Файл: Облачные технологии.pdf

Слово «облако» (cloud) использовалось в 1990-х годах для метафорического обозначения Интернета: тогда Глобальная сеть представлялась чем-то загадочным, неопределенным в своих пространственных границах, неотличимым от своих внутренних элементов и быстро изменяющимся. Согласно документу IEEE, опубликованному в 2008 году, «Облачная обработка данных - это парадигма, в рамках которой информация постоянно хранится на серверах в интернете и временно кэшируется на клиентской стороне, например, на персональных компьютерах, игровых приставках, ноутбуках, смартфонах и т. д.»

Многие пользователи полагают, что хранить информацию надо на жестком диске ПК, а если нужно взять ее с собой, то скопировать на портативные носители. Между тем с появлением облачных хранилищ такой подход уже далеко не лучший: гораздо проще и выгоднее разместить файлы в облаке и спокойно менять местоположение, зная, что в любой момент к ним есть доступ при наличии канала в Интернет.

Облачное хранилище данных - модель онлайн-хранилища, в котором данные хранятся на многочисленных, распределённых в сети серверах, предоставляемых в пользование клиентам, в основном третьей стороной. В противовес модели хранения данных на собственных, выделенных серверах, приобретаемых или арендуемых специально для подобных целей, количество или какая-либо внутренняя структура серверов клиенту, в общем случае, не видна. Данные хранятся, а равно и обрабатываются, в так называемом облаке, которое представляет собой, с точки зрения клиента, один большой, виртуальный сервер.

Одной из парадигм развития современных информационных технологий являеся направление Cloud Computing («облачные вычисления» или «облачная обработка данных»), оно содержит специализированный спектр технологий обработки и передачи данных, когда компьютерные ресурсы и мощности предоставляются пользователя как Интернет-сервисы.

Облачные технологии представляют собой технологии вида «клиент-сервер», которые состоят из виртуального сервера (или группы серверов) и нескольких клиентов, которые подключаются к нему с помощью сети Интернет.

Облачная обработка данных как концепция включает в себя понятия:

• инфраструктура как услуга,

• платформа как услуга,

• программное обеспечение как услуг.

Развитие облачных вычислений

Концепция «облачных вычислений» зародилась в 1960 году, когда Джон Маккарти высказал предположение, что когда-нибудь компьютерные вычисления будут производиться с помощью «общенародных утилит».

Но все же датой отсчета современной истории Cloud Computing стал 2006 год, когда компания Amazon, которая уже на тот момент была одной из самых крупных, презентовала миру свою инфраструктуру Web-сервисов, которая была способна обеспечить пользователю не только хостинг, но и предоставить удаленные вычислительные мощности клиенту. Новинку восприняли и одобрили такие гиганты как, Google, Sun и IBM, а в 2008 году о своем интересе в этой области заявила корпорация Micrsoft.

Основные характеристики

Сервис самообслуживания, по мере необходимости (On-demand self-service). Потребитель может самостоятельно обеспечивать себя вычислительными возможностями (средствами и ресурсами), такими как серверное время и сетевые хранилища, по мере необходимости запрашивая их у сервис-провайдера в одностороннем автоматическом режиме, без необходимости взаимодействия с персоналом, представляющим сервис-провайдера.
Свободный сетевой доступ (Broad network access). Запрашиваемые сервисы доступны по сети через стандартные механизмы, поддерживающие использование гетерогенных платформ тонких и толстых клиентов (например, мобильных телефонов, ноутбуков и КПК).
Объединение ресурсов (Resource pooling). Вычислительные ресурсы провайдера организованы в виде совокупности для обслуживания различных потребителей в многопользовательской модели с возможностью динамического назначения и переназначения различных физических и виртуальных ресурсов в соответствии потребителей. Особое значение имеет независимость размещения ресурсов, при котором пользователь, в общем случае, не знает и не контролирует точное физическое местоположение предоставляемых ресурсов, но может специфицировать их расположение на более высоком уровне абстракции (например, страна, штат или центр обработки данных). Примерами таких ресурсов являются системы хранения, обработка данных, память, пропускная способность сети, виртуальные машины.
Быстрая эластичность (Rapid elasticity). Вычислительные возможности могут быть предоставлены быстро и эластично в ряде случаев - автоматически, для оперативного повышения масштабируемости и быстрого освобождения для уменьшения масштабов потребления. Для потребителя эти ресурсы часто представляются как доступные в неограниченном объёме, и могут быть приобретены в любой момент времени в любом количестве.
Измеримый сервис (Measured Service). Облачные системы автоматически контролируют и оптимизируют использование ресурса, за счет использования его на определенном уровне абстракции, соответствующему типу сервиса (например, объёма хранения, обработки данных, полосы пропускания и активных учетных записей пользователей). Использование ресурсов может подвергаться мониторингу, быть контролируемым и сопровождаться отчетностью, обеспечивая прозрачность потребления и для провайдера, и для потребителя использованного сервиса.

Модели развертывания

Частное облако (англ. private cloud) - инфраструктура, предназначенная для использования одной организацией, включающей несколько потребителей (например, подразделений одной организации), возможно также клиентами и подрядчиками данной организации. Частное облако может находиться в собственности, управлении и эксплуатации как самой организации, так и третьей стороны (или какой-либо их комбинации), и оно может физически существовать как внутри, так и вне юрисдикции владельца.
Публичное облако (англ. public cloud) - инфраструктура, предназначенная для свободного использования широкой публикой. Публичное облако может находиться в собственности, управлении и эксплуатации коммерческих, научных и правительственных организаций (или какой-либо их комбинации).
Публичное облако физически существует в юрисдикции владельца - поставщика услуг.
Гибридное облако (англ. hybrid cloud) - это комбинация из двух или более различных облачных инфраструктур (частных, публичных или общественных), остающихся уникальными объектами, но связанных между собой стандартизованными или частными технологиями передачи данных и приложений (например, кратковременное использование ресурсов публичных облаков для балансировки нагрузки между облаками).
Общественное облако (англ. community cloud) - вид инфраструктуры, предназначенный для использования конкретным сообществом потребителей из организаций, имеющих общие задачи (например, миссии, требований безопасности, политики, и соответствия различным требованиям). Общественное облако может находиться в кооперативной (совместной) собственности, управлении и эксплуатации одной или более из организаций сообщества или третьей стороны (или какой-либо их комбинации), и оно может физически существовать как внутри, так и вне юрисдикции владельца.

Модели обслуживания

Программное обеспечение как услуга - SaaS (Cloud Software as a Service). Пользователю предоставляться программные средства - приложения провайдера, выполняемые на облачной инфраструктуре. Приложения доступны с различных клиентских устройств через интерфейс тонкого клиента, такой как браузер. Пользователь не управляет и не контролирует саму облачную инфраструктуру, на которой выполняется приложение, будь то сети, серверы, операционные системы, системы хранения или даже некоторые специфичные для приложений возможности. В ряде случаев, пользователю может быть предоставлена возможность доступа к некоторым

пользовательским конфигурационным настройкам.

Платформа как услуга - PaaS (Cloud Platform as a Service). Пользователю предоставляются платформы с определенными характеристиками для разработки, тестирования, развертывания, поддержки Web-applications и т.д. Благодаря модели PaaS весь перечень операций по разработке, тестированию и разворачиванию Web-applications можно выполнить в одной интегрированной среде, тем самым исключив затраты на поддержку отдельных сред для конкретных этапов. Это позволяет существенно снизить затраты как на приобретение и поддержку оборудования, так и на обслуживание самого сервиса. Яркий пример использования для такой модели - услуги хостинга для Web-сайтов.
Инфраструктура как улсуга - IaaS (Cloud Infrastructure as a Service). Пользователю предоставляются средства обработки данных, хранения, сетей и других базовых (фундаментальных) вычислительных ресурсов, на которых пользователь может развертывать и выполнять произвольное программное обеспечени, включая операционные системы и приложения. Пользователь не управляет и не контролирует саму облачную инфраструктуру, но может контролировать операционные системы, средства хранения, развертываемые приложения и, возможно, обладать ограниченным контролем над выбранными сетевыми компонентами.

Типы облаков

Облака могут быть публичными или частными.

Частное облако - инфраструктура, предназначенная для использования одной организацией, включающей несколько потребителей (например, подразделений одной организации). Частное облако может находиться в собственности, управлении и эксплуатации как самой организации, так и третьей стороны (или какой-либо их комбинации), и она может физически существовать как внутри так и вне юрисдикции владельца.
Публичное облако (англ. public cloud) - инфраструктура, предназначенная для свободного использования широкой публикой. Публичное облако может находиться в собственности, управлении и эксплуатации коммерческих, научных и правительственных организаций (или какой-либо их комбинации). Публичное облако физически существует в юрисдикции владельца - поставщика услуг.
Гибридное облако (англ. hybrid cloud) - это комбинация из двух или более различных облачных инфраструктур (частных, публичных), остающихся уникальными объектами, но связанных между собой стандартизованными или частными технологиями передачи данных и приложений (например, кратковременное использование ресурсов публичных облаков для балансировки нагрузки между облаками).
Общественное облако (англ. community cloud) - вид инфраструктуры, предназначенный для использования конкретным сообществом потребителей из организаций, имеющих общие задачи. Общественное облако может находиться в кооперативной (совместной) собственности, управлении и эксплуатации одной или более из организаций сообщества или третьей стороны (или какой-либо их комбинации), и она может физически существовать как внутри так и вне юрисдикции владельца

На практике границы между всеми этими типами вычислений размыты.

Архитектура облачных систем

Представленные характеристики и модели, разумеется, не позволяют однозначно определить понятие облачных систем. Это скорее всего попытка систематизировать реальный опыт построения сервис-ориентированных систем, имеющихся на сегодняшний день.

Различаются следующие уровни архитектуры облачных вычислений:

Уровень клиента - это клиентское программное обеспечение, используемое для доступа к облачным сервисам (например, Web-браузер).
Уровень сервисов - это сами сервисы, используемые через облачную модель.
Уровень приложений - это программы, доступные через облако и не требующие инсталляции на компьютере пользователя.
Уровень платформы - это программная платформа, объединяющая полный набор инструментов для развертывания и использования облачных вычислений на пользовательском компьютере.
Уровень памяти - поддержка хранения данных пользователя и доступа к ним через облако.
Уровень инфраструктуры - предоставление полной виртуализированной платформы через облако.

В архитектуре реализованы следующие требования:

Создание эластичного пула виртуальных ресурсов.
Обеспечение эластичного масштабирования.
Механизм доставки сервисом on-demand.
Безопасность систем и процессов.
Автоматизация процессов управления ИТ.

Достоинства и недостатки облачных вычислений

Достоинства облачных вычислений

снижаются требования к вычислительной мощности ПК (непременным условием является только наличие доступа в интернет);
отказоустойчивость;
безопасность;
высокая скорость обработки данных;
снижение затрат на аппаратное и программное обеспечение, на обслуживание и электроэнергию;
экономия дискового пространства (и данные, и программы хранятся в интернете).

Недостатки облачных вычислений