Файл: Облачные вычисления.pdf

По итогам данной главы можно сделать вывод, что облачные вычисления являются очень обширной технологией, которая охватывает множество различных сфер. В зависимости от характеристик предоставляемой услуги, можно использовать сервис практически в любой организации или частным лицом.

2. Основные модели предоставления услуг

2.1. Архитектура облачных вычислений

Облачные сервисы можно представить в виде многослойной модели, состоящей из слоев инфраструктуры как услуги, платформы как услуги и программного обеспечения как услуги.. Базисом или фундаментом облачных сервисов является физическая инфраструктура, то есть хранилища, сети, серверы и системное программное обеспечение облачного дата-центра^[18] [1].

Архитектура облачных вычислений представлена на рисунке 3.

Рис. 3. Схема использования моделей обслуживания в облачных вычислениях

2.2. Инфраструктура как услуга. Модель IaaS

Первый слой услуг облачных вычислений представляет собой инфраструктуру, предоставляющую пользователю сетевую и компьютерную инфраструктуры, а также ее обслуживание в форме виртуальной инфраструктуры, то есть, базируясь на физической инфраструктуре центров обеспечения доступа или дата-центров, поставщиком создается виртуальная инфраструктура, предоставляемая пользователям в качестве сервиса. Виртуализация позволяет осуществить преобразование физической инфраструктуры дата-центров в виртуальную. Именно таким образом создается первый слой облачных услуг – «Инфраструктура как услуга»^[19].

В наиболее базовой модели облачных услуг и в соответствии с IETF, поставщики IaaS предлагают компьютерные физические или чаще виртуальные ресурсы. Гипервизор запускает виртуальные машины в качестве гостей. Облачные гипервизоры в режиме оперативной поддержки системы могут поддерживать большое количество виртуальных машин и способны оказывать комплексные услуги в соответствии с меняющимися требованиями клиентов. В качестве примеров гипервизоров можно представить Hyper-V, Oracle VirtualBox, Xen, VMware ESX / ESXi или KVM. Инфраструктура облачных вычислений часто предлагает дополнительные ресурсы, такие как образа диска библиотеки виртуальной машины, хранилища данных, брандмауэры, IP-адресацию, виртуальную локальную сеть (VLAN) и пакеты программного обеспечения. Поставщики инфраструктуры облачных вычислений поставляют эти ресурсы по требованию из центров обработки данных^[20].

При использовании технологии виртуализации ресурсов, физическое оборудование разделяется между пользователями на несколько частей, которые используются для выполнения текущих задач. К примеру, на единичном физическом сервере можно запустить множество виртуальных. На каждом виртуальном сервере пользователю будет выделено время доступа к ним для решения задач. Виртуализация может быть реализована как на программном уровне, так и на аппаратном^[21].

Исходя из этой технологии, пользователю предоставляются абстрактные гибкие вычислительные мощности, то есть не сам сервер, а лишь серверное время для обработки определенных задач; не источники хранения данных, а пространство на них; не каналы связи, а сетевая пропускная способность этих каналов.

Помимо виртуализации для создания IaaS используется автоматизация, обеспечивающая динамическое распределение ресурсов без участия персонала поставщика услуг, то есть система автоматически уменьшает или добавляет дисковое пространство для хранения данных, количество виртуальных серверов, или изменяет сетевую пропускную способность каналов связи. Виртуализация и автоматизация обеспечивают эффективность использования вычислительных ресурсов и снижение стоимость аренды облачной услуги IaaS^[22].

Чаще всего пользователями IaaS являются корпоративные компании. Данный вид пользователей получает интегрированные ресурсы для создания своей собственной вычислительной инфраструктуры. В случае предоставления такого сервиса пользователь должен самостоятельно совершить установку и настройку операционной системы и необходимых программ для выполнения производственных задач или для разработки приложений.

Концепция IaaS позволяет пользователю приобретать только вычислительные мощности, необходимые для выполнения определенных задач. В состав дополнительных услуг IaaS может входить подключение любого физического оборудования пользователя к облачной платформе и его размещение в сети дата-центров^[23].

Инфраструктура как сервис является решением корпоративного уровня направленным на предприятия разного масштаба. Инфраструктура может быть размещена как в самом центре обработки данных предприятия, так и во внешнем дата-центре владельца облачного ресурса. Услуги IaaS предназначены для создания и использования защищенных частных, публичных и гибридных облачных сред (рисунок 2). Поставщикам доступно построение гибридных облачных конфигураций, в которых они объединяют локальные сети офиса заказчика с сетями облачной платформы^[24].

Помимо предоставления инфраструктуры корпоративным пользователям, к услугам облачных вычислений IaaS относится также облачный хостинг, представляющий собой хостинг, который обеспечивает динамическое распределение ресурсов, обладает возможностью автоматического масштабирования ресурсов и имеет повышенную отказоустойчивость. Облачный хостинг является существенной альтернативой виртуальному хостингу, хостингу на виртуальном или физическом выделенных серверах^[25] [1, 4, 5, 7].

2.3. Платформа как услуга. Модель PaaS

Второй слой услуг облачных вычислений представляет собой платформа как сервис (PaaS) и является категорией услуг облачных вычислений, которая обеспечивает платформу, позволяющую заказчикам разрабатывать, запускать и управлять веб-приложениями без сложностей создания и поддержания инфраструктуры, которые обычно присутствуют при разработке и запуске приложений. Платформа как сервис может поставляться двумя способами^[26]:

в качестве общественного облачного сервиса от поставщика, где потребитель программного управления контролирует развертывание и конфигурирование, а поставщик обеспечивает сетью, серверами, системой хранения и другими услуги для размещения приложения потребителя;
в качестве программного обеспечения, установленного в частных центрах обработки данных или публичной инфраструктуры как сервиса, управляемой внутренним ИТ-департаментом^[27].

Идея PaaS была впервые реализована в Интернете как сервисы Amazon Web Services (AWS) и Salesforce.com. В апреле 2008 года компания Google запустила App Engine с бесплатной пробной версией, ограниченной 10000 разработчиков. Это было сделано для того, чтобы «превратить Интернет облачных вычислений пространство полноценной промышленности практически за одну ночь».

Первоначальной целью PaaS было упрощение процесса написания кода для разработчиков, с инфраструктурой и операциями, находящимися под опекой поставщика PaaS. Первоначально все сервисы PaaS находились в публичном облаке. Так как многие компании не хотят иметь все возможности публичного облака, были созданы частные и гибридные варианты PaaS (под руководством внутренних ИТ-отделов)^[28].

PaaS предоставляет разработчикам и компаниям среду для создания, приема и развертывания приложений, защищая разработчиков от сложностей со стороны инфраструктуры (установка, настройка и управление элементами, такими как серверы и базы данных). PaaS могут улучшить скорость разработки приложений и позволяют потребителю сосредоточиться на самом приложении. С PaaS потребитель управляет приложениями и данными, в то время как поставщик (в общественном PaaS) или ИТ-отдел (в частном PaaS) управляют выполнением, промежуточным программным обеспечением, операционной системой, виртуализацией, серверами, хранением и сетями. Средства разработки, предоставляемые поставщиком, настроены в соответствии с потребностями пользователя. Пользователь может выбрать сохранение программного обеспечения или поддержку его поставщиком^[29].

Предложения PaaS также могут включать средства для разработки приложений, разработки программного обеспечения, тестирования и развертывания, а также такие услуги, как сотрудничество по команде, интеграция и сортировка веб-сервисов, работа с базами данных, безопасность, масштабируемость, хранение, обновление версий, инструментарий приложений и содействие сообщества разработчиков. Кроме инженерно-технических аспектов обслуживания, предложения PaaS включают в себя механизмы для управления услугами, например, мониторинг и документооборот^[30].

Преимуществом PaaS в первую очередь является возможность для программирования высокого уровня резкого снижения сложности; разработка приложений может быть более эффективной, так как она встроена в инфраструктуру; облегченное поддержание и усиление приложений. Это также может быть полезно в ситуациях, когда несколько разработчиков работают над одним проектом с участием сторон, которые находятся далеко^[31].

Основным недостатком PaaS является возможность ограничения определенной платформой. Тем не менее, большинство PaaS’ов относительно свободны. Другими возможными недостатками могут быть относительная молодость модели облачных услуг, отсутствие поддержки .NET многими поставщиками, и сложность в понимании значений и определений PaaS теми, кто работает в области ИТ^[32].

Существуют несколько типов PaaS, в том числе публичные, частные и гибридные. PaaS была первоначально предназначена в качестве прикладного решения для публичного облака, а впоследствии расширилась до частных и гибридных вариантов^[33].

Публичная PaaS происходит от программного обеспечения как услуги (SaaS), и находится в области облачных вычислений между SaaS и IaaS. SaaS является обеспечением, размещенным в облаке, так что не имеет значения, располагается оно на жестком диске или занимает место на сервере. IaaS предоставляет услуги виртуального хранения от поставщика с регулируемой масштабируемостью. С IaaS, пользователь по-прежнему должен управлять сервером, а с PaaS управление сервером осуществляется поставщиком.

Частные PaaS как правило, могут быть загружены и установлены либо в локальной инфраструктуре компании либо в общедоступном облаке. После установки программного обеспечения на одном или нескольких компьютерах, частная PaaS собирает приложения и базы компонентов в единую платформу хостинга^[34].

Провайдер облачной платформы может взимать плату с потребителей в зависимости от уровня потребления, тарификация возможна по времени работы приложений потребителя, по объёму обрабатываемых данных и количеству транзакций над ними, по сетевому трафику. Провайдеры облачных платформ достигают экономического эффекта за счёт использования виртуализации и экономии на масштабах, когда из множества потребителей в одно и то же время лишь часть из них активно использует вычислительные ресурсы, потребители — за счёт отказа от капитальных вложений в инфраструктуру и платформы, рассчитанных под пиковую мощность и непрофильных затрат на непосредственное обслуживание всего комплекса^[35].

В 2011 году мировой рынок публичных PaaS оценён в сумму около 700 миллионов долларов, в числе 10 крупнейших провайдеров указываются:

Amazon.com с платформой Beanstalk;
Salesforce.com с платформами Force.com, Heroku и Database.com;
LongJump;
Microsoft с платформой Windows Azure;
IBM с платформой Bluemix;
Red Hat с платформой OpenShift;
VMWare с платформой Cloud Foundry;
Google с платформой App Engine;
CloudBees;
Engine Yard^[36].

В 2012 году в OASIS предложен стандарт для прикладного программного интерфейса управления облачными платформами CAMP, определяющий унифицированные форматы для команд программного управления облачными платформами^[37] [1, 2, 5-8, 10, 11].

2.4. Программное обеспечение как услуга. Модель SaaS

Третий слой услуг облачных вычислений представляет собой Программное обеспечение как услугу (SaaS) и является модель обеспечения лицензирования и доставки, в которой программное обеспечение лицензируется на основе подписки и располагается на центральном хостинге. Такую методичку называют «предоставлением по требованию» программного обеспечения. SaaS, как правило, обеспечивает доступ пользователей с помощью тонкого клиента через веб-браузер. SaaS стала распространенной моделью поставки для многих бизнес-приложений, включая^[38]: