Материал: Облачные хранилища и основные сервисы

Перечисленные примеры показывают, что облачные сервисы начали внедряться в работу образовательных и других учреждений в нашей стране. Одновременно с этим разработчики облачных платформ продолжают создавать новые виды услуг, которые могут оказать заметное влияние на организацию образовательного процесса.

Можно заключить, что сегодня работникам организаций пора перенести свое внимание с оснащения компьютерами на формирование ее цифровой информационной среды как составной части инновационной работы по переходу к новым технологиям. Теперь уже не требуется создавать в каждой компании собственный центр обработки данных. Примеры показывают, что облачные сервисы начали внедряться в работу образовательных и других учреждений в нашей стране. Одновременно с этим разработчики облачных платформ продолжают создавать новые виды услуг, которые могут оказать заметное влияние на организацию образовательного процесса.

Свойства и организация облака

Национальный институт стандартов и технологии определяет вычислительное облако как особую модель предоставления услуг, которая обеспечивает удобный и повсеместный доступ по требованию к удаленному пулу конфигурируемых вычислительных ресурсов. Эти ресурсы оперативно предоставляются и высвобождаются по мере необходимости с минимальными эксплуатационными затратами и/или обращениями к провайдеру.

Таким образом, облако - это предоставление провайдером удаленных вычислительных ресурсов и услуг по запросу потребителя. Однако не всякие услуги провайдеров можно назвать облачными.

Основные свойства облака

Ключевые свойства облачных услуг выделены словами: "оперативно предоставляются и высвобождаются", "минимальные эксплуатационные затраты", "минимальные обращения к провайдеру", "удобный и повсеместный доступ", "пул ресурсов". Эти свойства обычно называют: масштабируемость, оплата по мере использования, самообслуживание, универсальный доступ по сети, объединение ресурсов, программируемость.

Масштабируемость. Это способность вычислительной системы реагировать на увеличение или уменьшение нагрузки увеличением или снижением производительности путем добавления или высвобождения используемых ресурсов. Масштабируемость обеспечивается путем виртуализации вычислений, которая является важнейшим атрибутом вычислительного облака. Приложение, которое сначала использует один сервер, по мере увеличения нагрузки (например, подключение новых пользователей) может подключать дополнительные ресурсы и использовать сотни серверов. Важно, что такое увеличение масштаба может происходить в том числе автоматически. Когда нагрузка снижается, недостаточно загруженные серверы могут высвобождаться от этой работы. Все это может происходить мгновенно, так что пользователи системы этого не замечают.

Свойство динамического разворачивания и сворачивания используемых вычислительных мощностей обычно называют масштабируемостью приложений, или эластичностью обработки данных. Масштабируемость дает возможность приложению получить любое количество ресурсов, которое требуется для его успешного выполнения в каждый текущий момент. Это одно из наиболее привлекательных свойств облачных вычислений. В отличие от веб-хостинга, где подключение дополнительных серверов и настройка топологии сети требуют значительных усилий и времени, облачный сервис позволяет легко управлять конфигурациями серверов и их топологией.

Оплата по мере использования.

Виртуализация вычислений и масштабируемость приложений позволяют достаточно точно учитывать ресурсы, которые использует каждое приложение, и оплачивать их с учетом объема использования. Соответственно, потребителю не требуется закупать и эксплуатировать дорогостоящее серверное оборудование, рассчитывая его на максимальную нагрузку. Так, школьные серверы, которые рассчитаны на обслуживание тысяч пользователей в пиковом режиме, практически не загружены в ночное время. Используя облачные сервисы, школа может оплачивать только то время, когда она ими фактически пользуется. В результате вычислительные ресурсы оплачиваются по счетчику, как вода или электроэнергия. Это позволяет перевести инвестиционные расходы (закупка оборудования) в текущие расходы. Организация может оперативно подписаться на требуемые услуги или временно отказаться от их использования.

Оплата по мере использования - лучший способ оптимизировать расходы организации на IT. В то же время облачный провайдер может полнее загрузить свои вычислительные ресурсы, обслуживая пользователей из различных временных зон.

Самообслуживание.

Чтобы в полной мере использовать возможности масштабируемости и оплаты по мере использования, потребители услуг должны иметь возможность управлять используемыми ресурсами без посредников, подключая или отключая их в режиме самообслуживания. Панели управления, которые предоставляют потребителям провайдеры облачных услуг, позволяют пользователям самостоятельно управлять вычислительными ресурсами, не обращаясь к персоналу сервис-провайдера. Важно, что для этого пользователю не нужна специальная подготовка. По мере того как приложения перемещаются в облако, самообслуживание становится простым и удобным способом настройки и управления ИТ-инфраструктурой.

Универсальный доступ по сети.

Это еще одно обязательное свойство облачных услуг. Необходимые услуги обычно доступны потребителям по сети передачи данных (через Интернет) независимо от используемых терминальных устройств. Это позволяет запустить любую ресурсоемкую задачу (например, машинный перевод или распознавание речи) с любого мобильного устройства, включая обычный смартфон.

Облачные сервисы являются дешевыми и массовыми. При этом предоставление облачных услуг, как правило, выгоднее хостинга. Это связано с экономией на масштабе. Обслуживая большое количество потребителей, облачный провайдер объединяет все ресурсы в единый пул и динамически перераспределяет мощности между потребителями по мере того, как спрос на эти мощности изменяется. Такое свойство облаков называют объединение ресурсов.

Потребители контролируют только основные параметры услуги (объем данных, скорость доступа и т.п.). Иногда они могут влиять на отдельные физические параметры распределения ресурсов (например, указать желаемый центр обработки данных с учетом своего географического положения). Но фактически все физические ресурсы, которые предоставляются потребителю, распределяет поставщик. Благодаря объединению ресурсов и непостоянному характеру их потребления со стороны потребителей, облачные вычисления позволяют поставщикам услуг существенно экономить на масштабах, используя гораздо меньше аппаратных ресурсов, чем это требовалось бы каждому потребителю при выделении ему необходимых аппаратных мощностей в исключительное использование. Автоматизация процедур модификации выделения ресурсов позволяет существенно снизить затраты на абонентское обслуживание.

Экономия на масштабе, которая выгодна поставщику облачных услуг, не конфликтует с интересами потребителя, который этого, как правило, не замечает. Он получает необходимые ему услуги с высоким уровнем доступности (по мере требования) и низким риском неработоспособности. Потребителю облачных услуг не требуется развивать собственную вычислительную инфраструктуру. Все нужные ему приложения быстро масштабируются вычислительной системой облачного провайдера благодаря ее эластичности.

Программируемость.

Одно из самых привлекательных свойств облака - его программируемость, которую обеспечивает сервис PaaS. С его появлением у потребителя интернет-услуг появилась возможность без дополнительных затрат программировать, отлаживать и тестировать новые разработки в реальной производственной среде, что значительно сокращает сроки их выполнения и снижает стоимость. Облачные решения могут достаточно динамично реагировать на изменения потребностей пользователей системы, а сами программисты становится активными потребителям облачных сервисов. вычисление облако хранилище

Например, такое облачное решение, как MS Windows Azure, позволяет программистам и архитекторам пользоваться различными традиционными наборами инструментов для разработки приложений (SDK), включая Java, .Net, PHP, Python и Ruby. Кроме того, разработчики получают возможность решать задачи автоматического масштабирования приложений. По мере необходимости эти приложения могут использовать от нескольких серверов до нескольких тысяч серверов. Разработчики могут использовать как готовые платформенные компоненты, так и создавать дополнительные VM и добавлять их к своим приложениям по требованию.

Хостинг, который появился на уровне ISP-2, перерос в разработку решений "клиент-сервер" и предоставление пользователям на этой основе программных приложений. Предоставление прикладных сервисов через Интернет (ASP), которые ISP-4 стали называть SaaS, стало завершающим шагом, за которым последовал качественный скачок облачных сервисов. Этот качественный скачок связан с развитием виртуальных вычислений, появлением на рынке IaaS, PaaS и SaaS.

Выделенные выше свойства облачных вычислений позволяют сопоставить возможности облачных вычислений и веб-хостинга. Очевидно, что хостинг не может удовлетворить требованиям масштабируемости в той степени, в какой это позволяет облако. Если это и делается, то далеко не с теми экономическими показателями, которые можно достичь в облаке, где доступно объединение ресурсов.

Организация облачных вычислений

Закончив рассматривать основные свойства облака, перечислим базовые модели развертывания облачных вычислений и предоставление к ним доступа потребителям. Эти модели уже сложились. Их обычно называют частным, коммунальным, публичным и гибридным облаками.

Частное облако

Частное облако - вычислительная инфраструктура, которая предназначена для использования в одной организации. Она может включать нескольких потребителей. Например: подразделения организации (расположенные в разных зданиях), ее клиенты и подрядчики. Частное облако может находиться в собственности, управляться или эксплуатироваться как самой организацией, так и внешним агентом. Оно может находиться под юрисдикцией самой организации или быть вне ее юрисдикции. Иначе говоря, частное облако - обычный центр обработки данных (ЦОД) организации, который обладает всеми свойствами облака. Такой ЦОД консолидирует и снижает издержки на свою информационную инфраструктуру. Ему требуется меньше высококвалифицированного технического персонала для сопровождения и развития вычислительных ресурсов. Он может эффективнее использовать имеющиеся вычислительные мощности, снижать потребление электроэнергии за счет экономии на серверах и охлаждающих устройствах.

Частное облако дает возможность сотрудникам организации управлять используемыми ресурсами в режиме самообслуживания, гибко предоставлять им необходимые вычислительные мощности и определять новых участников проекта. Частное облако использует все преимущества облачных вычислений в пределах заданной организационной границы. Сегодня имеется множество предложений по построению частных облаков от поставщиков оборудования и программного обеспечения для ЦОД. Все они ориентированы прежде всего на крупные организации, которые способны нанять высококвалифицированный персонал для поддержания работоспособности технических и программных средств, которые эксплуатируются в ЦОД.

Коммунальное облако

Коммунальное облако - вычислительная инфраструктура, которая предназначена для конкретной группы организаций, имеющих общие задачи. У членов этой группы сходная миссия, требования к безопасности, подходы к использованию IT и т.п. Коммунальное облако может являться совместной собственностью, управляться или эксплуатироваться одной или несколькими организациями данной группы, а также внешним агентом, находиться под юрисдикцией владельцев или вне их юрисдикции.

Обычно коммунальное облако создают в том случае, когда достаточно большая группа организаций нуждается в аналогичных средствах обработки данных, которые представлены в схожем формате и имеют общее содержание. Коммунальное облако - это вариант частного облака, которое выходит за рамки одной организации.

Публичное облако

Публичное облако - вычислительная инфраструктура, которая предназначена для свободного использования самым широким кругом пользователей, включая физических и юридических лиц. Публичным облаком могут порознь или совместно владеть или управлять (в том числе эксплуатировать его) коммерческие, научные и государственные организации. Обычно публичное облако находится под юрисдикцией его владельца - поставщика услуг.

Публичное облако - самое известное воплощение идеи вычислительного облака. Отсюда ошибочное мнение, что облака бывают только публичными.

Создание публичных облаков на глобальном уровне требует огромных инвестиций. Публичное облако обычно использует тысячи серверов, которые работают во многих ЦОД, развернутых в десятках мест по всему миру. Только гигантские транснациональные корпорации типа Microsoft, Amazon или Google имеют возможность создавать и развивать их как составную часть своего бизнеса. Используя публичное облако, потребители могут выбрать место, где собираются использовать необходимые им сервисы. Например, российская компания может развертывать свои приложения на серверах в Восточной Европе, а британская - выбрать сервер в Ирландии. При этом облачные сети доставки контента (CDN) могут автоматически кэшировать соответствующее содержание в ЦОД по всему миру, увеличивая тем самым возможности масштабирования приложений и предлагая наилучшие условия работы для конечных пользователей.

Публичные облака при всех своих преимуществах (простота использования, надежность, низкая стоимость услуг и т.п.) имеют и недостатки. Наиболее обсуждаемой сегодня является проблема ограничения доступа к персональным данным.

Экономичность.

Снижение затрат на инфоструктуру при переходе в облако связано с отказом от закупки собственных серверов, расходов на их содержание и обслуживание. Глобальный уровень (обслуживание миллионов пользователей) и объединение ресурсов, которое является одним из свойств облачных вычислений, позволяют провайдерам облачных услуг поддерживать достаточно низкие цены на предоставляемые сервисы. Одновременно с этим оплата по мере использования и самообслуживание позволяют потребителям экономно расходовать бюджет. Все это ведет к существенному снижению затрат на IT. Программное обеспечение, которое предоставляют облачные технологии, является аппаратно-независимым, что позволяет сократить расходы на приобретение и обслуживание.

Исследования по экономике облака показывают, что облачная платформа обходится потребителям в 40 раз дешевле, чем аналогичная по возможностям традиционная ИТ-инфраструктура. Есть данные о том, что облачный сервис Office 365 обеспечивает 321% возврата по инвестициям и окупается за два месяца использования в организациях

Простота использования.

Одной из главных проблем, которая встает перед школой, развертывающей свою ИТ-инфраструктуру, является обслуживание вычислительной техники. Производственные ИТ- решения, которые необходимы для поддержания нормальной работы школьной инфосреды, требуют привлечения высококвалифицированных специалистов. Для них требуется слишком высокая заработная плата, а их количество на рынке труда весьма ограниченно. Использование облачных сервисов решает эту проблему. Провайдеры облачных услуг берут на себя решение технических проблем, оставляя за работниками школы лишь свойственные им пользовательские функции. Обновить версию платформы или установить новую программу можно за несколько минут. Подобно тому, как современный интерфейс позволяет неспециалисту свободно использовать компьютер для решения практических задач, естественный и доступный интерфейс облачных сервисов позволяет работникам школы обращаться к необходимым услугам, оставаясь на уровне компьютерной грамотности пользователя. А если у пользователя возникают трудности с установкой или использованием программных средств, облачный сервис предлагает им IT-поддержку онлайн.

Универсальность.

Важное достоинство облачных технологий в том, что они предоставляют организациям с ограниченным бюджетом доступ к возможностям, которыми раньше могли воспользоваться только крупные компании с большим бюджетом.

Работа в облаке позволяет использовать универсальные решения для обеспечения доступа ко всей совокупности таких данных, применять стандартные процедуры взаимных расчетов за предоставление информационных и вычислительных услуг, которые в полной мере обеспечивают интересы и поставщиков, и потребителей. Кроме этого, облачные вычисления делают нормой "виртуальное сотрудничество".