1.Введение.

Облачные вычисления и технологии являются сегодня одним из ведущих трендов мирового IТ - рынка. Их обсуждают буквально все компании и аналитики, каждый так или иначе планирует их использование с целью создания продуктов и сервисов на их основе. Некоторые лишь прощупывают почву, для того, чтобы не оказаться позади и не упустить очевидные преимущества, которые предоставляют “облака”. Практически каждый месяц проходят конференции и семинары, посвященные “облаку” и облачным вычислениям, а ведущие аналитики предсказывают существенный рост как спроса на них, так и лавинообразное увеличение доходов для компаний, которые одними из первых будут предлагать облачные сервисы.

Облачные вычисления представляют собой высокоэффективный инструмент повышения прибыли и расширения каналов продаж для независимых производителей программного обеспечения (Independent Software Vendors, ISV), операторов связи и VAR-посредников, расширяющих возможности существующих продуктов с целью их перепродажи конечным пользователям. Облачный подход позволяет организовать динамическое предоставление услуг, когда пользователи могут производить оплату по факту и регулировать объем своих ресурсов в зависимости от реальных потребностей без долгосрочных обязательств.

2.Что такое облачные вычисления?

Облачные вычисления – это такой подход к размещению, предоставлению и потреблению приложений и компьютерных ресурсов, при котором приложения и ресурсы становятся доступны через Интернет виде сервисов, потребляемых на различных платформах и устройствах. Оплата таких сервисов осуществляется по их фактическому использованию.

При рассмотрении темы облачных вычислений необходимо выяснить ответы на основные вопросы, которые помогут понять что же это на самом деле:

-          где располагаются приложения;

-          основные характеристики облачных вычислений;

-          предоставляемые сервисы.

Получив ответы на эти вопросы можно перейти к рассмотрению существующих платформ и бизнес-моделей, которые они предлагают.

3. Где располагаются приложения?

Обсуждая облачные вычисления, следует обращать внимание на то, где располагаются приложения. В настоящее время существует три основных модели расположения приложений:

-   в инфраструктуре заказчика;

-          у компании-хостера;

-          в облаке.

Расположение в инфраструктуре заказчика (on premises). Это наиболее традиционная модель развертывания приложений, существующая уже десятки лет. Размещение приложений в локальной инфраструктуре предполагает существенные начальные инвестиции в аппаратные ресурсы, программное обеспечение, сетевую инфраструктуру и персонал.

Такая модель – оплата, приобретение, владение – напрямую связана с высокими капитальными затратами, но, в тоже время, она обеспечивает полный контроль за инфраструктурой, аппаратным и программным обеспечением.

Расположение у компании-хостера (hosting). Такая модель развертывания приложений, называвшаяся ранее Application Services Prodiver (ASP), а затем – SaaS или просто «хостинг» получила свое развитие несколько лет назад и является одним из наиболее популярных способов снижения расходов на информационные технологии. Она основана на аренде аппаратной платформы, программного обеспечения, соответствующей инфраструктуры и персонала, выполняющего ее обслуживание. Такая модель отличается меньшим контролем за инфраструктурой, аппаратным и программным обеспечением и базируется на оплате фиксированного числа ресурсов, что обычно предполагает оплату даже в тех случаях, когда арендуемые ресурсы не используются.

Расположение в облаке (cloud). Данная модель появилась совсем недавно. Она предполагает оплату по факту использования арендуемых аппаратных и программных ресурсов, что приводит к существенному снижению начальных расходов и переходу от капитальных инвестиций к операционным расходам. Такая модель отличается практически отсутствием контроля за инфраструктурой и аппаратным обеспечением, а при аренде программного обеспечения – еще и отсутствием контроля за ним.

Каждый подход имеет свои достоинства и недостатки, но, с точки зрения экономики, самой важной характеристикой является оплата по факту использования, реализуемая именно облачными вычислениями.

Рисунок 1.1 – Варианты расположения приложений

4. Основные характеристики облачных вычислений

а)Масштабируемость

Ввод новых продуктов и сервисов, расширение канала продаж и количества заказчиков требуют от информационных систем организации выдерживать растущие нагрузки и обрабатывать большие объемы данных. Быстрая и надежная работа, исключающая отказы в обслуживании, задержки в ответах от системы и сбои позволяют повысить лояльность и удовлетворенность заказчиков. Масштабируемое приложение позволяет выдерживать большую нагрузку, за счет увеличения количества одно временно запущенных экземпляров. Как правило, для одновременного запуска множества экземпляров используется типовое оборудование, что снижает общую стоимость владения и упрощает сопровождение инфраструктуры.

б)Эластичность

Гибкая реакция на изменяющиеся условия ведения бизнеса является одной из характеристик успешного бизнеса. Например, сложившаяся рыночная конъюнктура и действия конкурентов могут потребовать быстро внедрить новый продукт или услугу, проведя при этом полный цикл планирования, проектирования и разработки информационной системы. Эластичность позволяет быстро нарастить мощность инфраструктуры, без необходимости проведения начальных инвестиций в оборудование и программное обеспечение. Эластичность связана с масштабируемостью приложений, так как решает задачу моментального изменения количества вычислительных ресурсов, выделяемых для работы информационной системы.

в)Мультитенантность

Мультитенантность – это один из способов снижения расходов за счет максимального использования общих ресурсов для обслуживания различных групп пользователей, разных организаций, разных категорий потребителей и т.п. Мультитенантность может быть особенно привлекательна для компаний-разработчиков приложений, так как позволяет снизить собственные расходы на оплату ресурсов облачной платформы и максимально использовать доступные вычислительные ресурсы.

г)Оплата за использование

Оплата использованных ресурсов – это еще один атрибут облачных вычислений, позволяющий перевести часть капитальных издержек в операционные. Приобретая только необходимый объем ресурсов, можно оптимизировать расходы, связанные с работой информационных систем организации. А в сочетании с мультитенантностью, разделяя ресурсы между различными потребителями, можно снизить расходы еще больше. Эластичность позволит быстро изменить объем ресурсов в сторону увеличения или уменьшения, тем самым, приведя расходы на ИТ в соответствие с фактическими потребностям организации.

д)Самообслуживание

Быстрый вывод на рынок нового продукта или услуги в современных условиях сопровождается развертыванием или модификацией информационных систем. Традиционно, развертывание информационной системы предваряется определением спецификации оборудования, его закупкой и настройкой. В зависимости от того, кем производится процесс разработки приложения (контрактором или внутренними силами), он может потребовать выделения аппаратных ресурсов и установку программного обеспечения. Все это может занять длительное время: месяцы и даже годы. Самообслуживание позволяет потребителям запросить и получить требуемые ресурсы за считанные минуты.

Как можно заметить, только сочетание нескольких атрибутов облачных вычислений приводит к достижению задачи повышения доходов и снижения расходов. Так, оплата только использованных ресурсов максимально эффективна в сочетании с эластичностью инфраструктуры.

Эластичность, в свою очередь, предполагает, что приложения масштабируются, в противном случае, быстрое выделение ресурсов не приведет к повышению производительности.

Выше мы рассмотрели, как основные атрибуты облачных вычислений могут влиять на решение задач повышения доходов и снижения расходов организации. Нужно также понимать, что переход в облако не является тривиальной задачей и часто требует пересмотра и изменения архитектуры существующих решений, а иногда – полного отказа от них в пользу создания новых, реализованных с учетом возможностей, предоставляемых облачными платформами. В зависимости от архитектуры существующих приложений и технологий, на которых они реализованы, их перенос на облачную платформу может привести к получению ряда преимуществ, а может – к появлению дополнительных проблем, связанных, например, с обеспечением совместимости или ограничениями реализации серверной платформы на уровне облака. Как один из шагов по адаптации облачных вычислений, можно рассмотреть переход к архитектуре, ориентированной на сервисы.

 

5.Сервисы облачных вычислений

Облачные вычисления и предоставляемые ими сервисы (например: вычислительные мощности или хранилища) можно сравнить с коммунальными услугами. Так же как в жару или холод меняется потребление воды и электричества, так и потребление сервисов, предоставляемых «облачными» платформами, может возрастать или уменьшаться в зависимости от повышения или понижения нагрузок.

Схожесть сервисов и коммунальных услуг заключается в нескольких аспектах. Во-первых, и в том и в другом случае потребители платят только за реальную утилизацию. Во-вторых, и те и другие ресурсы вы берете в аренду – т.е. в большинстве случаев вам не нужно подключаться к колодцу для получения воды или непосредственно к электростанции для получения электричества – поставщики таких сервисов обеспечивают их доступность в виде арендуемых «ресурсов», оставляя за собой вопросы создания и поддержания инфраструктуры. В-третьих, заключая договор с соответствующей организацией, вы подразумеваете доступность тех или иных ресурсов, а организация – своевременную оплату их аренды.

Какие сервисы чаще всего предоставляют «облачные» платформы? Хостинг приложений, хранение данных, проведение вычислений – вот наиболее частые сценарии использования «облачных» платформ. Говоря про «облачные» платформы и предоставляемые ими сервисы, обычно употребляют словосочетание «...как сервис». Можно выделить следующие основные сервисы, предоставляемые облачными платформами.

а)Программное обеспечение как сервис (SaaS)

Модель предоставления программного обеспечения как сервиса (Software as a Service, SaaS) обеспечивает возможность аренды приложений. Программное обеспечение как сервис включает платформу как сервис и инфраструктуру как сервис. Примером приложения как сервиса может быть Business Productivity Online Suite.

Модель предоставления программного обеспечения как сервиса является моделью обеспечения доступа к приложениям через Интернет с оплатой по факту их использования. Данная модель является наиболее распространенной на сегодняшний день моделью предоставления облачных сервисов. Организации могут реализовывать подобную модель предоставления сервиса из частных облаков, используя внутренние сетевые каналы, дополнительно защищенные и не связанные с Интернетом.

Потребителями данного типа сервисов являются конечные пользователи, которые работают с приложениями, предоставляемыми в «облаке». Соглашение о предоставлении сервисов (SLA) обычно покрывает такие характеристики сервисов, как их доступность (uptime) и производительность. Возможности настройки приложений под нужды потребителей минимальны или вообще отсутствуют, их уровень диктуется требованиями рынка или возможностями поставщиков таких приложений.

Оплата конечного сервиса, как правило, производится ежемесячно и рассчитывается на основе количества пользователей приложения.

б)Платформа как сервис (PaaS)

Модель предоставления платформы как сервиса (Platform as a Service, PaaS) обеспечивает возможность аренды платформы, которая обычно включает операционную систему и прикладные сервисы. Платформа как сервис облегчает разработку, тестирование, развертывание и сопровождение приложений без необходимости инвестиций в инфраструктуру и программную среду. Платформа как сервис также включает и инфраструктуру как сервис. Примером платформы как сервис может служить Windows Azure, Amazon Web Services (AWS).

Здесь потребителями являются сами компании, разработавшие приложения. Платформа обеспечивает среду для выполнения приложений, сервисы по хранению данных и ряд дополнительных сервисов, например интеграционные или коммуникационные. Соглашение о предоставлении сервисов (SLA) обычно покрывает такие характеристики сервисов, как доступность среды выполнения приложений и ее производительность. Возможности настройки приложений под нужды потребителей практически не ограничены. Ограничением может послужить лишь функциональность сервисов, предоставляемых на уровне платформы. При этом необходимо понимать: для того чтобы воспользоваться возможностями облачной платформы, необходимо значительно модернизировать или вообще написать заново существующие приложения.

Оплата облачной платформы рассчитывается исходя из объема использованных вычислительных ресурсов, таких как:

-          время работы приложения;

-          объем данных и количество операций с данными (транзакций);

-          сетевой трафик.

Провайдер облачной платформы может предоставлять существенные скидки при приобретении определенного объема ресурсов.

в)Инфраструктура как сервис

Модель предоставления инфраструктуры (аппаратных ресурсов) как сервиса (Infrastructure as a Service, IaaS) обеспечивает возможность аренды таких инфраструктурных ресурсов, как серверы, устройства хранения данных и сетевое оборудование. Управление всей инфраструктурой осуществляется поставщиком сервисов, а потребитель управляет только операционной системой и установленными приложениями. Такие сервисы обычно оплачиваются по их фактическому использованию и позволяют пользователю увеличивать или уменьшать объем используемой инфраструктуры через специальные порталы, предоставляемые поставщиками сервисов.

Здесь потребителями являются владельцы приложений, ИТ-специалисты, подготавливающие образы ОС для их запуска в сервисной инфраструктуре. Облачная платформа предоставляет сервисы для запуска виртуальных машин и сервисы хранения данных. Соглашение о предоставлении сервисов (SLA) обычно покрывает такие характеристики сервисов, как доступность виртуального сервера, время развертывания образа ОС. В данной сервисной модели могут быть запущены практически любые приложения, установленные на стандартные образы ОС.

Как и в случае с PaaS, оплата инфраструктуры как сервиса, обычно производится исходя из объема использованных ресурсов.

6.Модели развертывания.

   а) Частное облако (англ. private cloud) — инфраструктура, предназначенная для использования одной организацией, включающей несколько потребителей (например, подразделений одной организации), возможно также клиентами и подрядчиками данной организации. Частное облако может находиться в собственности, управлении и эксплуатации как самой организации, так и третьей стороны (или какой-либо их комбинации), и оно может физически существовать как внутри, так и вне юрисдикции владельца.

   б) Публичное облако (англ. public cloud) — инфраструктура, предназначенная для свободного использования широкой публикой. Публичное облако может находиться в собственности, управлении и эксплуатации коммерческих, научных и правительственных организаций (или какой-либо их комбинации). Публичное облако физически существует в юрисдикции владельца — поставщика услуг.

   в)Общественное облако (англ. community cloud) — вид инфраструктуры, предназначенный для использования конкретным сообществом потребителей из организаций, имеющих общие задачи (например, миссии, требований безопасности, политики, и соответствия различным требованиям). Общественное облако может находиться в кооперативной (совместной) собственности, управлении и эксплуатации одной или более из организаций сообщества или третьей стороны (или какой-либо их комбинации), и оно может физически существовать как внутри, так и вне юрисдикции владельца.

   г)Гибридное облако (англ. hybrid cloud) — это комбинация из двух или более различных облачных инфраструктур (частных, публичных или общественных), остающихся уникальными объектами, но связанных между собой стандартизованными или частными технологиями передачи данных и приложений (например, кратковременное использование ресурсов публичных облаков для балансировки нагрузки между облаками).

7. Применение облачных вычислений

Облачные вычисления довольно объемный и сложный термин. Нельзя все задачи и требования свести к их использованию, однако можно придумать новые понятия и задачи, которые бы потребовали их использование, а именно, их преимущества. Многие ресурсоемкие задачи требуют много времени на их решение, что соответственно говорит о том, что большое количество имеющихся ресурсов будет задействовано и использовано, причем не обязательно с пользой. Это сразу разрушает одно из основных преимуществ облаков, а именно, оплату по мере использования. Длительное использование всех ресурсов потребует большой суммы для их оплаты, что непозволительно и невозможно в рамках исследовательских программ.

Масштабируемость играет наоборот полезную роль, т.к. при нехватке ресурсов их можно немедленно увеличить и дать возможность вашей задаче воспользоваться ими и не прерваться, а может даже и уменьшить время решения.

Самообслуживание также отлично вписывается, т.к. оно позволяет не тратить время на обслуживание техники. По сути оно конечно требует некоторого внимания, но оно уделяется провайдером “облака”, что снимает необходимость подбора персонала для этих целей в организации. Облачная платформа сама определит когда ее необходимо обслуживать, а сотрудники, которые занимаются ее поддержкой, обладающие необходимыми навыками и умениями обслужат ее и введут в строй. Обычно это производится без выведения всего оборудования из строя, так как оно автоматически распределиться по работающим серверам. Это выполняет балансировщик нагрузки. По сути, имеющихся реально ресурсов гораздо больше, но за счет репликации, клонирования, виртуализации это не заметно конечному пользователю. Именно это и гарантирует надежность и высокую доступность, что также является преимуществом.

Таким образом, облачные вычисления могут быть использованы в различных сценариях, в которых необходима надежность, эластичность и масштабируемость.

8. Существующие облачные платформы

На рынке сегодня существует множество платформ для организации облачных вычислений. Существуют как проприетарные (коммерческие), так и открытые (свободные). На основе открытых платформ, таких как OpenStack , Cloud Foundry  многие компании создают свои инфраструктуры и предлагают средства для их управления, в частности, предоставляют комплексы для превращения имеющихся ресурсов в облака.

Для того, чтобы выбрать наиболее подходящую платформу и провайдера необходимо четко сформулировать требования, предъявляемые к облаку, а также произвести пробное тестирование всех возможных платформ. Зачастую это наилучший способ понять, подходит ли решение или необходимо пробовать создавать свое на основе открытых платформ.

Из наиболее активных и серьезных игроков рынка облачных вычислений следует отметить следующие платформы и компании :

-          Amazon Web Services

Amazon является пионером рынка облачных платформ и на сегодняшний момент – это безусловный лидер рынка. Особенность AWS в том, что это инфраструктурный сервис (IaaS), который предоставляет максимум свободы разработчикам в выборе платформы и среды разработки. Обратная сторона медали в том, что многое (начиная от установки ОС) приходится делать вручную. AWS подходит как для хостинга корпоративных приложений и контента, так и для построения SaaS сервисов.

-          Rackspace

Rackspace является наиболее близким к Amazon (это тоже IaaS платформа) и в части стоимости и простоты администрирования – даже обходит своего конкурента. В отличии от Amazon, которая концентрирует усилия на развитии инструментов для развертывания и управления облачной инфраструктурой, Rackspace стремится быть ближе к прикладным приложениям. В частности, недавно они запустили онлайн супермаркет приложений Cloud Tools. Кроме того, Rackspace предоставляет базовые сервисы для совместной работы: почтовый сервер (Rackspace Email) и файловый сервер (Rackspace Cloud Drive), которые можно будет интегрировать в свои облачные приложения.

-          Windows Azure

Это идеальная облачная платформа для Microsoft-ориентированных разработчиков и компаний. Впрочем, Windows Azure также поддерживает PHP, MySQL, Ruby on Rails, Python, Java, Eclipse и Zend. Главным преимуществом Azure перед Amazon Web Services и Rackspace Cloud является высокий уровень автоматизации, позволяющий разработчику думать только о своем приложениии, а не об инфраструктуре. Кроме того, эта платформа позволяет легко интегрировать размещаемые на ней приложения с локальной ИТ инфраструктурой компании с помощью стандартов SOAP, REST и XML (таким образом, поддерживает схему S+S).

Данная платформа будет рассмотрена подробнее в следующем разделе.

-          Google App Engine + Google Apps

Платформа Google App Engine отличается гуманным отношением к стартапам – предоставляет ограниченные бесплатные ресурсы (дисковое пространство и трафик), которые весьма кстати для начинающих SaaS сервисов. GAE поддерживает пока только два языка программирования – Python и Java. GAE в основном ориентирован на создание SaaS сервисов для малого бизнеса. Кроме инфраструктурной платформы, Google (для гугло-ориентированных разработчиков) предоставляет набор API для интеграции сервиса с популярными приложениями Google Apps и супермаркет приложений Google Apps Marketplace для вывода вашего сервиса на рынок.

-          Force.com

Платформа компании Salesforce – Force.com – претендует на роль монополиста на рынке корпоративных SaaS приложений. Платформа построена вокруг самой успешной корпоративной SaaS системы – Salesforce и позволяет создавать дополнения к этой системе или независимые приложения. Force.com предоставляет широкий выбор инструментов разработки (Apex, Flash, Java), конструктор интерфейсов, готовые модули (аутентификация, социальные инструменты, бизнес-процессы, аналитика) и супермаркет приложений с огромной пользовательской базой.

-          VMWare vCloud

VMWare vCloud – не является самодостаточной облачной платформой. Это промежуточный слой, который несколько партнеров VMWare предоставляют поверх своей серверной инфраструктуры (последней к списку партнеров присоединилась Salesforce). Как известно, VMWare – это мировой лидер на рынке систем виртуализации, поэтому главным преимуществом этой платформы является поддержка виртуальных образов приложений. В частности, это позволяет быстро и просто переносить локальные бизнес-приложения на облачную платформу без проблем, связанных с переносом сопутствующей ИТ инфраструктуры.

-          IBM Cloud

IBM известна своими суперкомпьютерами, решающими суперзадачи. Вот и IBM Cloud в основном ориентирована на крупные компании и ресурсоемкие процессы: разработка и тестирование ПО, хранение и аналитическая обработка огромных массивов данных. Очевидно, после недавнего приобретения сервиса OmniConnect, еще одной функцией этого облака станет интеграция разрозненных облачных систем и платформ.

Таким образом, на рынке представлено достаточно платформ, чтобы был выбор. После определения требований можно начать поиск решений, который стоит начать именно с именитых платформ, т.к. они имеют больший опыт и развились до больших размеров. Использование других платформ не означает того, что они хуже или лучше. Просто все зависит от задач, которые необходимо решать, а также от стоимости и сложности как разработки, так и поддержки. Плюсы крупных платформ в том, что у них это все есть, чего нельзя сказать про малых игроков.

9.Заключение.

Облачные вычисления и “облака” тесно вошли в нашу жизнь и ежедневное использование компьютера, подключенного к сети Интернет не обходится без них. Новые технологии принесли много нового, в частности, перемены на IТ-рынке и появление новых услуг, сервисов и платформ, которые являются основополагающими для новых бизнес-моделей. Развитие глобальной сети, а также рост потребления контента, связанный также с бурным ростом мобильной техники потребовал от производителей создания новых масштабируемых и гибких систем, которые бы позволили наилучшим образом подстраиваться под растущие запросы, а также предоставили новые пути доставки контента и построения инфраструктур.

Основные преимущества “облаков”, такие как масштабируемость, мультитенантность, эластичность, а также, что очень важно, оплата за использование выдвигают их на первый план. Это именно то, что нужно рынку и как говорит аналитика, спрос на них будет расти.

Сегодня на рынке “облаков” представлено довольно много игроков, предлагающих свои платформы. Из них есть и свободные (открытые), которые можно развивать самостоятельно, в случае необходимости разработки уникальной архитектуры для развертывания инфраструктуры. Некоторые компании используют готовые решения, другие – развивают свои.

Борьба за долю рынка будет усиливаться и в зависимости от спектра предлагаемых услуг он будет поделен между наиболее крупными игроками.

Для крупных компаний, ищущих пути экономии и сокращения затрат ест смысл присматриваться к “облакам”, однако каждая из них должна сделать выбор. Многие хотят получить все и сразу, “под ключ”, т.е. готовую инфраструктуру, без необходимости разработки и переноса ее. Это значит, что те компании, предлагающие готовые услуги, будут иметь больше клиентов.

Одним из крупных игроков рынка и постоянно развивающимся является компания Microsoft, которая предлагает свою облачную платформу – Windows Azure. Она состоит из нескольких компонентов, таких как хранилище данных, веб-сайты, виртуальные машины, мобильные и облачные сервисы, службы мультимедиа. За последний год она серьезно преобразовалась и имеет на своем счету множество успешных проектов, в которых использовалась. Кроме того, ее использует и сама компания, при создания таких облачных сервисов как Office 365, Team Foundation Service и др.

Облачные вычисления являются самым быстрорастущим трендом мирового рынка. Это нужно принять во внимание и успеть воспользоваться преимуществами “облаков”. Тем компаниям, которые их не используют, будет тяжело угнаться за лидерами.

Однако, для того, чтобы наиболее полно понять тему облачных вычислений, необходимо обратиться к принципам и парадигмам, а также шаблонам, которые используются в корпоративных системах. Знание основ позволит отойти от существующих реализаций и сделать свою, которая будет максимально полно им соответствовать. Как и в любой другой области, основы лежат в теории и принципах, заложенных многими учеными, и даже, футуристами и фантастами. Ведь многие технологии сегодняшнего дня были описаны довольно давно писателями в своих произведениях.

1