1.13 Облачные технологии и облачные вычисления

Облачные вычисления (англ. cloud computing), в информатике — общее название для серии подходов и технологий, обеспечивающих удобный и универсальный доступ потребителей к разделяемым вычислительным ресурсам, предоставляемым как услуга, по мере потребностей в мощностях, при минимальных затратах на взаимодействие с поставщиком услуг. В качестве вычислительных ресурсов в рамках облачных вычислений могут быть предоставлены вычислительные сети, серверы, данные, прикладное программное обеспечение, информационные услуги, а удобство и универсальность доступа обеспечивается широкой доступностью услуг по сетям передачи данных и поддержкой различного класса терминальных устройств (персональных компьютеров, мобильных телефонов, интернет-планшетов).

Возникновение англоязычного термина начало активно обсуждаться в 2008 году в одной из тематических Интернет конференций. В результате дискуссии выдвигались различные версии, по одной из которых, термин Cloud был использован главой компании Google в выступлении и получил широкое распространение в средствах массовой информации. Сегодня термин «Облако» используется как метафора, основанная на изображении Интернета на диаграмме компьютерной сети, или как образ сложной инфраструктуры, за которой скрываются все технические детали.

Облачные вычисления представляют собой модель для обеспечения по требованию удобного сетевого доступа к общему пулу настраиваемых вычислительных ресурсов (например, сетей, серверов, систем хранения данных, приложений и услуг), которые можно быстро выделить и предоставить с минимальными управленческими усилиями или минимальным вмешательством со стороны поставщика услуг. Облачная обработка данных как концепция включает в себя понятия: «Всё как услуга», «Инфраструктура как услуга», «Платформа как услуга», «Программное обеспечение как услуга», «Рабочее место как услуга», «Данные как услуга» и другие технологические тенденции, общим в которых является уверенность, что сеть Интернет в состоянии удовлетворить потребности пользователей в обработке данных.

Программное обеспечение как услуга (англ. SaaS or Software-as-a-Service). Потребителю предоставляется возможность использования приложений провайдера, работающих в облачной инфраструктуре. Приложения доступны из различных клиентских устройств или через интерфейс "тонкого клиента" , такие как веб-браузер (например, веб-почта) или интерфейс программы. Контроль и управление основной физической и виртуальной инфраструктурой облака в том числе сети, серверов, операционных систем, хранения, или даже индивидуальных возможностей приложения (за исключением ограниченного набора пользовательских настроек конфигурации приложения) осуществляется облачным провайдером.

Платформа как услуга (англ. PaaS or Platform-as-a-Service). Потребителю предоставляется возможность использования облачной инфраструктуры для размещения и последующей разработки новых или существующих (собственных или приобретенных приложений) созданных с помощью языков программирования, библиотек, служб и средств предоставляемых облачным провайдером. Контроль и управление основной физической и виртуальной инфраструктурой облака в том числе сети, серверов, операционных систем, хранения осуществляется облачным провайдером, за исключением разработанных или установленных приложений, а также по возможности параметров конфигурации среды (платформы).

Инфраструктура как услуга (англ. IaaS or Infrastructure-as-a-Service). Потребителю предоставляется возможность использования облачной инфраструктуры для самостоятельного управления ресурсами обработки, хранения, сети и другими фундаментальными вычислительными ресурсами, например потребитель может устанавливать и запускать произвольное программное обеспечение, которое может включать в себя операционные системы и приложения. Потребитель может контролировать операционные системы, виртуальные системы хранения данных и установленные приложения, а также ограниченный контроль набора доступных сервисов (например, сетевой файрвол, DNS или мониторинг). Контроль и управление основной физической и виртуальной инфраструктурой облака в том числе сети, серверов, типов используемых операционных систем, систем хранения осуществляется облачным провайдером.

Стандартизованы следующие обязательные характеристики облачных вычислений:

• Самообслуживание по требованию, потребитель самостоятельно определяет и изменяет вычислительные потребности, такие как серверное время, скорости доступа и обработки данных, объём хранимых данных без взаимодействия с представителем поставщика услуг;

• Универсальный доступ по сети, услуги доступны потребителям по сети передачи данных вне зависимости от используемого терминального устройства

• Объединение ресурсов (англ. resource pooling), поставщик услуг объединяет ресурсы для обслуживания большого числа потребителей в единый пул для динамического перераспределения мощностей между потребителями в условиях постоянного изменения спроса на мощности; при этом потребители контролируют только основные параметры услуги (например, объём данных, скорость доступа), но фактическое распределение ресурсов, предоставляемых потребителю, осуществляет поставщик (в некоторых случаях потребители всё-таки могут управлять некоторыми физическими параметрами перераспределения, например, указывать желаемый центр обработки данных из соображений географической близости);

• Эластичность, услуги могут быть предоставлены, расширены, сужены в любой момент времени, без дополнительных издержек на взаимодействие с поставщиком, как правило, в автоматическом режиме;

• Учёт потребления, поставщик услуг автоматически исчисляет потреблённые ресурсы на определённом уровне абстракции (например, объём хранимых данных, пропускная способность, количество пользователей, количество транзакций), и на основе этих данных оценивает объём предоставленных потребителям услуг.

С точки зрения поставщика, благодаря объединению ресурсов и непостоянному характеру потребления со стороны потребителей, облачные вычисления позволяют экономить на масштабах, используя меньшие аппаратные ресурсы, чем требовались бы при выделенных аппаратных мощностях для каждого потребителя, а за счёт автоматизации процедур модификации выделения ресурсов существенно снижаются затраты на абонентское обслуживание.

С точки зрения потребителя, эти характеристики позволяют получить услуги с высоким уровнем доступности и низкими рисками неработоспособности, обеспечить быстрое масштабирование вычислительной системы благодаря эластичности без необходимости создания, обслуживания и модернизации собственной аппаратной инфраструктуры. Сегодня существуют различные виды облачных инфраструктур:

• 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 она может физически существовать как внутри так и вне юрисдикции владельца.

• 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.

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

• 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 она может физически существовать как внутри так и вне юрисдикции владельца.

Для обеспечения согласованной работы ЭВМ, которые предоставляют услугу облачных вычислений, используется специализированное ПО, обобщённо называющееся «middleware control». Это ПО обеспечивает мониторинг состояния оборудования, балансировку нагрузки, обеспечение ресурсов для решения задачи. Серверы, выполняющие приложения, виртуализируются и балансировка нагрузки осуществляется как средствами ПО, так и средствами распределения виртуальных серверов по реальным, перенос виртуальных серверов происходит посредством живой миграции.

Уже сейчас многие такие международные корпорации, как T–mobile, General Electric, Philips и другие перешли на использование облачных технологий. Работают с ними и в правительствах – здесь в авангарде США и Великобритания. К 2015 году, по словам директора департамента новых технологий ЗАО «НЭК Инфокоммуникации» Анатолия Харламова, завершится переход на правительственное «облако» в Японии. С заявкой на создание такого «облака» уже обратилось к одной из компаний правительство Китая. Под «облаком» находятся и муниципалитет Лос-Анджелеса, и Европейское агентство по охране окружающей среды. Аналитики Гартнер групп (Gartner Group) прогнозируют перемещение большей части информационных технологий в «облака» в течение 5–7 лет. По их оценкам, к 2015 году объём рынка облачных вычислений достигнет 200 миллиардов долларов. Стремительное развитие облачных вычислений объясняется весьма просто – эту бизнес-модель аутсорсинга при внедрении ИКТ-решений надо продвигать на рынок. Пионерами и, соответственно, главными игроками на этом новом рынке выступили крупнейшие ИТ-поставщики – Microsoft, IBM, NEC, чьи представители участвовали в семинаре, а также Google, Intel, HP и другие мировые ИТ-лидеры. Перспективность быстро развивающегося ИТ-направления оценила Комиссия по модернизации и технологическому развитию России, отобравшая в качестве первого проекта для инновационного центра в Сколкове проект по созданию бизнес-инкубаторов в сфере облачного программирования, предложенный фондом Almaz Capital. С 2008 года в нашей стране действует программа «Университетский кластер», учреждённая Институтом системного прогнозирования РАН, Межведомственным суперкомпьютерным центром, компаниями «Синтерра» и HP. В рамках этой программы отрабатываются и облачные технологии, способствующие формированию сообщества профессионалов. Сегодня не надо тратить огромные средства на создание собственных серверов и центров обработки данных в вашем офисе, на оплату лицензионного программного обеспечения (ПО), на содержание квалифицированного персонала, можно автоматизировать все ИТ-процессы, купив готовые пакеты: SaaS (аренда ИТ-приложений), DaaS (аренда виртуального рабочего места), IaaS (аренда ИТ-инфраструктуры), PaaS (разработка новых решений на базе облачных платформ). Преимуществом облачных технологий разработчики так же называют высокую стандартизацию ИТ-процессов, к тому же облачные центры обработки данных помогут пользователям значительно сэкономить на потреблении энергии.