Файл: Облачные сервисы (Amazon Web Services ).pdf

ВВЕДЕНИЕ

Облачные технологии — это модель предоставления повсеместного и удобного сетевого доступа к общему пулу конфигурируемых вычислительных ресурсов (например, серверы, приложения, сети, системы хранения и сервисы), которые могут быть быстро предоставлены и развернуты с минимальными усилиями по управлению и необходимости взаимодействия с провайдером.

Облачные сервисы являются неотъемлемой частью цикла обратной связи в автономных вычислениях, позволяя бизнесу масштабироваться по требованию и выполнять автоматическое восстановление в процессе работы. Облачные вычисления предоставляют инструменты и технологии для создания данных и вычислений интенсивных параллельных приложений с гораздо более доступными ценами по сравнению с традиционными методами параллельных вычислений. В этом и заключается актуальность данной работы.

Цель данной работы заключается в анализе облачных сервисов, которые предоставляют различные облачные решения.

Объектом исследования работы являются облачные технологии, а предметом исследования обзор решений ведущих поставщиков облачных технологий.

В рамках работы необходимо решить следующие задачи:

• раскрыть понятие “облачные технологии”;
• описать модели развертывания облачных сервисов;
• проанализировать наиболее известные облачные сервисы;
• провести сравнительный анализ облачных систем;
• изучить соответствующую литературу.

Для решения поставленных выше задач была изучена соответствующая литература, список представлен в последнем разделе данной работы.

1. Анализ предметной области

1.1 Понятие «облачные технологии»

Облачные вычисления — это общие пулы настраиваемых ресурсов компьютерной системы и сервисы более высокого уровня, которые могут быть быстро обеспечены минимальными усилиями по управлению, в основном через интернет. Облачные вычисления основываются на совместном использовании ресурсов для достижения согласованности и экономии на масштабах, аналогичных общедоступной сети. [4]

Эти облака позволяют организациям сосредоточиться на своем основном бизнесе, а не тратить ресурсы на компьютерную инфраструктуру и обслуживание. Облачные вычисления позволяют компаниям избегать или минимизировать затраты на ИТ-инфраструктуру. Сторонники также утверждают, что облачные вычисления позволяют предприятиям быстрее запускать свои приложения, улучшая управляемость и получая меньшие затраты на обслуживание, а также позволяют ИТ-специалистам быстрее настраивать ресурсы для удовлетворения изменяющегося и непредсказуемого спроса.

Наличие высокопроизводительных сетей, недорогих компьютеров и устройств хранения данных, а также широкое внедрение аппаратной виртуализации, сервис-ориентированной архитектуры и автономных и полезных вычислений привели к росту облачных вычислений.

В то время как термин «облачные вычисления» был популяризирован с выпуском Amazon.com в апреле 2006 года в качестве продукта Elastic Compute Cloud, первые отссылки на фразу «облачные вычисления» появились еще в 1996 году, с первым упоминанием во внутреннем документе Compaq. [8]

Символ облака использовался для представления сетей вычислительного оборудования в оригинальной ARPANET еще в 1977 году и CSNET к 1981 году — обоих предшественников в самом Интернете. Слово облако использовалось как метафора для интернета, а стандартизованная облачная форма использовалась для обозначения сети на схемах телефонии.

Термин «облако» использовался для обозначения платформ для распределенных вычислений уже в 1993 году, когда Apple выделила General Magic и AT&T, использовав ее при описании своих (парных) технологий Telescript и PersonaLink.

Облачные вычисления имеют общие характеристики:

• клиент-серверная модель — вычисления клиент-сервер широко распространяются на любое распределенное приложение, которое различает поставщиков услуг (серверов) и поставщиков услуг (клиентов);
• компьютерное бюро — бюро обслуживания, предоставляющее компьютерные услуги, особенно с 1960-х по 1980-е годы;
• параллельные вычисления — «Форма распределенных и параллельных вычислений, при которой «супер и виртуальный компьютер» состоит из кластера, слабо связанных компьютеров, действующих совместно для выполнения очень больших задач»;
• интеллектуальная вычислительная система — распределенная вычислительная парадигма, которая обеспечивает услуги передачи данных, вычислений, хранения и приложений ближе к клиентским или почти пользовательским пограничным устройствам, таким как сетевые маршрутизаторы. Кроме того, облачные вычисления обрабатывают данные на сетевом уровне, на интеллектуальных устройствах и на стороне клиента конечного пользователя (например, мобильные устройства) вместо отправки данных в удаленное место для обработки;
• компьютер для мэйнфреймов — мощные компьютеры, используемые в основном крупными организациями для критически важных приложений, обычно массовые обработки данных, такие как: перепись, статистика отрасли и потребителей, полиции и секретных разведывательных служб, планирование ресурсов предприятия, и обработки финансовых транзакций;
• полезные вычисления — «упаковка вычислительных ресурсов, таких как вычисление и хранение, как услуга, подобная традиционной общественной утилите, такой как электричество»;
• peer-to-peer распределенная архитектура без необходимости центральной координации, участники - как поставщики, так и потребители ресурсов (в отличие от традиционной модели клиент-сервер);
• зеленые вычисления;
• облачная песочница — живая, изолированная компьютерная среда, в которой может работать программа, код или файл, не затрагивая приложение, в котором оно выполняется.

Облачные вычисления демонстрируют следующие ключевые характеристики:

• удобство для организаций может быть улучшена, поскольку облачные вычисления могут повысить гибкость пользователей при повторном предоставлении, добавлении или расширении ресурсов технологической инфраструктуры;
• снижение затрат заявлено облачными провайдерами, модель доставки с использованием облачных вычислений преобразует капитальные затраты (например, покупая серверы) в операционные расходы. Это якобы снижает барьеры для входа, поскольку инфраструктура обычно предоставляется третьей стороной и не нуждается в приобретении для одноразовых или нечастых интенсивных вычислительных задач. Ценообразование на основе вычислительной техники «мелкозернистая», с вариантами выставления счетов на основе использования. Кроме того, для реализации проектов, использующих облачные вычисления, требуется меньше внутренних навыков ИТ;
• независимость от устройства и местоположения позволяет пользователям получать доступ к системам с использованием веб-браузера независимо от их местоположения или того, какое устройство они используют (например, ПК, мобильный телефон). Поскольку инфраструктура за пределами площадки (как правило, предоставляется сторонней организацией) и доступ через Интернет, пользователи могут подключиться к ней из любого места.

Обслуживание приложений для облачных вычислений проще, потому что их не нужно устанавливать на компьютер каждого пользователя и к ним можно получить доступ из разных мест (например, в разных местах работы, во время путешествия и т.д.).

Многоуровневое взаимодействие позволяет распределять ресурсы и затраты через большой пул пользователей, что позволяет:

• централизация инфраструктуры в местах с более низкими затратами (например, недвижимость, электричество и т. д.);
• максимальная грузоподъемность увеличивается (пользователям не нужно разрабатывать и оплачивать ресурсы и оборудование для удовлетворения их максимально возможных уровней нагрузки);
• использования и повышения эффективности систем, которые часто используются только на 10-20%. [5, 11]

Производительность контролируется ИТ-специалистами от поставщика услуг, а согласованные и слабосвязанные архитектуры строятся с использованием веб-сервисов в качестве системного интерфейса.

Производительность может быть увеличена, когда несколько пользователей могут работать с одними и теми же данными одновременно, вместо того, чтобы ждать их сохранения и отправки по электронной почте. Время может быть сохранено, так как информация не требуется повторно вводить при сопоставлении полей, а также пользователям не нужно устанавливать обновления программного обеспечения на свой компьютер.

Надежность улучшается за счет использования нескольких избыточных сайтов, что делает хорошо разработанные облачные вычисления подходящими для непрерывности бизнеса и аварийного восстановления.

Масштабируемость и эластичность посредством динамического («по требованию») предоставления ресурсов на мелкозернистой основе самообслуживания в ближайшем реальном времени без необходимости инженеров для пиковых нагрузок. Это дает возможность масштабироваться, когда потребность в использовании увеличивается или уменьшается, если ресурсы не используются.

Безопасность может улучшиться из-за централизации данных, увеличения ресурсов, ориентированных на безопасность, и т.д. Но проблемы могут сохраняться в связи с потерей контроля над некоторыми конфиденциальными данными и отсутствием безопасности для сохраненных ядер. Безопасность часто бывает лучше, чем другие традиционные системы, отчасти потому, что поставщики услуг могут выделять ресурсы для решения проблем безопасности, которые многие клиенты не могут решить, или которым им не хватает технических навыков для решения. Тем не менее, сложность безопасности значительно возрастает, когда данные распределяются по более широкой области или по большему числу устройств, а также в многопользовательских системах, совместно используемыми несвязанными пользователями. Кроме того, пользовательский доступ к журналам аудита безопасности может быть трудным или невозможным. Частные облачные установки частично мотивированы стремлением пользователей сохранить контроль над инфраструктурой и избежать потери контроля над информационной безопасностью.

1.2 Модели предоставления и развертывания облачных сервисов

Ниже представлены сервисные модели облачных вычислений.

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.

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.

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. [14]

Модели развертывания облачных вычислений, т.е. cloud computing представлены на рисунке 1.

Private cloud (частное облако) — инфраструктура, предназначенная для использования облачных вычислений в масштабе одной организации.

Community cloud (облако сообщества) — облачная инфраструктура, которая предназначена для исключительного использования облачных вычислений определенным сообществом потребителей от организаций, которые решают общие проблемы.

Public cloud (публичное облако) — инфраструктура, предназначенная для свободного использования облачных вычислений широкой публикой.

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. [14]

Рисунок 1 — Модели развертывания облачных вычислений

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.