого клиента (мобильные телефоны, портативные компьютеры, КПК и т. д.).

Пулы ресурсов. Вычислительные ресурсы поставщика услуг объединяются в пулы с использованием модели множественной аренды. Разнообразные физические и виртуальные ресурсы динамически выделяются и перераспределяются в соответствии с запросами клиентов. У пользователей при этом создается ощущение независимости от конкретного местоположения. О точном местонахождении выделяемых ресурсов им ничего неизвестно, однако местоположение можно определять на более высоком уровне абстракции (с указанием, например, страны, штата или ЦОД). К выделяемым ресурсам могут относиться ресурсы хранения, процессорные мощности, память, пропускная способность сети и виртуальные машины.

Быстрая реакция. Поддерживается быстрое и эластичное распределение необходимых ресурсов (в некоторых случаях все осуществляется автоматически), их оперативное выделение и освобождение. Клиенты, как правило, не ограничены в своих запросах и могут приобретать нужные им ресурсы в любом количестве и в любое время.

Контроль за потреблением. Облачные системы автоматически контролируют и оптимизируют использование ресурсов, регистрируя их потребление в соответствии с типом предоставляемых услуг (ресурсы хранения, вычислительные мощности, пропускная способность, учетные записи активных пользователей). Управление потребляемыми ресурсами и контроль за этим процессом с выдачей необходимых отчетов обеспечивают требуемую прозрачность как для поставщика услуг, так и для его клиентов.

Источник: Национальный институт стандартов и технологий США (National Institute of Standards and Technology, NIST)

КАКОВЫ НЕДОСТАТКИ ОБЛАЧНЫХ РЕШЕНИЙ?

Облака порождают не только юридические, но и технические проблемы.

«При использовании средств виртуализации в условиях, когда приложения начинают “играть в прятки”, а оборудование выдает неверную информацию, управление заметно усложняется, - отметил Боб Лялиберте, аналитик Enterprise Strategy Group. - В облаках ситуация усугубляется еще сильнее. Ведь здесь приходится управлять чужим оборудованием, вводящим вас в заблуждение».

В облачной среде не существует единого решения. Поставщики услуг SaaS и инфраструктурных сервисов пока используют разные технологии и придерживаются разных стандартов. Поэтому взаимодействие между поставщиками затруднено. Нельзя перенести одно приложение или бизнес-процесс в облако, оставив все остальное как есть и сохранить при этом прежний контроль.

Кроме того, не стоит рассчитывать, что после переноса в облако приложение будет работать как раньше, даже при наличии самой лучшей технологии виртуализации.

«Перенос в облачную среду объемных корпоративных процессов потребует по крайней мере такого же числа ИТ-специалистов. Им придется перераспределять нагрузку между существующими и новыми виртуальными или физическими серверами, занимаясь, помимо всего прочего, реконфигурацией сетевых соединений и средств хранения», - заявил Вулф.

«Чтобы установить контроль за состоянием дел после переноса рабочей нагрузки, зачастую может потребоваться совершенно иной набор управляющих приложений, плохо интегрированных с уже существующими средствами управления, - вторит ему Лялиберте. - Компании IBM, HP, BMC и другие поставщики средств управления системами ЦОД спешно добавляют функции управления облаками, стремясь привлечь клиентов, которые еще не используют подобных решений. Многие ИТ-руководители заинтересованы в создании внутренних облаков, но опасаются осложнений, связанных с безопасностью и производительностью».

В основу технологической стратегии компании VMware, занимающей лидирующие позиции на рынке средств виртуализации, положена идея о том, что компании должны иметь возможность проводить виртуализацию своих ИТ-активов во внутренних облаках, которые будут интегрированы с внешними облаками, также создаваемыми на основе ПО виртуализации VMware.

Реализация этих планов на данном этапе, равно как и наличие у клиентов желания двигаться в указанном направлении, пока остаются под вопросом.

«В идеале клиенты должны иметь возможность переносить нагрузку с внутренних серверов в облако при возникновении такой необходимости, задействовать дополнительные ресурсы, предоставляемые поставщиком услуг, и возвращаться в исходное состояние, когда напряжение спадает, - заметил Джеймс Стейтен, аналитик компании Forrester Research, специализирующийся на технологиях ЦОД. - При этом клиент платит лишь за те ресурсы, которые использует. Но для реализации этих планов на практике нам предстоит пройти еще очень долгий путь».

По мнению ИТ-директоров, находящихся в авангарде облачных тенденций, использование внешнего облака представляется вполне разумным, но в облачной среде контрольные параметры и жесткое управление даже более важны, чем в традиционной среде внутренних ИТ. Особенно если учесть, что выбор средств управления в облаке на сегодняшний день весьма невелик. Перед принятием решения о том, стоит ли использовать вычисления в облаке и каким образом это делать, все указанные вопросы необходимо тщательно проанализировать. Сама идея облака очень проста, а вот механизмы ее реализации и доставки услуг оказываются значительно сложнее. Нужно оценить возможные последствия перехода в облако.

«Здесь гораздо больше нюансов, чем обычно принято указывать», - подчеркнул Стейтен.

Чего ждать от поставщиков услуг в облаке?

Поставщиков различных услуг, особенно базовых приложений и инфраструктурных сервисов, очень много, однако их цены и конкретные предложения сильно отличаются друг от друга. Даже в отношении того, каким образом рассчитывать стоимость услуг в облаке, единого мнения пока нет.

Amazon. Плата за самый известный инфраструктурный сервис Elastic Compute Cloud (EC2) взимается в зависимости от количества потребляемых в месяц терабайт. По мере увеличения объемов расценки постепенно снижаются. Клиенты выбирают интересующие их параметры (в том числе ОС, уровни безопасности, управление доступом и API) и оплачивают услуги в соответствии с объемом потребленных ресурсов.

Google. Услуги электронной почты Gmail для личного пользования предоставляются бесплатно. Для корпораций существуют две версии Google Apps: бесплатная базовая (имеет ограниченный функционал) и платная профессиональная (с расширенными возможностями). Стоимость второго предложения составляет приблизительно 50 долл. в год на одного пользователя. Механизм Google App Engine позволяет создавать на серверах Google виртуальные Web-приложения, написанные на Java или Python. Клиентам бесплатно предоставляется 500 Мбайт дискового пространства и 5 млн просмотров страниц в месяц. Ресурсы, потребляемые сверх этого, оплачиваются дополнительно.

Skytap Virtual Lab. Менее известный сервис Skytap предоставляет платформу, на которой клиенты могут запускать виртуальные машины и приложения, не создавая виртуальной инфраструктуры самостоятельно. Стоимость подписки составляет от 500 долл. в месяц и возрастает по мере увеличения потребляемых ресурсов хранения и передаваемых объемов данных.

VMware vSphere. Компания VMware, занимающая лидирующие позиции на рынке технологий виртуализации, предлагает для облака продукт vSphere. Некоторые поставщики не разделяют стремления VMware развивать частные облака, тем не менее компании удалось заручиться поддержкой целого ряда влиятельных партнеров, которые готовы помочь клиентам в создании среды, объединяющей как частные, так и общедоступные облака.

Microsoft Azure. Гипервизор, построенный на платформе Windows Server 2008, напрямую конкурирует с программным обеспечением виртуализации VMware, а платформа Azure, представленная пока в бета-версии, предлагает реальный выход в облако. За сервисы, позволяющие использовать платформу и базу данных, с клиентов предполагается взимать от 0,12 долл. в час за вычислительную инфраструктуру, от 0,15 долл. за гигабайт данных и от 0,10 долл. за 10 тыс. транзакций. СУБД SQL Azure Web Edition предлагается за 9,99 долл. при обслуживании реляционной базы данных объемом до 1 Гбайт, а версия Business Edition - за 99,99 долл. с базой данных до 10 Гбайт. За. Net Services (набор инструментов, предназначенных для создания приложений в облаке) Microsoft взимает 0,15 долл. за 100 тыс. сообщений, включая сообщения Service Bus и маркеры Access Control.

РИСКИ И АРГУМЕНТЫ ЗА И ПРОТИВ

Преимущества модели вычислений в облаке

Быстрое развертывание. Добавление ресурсов или приложений осуществляется почти мгновенно.

Тарифицированная стоимость. Оплата по факту использования ресурсов хранения, вычислительных мощностей и приложений повышает эффективность затрат на ИТ.

Минимальные капитальные вложения или их полное отсутствие. Расходы не надо окупать в течение многих лет.

Низкая стоимость технического обслуживания или ее полное отсутствие. Поддержка ограничивается рабочей станцией или экраном конфигурации. Физические серверы не затрагиваются.

Низкие затраты. Множество клиентов используют одну и ту же инфраструктуру. Поставщику достаточно закупить партии необходимых ресурсов и переложить амортизацию затрат на клиентов. Благодаря унификации и оптовым закупкам расходы для каждого клиента в пересчете на одно устройство снижаются.

Недостатки модели вычислений в облаке

Отсутствие капитальных затрат. В отличие от капитальных затрат стоимость услуг с течением времени не уменьшается, и налоги за них приходится платить в полном объеме.

Инструменты поддержки и мониторинга пока несовершенны. Возможности проникновения в облако весьма ограниченны, несмотря на заявления компаний BMC, CA, Novell и ряда других об адаптации приложений управления ЦОД к особенностям Amazon EC2 и прочих облачных сервисов.

Незрелость стандартов. Группы Distributed Management Task Force, Cloud Security Alliance и Open Cloud Consortium занимаются разработкой стандартов для унификации управления, переноса данных, обеспечения безопасности и других функций, но готовые стандарты, по мнению аналитиков, появятся не раньше, чем через пару лет.

Риски модели вычислений в облаке

Мобильность данных. Большинство поставщиков услуг в облаке позволяют клиентам загружать и хранить данные, но при использовании чужих приложений приходится мириться с тем, что вы не можете получать все свои данные тем способом, к которому привыкли.

Конфиденциальность. Большинство контрактов с поставщиками услуг в облаке содержат пункты, гарантирующие безопасность и конфиденциальность клиентских данных. Но, поскольку программное обеспечение мониторинга и управления для облаков находится в зачаточном состоянии, возможности клиентов узнать, кто и какие данные просматривает (особенно внутри их собственной организации), весьма ограниченны.

Уровни безопасности. В облаках не принято всех мерить одной меркой. Приложения и услуги, получаемые каждым клиентом, подвергаются настройке. Но возможности адаптации к конкретным требованиям безопасности тут гораздо уже, чем во внутренних ЦОД, где ИТ полностью подчинены реализации бизнес-целей компании.

Интероперабельность. Настраиваемые внутренние приложения, используемые многими клиентами, зачастую несовместимы с общей инфраструктурой облака. Впрочем, многих это устраивает, поскольку вне зоны действия своих сетевых экранов компании согласны использовать лишь приложения весьма общего характера.