2015/04/22 15:32:41

Облачные вычисления (Cloud computing)

Cloud computing (англ. Cloud — облако; computing — вычисления) — «облачные вычисления» — концепция «вычислительного облака», согласно которой программы запускаются и выдают результаты работы в окно стандартного веб-браузера на локальном ПК, при этом все приложения и их данные, необходимые для работы, находятся на удаленном сервере в интернете.

Компьютеры, осуществляющие такие вычисления, называются «вычислительным облаком». При этом нагрузка между компьютерами, входящими в «вычислительное облако», распределяется автоматически. Простейшим примером cloud computing являются p2p-сети.

В 2010-х годах cloud computing — группа технологий, возглавляющих развитие информационных технологий в целом, имеющая даже большее влияние, нежели в своё время электронный бизнес.

Смотрите также:

Развитие облачных вычислений

Концепция «облачных вычислений» зародилась в 1960 году, когда Джон Маккарти высказал предположение, что когда-нибудь компьютерные вычисления будут производиться с помощью «общенародных утилит».

Облачные вычисления могут показаться относительно новым явлением. Тем не менее, их история уходит корнями в начало 1950-х, когда появление мейнфреймов позволило нескольким пользователям получить доступ к центральному компьютеру. В 1960-х появились некоторые идеи, напоминающие то, что сегодня мы называем облачными вычислениями – например, концепция «межгалактической компьютерной сети» Дж. К. Р. Ликлайдера^[1].

Идеология облачных вычислений получила популярность в 2007 году благодаря быстрому развитию каналов связи и растущей в геометрической прогрессии потребности как бизнеса, так и частных пользователей, в горизонтальном масштабировании своих информационных систем.

В 1970-е годы виртуализация подняла мейнфреймы на новый уровень, а в 1990-е телекоммуникационные компании начали предлагать подключение к виртуальной частной сети (VPN). В 1999 году Salesforce стала первой компанией, предоставляющей корпоративные приложения через Интернет. Несколько пользователей могли одновременно загружать эти приложения в браузере по невысокой цене.

Позже концепцию «вычислительного облака» начинают активно применять различные компании, например, Google. Наиболее характерный пример — служба Google Docs, позволяющая работать с офисными документами через браузер.

Современные «облака» появились в 2006 году, когда Amazon.com, в то время книжный интернет-магазин, представил Amazon Web Services (AWS), положив начало движению облачных вычислений. AWS предоставляет широкий набор сервисов, таких как вычислительные мощности и хранилища данных, по сей день оставаясь ведущей и очень надежной инфраструктурой платформ облачных веб-сервисов.Обзор российского рынка банковской цифровизации: импортозамещение, искусственный интеллект и собственные экосистемы 6.9 т

Скоро к Amazon.com присоединились Netflix, Microsoft, Google, Apple и IBM, и рынок облачных вычислений разросся.

В июле 2008 года корпорации HP, Intel, и Altaba (ранее Yahoo) объявили о создании глобальной, охватывающей множество площадок, открытой вычислительной лаборатории Cloud Computing Test Bed для развития исследований и разработок в области cloud computing. Данная лаборатория представляла собой глобально распределенную испытательную интернет-среду, которая поддерживала исследования, направленные на развитие ПО, совершенствование управления центрами обработки данных и решение аппаратных проблем, связанных с интернет-вычислениями гораздо большего масштаба, чем когда-либо раньше. Данная инициатива также должна была способствовать появлению новых интернет-приложений и услуг.

Не осталась в стороне и Microsoft: исполнительный директор корпорации Стив Баллмер сделал заявление о том, что Microsoft планирует выпустить новую операционную систему под кодовым названием «Windows Cloud», которая позволит разработчикам создавать и размещать интернет-приложения. Название «Windows Cloud» указывает на то, что новая ОС будет использовать в своей основе концепцию «вычислительного облака».

На 2014 год большинство крупнейших ИТ-вендоров на мировом рынке, включая Google, Microsoft, HP, Intel, SAP, IBM, Oracle и другие, имеют в своей линейке решения cloud computing.

Свойства и модели облачных вычислений

Основные свойства

NIST в своем документе `The NIST Definition of Cloud Computing` определяет следующие характеристики облаков:

возможность самообслуживания без участия человека со стороны провайдера;
наличие широкополосного доступа к сети;
сосредоточенность ресурсов на отдельных площадках для их эффективного распределения;
быстрая масштабируемость — ресурсы могут неограниченно выделяться и высвобождаться с большой скоростью в зависимости от потребностей;
управляемый сервис — система управления облаком автоматически контролирует и оптимизирует выделение ресурсов, основываясь на измеряемых параметрах сервиса (размер системы хранения, ширина полосы пропускания, число активных пользователей и т. д.).

Самообслуживание по требованию (On-demand self-service). У потребителя есть возможность получить доступ к предоставляемым вычислительным ресурсам в одностороннем порядке по мере потребности, автоматически, без необходимости взаимодействия с сотрудниками каждого поставщика услуг.

Широкий сетевой доступ (Broad network access). Предоставляемые вычислительные ресурсы доступны по сети через стандартные механизмы для различных платформ, тонких и толстых клиентов (мобильных телефонов, планшетов, ноутбуков, рабочих станций и т. п.).

Объединение ресурсов в пулы (Resorce pooling). Вычислительные ресурсы провайдера объединяются в пулы для обслуживания многих потребителей по многоарендной (multi-tenant) модели. Пулы включают в себя различные физические и виртуальные ресурсы, которые могут быть динамически назначены и переназначены в соответствии с потребительскими запросами. Нет необходимости в том, чтобы потребитель знал точное местоположение ресурсов, однако можно указать их местонахождение на более высоком уровне абстракции (например, страна, регион или центр обработки данных). Примерами такого рода ресурсов могут быть системы хранения, вычислительные мощности, память, пропускная способность сети.

Мгновенная эластичность (Rapid elasticity). Ресурсы могут быть эластично выделены и освобождены, в некоторых случаях автоматически, для быстрого масштабирования соразмерно со спросом. Для потребителя возможности предоставления ресурсов видятся как неограниченные, то есть они могут быть присвоены в любом количестве и в любое время.

Измеряемый сервис (Measured service). Облачные системы автоматически управляют и оптимизируют ресурсы с помощью средств измерения, реализованных на уровне абстрации применительно для разного рода сервисов ((например, управление внешней памятью, обработкой, полосой пропускания или активными пользовательскими сессиями). Использованные ресурсы можно отслеживать и контролировать, что обеспечивает прозрачность как для поставщика, так и для потребителя, использующего сервис.

Модели облачных служб

Программное обеспечение как услуга (SaaS). Возможность предоставления потребителю в использование приложений провайдера, работающих в облачной инфраструктуре. Приложения доступны из различных клиентских устройств или через интерфейсы тонких клиентов, такие как веб-браузер (например, веб-почта) или интерфейсы программ. Потребитель при этом не управляет базовой инфраструктурой облака, в том числе сетями, серверами, операционными системами, системами хранения и даже индивидуальными настройками приложений за исключением некоторых пользовательских настроек конфигурации приложения.

Платформа как услуга (PaaS). Возможность предоставления потребителю для развертывания в облачной инфраструктуре потребительских (созданных или приобретенных) приложений, реализованных с помощью языков программирования, библиотек, служб и средств, поддерживаемых провайдером услуг. Потребитель при этом не управляет базовой инфраструктурой облака, в том числе сетями, серверами, операционными системами и системами хранения данных, но имеет контроль над развернутыми приложениями и, возможно, некоторыми параметрами конфигурации среды хостинга.

Инфраструктура как услуга (IaaS). Возможность предоставления потребителю систем обработки, хранения, сетей и других фундаментальных вычислительных ресурсов для развертывания и запуска произвольного программного обеспечения, которое может включать в себя операционные системы и приложения. Потребитель при этом не управляет базовой инфраструктурой облака, но имеет контроль над операционными системами, системами хранения, развернутыми приложениями и, возможно, ограниченный контроль выбора сетевых компонентов (например, хост с сетевыми экранами).

Модели развертывания

Частное облако (Private cloud). Облачная инфраструктура, подготовленная для эксклюзивного использования единой организацией, включающей несколько потребителей (например, бизнес-единиц). Такое облако может находиться в собственности, управлении и обслуживании у самой организации, у третьей стороны и располагаться как на территории предприятия, так и за его пределами.

Облако сообщества и коммунальное облако (Community cloud). Облачная инфраструктура, подготовленная для эксклюзивного использования конкретным сообществом потребителей от организаций, имеющих общие проблемы (например, миссии, требования безопасности, политики). Облако может находиться в собственности, управлении и обслуживании у одной или более организаций в сообществе, у третьей сторонеи располагаться как на территории организаций, так и за их пределами.

Публичное (или общее) облако (Public cloud). Облачная инфраструктура, подготовленная для открытого использования широкой публикой. Оно может находиться в собственности, управлении и обслуживании у деловых, научных и правительственных организаций в любых их комбинациях. Облако существует на территории облачного провайдера.

Гибридное облако (Hybrid cloud). Облачная инфраструктура представляет собой композицию из двух или более различных инфраструктур облаков (частные, общественные или государственные), имеющих уникальные объекты, но связанных между собой стандартизированными или собственными технологиями, которые позволяют переносить данные или приложения между компонентами (например, для балансировки нагрузки между облаками).

Достоинства облачных вычислений

снижаются требования к вычислительной мощности ПК (непременным условием является только наличие доступа в интернет);
отказоустойчивость;
безопасность;
высокая скорость обработки данных;
снижение затрат на аппаратное и программное обеспечение, на обслуживание и электроэнергию;
экономия дискового пространства (и данные, и программы хранятся в интернете).

Недостатки облачных вычислений

зависимость сохранности пользовательских данных от компаний, предоставляющих услугу cloud computing;
появление новых («облачных») монополистов.

Безопасность

Конфиденциальность должна обеспечиваться по всей цепочке, включая поставщика «облачного» решения, потребителя и связывающих их коммуникаций.

Задача поставщика — обеспечить как физическую, так и программную неприкосновенность данных от посягательств третьих лиц. Не случайно «облачные» дата-центры как правило проектируются с опорой на самые современные стандарты безопасности (включая вопросы шифрования, а также упомянутые средства антивирусной защиты и защиты от хакерских атак).^[2]

Потребитель должен ввести в действие «на своей территории» соответствующие политики и процедуры, исключающие передачу прав доступа к информации третьим лицам. В этом смысле объективные преимущества «облаков» не следует смешивать с избавлением заказчика от каких бы то ни было усилий по обеспечению безопасности собственного информационного периметра.

Решение задач обеспечения безопасности включает в себя традиционные и широко известные решения, хотя и содержит ряд специфических решений, которые в процессе выполнения традиционных задач должны быть оптимизированы для экономии производительности виртуальной среды, добавляя безопасность.

Серьезные сбои в работе оборудования даже у крупных поставщиков «облачных» услуг уже происходят. В мировой практике «облачных» вычислений известны случаи, когда потребитель в течение длительного времени не мог получить доступ к приложениям. А банальное «отключение Интернета» по вине провайдера (не обязательно — провайдера, непосредственно обслуживающего заказчика, виноват может оказаться и магистральный оператор) может сделать работу с «облачными» ресурсами невозможной в принципе.

Очевидно, что перед началом проектов, связанных с выносом тех или иных ИТ-сервисов в «облака», заказчикам следует оценить подобные риски, провести тщательную инвентаризацию приложений (зафиксировав список критически важных для бизнеса), и только затем принимать решения о том, как выстраивать свое «облачное» ИТ-будущее.

Альтернативный интернет-провайдер, находящийся в «горячем резерве», альтернативный поставщик «облачного» решения, прозрачное управление поддержанием архивных копий данных, страхование, жесткие условия ответственности в соглашениях с поставщиками — обязательные элементы безопасности в «облаках».

Задачи обеспечения целостности информации в случае применения отдельных «облачных» приложений, можно решить — благодаря современным архитектурам баз данных, системам резервного копирования, алгоритмам проверки целостности и другим индустриальным решениям. Но и это еще не все. Новые проблемы могут возникнуть в случае, когда речь идет об интеграции нескольких «облачных» приложений от разных поставщиков.

Для тех компаний, у которых вопросы защиты информации стоят очень остро, например, это предприятия, связанные с военно-промышленным комплексом, работой с государственной тайной, или жестко связанные по рукам требованиями неразглашения данных о частных клиентах, выходом из ситуации является создание частных облаков. Дело в том, что частные облака, в отличие от публичных или гибридных систем, больше всего похожи на виртуализованные инфраструктуры, которые ИТ-отделы крупных корпораций уже научились реализовывать и над которыми они могут сохранять полный контроль. Недостатки защиты информации в публичных облачных системах представляют серьезную проблему. Большинство инцидентов со взломом происходит именно в публичных облаках.

Виртуализация может быть безопасной и соответствующей нормативным требованиям защиты информации. Тем не менее, запросы клиентов в сфере безопасности пока еще часто опережают возможности поставщиков.

Облачные вычисления: мифы и заблуждения

«Облако» основано только на программном обеспечении

Теоретически вполне можно построить облако на стандартных серверах (x86) и интеллектуальном программном обеспечении. Объединяем несколько виртуальных устройств и получаем «облако». Но на самом деле это далеко не так. По разным причинам, таким как поддержание адекватной производительности (специализированные ASICs или выделенные аппаратные ресурсы), обеспечение совместимости (установка драйверов для каждой новой платформы x86), или функций контроля (HIPPA, PCI-DSS, ведомственная изоляция, и т. д.), еще далеко не все системные разработчики отказались от использования выделенных аппаратных ресурсов для определенных элементов своих дата-центров. В принципе неизбежность виртуализации некоторых компонентов компьютерной среды очевидна. Поэтому лидеры рынка выпускают соответствующее оборудование. Например, Nexus 1000v, который обеспечивает прозрачность трафика виртуальных машин на уровне сетевой безопасности, с встроенной технологией VN-Link, обеспечивающей мобильность сети. А также виртуальный шлюз безопасности и vWAAS. В одних случаях, клиенты выбирают виртуальные устройства. В других случаях, они предпочитают комбинацию программных и аппаратных ресурсов, например, контрольных точек, представленных Nexus 1010v. Все эти унифицированные сетевые услуги обеспечивают системных разработчиков стандартным набором приемов, позволяющих в случае необходимости совместно использовать программные и аппаратные ресурсы.

«Облако» и эластичные ресурсы

У многих поставщиков сетевого оборудования идея эластичных ресурсов не полностью реализована. Дело в том, что понятие «эластичных ресурсов» не должно ограничиваться только серверами и системами хранения данных, оно должно распространяться на все «облако», в том числе его сетевые элементы.

«Облако» и объединенные ресурсы

Это еще одна область, которую многие связывают только с серверами и системами хранения данных. В течение многих лет, до появления «облака», сеть представляла собой комплексный ресурс, который предоставлял услуги (полоса пропускания, безопасность, сегментация или изоляция, функция QoS, и т. д.) отдельным группам систем. По мере того как сети становились более виртуальными, более автоматизированными, а также росло число их арендаторов, компании, предлагающие решения на этом рынке продолжали расширять интеллектуальную логику своих продуктов, требуемую для функционирования современных «облачных» систем. Эти решения позволяют клиентам развертывать модульные виртуальные системы (например такие, как Vblock и SMT от Cisco).

Виртуализация делает «облако» более гибким

С одной стороны, это абсолютная правда, в отношении динамического распределения ресурсов и оперативного включения новых виртуальных машин с помощью шаблонов и клонов. Однако, это требует некоторых структурных изменений. Например, при использовании vMotion, Live Migration или XenMotion исходная и конечная точки должны быть в одном логическом домене. А опросы администраторов виртуальных систем показывают, что за месяц им приходится выполнять тысячи миграций виртуальных машин. Итак, в дополнение к этой гибкости им осталось только упразднить традиционное разграничение уровней. Для этого им нужно дать возможность строить большие, двухуровневые сети, лишенные постоянных проблем иерархических сетей. И было бы еще лучше, если бы эта концепция охватывала не одну, а множество сетей, тем самым намного упрощая проблему мобильности приложений и предотвращения аварий. Точно также как в свое время сеть стала поддерживать передачу различных мультимедийных данных в масштабе реального времени, теперь она должна приспосабливаться к изменениям, связанным с виртуализацией и динамичными компьютерными средами.

Виртуальная машина – это тот же сервер, только программный

Это не совсем так. Действительно, приложение и гостевая операционная система, наверное, не видят никакой разницы, но сетевым администраторам и службе безопасности это совсем не безразлично. Виртуальная машина больше не начинается и не заканчивается на одном конце кабеля Ethernet. Фактически, ее трафик может вообще не иметь отношения к данному кабелю, если она общается с другой виртуальной машиной в пределах одного и того хоста. Или же она может по нескольку раз в день переходить с одного хоста на другой, занимая тем самым гигабайты трафика (виртуальная машина и система хранения данных). Поэтому гораздо разумнее ввести в «облаке» функцию регистрации всех этих миграций, назначить этим виртуальным машинам определенные политики (безопасность, функция QoS, ролевая система доступа, и т. д.), чтобы ограничить их перемещение в определенные места, и, тем самым, расширить возможности службы технической поддержки. Большинство администраторов виртуальных машин было бы радо получить такие возможности, особенно сейчас, когда у них стали требовать данные о виртуальных машинах, резервном копировании, восстановлении в аварийных ситуациях, гостевой операционной системе, системе хранения данных и всех остальных элементах, которые так или иначе связаны с виртуализацией.

«Облака» планируются, а сети администрируются

Возможно, что это и так, но это подразумевает, что ваша компьютерная среда по-прежнему изолирована от вашей сети. Можно посмотреть на вещи и по-другому. Такие технологии, как виртуализация требуют не только более тесной интеграции вычислений и сетевых операций, но и более высокого уровня автоматизации и контроля, такого уровня автоматизации, который обеспечивал бы открытый доступ ко всем автономным системам и функциональным модулям с заданными политиками.

CloudOps

Основная статья: CloudOps

Оценки эффекта для экономик стран ЕС

В опубликованном в декабре 2010 г. отчете «Облачные дивиденды — 2011» Центр экономических и бизнес-исследований (CEBR) утверждает, что к 2015 г. благодаря облачным вычислениям экономика развитых европейских стран будет получать дополнительно по 177,3 млрд евро в год. Отчет, подготовленный по заказу EMC, стал первой в своем роде оценкой значения освоения облачных вычислений на макроэкономическом уровне для пяти крупнейших экономик Европы.

Авторы отчета CEBR пришли к заключению, что если в Великобритании, Германии, Италии, Испании и Франции внедрение облачных технологий будет продолжатся ожидаемыми темпами, то к 2015 г. они будут приносить экономике этих стран по 177,3 млрд евро в год. Важно отметить, что львиная доля этих средств, как показывает исследование, будет обеспечена за счет освоения частной и гибридной моделей облачных вычислений.

CEBR подсчитал, что годовой экономический эффект от облачных вычислений для каждой страны к 2015 г. составит: Эффект, млрд евро:

Германия - 49,6
Франция - 37,4
Италия - 35,1
Великобритания - 30,0
Испания - 25,2

177,3 млрд евро могут покрыть кредиты, предоставленные некоторым странам-должникам региона, таким как Ирландия (85 млрд евро) и Греция (110 млрд евро), и помогут правительству Великобритании выполнить план сокращения государственных расходов на 95,7 млрд евро за четыре года, о котором оно недавно объявило.

Облачные вычисления — это новый подход к ИТ, при котором технологии становятся доступными для предприятий в нужном объеме и тогда, когда они в них нуждаются, говорится в исследовании. Это ускоряет время вывода товаров на рынок, снимает традиционные входные барьеры и позволяет компаниям использовать новые коммерческие возможности. Усиливая конкуренцию, этот прямой эффект облачных вычислений окажет огромное влияние на структуру рынка во многих секторах экономики, а следовательно, и на мировые макроэкономические показатели, утверждает CEBR.

CEBR считает, что облачные вычисления станут важным фактором экономического роста, конкурентоспособности и создания новых предприятий по всей еврозоне. Это подчеркивает значимость данной технологии для экономического восстановления региона, в частности, перед лицом растущей угрозы со стороны стран с развивающейся экономикой, которые традиционно получают выгоду от более интенсивной конкуренции.

Исследование сосредоточено на трех наиболее распространенных моделях облачных вычислений:

публичное облако, которое находится под контролем поставщика услуг;
частное облако, находящееся под контролем собственного ИТ-подразделения организации;
гибридное облако, которое представляет собой сочетание первых двух моделей.

CEBR прогнозирует, что к 2015 г. 133 млрд евро, или 75% от общего годового экономического эффекта в 177,3 млрд евро, придется на непубличные модели облачных вычислений. Модель частного облака позволяет убить сразу двух зайцев: организации получают динамичные, предоставляемые по требованию, самообслуживаемые и масштабируемые услуги облачных вычислений, но при этом контроль остается в руках ИТ-подразделения, так что требования безопасности и управляемости не нарушаются.

В процессе исследования CEBR обнаружил также, что частное облако внесет вклад в ускорение темпов развития и создания новых предприятий в размере 23,8 млрд евро. Результирующие косвенные и производные инвестиции и общие расходы создадут дополнительный спрос на товары и услуги, который, в свою очередь, увеличит валовую добавленную стоимость (ВДС) и степень занятости в экономике. CEBR прогнозирует, что до 2015 г. косвенные экономические выгоды в результате дополнительной ВДС во всех пяти странах составят в совокупности 280 млрд евро — по 60 млрд в год — и что косвенная и индуцированная занятость в период между 2010 и 2015 гг. может достичь 2 396 000 работников.

Ведущий экономист CEBR Оливер Хоган (Oliver Hogan) отметил: «Исследование CEBR показывает, что облачные вычисления — это не просто вопрос краткосрочного повышения эффективности ИТ-инвестиций отдельных компаний и, следовательно, их продуктивности. Эта технология может стать критическим макроэкономическим фактором, который будет иметь решающее значение для стимулирования экономического роста в Европе, что особенно важно в сегодняшней неопределенной экономической ситуации. Как фактор улучшения производительных показателей облачные вычисления, вероятно, будут играть особенно важную роль для гарантии сохранения конкурентоспособности Европы на мировом рынке, а значит, и повышения темпов роста экспорта. Более того, как одно из основных современных средств достижения максимальной эффективности инвестиций в ИТ, облачные вычисления могут также стать локомотивом европейских бизнес-инвестиций, которые, в свою очередь, будут двигать вперед европейские страны».

Президент EMC в регионе EMEA Райнер Эрлат (Rainer Erlat) считает: «Подвижность и конкурентоспособность, которую придают предприятиям частные и гибридные облачные вычисления, создают реальные благоприятные возможности для европейского бизнеса — они помогут компаниям наращивать свое преимущество, способствуя экономическому подъему собственных стран. Общепризнано, что для достижения экономического восстановления и сохранения экономической стабильности требуется сокращение задолженности при одновременном поощрении коммерческой конкуренции. Облачные вычисления, которые заменят многие современные ИТ-технологии, предложив более эффективные, гибкие и простые решения, служат реальным средством для этого».

Облачные вычисления помогут компаниям не только использовать благоприятные возможности для расширения бизнеса, но и достигать значительной экономии расходов. Модель оплаты за фактически полученные услуги ведет к снижению капитальных затрат (CAPEX) и текущих расходов (OPEX), быстрой окупаемости инвестиций и более эффективному перераспределению ресурсов. Эта экономия может реинвестироваться, поощряя инновации, повышая конкурентоспособность и непосредственно улучшая рентабельность, т. е. дает ощутимый положительный эффект для экономики стран.

Методология исследования

В отчете «Облачные дивиденды» подсчитывается экономия (капитальных затрат и текущих расходов), получаемая компаниями в результате внедрения услуг облачных вычислений, и измеряется влияние этой экономии на макро- и корпоративные экономические показатели, такие как благоприятные возможности для развития бизнеса; создание новых предприятий; косвенная валовая добавленная стоимость (ВДС); вклад в уплату налогов; а также расходы на услуги облачных вычислений с целью определения экономического значения данной технологии для каждой страны. «Облачные дивиденды — 2011» — первый в цикле из двух отчетов. Во втором отчете, который выйдет в феврале 2011 г., будет рассмотрен экономический эффект и влияние облачных вычислений на конкретные отрасли экономики Франции, Германии, Италии, Испании и Великобритании.

Отчет можно загрузить здесь

Прогнозы развития облачной модели

Основная статья: Облачные вычисления: 10 изменений, которые произойдут с ними к 2020 г.

Мы пребываем в начальной стадии развития облачных вычислений (Forrester, август 2012 г). Многие организации делают лишь первые, неуверенные шаги. Но к 2020 г. облако станет главной — и непременной — частью вычислительной инфраструктуры предприятия. Далее ...