Что такое облачные сервисы? Программное обеспечение как услуга.

В этом разделе показано, как можно использовать облачные вычисления при обучении основам программирования. Приводится подробный пример работы с Web -сервисом, позволяющим создавать и отлаживать учебные программы на любом языке программирования с помощью облачного сервиса сайта http://ideone.com .

Современная практика программирования предполагает активное использование специализированных интегрированных средств разработки ( IDE – Integrated Development Environment ). Их использование связано со следующими двумя сложностями:

Настройка и установка IDE требует высокой квалификации системного администратора.
Современные IDE достаточно требовательны к ресурсам вычислительной машины, на которой они используются.

Поясним каждый пункт подробно. Для обеспечения полнофункциональной работы IDE требуется, чтобы квалификация системного администратор , осуществляющего установку, настройку и поддержку IDE была достаточно высока. Это приводит к необходимости нанимать в учебные заведения на должность системного администратора высококвалифицированных сотрудников, заработная плата которых может оказаться существенной статьёй расходов в бюджете образовательного учреждения.

Более того, затраты образовательного учреждения могут возрасти вследствие того, что современные IDE требуют наличия высокопроизводительных вычислительных машин. Например, одна из самых распространенных IDE Microsoft Visual Studio 2012 требует для нормальной работы процессор мощностью 1,6 ГГц или выше, 1 ГБ ОЗУ (или 1,5 ГБ для виртуальной машины), 10 ГБ свободного дискового пространства . Для большинства задач образовательных учреждений не требуется компьютеров с такой высокой производительностью, поэтому их покупка может оказаться недопустимой роскошью.

Обе указанные проблемы позволяет решить применение облачных технологий при обучении программированию. В настоящее время существуют большое количество так называемых онлайн - IDE , которые не требуют установки на компьютер пользователя и которые требуют для запуска лишь наличие Интернет -браузера. Системные требования браузеров к оборудованию вычислительной машины традиционно являются скромными. Например, популярный Веб- браузер Mozilla Firefox 17 требует для установки процессор от 1300 МГц, 512 МБ ОЗЦ и 200 МБ свободного дискового пространства , что существенно меньше приведённых ранее цифр для IDE Microsoft Visual Studio 2012.

Рассмотрим ниже, как можно использовать онлайн - IDE в учебных заведениях для обучения основам программирования на примере http://ideone.com . Этот сервис позволяет в режиме онлайн создавать тексты программ на разных языках программирования и запускать эти программы на исполнение с возможностью анализа полученных результатов. Основные рабочие элементы Ideone показаны на рис. 2.1 .

Рис. 2.1.

В поле "А " необходимо ввести текст программы, а в поле "В " нужно выбрать используемый язык программирования , затем нужно нажать кнопку "Отправить ". В указано, что Ideone поддерживает работу со следующими 55 популярными языками программирования: Ada , Assembler , AWK , Bash , bc, Brainf**k, C, C#, C++, C++ 0x, C99 strict , CLIPS , Clojure, COBOL , Common Lisp (clisp), D (dmd), Erlang, F#, Factor, Falcon, Forth , Fortran, Go , Groovy, Haskell, Icon , Intercal, Java , JavaScript, Lua, Nemerle, Nice, Nimrod, Node .js, Objective-C, Ocaml, Oz, PARI/GP, Pascal , Perl, PHP , Pike, Prolog, Python , R, Ruby , Scala, Scheme (guile), Smalltalk, SQL , Tcl, Text , Unlambda, VB. NET , Whitespace. Очевидно, что этого перечня достаточно при обучении основам программирования практически в любом учебном заведении мира. Более того, при использовании сервиса ideone.com у преподавателя появляется возможность использовать при обучении сразу несколько языков программирования без необходимости поддерживать работу нескольких IDE .

Покажем на примере, как может быть организована работа в группе при обучении основам программирования. Рис 2.2 иллюстрирует способ запуска простой программы на языке Си . Как можно видеть, в тексте программы используется подсветка синтаксиса , аналогичная той, что пользователи привыкли использовать в обычных офлайн- IDE . Однако при желании подсветка может быть отключена с помощью элемента управления "А ". С помощью элемента управления "В " можно указать перечень входных данных для программы, что позволяет реализовать более сложную логику работы программы, чем в приведённом примере.

Очень важным является элемент управления "С ", который позволяет персонифицировать работу с программой. Данная возможность крайне ценна при организации учебного процесса. Если преподаватель попросит всех студентов зарегистрироваться в Ideone (или использовать для входа свою учётную запись Facebook), то появляется возможность сделать процесс работы с программой коллективным, а процесс совместной работы с программой будет проходить с использованием современных технологий Web 2.0. Подробнее об этом расскажем, используя рис. 2.3 .

Этот элемент управления позволяет выбрать из списка в правой части экрана один из виджетов популярных сайтов социальных сетей.

К сожалению, онлайн - IDE Ideone позволяет реализовать не все из функций традиционных офлайн- IDE . Например, отсутствует возможность использовать функции работы с сетью, обращения к файлам и некоторые другие. Также невозможно запустить программу, время выполнения которой займёт более 15 секунд или потребности в оперативной памяти превысят 256 МБ, или объём программы превысит 64 КБ . Все эти ограничения являются достаточно серьёзными, если планируется использовать Ideone для разработки профессионального программного обеспечения. Однако для образовательных целей эти ограничения более чем приемлемы. Кроме того, для более требовательных преподавателей существуют платные и бесплатные сервисы, аналогичные Ideone, которые при этом в большей степени реализуют функционал традиционных офлайн- анализ результатов выполнения в консольком режиме, компиляцию под разные платформы и операционные системы можно выполнить в режиме онлайн . В идеале окончанием работы программиста будет скачивание готовых бинарных файлов с работающей программой. Такой подход позволяет сэкономить используемой офлайн дисковое пространство , а также позволяет компилировать проект существенно более быстро, чем на рабочем месте пользователя, если это рабочее место оборудовано устаревшим аппаратным обеспечением. Итогом этого является возможная финансовая экономия для образовательного учреждения.

Однако помимо экономического эффекта, можно получить и существенные преимущества при организации образовательного процесса. Студенты получают возможность совместно редактировать программные проекты, находясь у себя дома. Это позволяет реализовывать сложные курсовые проекты и лабораторные работы с существенной экономией на осуществление организационных мероприятий со стороны преподавателя.

Определения термина «облачные вычисления» (cloud computing) остаются противоречивыми. Краткое и полезное определение попытались дать специалисты консультационной компании Accenture. Под вычислениями в облаке здесь понимается динамическое предоставление независимыми компаниями клиентам различных ИТ-ресурсов (оборудования, программного обеспечения или услуг) по сети.

Облачные вычисления - это не технология, а компьютерная модель. Она предполагает, что все серверы, сети, приложения и другие элементы, связанные с центрами обработки данных, доступны ИТ-службе и конечным пользователям через Интернет. Таким образом, можно покупать только те компьютерные сервисы, которые действительно необходимы клиенту, и в том объеме, который ему действительно нужен. Модель облака отличается от традиционного аутсорсинга тем, что клиенты не передают в управление внешней организации свои собственные ИТ-ресурсы. Вместо этого они подключаются к «облаку» инфраструктурных сервисов, сервисов платформ (операционных систем) или программных сервисов (приложений SaaS). В данном случае облако аналогично внутреннему ЦОД или компьютеру, выполняющему те же функции.

ЧТО ТАКОЕ "ОБЛАЧНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ"?

Несмотря на регулярно повторяющиеся прогнозы аналитиков отрасли и загадочные метафоры, призванные объяснить проникновение идей виртуализации и облачных вычислений в массы, говорить о возврате корпоративного компьютерного мира к вычислительной модели мэйнфреймов не совсем правильно.

Современное оборудование, ПО и сети стоят дешевле и обладают более высокой гибкостью и восприимчивостью к тому, что желает сделать пользователь или управляющий ЦОД. Администраторы типичного ЦОД легко могут добавить недостающую емкость хранения или вычислительную мощность, не заставляя пользователей томиться в ожидании на протяжении нескольких дней или недель.

С другой стороны, в условиях сжатых бюджетов, неустойчивой экономической ситуации и наличия оборудования, которое значительно превосходит требования, предъявляемые бизнес-приложениями, давление на ИТ-директора возрастает. От него требуют не только показать, что деньги, выделяемые на ИТ, используются эффективно, но и на практике добиться этого.

Виртуализация (равно как и модель вычислений в облаке, в рамках которой все это зачастую работает) отвечает данным потребностям. ИТ-директор получает возможность удовлетворить недельный рост спроса, выделяя бизнес-подразделению необходимые вычислительные мощности. Программное обеспечение виртуализации позволяет распределить рабочую нагрузку банка серверов и предоставить указанному подразделению на 10% больше вычислительной мощности или емкости хранения. Для этого вовсе не нужно закупать новые серверы, увеличивающие емкость хранения в 10 раз.

Чудо мэйнфрейма, проявляющееся на абстрактном уровне, заключается в возможности скрыть от конечного пользователя сложность системы, одновременно предоставляя ему запрашиваемые вычислительные и прочие ресурсы.

Всемирная паутина World Wide Web - самый крупный уровень абстракции в ИТ. Он скрывает сложность глобальной сети, объединяющей сотни тысяч специализированных серверов и данных, которые можно получить с помощью поисковых механизмов и предоставляемых ими гиперссылок.

В сфере ИТ под виртуализацией чаще всего понимается виртуализация серверов, при которой на одном физическом сервере размещается несколько серверов виртуальных. Каждый виртуальный сервер работает на специализированном программном уровне, называемом гипервизором. Задача гипервизора заключается в распределении ресурсов хранения, памяти и других компьютерных компонентов таким образом, чтобы каждый виртуальный сервер работал, словно автономный компьютер.

Концепция облака способствует дальнейшему развитию этой абстракции. Вместо того чтобы разбивать один сервер на несколько, она, напротив, объединяет все богатство серверов, сетевых устройств, средств управления системами, компонентов безопасности, хранения и других инфраструктурных элементов ЦОД в единый компьютер или даже в единый экран.

Идея состоит в том, чтобы предоставить компаниям возможность закупать у специалистов ЦОД лишь тот объем ресурсов хранения, вычислительных мощностей, компонентов безопасности и других ИТ-функций, которые им действительно нужны. Точно так же они платят определенную сумму компании AT&T за то, чтобы она установила им требуемое количество телефонов.

ЧТО ПРЕДСТАВЛЯЮТ СОБОЙ РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ ОБЛАКОВ?

Службы электронной почты Google и Yahoo, созданные на базе Web-технологий, сервисы резервного копирования Carbonite и MozyHome, приложения управления клиентскими ресурсами Salesforce.com, системы мгновенной передачи сообщений, службы передачи голоса по сетям IP, предлагаемые компаниями AOL, Google, Skype, Vonage и другими, - все это облачные сервисы, скрывающиеся за еще одним уровнем абстракции. Такой подход упрощает задачу конечным пользователям, которые хотят получить сложный набор ИТ-ресурсов, не желая разбираться в том, как все это работает.

Существуют три основных типа вычислений в облаке.

Инфраструктура, предоставляемая как услуга (Infrastructure as a Service, IaaS), - объединяет набор кластеров или виртуальных серверов, сетей, средств хранения и программ, выполняющих функции полноценного ЦОД. Ярким примером такой системы являются сервисы Elastic Compute Cloud (EC2) и Simple Storage Service компании Amazon. Аналогичные услуги предлагают корпорация IBM и другие поставщики традиционных ИТ, например телекоммуникационный оператор Verizon Business.

Платформа, предоставляемая как услуга (Platform as a Service, PaaS), - объединяет группу виртуальных серверов, на которых пользователи выполняют существующие приложения или запускают новые, не заботясь о поддержке операционных систем, серверного оборудования и прочих вычислительных ресурсов, а также об обеспечении сбалансированной нагрузки. В качестве примера здесь можно привести платформы Microsoft Azure и Salesforce Force.com.

Программное обеспечение, предоставляемое как услуга (Software as a Service, SaaS), - будучи наиболее известной и популярной формой вычислений в облаке, поддерживает все функции традиционных сложных приложений, но доступ к ним осуществляется не локально, а через Web-браузер. Модель SaaS позволяет не заботиться о серверах приложений, системах хранения, средствах разработки программного обеспечения и связанных со всем этим сложностях. В качестве примера служб подобного рода можно привести сервисы Google Gmail и Apps, системы мгновенной передачи сообщений AOL, Yahoo и Google, средства VoIP Vonage и Skype.

ЗАЧЕМ МНЕ ОБЛАКО?

По мнению критиков, недостатков у облаков не меньше, чем преимуществ.

Аргументы в пользу облака просты: у вас появляется возможность получить сложные сервисы ЦОД по требованию и только в том объеме, который действительно нужен и который вы готовы оплатить. При этом уровни сервиса оговариваются с поставщиком, а клиент может добавлять или исключать отдельные функции по своему усмотрению.

Но если наряду с вами компьютерную инфраструктуру использует кто-то другой, вы можете потерять контроль за своими данными и требуемой производительностью приложений, не говоря уже о возможности проведения аудита и внесения изменений в процедуры и политики, которые в обязательном порядке распространяются даже на авторизованных пользователей.

Некоторые поставщики ПО уже вышли на рынок, чтобы заполнить образовавшуюся брешь необходимыми средствами управления, но продукты подобного рода появились совсем недавно и не отличаются достаточной зрелостью.

По словам Криса Вулфа, аналитика компании The Burton Group, специализирующегося на инфраструктурных компонентах и средствах виртуализации, соблюсти требования закона об отчетности и безопасности медицинского страхования, закона Сарбейнса - Оксли и других федеральных нормативных актов, а также продемонстрировать аудиторам соответствующие механизмы в облаке в настоящее время весьма затруднительно.

«В вопросах виртуализации нужна какая-то общность если не оборудования, то по крайней мере платформ и используемого гипервизора, - пояснил Вулф. - Облако не является универсальным решением на все случаи жизни. Существуют различные варианты моделей SaaS, служба Amazon EC2 и другие инфраструктурные сервисы. Хранение и перемещение данных в приложениях и в процессе обмена везде реализовано по-разному. И это порождает серьезные осложнения».

Пользователи облачных сервисов рискуют потерять данные, хранимые в нестандартных форматах, и утратить контроль над информацией из-за несовершенства инструментов, предназначенных для отслеживания ее использования и перемещения по сети. Никогда и ни в чем нельзя быть уверенным, поскольку клиенты не знают, когда и каким образом их данные подвергаются атаке.

Облачные вычисления: определение

Под вычислениями в облаке (cloud computing) понимается модель предоставления клиентам по их требованию удобного сетевого доступа к совместно используемому пулу настраиваемых вычислительных ресурсов (к сетям, серверам, системам хранения, приложениям и сервисам). Ресурсы эти оперативно выделяются и освобождаются при минимальных усилиях, затрачиваемых клиентами на организацию управления и на взаимодействие с поставщиком услуг. Модель облачных вычислений обеспечивает высокий уровень готовности и включает в себя три модели обслуживания и четыре модели развертывания. Кроме того, ей присущи пять основных свойств:

Самообслуживание по требованию. Потребитель в одностороннем порядке (при необходимости в автоматическом режиме) может запрашивать требуемые ему вычислительные ресурсы (например, серверное машинное время или ресурсы сетевого хранения), не вступая в непосредственные контакты с представителями поставщика услуг.

Широковещательный сетевой доступ. Доступ к сетевым ресурсам осуществляется с помощью стандартных механизмов, позволяющих использовать неоднородные платформы тонкого или толстого клиента (мобильные телефоны, портативные компьютеры, КПК и т. д.).

Пулы ресурсов. Вычислительные ресурсы поставщика услуг объединяются в пулы с использованием модели множественной аренды. Разнообразные физические и виртуальные ресурсы динамически выделяются и перераспределяются в соответствии с запросами клиентов. У пользователей при этом создается ощущение независимости от конкретного местоположения. О точном местонахождении выделяемых ресурсов им ничего неизвестно, однако местоположение можно определять на более высоком уровне абстракции (с указанием, например, страны, штата или ЦОД). К выделяемым ресурсам могут относиться ресурсы хранения, процессорные мощности, память, пропускная способность сети и виртуальные машины.

Быстрая реакция. Поддерживается быстрое и эластичное распределение необходимых ресурсов (в некоторых случаях все осуществляется автоматически), их оперативное выделение и освобождение. Клиенты, как правило, не ограничены в своих запросах и могут приобретать нужные им ресурсы в любом количестве и в любое время.

Контроль за потреблением. Облачные системы автоматически контролируют и оптимизируют использование ресурсов, регистрируя их потребление в соответствии с типом предоставляемых услуг (ресурсы хранения, вычислительные мощности, пропускная способность, учетные записи активных пользователей). Управление потребляемыми ресурсами и контроль за этим процессом с выдачей необходимых отчетов обеспечивают требуемую прозрачность как для поставщика услуг, так и для его клиентов.

Источник: Национальный институт стандартов и технологий США (National Institute of Standards and Technology, NIST)

КАКОВЫ НЕДОСТАТКИ ОБЛАЧНЫХ РЕШЕНИЙ?

Облака порождают не только юридические, но и технические проблемы.

«При использовании средств виртуализации в условиях, когда приложения начинают “играть в прятки”, а оборудование выдает неверную информацию, управление заметно усложняется, - отметил Боб Лялиберте, аналитик Enterprise Strategy Group. - В облаках ситуация усугубляется еще сильнее. Ведь здесь приходится управлять чужим оборудованием, вводящим вас в заблуждение».

В облачной среде не существует единого решения. Поставщики услуг SaaS и инфраструктурных сервисов пока используют разные технологии и придерживаются разных стандартов. Поэтому взаимодействие между поставщиками затруднено. Нельзя перенести одно приложение или бизнес-процесс в облако, оставив все остальное как есть и сохранить при этом прежний контроль.

Кроме того, не стоит рассчитывать, что после переноса в облако приложение будет работать как раньше, даже при наличии самой лучшей технологии виртуализации.

«Перенос в облачную среду объемных корпоративных процессов потребует по крайней мере такого же числа ИТ-специалистов. Им придется перераспределять нагрузку между существующими и новыми виртуальными или физическими серверами, занимаясь, помимо всего прочего, реконфигурацией сетевых соединений и средств хранения», - заявил Вулф.

«Чтобы установить контроль за состоянием дел после переноса рабочей нагрузки, зачастую может потребоваться совершенно иной набор управляющих приложений, плохо интегрированных с уже существующими средствами управления, - вторит ему Лялиберте. - Компании IBM, HP, BMC и другие поставщики средств управления системами ЦОД спешно добавляют функции управления облаками, стремясь привлечь клиентов, которые еще не используют подобных решений. Многие ИТ-руководители заинтересованы в создании внутренних облаков, но опасаются осложнений, связанных с безопасностью и производительностью».

В основу технологической стратегии компании VMware, занимающей лидирующие позиции на рынке средств виртуализации, положена идея о том, что компании должны иметь возможность проводить виртуализацию своих ИТ-активов во внутренних облаках, которые будут интегрированы с внешними облаками, также создаваемыми на основе ПО виртуализации VMware.

Реализация этих планов на данном этапе, равно как и наличие у клиентов желания двигаться в указанном направлении, пока остаются под вопросом.

«В идеале клиенты должны иметь возможность переносить нагрузку с внутренних серверов в облако при возникновении такой необходимости, задействовать дополнительные ресурсы, предоставляемые поставщиком услуг, и возвращаться в исходное состояние, когда напряжение спадает, - заметил Джеймс Стейтен, аналитик компании Forrester Research, специализирующийся на технологиях ЦОД. - При этом клиент платит лишь за те ресурсы, которые использует. Но для реализации этих планов на практике нам предстоит пройти еще очень долгий путь».

По мнению ИТ-директоров, находящихся в авангарде облачных тенденций, использование внешнего облака представляется вполне разумным, но в облачной среде контрольные параметры и жесткое управление даже более важны, чем в традиционной среде внутренних ИТ. Особенно если учесть, что выбор средств управления в облаке на сегодняшний день весьма невелик. Перед принятием решения о том, стоит ли использовать вычисления в облаке и каким образом это делать, все указанные вопросы необходимо тщательно проанализировать. Сама идея облака очень проста, а вот механизмы ее реализации и доставки услуг оказываются значительно сложнее. Нужно оценить возможные последствия перехода в облако.

«Здесь гораздо больше нюансов, чем обычно принято указывать», - подчеркнул Стейтен.

Чего ждать от поставщиков услуг в облаке?

Поставщиков различных услуг, особенно базовых приложений и инфраструктурных сервисов, очень много, однако их цены и конкретные предложения сильно отличаются друг от друга. Даже в отношении того, каким образом рассчитывать стоимость услуг в облаке, единого мнения пока нет.

Amazon. Плата за самый известный инфраструктурный сервис Elastic Compute Cloud (EC2) взимается в зависимости от количества потребляемых в месяц терабайт. По мере увеличения объемов расценки постепенно снижаются. Клиенты выбирают интересующие их параметры (в том числе ОС, уровни безопасности, управление доступом и API) и оплачивают услуги в соответствии с объемом потребленных ресурсов.

Google. Услуги электронной почты Gmail для личного пользования предоставляются бесплатно. Для корпораций существуют две версии Google Apps: бесплатная базовая (имеет ограниченный функционал) и платная профессиональная (с расширенными возможностями). Стоимость второго предложения составляет приблизительно 50 долл. в год на одного пользователя. Механизм Google App Engine позволяет создавать на серверах Google виртуальные Web-приложения, написанные на Java или Python. Клиентам бесплатно предоставляется 500 Мбайт дискового пространства и 5 млн просмотров страниц в месяц. Ресурсы, потребляемые сверх этого, оплачиваются дополнительно.

Skytap Virtual Lab. Менее известный сервис Skytap предоставляет платформу, на которой клиенты могут запускать виртуальные машины и приложения, не создавая виртуальной инфраструктуры самостоятельно. Стоимость подписки составляет от 500 долл. в месяц и возрастает по мере увеличения потребляемых ресурсов хранения и передаваемых объемов данных.

VMware vSphere. Компания VMware, занимающая лидирующие позиции на рынке технологий виртуализации, предлагает для облака продукт vSphere. Некоторые поставщики не разделяют стремления VMware развивать частные облака, тем не менее компании удалось заручиться поддержкой целого ряда влиятельных партнеров, которые готовы помочь клиентам в создании среды, объединяющей как частные, так и общедоступные облака.

Microsoft Azure. Гипервизор, построенный на платформе Windows Server 2008, напрямую конкурирует с программным обеспечением виртуализации VMware, а платформа Azure, представленная пока в бета-версии, предлагает реальный выход в облако. За сервисы, позволяющие использовать платформу и базу данных, с клиентов предполагается взимать от 0,12 долл. в час за вычислительную инфраструктуру, от 0,15 долл. за гигабайт данных и от 0,10 долл. за 10 тыс. транзакций. СУБД SQL Azure Web Edition предлагается за 9,99 долл. при обслуживании реляционной базы данных объемом до 1 Гбайт, а версия Business Edition - за 99,99 долл. с базой данных до 10 Гбайт. За. Net Services (набор инструментов, предназначенных для создания приложений в облаке) Microsoft взимает 0,15 долл. за 100 тыс. сообщений, включая сообщения Service Bus и маркеры Access Control.

РИСКИ И АРГУМЕНТЫ ЗА И ПРОТИВ

Преимущества модели вычислений в облаке

Быстрое развертывание. Добавление ресурсов или приложений осуществляется почти мгновенно.

Тарифицированная стоимость. Оплата по факту использования ресурсов хранения, вычислительных мощностей и приложений повышает эффективность затрат на ИТ.

Минимальные капитальные вложения или их полное отсутствие. Расходы не надо окупать в течение многих лет.

Низкая стоимость технического обслуживания или ее полное отсутствие. Поддержка ограничивается рабочей станцией или экраном конфигурации. Физические серверы не затрагиваются.

Низкие затраты. Множество клиентов используют одну и ту же инфраструктуру. Поставщику достаточно закупить партии необходимых ресурсов и переложить амортизацию затрат на клиентов. Благодаря унификации и оптовым закупкам расходы для каждого клиента в пересчете на одно устройство снижаются.

Недостатки модели вычислений в облаке

Отсутствие капитальных затрат. В отличие от капитальных затрат стоимость услуг с течением времени не уменьшается, и налоги за них приходится платить в полном объеме.

Инструменты поддержки и мониторинга пока несовершенны. Возможности проникновения в облако весьма ограниченны, несмотря на заявления компаний BMC, CA, Novell и ряда других об адаптации приложений управления ЦОД к особенностям Amazon EC2 и прочих облачных сервисов.

Незрелость стандартов. Группы Distributed Management Task Force, Cloud Security Alliance и Open Cloud Consortium занимаются разработкой стандартов для унификации управления, переноса данных, обеспечения безопасности и других функций, но готовые стандарты, по мнению аналитиков, появятся не раньше, чем через пару лет.

Риски модели вычислений в облаке

Мобильность данных. Большинство поставщиков услуг в облаке позволяют клиентам загружать и хранить данные, но при использовании чужих приложений приходится мириться с тем, что вы не можете получать все свои данные тем способом, к которому привыкли.

Конфиденциальность. Большинство контрактов с поставщиками услуг в облаке содержат пункты, гарантирующие безопасность и конфиденциальность клиентских данных. Но, поскольку программное обеспечение мониторинга и управления для облаков находится в зачаточном состоянии, возможности клиентов узнать, кто и какие данные просматривает (особенно внутри их собственной организации), весьма ограниченны.

Уровни безопасности. В облаках не принято всех мерить одной меркой. Приложения и услуги, получаемые каждым клиентом, подвергаются настройке. Но возможности адаптации к конкретным требованиям безопасности тут гораздо уже, чем во внутренних ЦОД, где ИТ полностью подчинены реализации бизнес-целей компании.

Интероперабельность. Настраиваемые внутренние приложения, используемые многими клиентами, зачастую несовместимы с общей инфраструктурой облака. Впрочем, многих это устраивает, поскольку вне зоны действия своих сетевых экранов компании согласны использовать лишь приложения весьма общего характера.

Студенты часто задают вопросы: Что такое облачные вычисления? Что такое облачные сервисы? Что такое облачный сайт? Что означает облако, облачные хранилища файлов? Как используются облачные вычисления в образовании? SaaS сервис для B2C и B2B продаж? SaaS ERP и SaaS CRM системы и решения? Какие модели облачных вычислений используются для разработки веб-приложений? Современные дата-центры, на основе которых создаются облачные услуги: SaaS, PaaS и IaaS?

Сначала рассмотрим, что такое "облако" (сloud) и "облачные вычисления" (сloud сomputing). "Облако" - это инновационная модель (концепция) организации IT-инфраструктуры, которая состоит из распределенных и разделяемых конфигурируемых аппаратных и сетевых ресурсов, а также программного обеспечения, развернутых на удаленных (облачных) дата центрах поставщиков (провайдеров). То есть облако - это новый подход организации IT-инфраструктуры.

Cloud computing- это модель предоставления дистанционного доступа к разделяемым вычислительным ресурсам, которые физически распределены на многих удалённых устройствах, образующих так называемое облако (cloud).

Облачные вычисления - это модель предоставление потребителю масштабируемых вычислительных ресурсов в виде сервиса через Интернет. Облачные технологии – это модель представления потребителю IT как сервиса через Интернет.

Проанализируем основополагающее определение облачных вычислений, предложенное Национальным институтом науки и технологий от 24 июля 2011 года.

Определение "облачные вычисления"

Облачные вычисления (cloud computing) - модель предоставления возможности повсеместного и удобного сетевого доступа по требованию к пулу разделяемых конфигурируемых вычислительных ресурсов (например, сетям, серверам, средствам хранение, приложениям и сервисам), которые могут оперативно предоставляться и освобождаться при минимальном усилии управления или взаимодействии с провайдером (поставщиком). Эта модель облака представлена (описана) пятью основными характеристиками, тремя сервисными моделями и четырьмя моделями развертывания.

Основные характеристики облачных вычислений , которые отличают их от других типов вычислений (интернет-ресурсов):

Самообслуживание по требованию. Потребитель по мере необходимости автоматически, без взаимодействия с каждым поставщиком услуг, может самостоятельно определять и изменять вычислительные мощности, такие как серверное время, объем хранилища данных.
Широкий (универсальный) сетевой доступ. Вычислительные возможности доступны на большие расстояния по сети через стандартные механизмы, что способствует широкому использованию разнородных (тонких или толстых) платформ клиента (терминальных устройств).
Объединение ресурсов. Конфигурируемые вычислительные ресурсы поставщика объединены в единый пул для совместного использования распределенных ресурсов большим количеством потребителей.
Мгновенная эластичность ресурсов (мгновенная масштабируемость). Облачные услуги могут быстро предоставляться, расширяться, сжиматься и освобождаться исходя из потребностей потребителя.
Измеряемый сервис (учет потребляемого сервиса и возможность оплаты услуг, которые были реально использованы). Облачные системы автоматически управляют и оптимизируют использование ресурсов за счет осуществления измерений на некотором уровне абстракции, соответствующей типу сервиса.

Если модель (концепция) предоставления распределенных и разделяемых конфигурируемых вычислительных ресурсов соответствует вышеизложенным характеристикам, то это cloud computing.

Сервисные модели облачных вычислений или cloud computing:

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.

Модели развертывания облачных вычислений, т.е. cloud computing:

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.

Рис. 1. Модели развертывания облачных вычислений / cloud computing

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 (рис. 2).

В облачных дата-центрах или в центрах обработки данных (ЦОД) помещается физическое оборудование или hardware (серверы, хранилища данных, рабочие места), системное программное обеспечение (ОС, средства виртуализации и автоматизации), инструментальное и прикладное ПО, системы управления оборудованием (Equipment management systems), сетевая инфраструктура (Network infrastructure): маршрутизаторы и коммутаторы (routers and switches) для подключения и объединения физического оборудования. Кроме того, нормальную работу дата центров обеспечивают системы инженерного обеспечения (Systems of engineering support).

Рис. 2. Cloud computing architecture (архитектура облачных вычислений)

Первый слой облачных услуг - IaaS (инфраструктура)

IaaS - это предоставление пользователю компьютерной и сетевой инфраструктуры (servers, storage, networking) и их обслуживание как услуги в форме виртуализации, т.е. виртуальной инфраструктуры . Другими словами, на базе физической инфраструктуры дата-центров или ЦОД поставщик (провайдер) создает виртуальную инфраструктуру, которую предоставляет пользователям как сервис. Средства виртуализации позволяют преобразовать физическую инфраструктуру data centers в виртуальную и таким образом создать первый слой облачных услуг - IaaS.

Что такое виртуализация? Технология виртуализации ресурсов позволяет физическое оборудование (серверы, хранилища данных, сети передачи данных) разделить между пользователями на несколько частей, которые используются ими для выполнения текущих задач. Например, на одном физическом сервере можно запустить сотни виртуальных серверов, а пользователю для решения задач выделить время доступа к ним. Реализация виртуализации может быть осуществлена как на программном уровне, так и на аппаратном.

Таким образом, пользователю предоставляются абстрактные эластичные вычислительные мощности, например, не сервер или серверы, а серверное время для обработки его задач. Не диски для хранения данных, а необходимое дисковое пространство, не каналы связи, а требуемая для решения задач сетевая пропускная способность каналов коммутации.

Кроме виртуализации для создания IaaS используется автоматизация, которая обеспечивает динамическое распределение ресурсов без участия персонала поставщика услуг, т.е. система автоматически может добавлять или уменьшать количество виртуальных серверов, дисковое пространство для хранения данных, или изменять сетевую пропускную способность каналов связи. Виртуализация и автоматизация обеспечивают эффективность использования вычислительных ресурсов и снижение стоимость аренды облачной услуги IaaS.

Как правило, IaaS предоставляется в аренду (предоставляется IaaS-сервис на условиях аутсорсинга) корпоративным пользователям. То есть пользователи получают интегрированные ресурсы для создания своей собственной вычислительной инфраструктуры. В этом случае пользователь должен сам установить и настроить OS и необходимые программы для выполнения производственных задач или для разработки приложений.

Концепция IaaS позволяет пользователю покупать только те вычислительный мощности, которые необходимы ему для выполнения конкретных задач. В состав дополнительных услуг IaaS может входить подключение любого физического оборудования пользователя к облачной платформе и его размещение в сети дата-центров.

Инфраструктура как сервис - это решение корпоративного уровня для предприятий разного масштаба. Инфраструктура может быть размещена как в центре обработки данных предприятия, так и во внешнем дата-центре. Услуги IaaS предназначены для создания и использования защищенных частных, публичных и гибридных облачных сред. Поставщики могут обеспечить построение гибридных облачных конфигураций, при которых объединяются локальные сети в офисе заказчика с сетями облачной платформы.

Кроме того, к IaaS-услугам облачных вычислений относится облачный хостинг (Cloud Hosting). Облачный хостинг - это хостинг, который может обеспечить динамическое распределение ресурсов, обладает возможностью автоматического масштабирования ресурсов и имеет повышенную отказоустойчивость. Облачный хостинг является существенной альтернативой виртуальному хостингу, хостингу на виртуальном выделенном сервере VPS / VDS и хостингу на физическом выделенном сервере.

Провайдер Cloud Hosting предоставляет владельцам сайтов только необходимые сайту ресурсы: виртуальные серверы, количество оперативной памяти и объем жесткого диска, а также возможности для управления инфраструктурой хостинга (например, выбор операционной системы, количества RAM, объема и типа HDD, числа ядер CPU, тактовой частоты и скорости доступа). Оплата за аренду облачного хостинга производится только по факту уже потребленных ресурсов: количества процессорного времени, объема дискового пространства, количества потребляемой оперативной памяти и скорости доступа к сайту.

При необходимости арендатор (владелец сайта) облачного хостинга может изменить ресурсы хостинга или настроить его на автоматическое увеличение ресурсов при росте нагрузки, но он всегда будет оплачивать только уже потребленные ресурсы. Облачный хостинг имеет повышенную отказоустойчивость, так как сайт, размещенный на нем, одновременно находится на нескольких виртуальных серверах и отказ одного из них не повлияет на работу сайта.

В настоящее время хостеры предлагают в аренду облачные хостинги с предустановленной CMS. Хостинг-провайдеры для организации таких облачных хостингов могут, например, развернуть на своих серверах платформу-как-инфраструктуру Jelastic с предустановленными CMS. Jelastic поставляет платформу-как-инфраструктуру в виде полного стека, позволяющего развертывание облачных хостингов на физической инфраструктуре ЦОД хостинг-провайдера.

Функционал платформы Jelastic позволяет в один клик установить встроенные в нее CMS с оптимизированным веб-окружением, например, Jelastic на Infobox. Jelastic является продуктом, который включает в себя функциональность PaaS и легко конфигурируемую инфраструктуру IaaS. Jelastic – это платформа для запуска Java- и PHP-приложений и может быть использована не только хостерами для организации облачных хостингов, но и корпорациями для создания среды разработки (частных или гибридных облаков) веб-приложений.

На облачных хостингах, размещают облачные сайты – это современные облачные приложения. В облачных сайтах (облачных приложениях) данные хранятся в облачных БД, серверные приложения сайтов хранятся, и выполняется на облачных виртуальных серверах, а клиентская часть сайта выполняется в браузере пользователя.

Среду облачных вычислений можно создавать на основе облачных решений Amazon EC2, IBM x86, Microsoft Azure, EMC, VMware, на базе open-sourсe решения OpenStack, RackSpace на базе OpenStack и др., которые позволяют преобразовать центр обработки данных в динамичную ИТ-среду. Кроме того, для облачных вычислений используются облачные базы данных, т.е. базы данных, которые запускаются на платформах облачных вычислений. В качестве облачных баз данных применяются как SQL-ориентированные модели, так и модели данных NoSQL.

Услуги IaaS широко используются в США. В Украине компания De Novo начала предоставлять облачную инфраструктуру для корпоративных клиентов на базе решений VMware, EMC, Microsoft Azure, и т.д. На базе крупнейшего украинского дата-центра ВОЛЯ построена облачная IT-инфраструктура VoliaCLOUD от компании VMware (на основе облачных решений VMware), которая имеет более 500 виртуальных дата-центров.

Основные IaaS Solution/Vendor: Amazon Web Services/Amazon, IBM SmartCloud/IBM, SoftLayer IaaS/IBM, Azure Virtual Machines/Microsoft, Google Compute Engine/Google, HP Cloud/HP, EMC/EMC Corporation, Oracle Cloud Infrastructure Services/Oracle. Следует отметить, что IBM предлагает надежную открытую инфраструктуру IBM SmartCloud на основе самообслуживания (SoftLayer) или полностью управляемой IaaS (IBM SmartCloud Enterprise+).

Рис. 3. Основные IaaS Solution облачных вычислений

Следует отметить, что в настоящее время ведутся работы по созданию облачных опорных сетей поставщиков широкополосной мобильной связи (операторов мобильной связи) в качестве услуги IaaS. К таким услугам относятся, например, облачная телекоммуникационная платформа от Huawei и решение NSN Telco Cloud от Nokia Siemens Networks.

Платформа FusionSphere Huawei обеспечивает виртуализацию вычислительных ресурсов, ресурсов хранения, сетевых ресурсов и организует единый пул разделяемых конфигурируемых вычислительных ресурсов с единым механизмом планирования и управления. Компания Nokia Siemens Networks осуществила комплексное тестирование основных мобильных служб, охватывающих передачу голоса по LTE (VoLTE) и других IP Multimedia Subsystem (IMS) услуг, работающих на основе Telco Cloud.

Второй слой - PaaS (программная платформа)

Сервис PaaS предоставляет программную платформу и ее обслуживание как сервис в составе:

OS - сетевая операционная система (Unix-системы, включая Ubuntu Server, BSD/OS Family, Solaris/SunOS и т.д. или Windows Server),
Database - система управления базой данных СУБД (MySQL, Microsoft SQL, SQL Database, PostgreSQL, Oracle и др.),
Middleware - программное обеспечение среднего слоя или связывающее (промежуточное) программное обеспечение, которое предназначено для обеспечения взаимодействия между различными приложениями, системами и компонентами,
Software development tools and testing - инструментальное программное обеспечения для разработки веб-приложений и их тестирования (среда разработки ПО: программные фреймворки, библиотеки и т.д. для создания веб-приложений на языках программирования: Python, Java, PHP, Ruby, JS для Node.js и т.д.),
App server - сервер приложений для разработки, тестирования, отладки и работы веб-приложений.

Итак, PaaS предлагает разработчикам ПО средства разработки, тестирования, развертывания и поддержки различных приложений. Кроме того пользователю предоставляются инструменты администрирования и управления. В основном PaaS используется для разработки и размещения web-приложений (например, связанных распределенных приложений - SaaS mashup, облачных сайтов и т.д.).

Основные PaaS Solution/Vendor:

AWS Elastic Beanstalk/Amazon (Java, .NET, PHP, Node.js, Python, Ruby and Apache HTTP Server, Apache Tomcat, Nginx, Passenger, and IIS),
IBM Bluemix/IBM (облачная платформа IBM Bluemix предлагает единую среду решений и широкий набор языков и фрейморков для построения приложений, например, Liberty for Java™, SDK for Node.js™, ruby on rails, ruby sinatra),
Microsoft Asure/Microsoft (ASP.NET, Java, PHP, Python, Django, Node.js and Azure SQL Database),
Google App Engine/Google (Python, Java, PHP, Go and our MySQL),
Salesforce1 Platform Cloud application development/Salesforce объединяет Force.com, Heroku и ExactTarget в одну сеть облачных сервисов и предоставляет инструменты для разработки различных приложений. Например, для разработки мобильных приложений Salesforce1 Mobile App/Salesforce или облачных баз данных для разработчиков приложений Database.com/Salesforce и т.д.
Heroku/Salesforce (Ruby, Java, Node.js, Scala, Clojure, Python и PHP and PostgreSQL),
Oracle Cloud Platform Services/Oracle (Oracle Database Cloud Service, Oracle Java Cloud Service, Oracle Database Backup Service),
OpenShift/Red Hat (Java, Java ЕЕ, Python, Perl, PHP, Ruby, Node.JS, and MySQL, PostgreSQL, MongoDB),
Cloud Foundry/VMware (Java Spring, Ruby on Rails и Sinatra, NodeJS, .NET and MySQL Redis, MongoDB),

Рис. 4. Основные PaaS Solution облачных вычислений

Кроме перечисленных решений PaaS разработчики Веб-приложений используют и другие известные решения облачных платформ: dotCloud PaaS, SAP HANA Cloud Platform, CloudBees Platform, Rackspace и т.д.

Третий слой - SaaS (облачное приложение)

По схеме SaaS поставляются следующие типы облачных приложений и их обслуживание: Business Apps, Office Web Apps, Management Apps, Communications, Security и др. Наибольшее распространение SaaS получила в США. Наиболее востребованными облачными приложениями являются: CRM (система управления взаимоотношениями с клиентами), HRM (система по работе с персоналом, т.е. с кадрами), ERP (система планирования ресурсов предприятия, например 1С), офисные приложения, средства коммуникаций и др. Salesforce.com является крупнейшим в мире поставщиком облачных приложений CRM.

Под средствами коммуникаций подразумевается электронная переписка (например, Gmail), аудио и видео чаты (например, Microsoft Lync Online), Cloud PBX или облачная АТС (например, виртуальная АТС Манго-Офис), облачный сервис MDM (Mobile Device Management - управление мобильным устройством). Облачный сервис MDM предназначен для работы с корпоративными системами при помощи мобильных устройств.

На различные мобильные устройства, которые работают под управлением облачной системы MDM, устанавливаются приложения, так называемые агенты. Эти приложения обеспечивают централизованную настройку мобильных устройств и доступ к корпоративной сети предприятия в виде облачной услуги SaaS. Как правило, облачные средства коммуникаций интегрируются с другими услугами SaaS, например, CRM+MDM, Office Web Apps+Lync Online, Google Docs+Gmail + Hangouts и т.д.

Основными потребителями SaaS являются предприятия малого и среднего бизнеса. Большинство SaaS-приложений предназначены для поддержки взаимодействия между сотрудниками, совместно работающими над решением общих задач (Collaboration). Архитектура SaaS-приложений, в которой единый экземпляр приложения, запущенный на сервере, обслуживает множество потребителей, является мультиарендной (Multi–tenant), т.е. каждому потребителю в процессе выполнения задач предоставляется свой экземпляр виртуального приложения.

Основные application software:

Business Apps (CMR, FRM, IBM® B2B Cloud Services, Axway Cloud B2B, amoCRM SaaS сервис для B2B, Google Apps for Business),
Business Intelligence (PowerBI в составе Office 365/Microsoft, Oracle Business Intelligence Managed Cloud Service, Anaplan/ADE Professional Solutions, Brand Analytics),
Office Web Apps (Google Docs, Office Online/Microsoft OneDrive, Office Web Apps/Microsoft, Zoho Docs, IBM SmartCloud Docs и т.д.),
Management Apps (ERP/АРЕНДА 1С, HRM, SCM, MRP),
Communications (Gmail, Google Hangouts, Microsoft Lync Online, Cloud PBX или облачная АТС, MDM),
Security (Panda Cloud Email Protection, Panda Cloud Internet Protection, McAfee SaaS Email Protection & Continuity, Сomfortway Mobile Security и т.д.), и др.
Collaboration and Multi–tenant (Google Docs, Google Sites, Microsoft Office Online, Office 365, Office Web Apps).

Основные SaaS Solution/Vendor: Salesforce1 Sales Cloud/Salesforce (CRM), Oracle Cloud Applications/Oracle (HR, CX, ERP, EMP, SCP, Business Intelligence), Google Apps/Google – офисный пакет облачных служб (Google Docs, Google Drive, Google Sites, communication: Hangouts, Gmail, Google Calendar и др), IBM SmartCloud Docs/IBM, Microsoft Dynamics CRM, Microsoft OneDrive (Office Online, хранилище файлов), Office 365/Microsoft (Office Web Apps, Lync Online, Exchange Online, SharePoint Online), Zoho Docs/Zoho (онлайновый офисный пакет), Zoho Reports/Zoho (Business Intelligence), Zoho CRM/Zoho, Informatica Cloud MDM/Informatica, MaaS360/Fiberlink, Cloud PBX from Vonage Business Solutions и т.д.

Рис. 5. Основные SaaS Solution облачных вычислений

Существуют и множество других SaaS-услуг облачных вычислений, например, Cisco WebEx - облачный сервис для проведения web-конференций; CMS на основе модели SaaS (например, SaaS-платформа UMI.CLOUD); E-Commerce B2B/B2C по модели SaaS; Маркетинг SaaS-решений; услуга «Антивирус Dr.Web» по модели SaaS; SugarCRM - коммерческая CRM-система с открытыми исходными кодами; BPMonline CRM с инструментами моделирования и автоматизации бизнес-процессов и т.д.

Следует отметить, что концепция облачные вычисления (cloud computing) предполагает оказание потребителям различных дополнительных видовоблачных услуг : Storage-as-a-Service, Database-as-a-Service, Information-as-a-Service, Process-as-a-Service, Integration-as-a-Service, Testing-as-a-Service и т.д. Существуют, например, многочисленные облачные хранилища файлов Storage-as-a-Service: Amazon Simple Storage Service (Amazon S3), DropBox, Google Drive, Microsoft OneDrive и т.д.

Как используются облачные вычисления и технологии в образовании? Google предлагает учебным заведениям облачные приложения Google Apps for education для электронного образования. Microsoft предоставляет пользователям образовательных учреждений возможности облачных служб Office 365 for education (Windows Azure in education). Внедрение облачных вычислений (Cloud Computing) в школах и вузах обеспечит школьникам и студентам весьма комфортное обучение.

Перспективы распространения облачных вычислений с учетом их текущего развития изложены в аналитической работе "Куда идут «облака » на сайте compress.

В заключение, следует еще раз отметить, что все сервисные модели облачных вычислений должны соответствовать основным характеристикам облачных вычислений, изложенными в "The NIST Definition of Cloud Computing", которые отличают их от других типов интернет-ресурсов.

Чтобы убедиться, что предложенные вам интернет-ресурсы относятся к одной из моделей облачных вычислений, сравните их характеристики с основными характеристиками облачных вычислений, предложенными National Institute of Standards and Technology (самообслуживание по требованию; единый пул для совместного использования ресурсов; мгновенная эластичность или масштабируемость; оплата только за реально использованные услуги; универсальный сетевой доступ).

Несмотря на повсеместное распространение данной технологии, словосочетание "облачные технологии " (англ. "cloud technologies ") остается для многих весьма запутанным и странным. И хотя практически каждый из владельцев персональных компьютеров и смартфонов пользуется этими "благами цивилизации" на практике, мало кто знает: как это устроено и как это работает!

Что такое "облачные технологии"?

Облачные технологии - это модель предоставления повсеместного и удобного сетевого доступа к общему пулу конфигурируемых вычислительных ресурсов (таких как: серверы, приложения, сети, системы хранения и т.д.), которые могут быть быстро предоставлены и освобождены с минимальными усилиями по управлению и необходимости взаимодействия с провайдером.

Звучит запутанно? Попробуем в одном предложении: облачные технологии - это технологии обработки данных, в которых компьютерные ресурсы предоставляются Интернет-пользователю как онлайн-сервис.

Объяснение "облачных технологий" на пальцах: еще совсем недавно повсеместно на компьютерах для чтения электронной почты использовалась программа Microsoft Outlook (почтовый клиент). Сегодня же сама программа находится на удаленном сервере и пользователь может использовать ее всего лишь авторизовавшись в браузере () с любого устройства. Разумеется, это самый простой обобщенный пример. На самом деле, сфера применения облачных технологий и вычислений гораздо шире.

Один из примеров работы "облачных вычислений"

О преимуществах облачных технологий

Используя "облако " (так в простонародье именуют "облачные технологии "), рядовой пользователей выигрывает: все вычислительные операции происходят не на стороне его компьютера, а на мощных серверах в сети, другими словами, он может использовать аппаратные и программные средства, инструменты и методологии, недоступные для технических характеристик его компьютера.

Так, не нужно заботиться о производительности своего ПК , можно не думать о свободном месте на диске, можно не беспокоиться о бекапах и переносе информации с одного компьютера на другой. Эти и другие вопросы отпадают сами по себе с использованием облачных технологий.

Немаловажное преимущество - экономия при покупке лицензированного ПО . При использовании "облачных технологий" оплачивается не лицензия (нет необходимости покупать целый продукт), а только услуга - конкретные функции того или иного продукта, в котором пользователь заинтересован. Если говорить обобщенно, то в "облаке" многие платные программы стали бесплатными или намного дешёвыми веб-приложениями!

Естественно, вам также нет необходимости следить за выходом обновлений ПО : вы всегда пользуетесь самой последней версией программ (все эти заботы ложатся на техническую поддержку "облака").

И как не упомянуть "общий доступ "?! С помощью "облачных технологий" открывается возможность одновременного доступа к информации, одну и туже информацию могут просматривать и редактировать одновременно с разных устройств разные пользователи, можно делиться информацией с близкими людьми или партнерами из любой точки мира.

О недостатках облачных технологий

Однако, все не так радужно в некоторых специфических ситуациях. Есть и недостатки:

Конфиденциальность . Вы полностью соглашаетесь с сохранностью пользовательских данных на стороне компании, которая предоставляет вам "облачные технологии" (впрочем, это уже стало противоречивой нормой: никого не смущает сохранение личной почты на сторонних серверах);
Безопасность . Сохранность Ваших данных не может никем гарантироваться (например, при использовании облачной Windows актуальны вирусы и уязвимости системы), тем не менее "облако" само по себе является более надежной системой, чем персональный компьютер;
Кастомизация ПО . Пользователь не имеет фактического доступа к ПО (имеет ограничения в используемом обеспечении) и иногда не имеет возможности настроить его под свои собственные нужды;
Постоянный и стабильный Интернет. Доступ к услугам «облака» требует постоянного соединения с Интернет (впрочем, в наш технологический век это не является существенной проблемой).

Известные всем примеры облачных технологий

Многие из нас пользуются "облачными технологиями" даже об этом не подозревая. Известны ли Вам файловые хранилища, такие как SkyDrive , Dropbox , Google Drive или Яндекс.Диск ? В распоряжение пользователя предоставляется некое пространство на "виртуальных дисках", где они могут хранить и "расшаривать" фотографии, музыку, документы и т.д., синхронизировать информацию на разных устройствах.

Все популярное ПО уже имеет свои веб-представительства: Office 365, Skype, программы обработки текста, звука, фото и видео.

Наиболее наглядным примером может служить множество служб и инструментов от Google для самых различных нужд (научных, образовательных, культурных, пользовательских и т.д.)

Облачные технологии в бизнесе

В 2006 году компания Amazon представила свою инфраструктуру веб-сервисов, не только обеспечивающую хостинг, но и предоставляющую клиенту удаленные вычислительные мощности. Так начиналась современная эпоха "облачных вычислений" в бизнесе.

Среди наиболее популярных моделей облачных вычислений в бизнес-среде можно назвать:

Аренда виртуального сервера;
Резервное копирование;
Катастрофоустойчивость (DRaaS);
Гибридное «облако»;
Виртуальный контакт-центр;
Аренда приложений;
Частное «облако»;
Виртуальный офис;

Платные "облачные вычисления" - довольно распространенное явление на Западе. В русскоговорящем сегменте они еще не так заметны, здесь еще не так привыкли платить по всем счетам. Тем временем, в настоящее время в России для малого и среднего бизнеса предлагается ряд облачных услуг, среди которых: решения на базе 1С, "Офис" в облаке, хранение и backup информации, аренда облачных приложений, IT-аутсорсинг и т.д. Примером представителей "облачных технологий" на российском рынке может служить компания "Смарт Офис" ().

Аналитики предрекают "хорошее будущее" для повсеместного использования облачных технологий как в личных, так и бизнес целях. Их именуют никак иначе как "золотая жила" IT-индустрии, поэтому ставка инвесторов на развитие указанных технологий - весьма целомудренное решение.

Вконтакте

Оцените материал:

Лекция Облачные технологии

Облачные технологии (вычисления) – это технологии распределённой обработки данных, в которой компьютерные ресурсы и мощности предоставляются пользователю как Интернет-сервис.

К основным видам облачных технологий относят:

« Инфраструктура как сервис « («Infrastructure as a Service» или «IaaS»)

« Платформа как сервис « («Platform as a Service», «PaaS «)

«Программное обеспечение как сервис» («Software as a Service» или «SaaS»).

Рассмотрим каждую из этих технологий подробнее.

Инфраструктура как сервис (IaaS)

IaaS — это предоставление компьютерной инфраструктуры как услуги на основе концепции облачных вычислений.

IaaS состоит из трех основных компонентов:

Аппаратные средства (серверы, системы хранения данных, клиентские системы, сетевое оборудование)

Операционные системы и системное ПО (средства виртуализации, автоматизации, основные средства управления ресурсами)

Связующее ПО (например, для управления системами)

IaaS основана на технологии виртуализации, позволяющей пользователю оборудования делить его на части, которые соответствуют текущим потребностям бизнеса, тем самым увеличивая эффективность использования имеющихся вычислительных мощностей. Пользователь (компания или разработчик ПО) должен будет оплачивать всего лишь реально необходимые ему для работы серверное время, дисковое пространство, сетевую пропускную способность и другие ресурсы. Кроме того, IaaS предоставляет в распоряжение клиента весь набор функций управления в одной интегрированной платформе.

IaaS избавляет предприятия от необходимости поддержки сложных инфраструктур центров обработки данных, клиентских и сетевых инфраструктур, а также позволяет уменьшить связанные с этим капитальные затраты и текущие расходы. Кроме того, можно получить дополнительную экономию, при предоставлении услуги в рамках инфраструктуры совместного использования.

Платформа как сервис (PaaS)

PaaS — это предоставление интегрированной платформы для разработки, тестирования, развертывания и поддержки веб-приложений как услуги .

Для разворачивания веб-приложений разработчику не нужно приобретать оборудование и программное обеспечение, нет необходимости организовывать их поддержку. Доступ для клиента может быть организован на условиях аренды.

Такой подход имеет следующие достоинства:

масштабируемость;

отказоустойчивость;

виртуализация;

безопасность.

Масштабируемость PaaS предполагает автоматическое выделение и освобождение необходимых ресурсов в зависимости от количества обслуживаемых приложением пользователей.

PaaS как интегрированная платформа для разработки, тестирования, разворачивания и поддержки веб-приложений позволит весь перечень операций по разработке, тестированию и разворачиванию веб-приложений выполнять в одной интегрированной среде, исключая тем самым затраты на поддержку отдельных сред для отдельных этапов.

Способность создавать исходный код и предоставлять его в общий доступ внутри команды разработки значительно повышает производительность по созданию приложений на основе PaaS .

Программное обеспечение как сервис (SaaS).

SaaS – модель развертывания приложения, которая подразумевает предоставление приложения конечному пользователю как услуги по требованию (on demand).

Доступ к такому приложению осуществляется посредством сети, а чаще всего посредством Интернет-браузера. В данном случае, основное преимущество модели SaaS для клиента состоит в отсутствии затрат, связанных с установкой, обновлением и поддержкой работоспособности оборудования и программного обеспечения, работающего на нём. Целевая аудитория — конечные потребители.

В модели SaaS:

приложение приспособлено для удаленного использования;

одним приложением могут пользоваться несколько клиентов;

оплата за услугу взимается либо как ежемесячная абонентская плата, либо на основе суммарного объема транзакций;

поддержка приложения входит уже в состав оплаты;

модернизация приложения может производиться обслуживающим персоналом плавно и прозрачно для клиентов.

С точки зрения разработчиков программного обеспечения, модель SaaS позволи эффективно бороться с нелицензионным использованием программного обеспечения, благодаря тому, что клиент не может хранить, копировать и устанавливать программное обеспечение.

По-сути, программное обеспечение в рамках SaaS можно рассматривать в качестве более удобной и выгодной альтернативы внутренним информационным системам.

Развитием логики SaaS является концепция WaaS (Workplace as a Service — рабочее место как услуга). То есть клиент получает в свое распоряжение полностью оснащенное всем необходимым для работы ПО виртуальное рабочее место.

Коммуникации (VoIP)

Антиспам и антивирус

Управление проектами

Дистанционное обучение

Хранение и резервирование данных

Все три типа облачных сервисов взаимосвязаны, и представляют вложенную структуру.

Помимо различных способов предоставления сервисов различают несколько вариантов развёртывания облачных систем:

Частное облако (private cloud) — используется для предоставления сервисов внутри одной компании, которая является одновременно и заказчиком и поставщиком услуг. Это вариант реализации «облачной концепции», когда компания создает ее для себя самой, в рамках организации. В первую очередь реализация private cloud снимает один из важных вопросов, который непременно возникает у заказчиков при ознакомлении с этой концепцией – вопрос о защите данных с точки зрения информационной безопасности. Поскольку «облако» ограничено рамками самой компании, этот вопрос решается стандартными существующими методами.

Для private cloud характерно снижение стоимости оборудования за счет использования простаивающих или неэффективно используемых ресурсов. А также, снижение затрат на закупки оборудования за счет сокращения логистики (не думаем, какие сервера закупать, в каких конфигурациях, какие производительные мощности, сколько места каждый раз резервировать и т.д.

В сущности, мощность наращивается пропорционально растущей в целом нагрузке, не в зависимости от каждой возникающей задачи – а, так сказать, в среднем. И становится легче и планировать, и закупать и реализовывать - запускать новые задачи в производство.

Публичное облако — используется облачными провайдерами для предоставления сервисов внешним заказчикам.

Смешанное (гибридное) облако — совместное использование двух вышеперечисленных моделей развёртывания

Здравствуйте, уважаемые читатели блога okITgo.ru! Сегодня я решил осветить чрезвычайно заинтересовавшую меня тему – Облачные вычисления, которые очень быстро развиваются как технология почти в каждой индустрии, которая производит или использует ПО, оборудование и соответствующую инфраструктуру. Здесь я буду приводить примеры использования Облачных Вычислений в ГИС индустрии.

Технология и архитектура, которые могут предложить модели облачного сервиса и развертывания, являются центральной осластью исследований и разработки для ГИС технологий.

Что такое Облачные Вычисления?

Хотя существует несколько вариаций определения облачных вычислений, некоторые основные принципы характеризуют эту грядущую революцию.

Облачные вычисления предоставляют технологические возможности (обычно с возможностью “навынос”), которые доставляются по требованию как службы через Интернет.

Облачные ГИС предложения могут простираться от хранения данных до Веб приложений, ориентированных на конечного пользователя, и других специализированных компьютерных сервисов.

Облачные технологии

Компания Esri считает облачные вычисления и технологии важными в развитии и дальновидности платформы ArcGIS.

Модели Облачных Вычислений

Три основных опции составляют модель сервиса внутри среды облачных вычислений.

Программное Обеспечение как Сервис (Software as a Service или SaaS)

SaaS включает в себя приложения для конечных пользователей, доставляемые как сервис, а не традиционным способом (путем установки на хост). Чаще всего в качестве примера SaaS приводят Salesforce.com, который предоставляет систему управления отношениями пользователей (англ. Customer Relationship Management или CRM), доступную через Интернет.

Платформа как Сервис (Platform as a Service или PaaS)

PaaS обеспечивает платформу для приложений, или ПО промежуточного слоя, как сервис, используя который разработчики могут строить и развертывать пользовательские приложения на заказ. Наиболее распространенные решения этого слоя простираются от программных интерфейсов приложений (API) и инструментов до систем управления бизнес процессами и интеграции средств безопасности, позволяя разработчикам строить приложения и запускать их на базе инфраструктуры, которой владеет и управляет поставщик облака. Сервисы платформы Microsoft’s Windows Azure часто приводят в качестве примера решений PaaS этого промежуточного слоя ПО.

Инфраструктура как Сервис (IaaS)

IaaS в основном включает в себя оборудование и технологии для вычислительных мощностей, хранилища, опреционных систем и другой инфраструктуры, предоставляемых “навынос” в виде сервисов по требованию (в отличие от выделенной инфраструктуры), или ресурсов на сайте, таких как Гибкое Облако Вычислений Амазонки (англ. Amazon Elastic Compute Cloud или Amazon EC2).

Публичные и Частные Облака

Существует несколько типов сценариев развертывания облачных вычислений.

Национальный Институт Стандартов и Технологий (англ. National Institute of Standards and Technology или NIST) является предпочтительным провайдером определения де факто облачных вычислений и моделей распределения, как показано на рисунке с несколькими примерами Esri.

Публичное (Общедоступное) Облако

Публичное облако является наиболее распространенным, когда речь заходит об облачных вычислениях, где инфраструктура и приложения принадлежат организации, продающей облачные сервисы.

Частное Облако

Поскольку многие традиционные поставщики и пользователи еще не вполне готовы к тому, чтобы перейти к публичным облачным вычислениям или имеют какие-либо ограничения для этого, слои облачных сервисов реплицируются внутри частной облачной среды, позади брандмауэра, и обслуживаются с помощью параметров организации хозяина.

Гибридное (Смешанное) Облако

Многие полагают, что золотая середина в оптимизации расходов организации будет лежать в тонком балансе между публичным, или общественным, и частным облаками. Однако, поскольку решение гибридного облака обычно связано с частной технологией, оно будет использоваться в будущем только вычислениями на крупных предприятиях, как только будут разработаны соответствующие стандарты.

ArcGIS и Облако

Esri предлагает ряд приложений и серсисов, основанных на Облаке.

Контент, основанный на облачных вычислениях, серверы и приложения обеспечивают затрато-эффективные и гибкие возможности для организаций с тем, чтобы доставлять и потреблять ГИС контент и сервисы.

ГИС сервисы доступны в Облаке , так что пользователи ArcGIS и разработчики могут получать доступ к готовым для использования картам, включая каталоги изображений, топографию и карты улиц, также как и сервисы по выполнению задач, такие как прокладывание маршрутов и геокодирование для Северной Америки и Европы.

ArcGIS для Сервера может быть развернут в Облаке через Гибкое Облако Вычислений Амазонки (EC2), так что организации и разработчики могут публиковать и быстро развертывать пользовательские приложения ГИС картографии в течение нескольких минут.

ГИС ПО как Сервис (SaaS) предоставляет специальные, базирующиеся на Облаке клиенты и приложения, которые легко решают сложные бизнес задачи, используя ГИС инструменты и данные, но не требуют использования экспертной оценки ГИС.

Мобильные ГИС сервисы скоро будут реализованы в Облаке так что полевые рабочие организации, бизнес профессионалы и клиенты-потребители смогут получить доступ к возможностям ГИСь и данным, используя практически любое портативное устройство.

Спасибо за внимание! До новых встреч на страницах сайта okITgo.ru.

В зависимости от того, кто является владельцем и управляет облаком, а также кто имеет доступ, выделяют четыре типа облачных технологий: public, private, hybrid и community.

Public cloud (external cloud, публичное облако) - форма облачных вычислений, при которой сервисы доступны для общего пользования в соответствии с pay-as-you-go подходом.

Облачные услуги

Владельцем облачной инфраструктуры в этом случае является отдельная компания (поставщик технологии) Пользователи - как физические лица, так и компании, обращаются к этим сервисам через интернет. Наиболее известные поставщики облачных технологий, такие как Amazon, Microsoft, Google, оснастили свою инфраструктуру большим количеством центров обработки данных, что позволяет пользователям свободно подобрать подходящий тариф, благодаря чему модель публичных облаков получила больше распространение. Основными проблемами подобной модели является необходимость обеспечения безопасности данных и управление данными.

Private cloud (internal cloud) инфраструктура, предназначенная для использования одной организацией, включающей несколько потребителей (например, подразделений одной организации), возможно также клиентами и подрядчиками данной организации. В отличие от публичного облака, владельцем приватного облака является сама организация. Подобные системы значительно менее масштабные и как следствие позволяют гарантировать безопасность и высокую производительность, однако их поддержка требует больших затрат и достаточной экспертизы.

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).

Community cloud — вид инфраструктуры, предназначенный для использования конкретным сообществом потребителей из организаций, имеющих общие задачи (например, миссии, требований безопасности, политики, и соответствия различным требованиям).

В подобной модели разделяют между собой свои инфрастуктуры, получая более масштабную систему.

Сервисы, предоставляемые облаками, могут быть поделены на три категории:

Infrastructure as a service (IaaS) предоставляется как возможность использования облачной инфраструктуры для самостоятельного управления ресурсами обработки, хранения, сетями и другими фундаментальными вычислительными ресурсами. IaaS в свою очередь делятся на «computation as a service» (виртуальная машина: ОЗУ, ОС, программные пакеты определены) и «data as a service» (хранилище данных). Примеры: Amazon Elastic Compute Cloud (EC2), GoGrid, Rackspace Cloud, Amazon Simple Storage Service.

Инфраструктура Platform as a Service (PaaS) предоставляет окружение для работы программного обеспечения и последующего размещения на нём новых или существующих 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. Примеры: Googl App Engine, Microsoft Azure, Force.com.

Инфраструктура Software as a Service (SaaS) — 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. Примеры: Google Apps (аналоги офиса), виртуал десктоп (Desktop as a Service), Salesforce.

Дима Диканьский

Создайте свое гибридное облако

Стремительное развитие информационных технологий позволяет организациям гибко выбирать наиболее подходящий вариант развертывания платформы.

Чайнику про облачные технологии

К вашим услугам публичные, частные, управляемые облачные среды, традиционные информационные технологии. Платформа HP Helion предлагает вам надежную стратегию на основе гибридных информационных технологий, в которой ключевыми моментами являются способность к адаптации и использование подходящего места назначения для конкретного приложения. Благодаря этому вы можете перенести имеющиеся рабочие нагрузки из традиционных информационных систем в современную и эффективную облачную среду, подобрав именно такие скорость и объем, которые наиболее точно соответствуют потребностям вашего предприятия.

Технологии, используемые в платформе HP Helion предоставляют необходимый набор услуг, необходимых для создания и управления гибридными средами, сочетающие в себе все преимущества гибридного облака и традиционных решений. Предлагаемые приложения, услуги, программное обеспечение и платформы базируются на принципах открытой технологии и не зависят от производителя.

Благодаря сочетанию традиционных и облачных технологий и приложений позволяет добиться высокого уровня безопасности. Еще одним важным достоинством платформы HP Helion является отличная управляемость и производительность. Используя эту платформу легко сократить затраты организации.

Физические магазины не единственный способ взаимодействия с клиентами. Все больше и больше компаний предлагают многоканальные решения привлечения клиентов и повышения уровня их удовлетворенности. Очевидно, что мобильные приложения - это ключевой канал для этого. Сочетание мобильных технологий с облачными вычислениями дает очень мощный катализатор роста бизнеса, известный как мобильные облачные вычисления.

Мобильные облачные вычисления - тип архитектуры, в которой задачи, интенсивно использующие память или процессор, выполняются в облаке, а мобильные устройства главным образом используются в качестве тонкого клиента для взаимодействия с приложением и вывода результатов обработки данных. Поскольку мобильные устройства ограничены по объему памяти, времени автономной работы и вычислительной мощности, эта архитектура освобождает мобильные устройства от выполнения тяжелых операций.

Некоторые особенности облачных вычислений, например быстрая эластичность и масштабирование по требованию или автоматическое масштабирование, гарантируют выделение вычислительных ресурсов и ресурсов памяти по мере необходимости. Вычислительный компонент облака состоит из определенного количества настроенных, готовых, масштабируемых служб для потребления мобильными приложениями. Также предлагаются облачные среды выполнения как механизм для выноса бизнес-логики с мобильных устройств. Все эти службы и среды выполнения соответствуют модели облачной платформы как услуги (PaaS) и собирательно известны под названием мобильная инфраструктура как услуга (MBaaS).

Важно знать, что мобильные приложения существуют в трех разновидностях. Мобильные приложения для определенных операционных систем или платформ (iOS или Android), имеющие доступ к функциональности устройства, такой как GPS, компас, камера, акселерометр и другие датчики. Такие приложения загружаются из «магазина приложений» и устанавливаются на устройстве.

Облачные сервисы

Мобильные веб-приложения обычно создаются с помощью HTML5, CSS3, таких библиотек, как JQuery Mobile, Twitter Bootstrap, Meteor.js, и других инструментов. Они работают в веб-браузере на мобильном устройстве через соединение с Интернетом и не требуют установки. Мобильные веб-приложения не имеют доступа к функциональности устройства, в отличие от обычных мобильных приложений. Гибридные мобильные приложения представляют собой сочетание первых двух типов. Как и обычные мобильные приложения, они доступны в «магазине приложений» и загружаются на устройство. Эти приложения обычно создаются с помощью HTML5 и CSS3. Но существуют специальные обертки и инструменты для устройств, например IBM MobileFirst Platform, PhoneGap и Cordova, позволяющие таким приложениям работать на разных платформах. Гибридные мобильные приложения завоевывают популярность благодаря низкой стоимости разработки из-за отсутствия необходимости писать код под каждую отдельную платформу.

Необходима мобильная стратегия в месте с планом перехода на облачные вычисления, чтобы получить преимущество и опередить конкурентов.