Файл: Облачные сервисы (Теоретические основы облачных технологий).pdf

ВВЕДЕНИЕ

На компьютере мы храним файлы, которые необходимы для работы, учебы, а также в иных сферах деятельности. Можно представить, в какую ярость приходят люди, когда на компьютере «слетает» операционная система или ломается жесткий диск, и не все файлы возможно впоследствии восстановить. Важные документы можно хранить на флэш-картах, но не всегда удобно носить ее с собой (с работы домой и наоборот), постоянно «перекидывать» файлы туда и обратно. Носить постоянно ноутбук или планшетный компьютер - это тоже не удобный вариант, а ведь подсознательно хочется, что бы эти файлы всегда были рядом, под рукой. Кроме того, не всегда хватает памяти жесткого диска на компьютере, а файл необходимо сохранить на своем компьютере. И возникает такой вопрос: «Что же удалять, если все нужно?».

Выходом в такой ситуации могут служить «Облачные сервисы».

В связи с постоянным развитием Интернета и ИТ - технологий, данная тема является актуальной.

Целью курсовой работы является выявление основных направлений развития облачных сервисов.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1. Рассмотреть понятие и историю возникновения облачных технологий.
2. Охарактеризовать основные направления и виды облачных технологий.
3. Сравнить возможности популярных облачных сервисов.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБЛАЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.1 Понятия и история возникновения облачных технологий

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. Зафиксированное в статье под заголовком «ORGs for Scalable, Robust, Privacy-Friendly Client Cloud Computing» определение «облачных вычислений» гласит: «Это тот случай, когда информация постоянно хранится на серверах в Сети и временно сохраняется на стороне клиента — например, на настольных компьютерах, планшетах, ноутбуках, мини-компьютерах и так далее» [8].

Впервые идея того, что сегодня называется «облачными вычислениями» была озвучена Д. Ликлайдером в 1960 году. Идея заключалась в том, что каждый человек на планете будет подключен к сети, из которой он будет получать не только данные, но и программы. Другой ученый, Джон Маккарти высказал идею о том, что вычислительные мощности будут предоставляться пользователям как услуга (сервис) [9].

В 90-е гг. происходит быстрое развитие Интернет, оказывающее косвенное влияние на развитие облачных технологий. Значительно увеличилась пропускная способность сетей, расширилась география охвата. Наряду с развитием компьютерных сетей усовершенствовались аппаратные технологии, появились многоядерные процессоры, значительно увеличился объем хранилищ информации. Все это привело к развитию следующих компьютерных технологий, обеспечивших возможность появления облачных сервисов [1]:

• виртуализация — процесс удаленного доступа к вычислительным мощностям;
• ASP — технологии создания веб-приложений и веб-сервисов;
• SOA — сервис-ориентированная архитектура, обеспечивающая использование независимых сервисов с четко определенными интерфейсами, которые для выполнения своих задач могут быть вызваны неким стандартным способом;
• Web 2.0 — методика проектирования систем, которые путем учета сетевых взаимодействий становятся тем лучше, чем больше людей ими пользуются;
• системы разработки (development framework) — программная среда разработки мультиагентных систем и приложений;
• распределенные масштабируемые вычисления — способ решения трудоемких вычислительных задач с использованием нескольких компьютеров, чаще всего объединенных в параллельную вычислительную систему;
• grid—вычисления — форма распределенных вычислений, в которой «виртуальный суперкомпьютер» представлен в виде кластеров соединенных с помощью сети слабосвязанных гетерогенных компьютеров, работающих вместе для выполнения огромного количества заданий (операций, работ);
• utility computing — «коммунальные вычисления», когда заказывается услуга исполнения особо сложных вычислений или хранения массивов данных;
• программное обеспечение с открытым кодом — исходный код таких программ доступен для просмотра, изучения и изменения, что позволяет пользователю принять участие в доработке самой открытой программы, использовать код для создания новых программ и исправления в них ошибок [4].

Дальнейшее развитие технологий облачных вычислений произошло в середине 2000-х гг. В 2006 г. компания Amazon запустила сервис под названием Elastic Compute cloud (EC2) как веб-сервис, который позволял его пользователям запускать свои собственные приложения. Через год свои облачные услуги предложили такие гиганты IT-индустрии, как Google, Sun и IBM.

В 2008 г. корпорация Microsoft предложила не просто сервис, а полноценную облачную операционную систему Windows Azure, которая на сегодняшний день является одной из самых крупных и всеохватывающих проектов в сфере облачных сервисов.

В 2010 г. появились облачные сервисы, ориентированные не просто на разработчиков программного обеспечения, а на простых пользователей.

На сегодняшний день выделяют три этапа развития облачных технологий, предложенных компанией «Gartner» (см. таблицу 1) [1]:

Таблица 1

Этапы развития облачных технологий

Развитие аппаратного обеспечения способствовало не столько быстрому росту облачных технологий, сколько доступности данной технологии для малого бизнеса и индивидуальных лиц. Что касается технического прогресса, то значительную роль в этом сыграло увеличения емкости накопителей информации.

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 также и обрабатываются, в так называемом облаке, которое представляет собой, с точки зрения клиента, один большой, виртуальный сервер. 

1.2 Виды облаков

Облака разделяют на частные, публичные, гибридные и клановые [3].

1. Частное облако

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.

1. Публичное облако

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).

1. Гибридное облако

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).

1. Клановое облако или облако сообщества

Облако сообщества (англ. community cloud) - вид инфраструктуры, предназначенный для использования конкретным сообществом (кланом) 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.

1.3 Основные направления развития облачных технологий

Можно выделить четыре основных направления развития облачных технологий [4]:

1. IaaS;
2. PaaS;
3. SaaS;
4. *aaS.

Некоторые продукты напрямую предоставляют пользователям такие Internet-сервисы, как системы хранения, программное обеспечение промежуточного слоя, поддержка совместной работы и базы данных.

1. Инфраструктура как услуга (IaaS, англ. Infrastructure-as-a-Service) предоставляется как возможность использования облачной инфраструктуры для самостоятельного управления ресурсами обработки, хранения, сетями и другими фундаментальными вычислительными ресурсами. Например, потребитель может устанавливать и запускать произвольное программное обеспечение, которое может включать в себя операционные системы, платформенное и прикладное программное обеспечение. Потребитель может контролировать операционные системы, виртуальные системы хранения данных и установленные приложения, а также обладать ограниченным контролем за набором доступных сетевых сервисов (например, межсетевым экраном, DNS). Контроль и управление основной физической и виртуальной инфраструктурой облака, в том числе сети, серверов, типов используемых операционных систем, систем хранения осуществляется облачным провайдером. Примеры пользователей: системные разработчики, администраторы, ИТ-менеджеры.
2. Платформа как услуга (PaaS, англ. Platform-as-a-Service) – модель, когда потребителю предоставляется возможность использования облачной инфраструктуры для размещения базового программного обеспечения для последующего размещения на нём новых или существующих приложений (собственных, разработанных на заказ или приобретённых тиражируемых приложений). В состав таких платформ входят инструментальные средства создания, тестирования и выполнения прикладного программного обеспечения — системы управления базами данных, связующее программное обеспечение, среды исполнения языков программирования — предоставляемые облачным провайдером. Контроль и управление основной физической и виртуальной инфраструктурой облака, в том числе сети, серверов, операционных систем, хранения осуществляется облачным провайдером, за исключением разработанных или установленных приложений, а также, по возможности, параметров конфигурации среды (платформы). Примеры пользователей: разработчики приложений, тестировщики, админисраторы.
3. Программное обеспечение как услуга (SaaS, англ. Software-as-a-Service) – модель, в которой потребителю предоставляется возможность использования прикладного программного обеспечения провайдера, работающего в облачной инфраструктуре и доступного из различных клиентских устройств или посредством тонкого клиента, например, из браузера (например, веб-почта) или посредством интерфейса программы. Контроль и управление основной физической и виртуальной инфраструктурой облака, в том числе сети, серверов, операционных систем, хранения, или даже индивидуальных возможностей приложения (за исключением ограниченного набора пользовательских настроек конфигурации приложения) осуществляется облачным провайдером. Примеры пользователей: бизнес-пользователи, администраторы приложений.

Другие *aaS:

DaaS (Desktop-as-a-Service) предлагает каждому пользователю стандартизированное виртуальное рабочее место, с возможностью настройки и установки других программ. Доступ осуществляется по сети посредством тонкого клиента, которым может быть что угодно отобычного ПК до смартфона (Google Chrome OS). 

CaaS (Communications-as-a-Service) – сочетания программно-аппаратных средств для организации всех видов общения (голос, почта) между сотрудниками одного предприятия за счёт сторонних решений.

Альтернативный вариант SaaS продвигает корпорация Microsoft, называется он S+S (Software+Services) и сочетает в себе сильные стороны типичного SaaS и обычного доступного приложения. Это обычное ПО, но с ориентацией на удалённые сервисы. Вычисления в облаке превращаются в серьезную технологическую тенденцию — многие эксперты полагают, что в ближайшие пять лет cloud computing изменит не только ИТ-процессы, но и сам рынок информационных технологий. Благодаря этой технологии пользователи устройств самых разных видов, в том числе ПК, ноутбуков, смартфонов и КПК, смогут получать доступ к программам, системам хранения и даже к платформам разработки приложений по Internet, через сервисы, предлагаемые провайдерами вычислений в облаке, причем ресурсы в этом случае размещаются на серверах провайдеров. 

Исходя из всего выше перечисленного, можно сделать вывод, что при использовании облачных вычислений потребители информационных технологий могут существенно снизить капитальные расходы: на построение центров обработки данных, закупку серверного и сетевого оборудования, аппаратных и программных решений по обеспечению непрерывности и работоспособности — так как эти расходы поглощаются провайдером облачных услуг. Кроме того, длительное время построения и ввода в эксплуатацию крупных объектов инфраструктуры информационных технологий и высокая их начальная стоимость ограничивают способность потребителей гибко реагировать на требования рынка, тогда как облачные технологии обеспечивают возможность практически мгновенно реагировать на увеличение спроса на вычислительные мощности.

При использовании облачных вычислений затраты потребителя смещаются в сторону операционных — таким образом классифицируются расходы на оплату услуг облачных провайдеров.

ГЛАВА 2. ОБЗОР ОБЛАЧНЫХ СЕРВИСОВ