Файл: Основные понятия облачных вычислений.pdf

Введение

В последнее время особую популярность среди населения приобретают различные облачные сервисы, основанные на технологии облачных вычислений. Данная технология является сложной комбинацией программных и аппаратных продуктов, обеспечивающих возможности централизованного хранения данных и сетевой доступ к различным сервисам и услугам в Интернете. В основе технологии облачных вычислений лежит концепция совместного использования ресурсов и максимизация эффективности этого процесса.

Актуальностью темы исследования является новизна технологии облачных вычислений, что является показателем не полной изученности данной технологии. Технология получила свое развитие относительно недавно, поэтому некоторые процессы обеспечения данной технологии имеют довольно разрозненную структуру, которая подлежит более тщательной классификации и структуризации. Чаще всего при предоставлении услуг облачных вычислений, поставщики обращают внимание на преимущества программной составляющей, обходя вниманием аппаратный аспект. Именно по этой причине является актуальным рассмотрение инфраструктуры облачных вычислений с точки зрения и программной, и аппаратной составляющей.

Объектом исследования является технология облачных сервисов со всеми их характеристиками, архитектурными особенностями и другими параметрами.

Предметом исследования являются модели обслуживания облачных сервисов: инфраструктура как услуга (IaaS), платформа как услуга (PaaS) и программное обеспечение как услуга (SaaS) и дополнительные.

Целью работы является упорядочивание данных исследования каждой модели обслуживания, полученных при изучении основных подходов, преимуществ и недостатков использования моделей.

Задачами данной работы являются:

• рассмотрение понятия технологии облачных вычислений;
• рассмотрение вопроса безопасности в облачных вычислениях;
• обзор основных перспектив развития облачных вычислений за ближайшие 5 лет;
• аналитический обзор архитектуры облачных вычислений с учетом моделей обслуживания;
• детальное рассмотрение сервисных моделей инфраструктуры как услуги, платформы как услуги и программного обеспечения как услуги.

В основу изучения вопроса облачных вычислений были положены работы таких авторов, как Д. Мол и Д. Риз.

1. Основные понятия облачных вычислений

1.1. Понятие облачных вычислений

Термин облачных вычислений является метафорой и представляет собой компьютерную технологию, основанную на утилитах и использовании вычислительных ресурсов. Облачные вычисления включают в себя развертывание групп удаленных серверов и сетевое программное обеспечение, которые обеспечивают возможность централизованного хранения данных и онлайн-доступ к компьютерным ресурсам и услугам^[1]. Обобщенная структура облачных вычислений представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Структура облачных вычислений

Облачные ресурсы могут быть общественными, приватными или гибридными (рисунок 2). Критика облачных вычислений чаще всего основана на их социальных последствиях. Это случается, когда владельцем удаленного сервера является частое лицо, которое может использовать приватные данные пользователей в личных целях^[2].

Рис. 2. Модели развертывания облачных вычислений

Облачные вычисления представляют собой информационно-технологическую концепцию, которая подразумевает обеспечение по требованию удобного и повсеместного сетевого доступа конфигурируемых вычислительных ресурсов к общему пулу. Ресурсы должны предоставляться оперативно и быть освобожденными с минимальными затратами эксплуатации или обращений к провайдеру. Примерами таких ресурсов могут быть сети передачи данных, сервера, устройства хранения данных, приложения и сервисы — как вместе, так и по отдельности^[3].

Облачные вычисления опираются на совместное использование ресурсов с целью достижения согласованности и экономии масштабов при использовании сетевых утилит. В основе облачных вычислений лежат более широкие понятия конвергентной инфраструктуры и разделения услуг. Также облачные вычисления основываются на максимизации эффективности совместных ресурсов. Облачные ресурсы, как правило, не только разделены между несколькими пользователями, но и могут динамически перераспределяться, согласно поставленным задачам. Например, облачный сервис, базирующийся в Европе, в ночные часы может принимать ресурсы жителей Северной Америки, находящихся в противоположном часовом поясе, причем не обязательно того же назначения.

Сторонники технологии облачных вычислений утверждают, что такой тип инфраструктуры может помочь начинающим компаниям сосредоточиться на проектах и ведении бизнеса, а не налаживать сложную инфраструктуру. Также облачные технологии позволяют предпринимателям получать более быструю работу используемых ими приложений, улучшенную управляемость, минимизацию расходов на обслуживание и более быстрое реагирование^[4].

Частное облако представляет собой инфраструктуру, которая предназначается для использования определенной организацией с несколькими потребителями. Частное облако или находится в собственности самой организации и управляется и эксплуатируется ей же, или является собственностью третьей стороны. Частное облако может физически существовать как внутри, так и вне юрисдикции владельца^[5].

Публичное облако является инфраструктурой, которая предназначается свободному использованию широкой публики. Собственником, осуществляющим управление и эксплуатацию, может являться коммерческая, научная и правительственная организация. Публичное облако может физически существовать внутри юрисдикции владельца.

Гибридное облако представляет собой комбинацию из нескольких разных облачных инфраструктур, которые могут быть частными, публичными или общественными. Инфраструктуры остаются уникальными объектами, но они связаны между собой частными или стандартизованными технологиями передачи приложений и данных^[6].

На сегодняшний день использование сетей с высокой пропускной способностью, низкий уровень затрат на компьютеры и устройства хранения данных, а также внедрение аппаратной виртуализации, сервис-ориентированной архитектуры, автономность и вспомогательные утилиты привели к росту облачных вычислений. На сегодня поставщики облачных технологий получают темпы роста до 50% в год^[7] [2, 3, 5, 6, 10].

1.2. Безопасность в облачных вычислениях

Конфиденциальность должна обеспечиваться по всей цепочке, включающей потребителя облачного решения, поставщика и коммуникаций, связывающих их^[8].

Задачей поставщика является обеспечение программной и физической неприкосновенности данных от посягательств третьих лиц. Не случайно облачные центры обработки данных обычно проектируются с опорой на самые современные стандарты средств безопасности, таких как вопросы шифрование, антивирусная защита и защита от хакерских атак.

Потребителю необходимо вводить в действие на своей стороне соответствующие процедуры и политики, которые исключают передачу третьим лицам прав доступа к информации. В этом смысле объективные преимущества облаков не следует перемешивать с избавлением заказчика от каких-либо усилий по реализации безопасности собственного информационного поля^[9].

Решение задач обеспечения безопасности включает в себя широко известные традиционные решения, и, несмотря на то, что содержит ряд специфических решений, в процессе выполнения традиционных задач оптимизируется для экономии производительности виртуальной среды, добавляя тем самым безопасность.

Уже происходят серьезные сбои в работе оборудования, даже у крупных поставщиков облачных услуг. В мировой практике облачных вычислений известны случаи, в которых потребителю в течение длительного времени не обеспечивался доступ к приложениям. Также нередко случается банальное отключение Интернета по вине вышестоящего провайдера, которое может сделать работу с облачными ресурсами в принципе невозможной^[10].

Очевидно, что перед началом проектов, связанных с выносом тех или иных ИТ-сервисов в облака, заказчикам следует оценивать подобные риски и проводить тщательную инвентаризацию приложений, а только потом принимать решения об архитектуре будущего облачного решения.

Обязательными элементами безопасности в облаках являются:

• альтернативный поставщик облачного решения;
• прозрачное управление поддержанием архивных копий данных;
• альтернативный провайдер интернета в горячем резерве;
• жесткие условия ответственности в соглашениях с поставщиками;
• страхование^[11].

Задачи обеспечения целостности информации в случае применения отдельных облачных приложений, можно решать с помощью систем резервного копирования, современных архитектур баз данных, алгоритмов проверки целостности и других индустриальных решений. Но также могут возникнуть новые проблемы в случаях, когда речь идет об интеграции нескольких облачных приложений от разных поставщиков^[12].

Для тех компаний, у которых вопросы защиты информации стоят очень остро, например, это предприятия, связанные с работой с государственной тайной, военно-промышленным комплексом, или жестко неразглашением данных о частных клиентах, выходом из ситуации является создание частных облаков. Дело в том, что частные облака, в отличие от гибридных или публичных систем, больше всего похожи на виртуализованные инфраструктуры, которые ИТ-отделы крупных корпораций уже научились реализовывать и над которыми они могут сохранять полный контроль. Недостаток защиты информации в публичных облачных системах является главной проблемой проблему, так как большинство инцидентов со взломом происходит именно в публичных облаках^[13] [1, 3, 7].

1.3. Перспективы облачных вычислений

В данный момент наблюдается лишь начальная стадия развития облачных вычислений. Сегодня организации делают лишь неуверенные шаги в сторону облачных вычислений, но уже к 2020 году прогнозируется главенствование облачных вычислений в инфраструктуре предприятий. Это будет достигаться обработкой облачных задач малопотребляющими процессорами, которые будут работать в высокоавтоматизированных центрах обработки данных и поддерживать тесно интегрированную, масштабируемую архитектуру программного обеспечения^[14].

Аналитической группой Forrester прогнозируется рост мирового рынка облачных вычислений к 2020 году до примерно 150 миллиардов долларов, чему поспособствует внедрение облаков в информационную инфраструктуру многих организаций. Также будут развиваться технологии, поддерживающие облачные вычисления, и увеличиваться вычислительные мощности, что снизит цену на облака и сделает их еще доступнее^[15].

Совсем недавно не было никаких сомнений, что благодаря облачным вычислениям в распоряжении организаций и компаний появился новый более совершенный способ управления информационными ресурсами. Спрос от организаций на облачные вычисления порождает соперничество среди поставщиков и изготовителей в предложении потребителям простых в использовании служб с более совершенными функциями управления, низкой ценой и повышенной надежностью. Например, в стремлении снизить затраты на внутреннюю сеть и повысить коэффициент ее использования корпорация Google недавно перевела всю свою внутреннюю сеть на управление посредством программного обеспечения в соответствии со стандартом OpenFlow. Когда этот стандарт получит достаточно широко распространение, он вызовет переворот в отрасли^[16].

В последнее время поставщики инфраструктуры как услуги занимали ведущие позиции в развитии облачных вычислений. Terremark, Rackspace, Amazon Web Services и другие популярные вендоры предоставляют клиентам доступ к вычислениям и хостингу. В будущем поставщики платформы как услуги, такие как Heroku, Engine Yard и RightScale, приобретут большое значение, так как компании захотят получить более совершенные инструменты для миграции все более сложных рабочих информационных нагрузок в облако^[17].

В долгосрочной перспективе порядка 5-6 лет программное обеспечение будет оторвано от аппаратуры, новые технологии будут предоставляться в виде сервиса. Облачные вычисления окончательно превратятся в невидимые.

Чтобы воспользоваться огромным парком доступной через облака аппаратуры каждое приложение в отдельности должно стать сложнее и объемнее, поскольку оно пишется в расчете на использование эффекта масштаба. С ростом сложности и размеров программ акцент в процессе разработки программного обеспечения будет смещаться в сторону модульного программного обеспечения — крупных приложений, компоненты которых могут модифицироваться без прекращения работы программы. Соответственно облачные приложения потребуют от программистов нового склада мышления, особенно в тех случаях, когда они должны взаимодействовать с несколькими облаками. В 2020 году одной из главных проблем станет управление интегрированными сервисами. Это связано с тем, что приложения будут не только размещаться в облаке, но и обращаться к приложениям и к другим облакам, которые размещены в центрах обработки данных различных компаний. Другими словами, различные части приложений будут находиться у сервис-провайдеров и вокруг них^[18].