Що таке хмарні технології. Про переваги хмарних технологій. Хмарні технології та зберігання даних

Проведений в США соціологічне опитування показало - 54% опитаних твердо впевнені, що вони ніколи не користувалися хмарними технологіями. Насправді ситуація зовсім інша - більш 95% користувачів інтернету використовує хмарні технології, навіть не підозрюючи про це. Ви використовуєте їх, коли дивитеся онлайн-відео, граєте в онлайн-ігри, завантажуєте музику через iTunes, переглядаєте пошту на Gmail або заходьте на Facebook.

Ось так, на наших очах, і зовсім для нас непомітно, відбулася революція в області комп'ютерних технологій.
Ми використовуємо всі більш потужні і ресурсомісткі програми, які вимагають для своєї роботи все більше потужне залізо. Ми змушені оперувати дедалі більшими обсягами даних, і ці дані потрібно десь зберігати. Але якщо задуматися, то ця суперпотужний програма нами не так уже й часто використовується, а без неї можна було б купити комп'ютер простіше (як самостійно). Та й терабайти даних нам теж потрібні не кожен день.

Ось приблизно такою логікою (тільки, звичайно, на більш високому рівні) керувався в 2006 році Ерік Шмідт, колишній тоді главою, пропонуючи нову модель комп'ютерних технологій. Власне нічого принципово нового він не запропонував, розподілені обчислення широко використовувалися і до цього, але він ввів в обіг термін «хмара» і після його виступу, запропонована ним модель стала стрімко розвиватися.

У сучасних центрах обробки даних зосереджені колосальні обчислювальні потужності і величезні обсяги дискового простору. Сучасне програмне забезпечення і канали зв'язку дозволяють серверам, розташованим на різних континентах, працювати як єдине ціле. Потрібно лише створити зручну систему доступу, і тоді весь масив цієї могутності можна надавати тим, хто його потребує. Засоби віртуалізації дозволяють розділяти обчислювальні потужності на окремих споживачів в будь-яких пропорціях.

І така система доступу була розроблена. Тепер користувач може отримати доступ до віддалених обчислювальних ресурсів через web-сервіс.
У корпоративному секторі вже працюють і стрімко розвиваються кілька напрямків хмарних технологій.

Види хмарних технологій

Перший, найнижчий рівень - це надання в якості послуги права користування програмним забезпеченням (SaaS). Споживачеві не потрібно купувати дорогий софт і потужну робочу станцію, на якій він може працювати. Не потрібно утримувати фахівців, які будуть встановлювати, налаштовувати і утримувати все це господарство. Він просто бере в оренду право користування цим програмним забезпеченням і оплачує тільки час, який він використовував. Причому працювати він може на будь-якому пристрої, що має доступ в інтернет, будь то хоч планшет або навіть смартфон. Адже все обчислення проводяться на хмарної стороні у провайдера, а на пристрій користувача видаються тільки результати.

Наступний рівень - це надання в якості послуги платформи. При цьому споживач отримує в своє розпорядження операційні системи, системи управління базами даних або засоби розробки і налагодження, на яких він може розробляти і розгортати свої проекти.

І нарешті, на вищому рівні споживачеві надається в хмарному варіанті вся інфраструктура великої корпоративної комп'ютерної мережі.
Ну а що маємо від хмарних технологій ми, прості користувачі. Ми вже згадували, що часто користуємося сервісами, розгорнутими в хмарах, самі про те не знаючи. Крім цього в нашому розпорядженні десятки різних хмарних сховищ. Всі вони пропонують приблизно однакові по функціональності послуги.

Зазвичай користувачеві пропонується завантажити і встановити невелику програму і створити папку, для зберігання файлів, які ви хочете розмістити в хмарному сховищі. Необхідно налаштувати параметри синхронізації файлів і папок, що знаходяться на локальному комп'ютері (як) і в хмарі. Все, що буде зберігатися в хмарі, буде вам доступно з будь-якого пристрою через web-інтерфейс. Ви можете відкрити вільний доступ до папки або файлу будь-якій людині, пославши йому відповідне посилання.

Розглянемо кілька найпопулярніших сховищ

Windows 8 і Windows Phone 8 вже створювалися з прицілом на використання хмарних технологій, те ж саме можна сказати і про операційні системи від Apple. 90% дослідницького бюджету компанії Microsoft використовується на розвиток саме цієї галузі. Значить, темпи розвитку хмарних технологій будуть тільки наростати.

Термін «хмарна технологія» зараз у всіх на вустах. Активне обговорення можливих нюансів роботи з такими технологіями ведеться як на форумах великих Інтернет-компаній, так і в середовищі користувачів-новачків. І обговорювати, дійсно, є що.

З кожним днем \u200b\u200bв пошукових системах власниками комп'ютерів все частіше ставиться запитання «що таке хмарні технології». В цьому немає нічого дивного, адже все більше користувачів дізнаються про це нововведення. Яскравий приклад - антивірусні програми. Нові версії Norton Internet Security, Kaspersky і багатьох інших в налаштуваннях пропонують активувати опцію захисту з хмари. Так як цікавість властиво самій людській природі, то цілком логічно, що люди починають цікавитися хмарні технології.

На жаль, чогось революційного очікувати не слід. Частково ці технології давно існували в Мережі, просто їм не вистачало точного і ємного визначення, систематизації та розуміння потенційних можливостей. Хмарні технології - це спосіб обробки цифрових даних поза середовищем комп'ютера-ініціатора. Раз вже багато знайомляться з терміном завдяки антивірусним програмам, то розглянемо роботу «хмар» на прикладі цієї групи програм.

Уявімо, що антивірусну програму стикається з підозрілим програмним кодом, опис якого відсутній в вірусних базах. Якщо користувач не знає, що таке хмарні технології, і не дозволив їх використання (галочка в настройках), то антивірус спробує локалізувати підозрілий файл, поки бази не оновляться. Все зовсім інакше, якщо активовані хмарні технології. У цьому випадку інформація про дивну коді автоматично передається на сервер розробника антивірусного програмного забезпечення, де оперативно перевіряється фахівцями на потенційну небезпеку. У разі підтвердження загрози всім комп'ютерам, підключеним до даного ресурсу, відправляється інструкція про способи нейтралізації небезпеки. У підсумку виходить безпрецедентна швидкість реагування на появу нових вірусів. Що таке хмарні технології в даному прикладі? Відповідь полягає у виконанні обробки підозрілого коду на потужностях серверів розробника, поза комп'ютерів рядових користувачів. Це і є ключова особливість.

Хмарні технології дають друге життя малопотужним обчислювальних пристроїв. Припустимо, що у нас є якийсь калькулятор, що володіє доступом в Інтернет і підключений до спеціалізованого «хмарі», що складається з кластерів високопродуктивних комп'ютерів. Елементарні операції ми можемо виконати самостійно, але що робити при необхідності складних розрахунків? В цьому випадку калькулятор відправляє дані завдання в хмарний сервіс, а у відповідь отримує вже готове рішення. Для користувача дії, що виконувалися між набором команд і отриманням відповіді, залишилися непоміченими. Адже головне - результат, і він був досягнутий. Звичайно, калькулятор - це крайність, але, з іншого боку, так простіше зрозуміти принцип дії.

Крім таких неочевидних хмар існують спеціальні сервіси, багато в чому замінюють повноцінні програми на локальному комп'ютері. Наприклад, користувачеві необхідно виконати правку текстового файлу в програмі Ворд. Для цього буде потрібно придбати саму програму (а ліцензійна версія коштує недешево), виділити вільний дисковий простір на носії, підключити потрібні модулі. Звичайно, все це можна вирішити, але що робити, якщо комп'ютерів багато (підприємство)? Витрачати кошти на покупку Набагато простіше скористатися хмарним сервісом, що надає доступ до певних програм, розміщених на його майданчиках. Користувачеві потрібно через браузер зайти на потрібний сайт, віддалено запустити Word і відкрити свій файл для редагування. До речі, зазвичай таким чином реалізовані зручні інтерфейси.

Переваги хмарних технологій можна довго перераховувати. Мінусів менше, але вони вагомі: зниження конфіденційності і залежність від роботи стороннього ресурсу.

Оскільки «хмари» - поняття збірне, має сенс класифікувати їх за будь-якою ознакою. Нижче наведені класифікації «хмар», одна з яких запропонована виданням InfoWorld, а інша -Комерційні директором компанії Parallels, одного з лідерів ринку систем віртуалізації.

InfoWorld пропонують ділити все «хмари» на шість типів:

SAAS - безпосередньо додатки у вигляді сервісу (наприклад, Zoho Office або Google Apps).

СЛУЖБОВІ ОБЧИСЛЕННЯ - наприклад, віртуальні сервери.

ВЕБ-СЕРВІСИ В «хмари» - оптимізовані для роботи в віртуальному середовищі інтернет-сервіси (наприклад, системи інтернет-банкінгу).

PAAS - «платформа як сервіс», тобто нове покоління веб-додатків, які дають можливість вибудовувати набір можливостей за бажанням користувача (наприклад. Live Mesh від Microsoft).

MSP - провайдер керованих сервісів (Managed Service Provider), які обслуговують сервіс-провайдерів (наприклад, вбудовані антивірусні сканери для поштових порталів).

КОМЕРЦІЙНІ ПЛАТФОРМИ для сервісів - об'єднання PaaS і MSP (наприклад, Cisco WebEx Connect).

Хмари поділяють на приватні, публічні, гібридні і кланові.

Приватне хмара

Приватне хмара, (англ. Private cloud) - інфраструктура, призначена для використання однією організацією, що включає кілька споживачів (наприклад, підрозділів однієї організації), можливо також клієнтами і підрядниками даної організації. Приватне хмара може перебувати у власності, управлінні та експлуатації як самої організації, так і третьої сторони (або будь-якої їх комбінації), і воно може фізично існувати як всередині, так і поза юрисдикцією власника.

публічне хмара

Публічне хмара, (англ. Public cloud) - інфраструктура, призначена для вільного використання широкою публікою. Публічне хмара може перебувати у власності, управлінні та експлуатації комерційних, наукових і урядових організацій (або будь-якої їх комбінації).

гібридне хмара

Гібридне хмара, (англ. Hybrid cloud) - це комбінація з двох або більше різних хмарних інфраструктур (приватних, публічних або суспільних), що залишаються унікальними об'єктами, але пов'язаних між собою стандартизованими або приватними технологіями передачі даних і додатків (наприклад, короткочасне використання ресурсів публічних хмар для балансування навантаження між хмарами).

Кланове хмара або хмара спільноти

Хмара спільноти, (англ. Community cloud) - вид інфраструктури, призначений для використання конкретним співтовариством (кланом) споживачів з організацій, що мають спільні завдання (наприклад, місії, вимог безпеки, політики, і відповідності різним вимогам). Громадське хмара може перебувати в кооперативній (спільної) власності, управлінні та експлуатації однієї або більше з організацій спільноти або третьої сторони (або будь-якої їх комбінації), і воно може фізично існувати як всередині, так і поза юрисдикцією власника.

1.3 Основні напрямки розвитку хмарних технологій

Чотири основні напрями розвитку хмарних обчислень є:

Деякі продукти безпосередньо надають користувачам такі Internet-сервіси, як системи зберігання, програмне забезпечення проміжного шару, підтримка спільної роботи і бази даних.

Інфраструктура як послуга ( IaaS, Англ. Infrastructure-as-a-Service) надається як можливість використання хмарної інфраструктури для самостійного управління ресурсами обробки, зберігання, мережами та іншими фундаментальними обчислювальними ресурсами, наприклад, споживач може встановлювати і запускати довільний програмне забезпечення, яке може включати в себе операційні системи, платформенне і прикладне програмне забезпечення. Споживач може контролювати операційні системи, віртуальні системи зберігання даних і встановлені програми, а також володіти обмеженим контролем за набором доступних мережевих сервісів (наприклад, фаєрволом, DNS). Контроль і управління основним фізичної і віртуальної інфраструктурою хмари, в тому числі мережі, серверів, типів використовуваних операційних систем, систем зберігання здійснюється хмарним провайдером. Приклади користувачів (системні розробники, адміністратори, ІТ-менеджери).

Платформа як послуга ( PaaS, Англ. Platform-as-a-Service) - модель, коли споживачеві надається можливість використання хмарної інфраструктури для розміщення базового програмного забезпечення для подальшого розміщення на ньому нових або існуючих додатків (власних, розроблених на замовлення або придбаних тиражованих додатків). До складу таких платформ входять інструментальні засоби створення, тестування і виконання прикладного програмного забезпечення - системи управління базами даних, сполучна програмне забезпечення, середовища виконання мов програмування - надаються хмарним провайдером. Контроль і управління основним фізичної і віртуальної інфраструктурою хмари, в тому числі мережі, серверів, операційних систем, зберігання здійснюється хмарним провайдером, за винятком розроблених або встановлених додатків, а також, по можливості, параметрів конфігурації середовища (платформи). Приклади користувачів (розробники додатків, тестувальники, адмінісратори)

Програмне забезпечення як послуга ( SaaS, Англ. Software-as-a-Service) - модель, в якій споживачеві надається можливість використання прикладного програмного забезпечення провайдера, який працює в хмарної інфраструктурі і доступного з різних клієнтських пристроїв або за допомогою тонкого клієнта, наприклад, з браузера (наприклад, веб-пошта) або за допомогою інтерфейсу програми. Контроль і управління основним фізичної і віртуальної інфраструктурою хмари, в тому числі мережі, серверів, операційних систем, зберігання, або навіть індивідуальних можливостей додатка (за винятком обмеженого набору призначених для користувача налаштувань конфігурації програми) здійснюється хмарним провайдером. Приклади користувачів (бізнес-користувачі, адміністратори додатків).

Інші * aaS: наприклад:

DaaS (Desktop-as-a-Service) пропонує кожному користувачеві стандартизоване віртуальне робоче місце, з можливістю настройки і установки інших програм. Доступ здійснюється по мережі за допомогою тонкого клієнта, яким може бути що завгодно від звичайного ПК до смартфона (Google Chrome OS).

CaaS (Communications-as-a-Service) - поєднання програмно-апаратних засобів для організації всіх видів спілкування (голос, пошта) між співробітниками одного підприємства за рахунок сторонніх рішень.

Альтернативний варіант SaaS просуває корпорація Microsoft, називається він S + S (Software + Services) і поєднує в собі сильні сторони типового SaaS і звичайного доступного додатки. Це звичайне ПО, але з орієнтацією на віддалені сервіси. Обчислення в хмарі перетворюються в серйозну технологічну тенденцію - багато експертів вважають, що в найближчі п'ять років cloud computing змінить не тільки ІТ-процеси, а й сам ринок інформаційних технологій. Завдяки цій технології користувачі пристроїв самих різних видів, у тому числі ПК, ноутбуків, смартфонів і КПК, зможуть отримувати доступ до програм, систем зберігання і навіть до платформ розробки додатків по Internet, через сервіси, пропоновані провайдерами обчислень в хмарі, причому ресурси в цьому випадку розміщуються на серверах провайдерів.

Виходячи з усього вище перерахованого можна зробити висновок, що при використанні хмарних обчислень споживачі інформаційних технологій можуть істотно знизити капітальні витрати - на побудову центрів обробки даних, закупівлю серверного та мережевого обладнання, апаратних і програмних рішень щодо забезпечення безперервності і працездатності - так як ці витрати поглинаються провайдером хмарних послуг. Крім того, тривалий час побудови і введення в експлуатацію великих об'єктів інфраструктури інформаційних технологій і висока їх початкова вартість обмежують здатність споживачів гнучко реагувати на вимоги ринку, тоді як хмарні технології забезпечують можливість практично миттєво реагувати на збільшення попиту на обчислювальні потужності.

При використанні хмарних обчислень витрати споживача зміщуються в бік операційних - таким чином класифікуються витрати на оплату послуг хмарних провайдерів.

Що ховається за однотипними абревіатурами типу XaaS?

Переглядаючи новини хмарних технологій, читачі стикаються з різними термінами і позначеннями, зміст яких може бути зрозумілий не відразу. Не кажучи вже про однотипних абревіатурах хмарних сервісів, в яких часом плутаються навіть фахівці, що працюють в сфері IT. Тому ми вирішили зібрати в одному місці базові визначення, знання яких допоможе читати матеріали на тему хмарних технологій і розуміти їх, не відволікаючись на пошуковики або Wikipedia.

Для зручності ми розділили терміни на кілька категорій, коротко описавши найважливіше в кожній з них. Звичайно, в нашій статті наведені далеко не всі визначення, але навіть цього списку вистачить, щоб відносно вільно орієнтуватися у світі хмарних технологій.

Хмари. загальні терміни

хмарні обчислення — якщо говорити простою мовою, це сценарій, згідно з яким користувачеві надається доступ до обчислювальних ресурсів, таким як сервери, мережі, системи зберігання даних, додатки і сервіси, за допомогою мережі, найчастіше через інтернет.

публічне хмара — інфраструктура, що надає можливість використання хмарних обчислень великому колу користувачів. Зазвичай належить комерційній організації.

Приватне (приватне) хмара — як випливає з самої назви, є інфраструктурою, що належить одній організації і дозволяє використовувати хмарні обчислення виключно в її цілях.

гібридне хмара — поєднує ознаки приватного і публічного хмари. При такому підході частина інфраструктури належить клієнту, а частина орендується. Зв'язок двох структур забезпечується за допомогою технологій передачі даних.

апаратна частина

Центр обробки даних (ЦОД) — спеціалізоване окремо розташована будівля для розміщення різного серверного та мережевого обладнання, доступ до якого здійснюється через інтернет. Крім забезпечення резервування живлення і каналів зв'язку, в такому будинку обов'язково працює кваліфікований персонал, що забезпечує постійний моніторинг і обслуговування всіх систем.

сервер — спеціалізований комп'ютер, який використовується для роботи додатків і сервісів, що забезпечують роботу ІТ-інфраструктури.

кластер — кілька серверів, з'єднаних каналами зв'язку і представлених користувачеві у вигляді одного апаратного ресурсу.

Системи зберігання даних (СЗД) — програмно-апаратне рішення, що дозволяє консолідувати всі дисковий простір в рамках однієї системи. Крім загальної відмовостійкості і постійного моніторингу власного стану СГД підтримують безліч корисних функцій, таких, наприклад, як реплікація даних на рівні масиву.

реплікація — процес копіювання даних з метою їх синхронізації на один або кілька об'єктів. Дозволяє убезпечити інформацію від втрати в разі виходу з ладу обладнання.

Мережевий комутатор ( Switch) — пристрій, що дозволяє з'єднувати кілька вузлів комп'ютерної мережі. Працює на рівні L2 моделі OSI.

Маршрутизатор мережі ( Router) — пристрій, що має кілька мережевих інтерфейсів і дозволяє передавати дані між різними сегментами мережі. Правила, на підставі яких буде здійснюватися передача пакетів, налаштовуються адміністратором. Працює на рівні L3, моделі OSI.

Віртуалізація

Віртуалізація — технологія, що дозволяє надавати обчислювальні ресурси, абстраговані від апаратної частини і при цьому логічно ізольовані один від одного. Тобто на одному фізичному сервері можна створити багато віртуальних, які будуть працювати незалежно.

гипервизор — програма, що дозволяє реалізувати технологію віртуалізації. За допомогою гипервизора відбувається управління і настройка віртуальних машин, а також мереж, програмних комутаторів і маршрутизаторів.

Віртуальна машина — аналог фізичного комп'ютера, реалізований у віртуальному середовищі. Поняття «віртуальна машина» і «віртуальний сервер» мають відмінності тільки в кінцевому призначення, а по суті є одним і тим же.

Послуги у сфері хмарних технологій

Окремо варто описати основні сервіси, що надаються на базі віртуальних технологій. Велика група таких сервісів об'єднується під абревіатурою XaaS, яка розшифровується «що завгодно як сервіс». В основі всіх цих послуг лежать основні три: PaaS, SaaS, IaaS.

PaaS ( Platform as a Service - платформа як послуга) — такий вид хмарних обчислень, який надається замовнику у вигляді готової програмної платформи, що включає в себе різні інструменти, і дозволяє налаштовувати їх. По суті, ця платформа може бути чим завгодно: середовищем тестування, системою управління базами даних або автоматизації процесів управління. При цьому така платформа управляється і обслуговується сервіс-провайдером.

SaaS ( Software as a Service - програмне забезпечення як послуга) — це, напевно, найпоширеніший вид сервісу, який працює на базі хмарних технологій. Полягає він в наданні замовнику в користування будь-яких програм, які розташовані в хмарі сервіс-провайдера. В якості яскравого прикладу можна навести ящик електронної пошти Google або, наприклад, пакет Microsoft Office 365.

IaaS (InfrastructureasaService - інфраструктура як послуга) — тип хмарної послуги, який полягає в оренді замовником пулу обчислювальних ресурсів сервіс-провайдера в якості віртуальної інфраструктури. Це можуть бути віртуальні сервери, системи зберігання даних, різні мережеві елементи, а також будь-яка сукупність цих компонентів.

Але крім базових існує багато інших хмарних послуг. Давайте поглянемо на них ближче:

DRaaS (DisasterRecoveryasaService - аварійне відновлення як послуга) — послуга з надання замовнику можливості відновлення працездатності власної віртуальної структури в хмарі сервіс-провайдера в разі аварії або катастрофи. Послуги такого типу допомагають виключити вплив серйозних збоїв на бізнес, а значить, найбільш затребувані компаніями, для яких робота додатків і сервісів є критичним параметром.

BaaS (BackupasaService - резервне копіювання як послуга) — послуга з надання замовнику майданчики і інструментів для організації процедури резервного копіювання даних в хмару. Реалізація цього сервісу залежить від багатьох факторів, таких як обсяг резервуються даних, пропускна здатність каналів зв'язку, а також схема резервування і глибина архіву. Це зручно для компаній, в яких є великий обсяг критично важливих даних, але організація власної надійної системи резервування є нерентабельною.

BaaS (BackendasaService - бекенда як послуга) - набір готової серверної функціональності, який дозволяє спростити і прискорити розробку додатків. Іншими словами, це повноцінна середовище розробки, розміщена в хмарі, а значить, дозволяє користуватися всіма плюсами технології, такими як, наприклад, необмежена масштабованість.

MaaS ( Monitoring as a Service - моніторинг як послуга) — відносно новий тип хмарної послуги, який полягає в організації моніторингу власної інфраструктури за допомогою програмних засобів, розміщених в хмарі сервіс-провайдера. Як і в багатьох інших випадках, таке рішення дозволяє використовувати найбільш просунуті програмні інструменти, при цьому не купуючи їх і не організовуючи адміністрування.

DBaaS ( Data Base as a Service - база даних як послуга) — сервіс, що дозволяє клієнтам підключатися до бази даних, розташованої в хмарі. При цьому вартість рішення розраховується виходячи з обсягу бази і кількості підключень клієнтів. Основними плюсами такого рішення, звичайно, будуть масштабування і відсутність необхідності забезпечувати безпеку даних.

HaaS ( Hardware as a Service - обладнання як послуга) - послуга з надання обчислювальних потужностей із хмари. По суті, замість покупки залізного сервера клієнт може взяти його в оренду, при цьому перебувати воно буде на майданчику сервіс-провайдера, що забезпечить резервування харчування і своєчасне обслуговування.

NaaS ( Network as a Service - мережа як послуга) - послуга з надання мережевої інфраструктури в якості альтернативи власної мережі. Можливості NaaS дозволяють користуватися інструментами маршрутизації, а також збільшувати або зменшувати пропускну здатність каналу.

STaaS ( Storage as a Service - сховище як послуга) — це послуга з надання дискового простору в хмарі. Для користувача таке рішення виглядає як додатковий логічний диск або просто мережева папка. Плюсом STaaS є наявність резервування як обов'язкову умову у будь-якого сервіс-провайдера.

DaaS (DesktopasaService - робочий стіл як послуга) - послуга, яка полягає в наданні користувачу віддаленого робочого столу. На відміну від локального, віддалений робочий стіл може мати дійсно потужними технічними характеристиками, це дозволяє використовувати додатки різного рівня без прив'язки до можливостей свого настільного ПК.

CaaS ( Communications as a Service - комунікація як послуга) - послуга з надання коштів комунікації в хмарі. Іншими словами, цей сервіс дозволяє організувати телефонію, передачу миттєвих повідомлень або, наприклад, можливість проводити відеоконференції силами сервіс-провайдера.

CaaS ( Container as a Service - контейнер як послуга) - тип послуги, який останнім часом стає все більш популярним. Полягає він в наданні клієнту можливості організувати, запустити або зупинити контейнер за допомогою веб-інтерфейсу або коштів API.

висновок

У цій статті ми розглянули основні поняття, що дозволяють краще орієнтуватися в світі хмарних технологій, а також розібрали більшу частину послуг, що надаються на їх основі. Сподіваємося, що ця інформація буде вам корисна.

Студенти часто задають питання: Що таке хмарні обчислення? Що таке хмарні сервіси? Що таке хмарний сайт? Що означає хмара, хмарні сховища файлів? Як використовуються хмарні обчислення в освіті? SaaS сервіс для B2C і B2B продажів? SaaS ERP і SaaS CRM системи і рішення? Які моделі хмарних обчислень використовуються для розробки веб-додатків? Сучасні дата-центри, на основі яких створюються хмарні послуги: SaaS, PaaS і IaaS?

Спочатку розглянемо, що таке "хмара" (Сloud) і "хмарні обчислення" (Сloud сomputing). "Хмара" - це інноваційна модель (концепція) організації IT-інфраструктури, яка складається з розподілених і поділюваних конфігуруються апаратних і мережевих ресурсів, а також програмного забезпечення, розгорнутих на віддалених (хмарних) дата центрах постачальників (провайдерів). Тобто хмара - це новий підхід організації IT-інфраструктури.

Cloud computing- це модель надання дистанційного доступу до поділюваних обчислювальних ресурсів, які фізично розподілені на багатьох віддалених пристроях, що утворюють так зване хмара (cloud).

Хмарні обчислення - це модель надання споживачеві масштабованих обчислювальних ресурсів у вигляді сервісу через Інтернет. Хмарні технології - це модель подання споживачеві IT як сервісу через Інтернет.

Проаналізуємо основне визначення хмарних обчислень, запропоноване Національним інститутом науки і технологій від 24 липня 2011 року.

Визначення "хмарні обчислення"

Хмарні обчислення (cloud computing) - модель надання можливості повсюдного і зручного мережевого доступу на вимогу до пулу поділюваних конфігуруються обчислювальних ресурсів (Наприклад, мереж, серверів, засобів зберігання, додатків і сервісів), які можуть оперативно надаватися і звільнятися при мінімальному зусиллі управління або взаємодії з провайдером (постачальником). Ця модель хмари представлена \u200b\u200b(описана) п'ятьма основними характеристиками, трьома сервісними моделями і чотирма моделями розгортання.

Основні характеристики хмарних обчислень, Які відрізняють їх від інших типів обчислень (інтернет-ресурсів):

1. Самообслуговування на вимогу. Споживач у міру необхідності автоматично, без взаємодії з кожним постачальником послуг, може самостійно визначати і змінювати обчислювальні потужності, такі як серверний час, обсяг сховища даних.
2. Широкий (універсальний) мережевий доступ. Обчислювальні можливості доступні на великі відстані по мережі через стандартні механізми, що сприяє широкому використанню різнорідних (тонких або товстих) платформ клієнта (термінальних пристроїв).
3. Об'єднання ресурсів. Конфігуровані обчислювальні ресурси постачальника об'єднані в єдиний пул для спільного використання розподілених ресурсів великою кількістю споживачів.
4. Миттєва еластичність ресурсів (миттєва масштабованість). Хмарні послуги можуть швидко надаватися, розширюватися, стискатися і звільнятися виходячи з потреб споживача.
5. Вимірюваний сервіс (облік споживаного сервісу і можливість оплати послуг, які були реально використані). Хмарні системи автоматично керують і оптимізують використання ресурсів за рахунок здійснення вимірювань на деякому рівні абстракції, що відповідає типу сервісу.

Якщо модель (концепція) надання розподілених і поділюваних конфігуруються обчислювальних ресурсів відповідає вищевикладеним характеристикам, то це cloud computing.

Сервісні моделі хмарних обчислень або cloud computing:

1. Software as a Service ( SaaS) - програмне забезпечення як послуга. У цій моделі надання хмарних обчислень споживач використовує додатки постачальника, запущені в хмарної інфраструктурі, які доступні клієнту через інтерфейс (web-браузер) або інтерфейс програми. Споживачі не можуть керувати і контролювати лежить в основі хмари інфраструктуру, включаючи мережу, сервери, операційні системи, сховища даних або навіть змінювати параметри налаштування конкретного додатка.
2. Platform as a Service ( PaaS) - платформа як послуга. Модель надання хмарних обчислень, при якій споживач отримує доступ до використання програмної платформи: операційних систем, СУБД, прикладного ПО, засобів розробки і тестування програмного забезпечення. Фактично споживач отримує в оренду комп'ютерну платформу з встановленою операційною системою і спеціалізованими засобами для розробки, розміщення і управління веб-додатками. Споживач не керує основний інфраструктурою хмари, включаючи мережу, сервери, операційні системи або сховища даних, але управляє розгорнутими додатками і можливо параметрами налаштування конфігурації середовища оточення.
3. Infrastructure as a Service ( IaaS) - інфраструктура як послуга. Модель надання хмарних обчислень, при якій споживач отримує можливість управляти коштами обробки і зберігання, а також і іншими фундаментальними обчислювальними ресурсами (віртуальними серверами і мережевою інфраструктурою), на яких він може самостійно встановлювати операційні системи та прикладні програми під власні цілі. По суті, споживач орендує абстрактні обчислювальні потужності (серверне час, дисковий простір і пропускну здатність мережевих каналів) або використовує послуги аутсорсингу ІТ-інфраструктури. Споживач не керує основний інфраструктурою хмари, але управляє операційними системами, сховищем і розгорнутими їм додатками.

Моделі розгортання хмарних обчислень, тобто cloud computing:

1. Private cloud (приватне хмара) - інфраструктура, призначена для використання хмарних обчислень в масштабі однієї організації.
2. Community cloud (хмара спільноти) - хмарна інфраструктура, яка призначена для виняткового використання хмарних обчислень певною спільнотою споживачів від організацій, які вирішують спільні проблеми.
3. Public cloud (публічне хмара) - інфраструктура, призначена для вільного використання хмарних обчислень широкою публікою.
4. Hybrid cloud (гібридне хмара) - це комбінація різних хмарних інфраструктур (приватних, публічних або спільнот), що залишаються унікальними об'єктами, але пов'язаних між собою стандартизованими або приватними технологіями, які забезпечують можливість обміну даними і додатками.

Мал. 1. Моделі розгортання хмарних обчислень / cloud computing

Виходячи з вищевикладеного визначення хмарних обчислень, хмарні сервіси можна представити у вигляді багатошарової моделі, що складається з шарів: IaaS, PaaS, SaaS. Базисом або фундаментом хмарних сервісів є physical infrastructure (фізична інфраструктура), Тобто сервери, сховища, мережі та системне програмне забезпечення Cloud data center (хмарного дата-центру) або мережі взаємопов'язаних хмарних Data centers (рис. 2).

У хмарних дата-центрах або в центрах обробки даних (ЦОД) поміщається фізичне обладнання або hardware (сервери, сховища даних, робочі місця), системне програмне забезпечення (ОС, засоби віртуалізації і автоматизації), інструментальне і прикладне ПО, системи управління обладнанням (Equipment management systems), мережева інфраструктура (Network infrastructure): маршрутизатори та комутатори (routers and switches) для підключення і об'єднання фізичного обладнання. Крім того, нормальну роботу дата центрів забезпечують системи інженерного забезпечення (Systems of engineering support).

Мал. 2. Cloud computing architecture (архітектура хмарних обчислень)

Перший шар хмарних послуг - IaaS (інфраструктура)

IaaS - це надання користувачу комп'ютерної та мережевої інфраструктури (servers, storage, networking) і їх обслуговування як послуги в формі віртуалізації, тобто віртуальної інфраструктури. Іншими словами, на базі фізичної інфраструктури дата-центрів або ЦОД постачальник (провайдер) створює віртуальну інфраструктуру, яку надає користувачам як сервіс. Засоби віртуалізації дозволяють перетворити фізичну інфраструктуру data centers в віртуальну і таким чином створити перший шар хмарних послуг - IaaS.

Що таке віртуалізація? Технологія віртуалізації ресурсів дозволяє фізичне обладнання (сервери, сховища даних, мережі передачі даних) розділити між користувачами на кілька частин, які використовуються ними для виконання поточних завдань. Наприклад, на одному фізичному сервері можна запустити сотні віртуальних серверів, а користувачеві для вирішення завдань виділити час доступу до них. Реалізація віртуалізації може бути здійснена як на програмному рівні, так і на апаратному.

Таким чином, користувачеві надаються абстрактні еластичні обчислювальні потужності, наприклад, не сервер або сервери, а серверне час для обробки його завдань. Чи не диски для зберігання даних, а необхідне дисковий простір, не канали зв'язку, а необхідна для вирішення завдань мережева пропускна здатність каналів комутації.

Крім віртуалізації для створення IaaS використовується автоматизація, яка забезпечує динамічний розподіл ресурсів без участі персоналу постачальника послуг, тобто система автоматично може додавати або зменшувати кількість віртуальних серверів, дисковий простір для зберігання даних, або змінювати мережеву пропускну здатність каналів зв'язку. Віртуалізація та автоматизація забезпечують ефективність використання обчислювальних ресурсів і зниження вартість оренди хмарної послуги IaaS.

Як правило, IaaS надається в оренду (надається IaaS-сервіс на умовах аутсорсингу) корпоративним користувачам. Тобто користувачі отримують інтегровані ресурси для створення своєї власної обчислювальної інфраструктури. У цьому випадку користувач повинен сам встановити і налаштувати OS і необхідні програми для виконання виробничих завдань або для розробки додатків.

Концепція IaaS дозволяє користувачеві купувати тільки ті обчислювальний потужності, які необхідні йому для виконання конкретних завдань. До складу додаткових послуг IaaS може входити підключення будь-якого фізичного обладнання користувача до хмарної платформі і його розміщення в мережі дата-центрів.

Інфраструктура як сервіс - це рішення корпоративного рівня для підприємств різного масштабу. Інфраструктура може бути розміщена як в центрі обробки даних підприємства, так і в зовнішньому дата-центрі. Послуги IaaS призначені для створення і використання захищених приватних, публічних і гібридних хмарних середовищ. Постачальники можуть забезпечити побудову гібридних хмарних конфігурацій, при яких об'єднуються локальні мережі в офісі замовника з мережами хмарної платформи.

Крім того, до IaaS-послуг хмарних обчислень відноситься хмарний хостинг (Cloud Hosting). Хмарний хостинг - це хостинг, який може забезпечити динамічний розподіл ресурсів, має можливість автоматичного масштабування ресурсів і має підвищену відмовостійкість. Хмарний хостинг є істотною альтернативою віртуальному хостингу, хостингу на віртуальному виділеному сервері VPS / VDS і хостингу на фізичному виділеному сервері.

Провайдер Cloud Hosting надає власникам сайтів тільки необхідні сайту ресурси: віртуальні сервери, кількість оперативної пам'яті і обсяг жорсткого диска, а також можливості для управління інфраструктурою хостингу (наприклад, вибір операційної системи, кількості RAM, обсягу і типу HDD, числа ядер CPU, тактової частоти і швидкості доступу). Оплата за оренду хмарного хостингу проводиться тільки за фактом вже спожитих ресурсів: кількості процесорного часу, обсягу дискового простору, кількості споживаної оперативної пам'яті і швидкості доступу до сайту.

При необхідності орендар (власник сайту) хмарного хостингу може змінити ресурси хостингу або налаштувати його на автоматичне збільшення ресурсів при зростанні навантаження, але він завжди буде оплачувати тільки вже спожиті ресурси. Хмарний хостинг має підвищену відмовостійкість, так як сайт, розміщений на ньому, одночасно знаходиться на декількох віртуальних серверах і відмова одного з них не вплине на роботу сайту.

В даний час хостери пропонують в оренду хмарні хостинги з попередньо встановленою CMS. Хостинг-провайдери для організації таких хмарних хостингів можуть, наприклад, розгорнути на своїх серверах платформу-як-інфраструктуру Jelastic з попередньо встановленими CMS. Jelastic поставляє платформу-як-інфраструктуру у вигляді повного стека, що дозволяє розгортання хмарних хостингів на фізичної інфраструктурі ЦОД хостинг-провайдера.

Функціонал платформи Jelastic дозволяє в один клік встановити вбудовані в неї CMS з оптимізованим веб-оточенням, наприклад, Jelastic на Infobox. Jelastic є продуктом, який включає в себе функціональність PaaS і легко конфігуровані інфраструктуру IaaS. Jelastic - це платформа для запуску Java- і PHP-додатків і може бути використана не тільки хостерами для організації хмарних хостингів, але і корпораціями для створення середовища розробки (приватних або гібридних хмар) веб-додатків.

На хмарних хостингах, розміщують хмарні сайти - це сучасні хмарні додатки. У хмарних сайтах (хмарних додатках) дані зберігаються в хмарних БД, серверні додатки сайтів зберігаються, і виконується на хмарних віртуальних серверах, а клієнтська частина сайту виконується в браузері користувача.

Середу хмарних обчислень можна створювати на основі хмарних рішень Amazon EC2, IBM x86, Microsoft Azure, EMC, VMware, на базі open-Sourсe рішення OpenStack, RackSpace на базі OpenStack і ін., Які дозволяють перетворити центр обробки даних в динамічну ІТ-середовище. Крім того, для хмарних обчислень використовуються хмарні бази даних, тобто бази даних, які запускаються на платформах хмарних обчислень. Як хмарних баз даних застосовуються як SQL-орієнтовані моделі, так і моделі даних NoSQL.

Послуги IaaS широко використовуються в США. В Україні компанія De Novo почала надавати хмарну інфраструктуру для корпоративних клієнтів на базі рішень VMware, EMC, Microsoft Azure, і т.д. На базі найбільшого українського дата-центру ВОЛЯ побудована хмарна IT-інфраструктура VoliaCLOUD від компанії VMware (на основі хмарних рішень VMware), яка має понад 500 віртуальних дата-центрів.

Основні 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 . Слід зазначити, що IBM пропонує надійну відкриту інфраструктуру IBM SmartCloud на основі самообслуговування (SoftLayer) або повністю керованої IaaS (IBM SmartCloud Enterprise +).

Мал. 3. Основні IaaS Solution хмарних обчислень

Слід зазначити, що в даний час ведуться роботи по створенню хмарних опорних мереж постачальників широкосмугового мобільного зв'язку (операторів мобільного зв'язку) в якості послуги IaaS. До таких послуг належать, наприклад, хмарна телекомунікаційна платформа від Huawei і рішення NSN Telco Cloud від Nokia Siemens Networks.

Платформа FusionSphere Huawei забезпечує віртуалізацію обчислювальних ресурсів, ресурсів зберігання, мережевих ресурсів і організовує єдиний пул поділюваних конфігуруються обчислювальних ресурсів з єдиним механізмом планування і управління. Компанія Nokia Siemens Networks здійснила комплексне тестування основних мобільних служб, що охоплюють передачу голосу по LTE (VoLTE) і інших IP Multimedia Subsystem (IMS) послуг, що працюють на основі Telco Cloud.

Другий шар - PaaS (програмна платформа)

Сервіс PaaS надає програмну платформу і її обслуговування як сервіс в складі:

• OS - мережева операційна система (Unix-системи, включаючи Ubuntu Server, BSD / OS Family, Solaris / SunOS і т.д. або Windows Server),
• Database - система управління базою даних СУБД (MySQL, Microsoft SQL, SQL Database, PostgreSQL, Oracle та ін.),
• Middleware - програмне забезпечення середнього шару або зв'язує (проміжне) програмне забезпечення, яке призначене для забезпечення взаємодії між різними додатками, системами і компонентами,
• Software development tools and testing - інструментальне програмне забезпечення для розробки веб-додатків і їх тестування (середовище розробки ПО: програмні фреймворки, бібліотеки і т.д. для створення веб-додатків на мовах програмування: Python, Java, PHP, Ruby, JS для Node.js і т.д.),
• App server - сервер додатків для розробки, тестування, налагодження та роботи веб-додатків.

Отже, PaaS пропонує розробникам ПО кошти розробки, тестування, розгортання і підтримки різних додатків. Крім того користувачу надаються інструменти адміністрування та управління. В основному PaaS використовується для розробки і розміщення web-додатків (наприклад, пов'язаних розподілених додатків - SaaS mashup, хмарних сайтів і т.д.).

Основні 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 (хмарна платформа IBM Bluemix пропонує єдине середовище рішень і широкий набір мов і фрейморков для побудови додатків, наприклад, Liberty for Java ™, SDK for Node.js ™, ruby \u200b\u200bon rails, ruby \u200b\u200bsinatra),
• 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 об'єднує Force.com, Heroku і ExactTarget в одну мережу хмарних сервісів і надає інструменти для розробки різних додатків. Наприклад, для розробки мобільних додатків Salesforce1 Mobile App / Salesforce або хмарних баз даних для розробників додатків Database.com/Salesforce і т.д.
• Heroku / Salesforce (Ruby, Java, Node.js, Scala, Clojure, Python і 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 ЇЇ, Python, Perl, PHP, Ruby, Node.JS, and MySQL, PostgreSQL, MongoDB),
• Cloud Foundry / VMware (Java Spring, Ruby on Rails і Sinatra, NodeJS, .NET and MySQL Redis, MongoDB),

Мал. 4. Основні PaaS Solution хмарних обчислень

Крім перерахованих рішень PaaS розробники Веб-додатків використовують і інші відомі рішення хмарних платформ: dotCloud PaaS, SAP HANA Cloud Platform, CloudBees Platform, Rackspace і т.д.

Третій шар - SaaS (хмарне додаток)

За схемою SaaS поставляються наступні типи хмарних додатків і їх обслуговування: Business Apps, Office Web Apps, Management Apps, Communications, Security і ін. Найбільшого поширення SaaS отримала в США. Найбільш затребуваними хмарними додатками є: CRM (система управління взаємовідносинами з клієнтами), HRM (система по роботі з персоналом, тобто з кадрами), ERP (система планування ресурсів підприємства, наприклад 1С), офісні додатки, засоби комунікацій і ін. Salesforce.com є найбільшим в світі постачальником хмарних додатків CRM.

Під засобами комунікацій мається на увазі електронне листування (наприклад, Gmail), аудіо та відео чати (наприклад, Microsoft Lync Online), Cloud PBX або хмарна АТС (наприклад, віртуальна АТС Манго-Офіс), хмарний сервіс MDM (Mobile Device Management - управління мобільним пристроєм ). Хмарний сервіс MDM призначений для роботи з корпоративними системами за допомогою мобільних пристроїв.

На різні мобільні пристрої, які працюють під управлінням хмарної системи MDM, встановлюються додатки, так звані агенти. Ці програми забезпечують централізоване налаштування мобільних пристроїв і доступ до корпоративної мережі підприємства у вигляді хмарної послуги SaaS. Як правило, хмарні засоби комунікацій інтегруються з іншими послугами SaaS, наприклад, CRM + MDM, Office Web Apps + Lync Online, Google Docs + Gmail + Hangouts і т.д.

Основними споживачами SaaS є підприємства малого і середнього бізнесу. Більшість SaaS-додатків призначені для підтримки взаємодії між співробітниками, спільно працюють над вирішенням спільних завдань (Collaboration). Архітектура SaaS-додатків, в якій єдиний екземпляр додатку, запущений на сервері, обслуговує безліч споживачів, є мультіарендной (Multi-tenant), тобто кожному споживачеві в процесі виконання завдань надається свій екземпляр віртуального додатки.

Основні application software:

• Business Apps (CMR, FRM, IBM® B2B Cloud Services, Axway Cloud B2B, amoCRM SaaS сервіс для B2B, Google Apps for Business),
• Business Intelligence (PowerBI в складі 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 і т.д.),
• Management Apps (ERP / ОРЕНДА 1С, HRM, SCM, MRP),
• Communications (Gmail, Google Hangouts, Microsoft Lync Online, Cloud PBX або хмарна АТС, MDM),
• Security (Panda Cloud Email Protection, Panda Cloud Internet Protection, McAfee SaaS Email Protection & Continuity, Сomfortway Mobile Security і т.д.), і ін.
• Collaboration and Multi-tenant (Google Docs, Google Sites, Microsoft Office Online, Office 365, Office Web Apps).

Основні SaaS Solution / Vendor: Salesforce1 Sales Cloud / Salesforce (CRM), Oracle Cloud Applications / Oracle (HR, CX, ERP, EMP, SCP, Business Intelligence), Google Apps / Google - офісний пакет хмарних служб (Google Docs, Google Drive , Google Sites, communication: Hangouts, Gmail, Google Calendar і ін), IBM SmartCloud Docs / IBM, Microsoft Dynamics CRM, Microsoft OneDrive (Office Online, сховище файлів), Office 365 / Microsoft (Office Web Apps, Lync Online, Exchange Online , SharePoint Online), Zoho Docs / Zoho (онлайновий офісний пакет), Zoho Reports / Zoho (Business Intelligence), Zoho CRM / Zoho, Informatica Cloud MDM / Informatica, MaaS360 / Fiberlink, Cloud PBX from Vonage Business Solutions і т.д.

Мал. 5. Основні SaaS Solution хмарних обчислень

Існують і безліч інших SaaS-послуг хмарних обчислень, наприклад, Cisco WebEx - хмарний сервіс для проведення web-конференцій; CMS на основі моделі SaaS (наприклад, SaaS-платформа UMI.CLOUD); E-Commerce B2B / B2C за моделлю SaaS; Маркетинг SaaS-рішень; послуга «Антивірус Dr.Web» за моделлю SaaS; SugarCRM - комерційна CRM-система з відкритими початковими кодами; BPMonline CRM з інструментами моделювання і автоматизації бізнес-процесів і т.д.

Слід зазначити, що концепція хмарні обчислення (cloud computing) передбачає надання споживачам різних додаткових відовоблачних послуг: Storage-as-a-Service, Database-as-a-Service, Information-as-a-Service, Process-as-a-Service , Integration-as-a-Service, Testing-as-a-Service і т.д. Існують, наприклад, численні хмарні сховища файлів Storage-as-a-Service: Amazon Simple Storage Service (Amazon S3), DropBox, Google Drive, Microsoft OneDrive і т.д.

Як використовуються хмарні обчислення і технології в освіті? Google пропонує навчальним закладам хмарні додатки Google Apps for education для електронної освіти. Microsoft надає користувачам освітніх установ можливості хмарних служб Office 365 for education (Windows Azure in education). Впровадження хмарних обчислень (Cloud Computing) в школах і вузах забезпечить школярам і студентам вельми комфортне навчання.

Перспективи поширення хмарних обчислень з урахуванням їх поточного розвитку викладені в аналітичній роботі "Куди йдуть« хмари »на сайті compress.

На закінчення, слід ще раз зазначити, що всі сервісні моделі хмарних обчислень повинні відповідати основним характеристикам хмарних обчислень, викладеними в "The NIST Definition of Cloud Computing", які відрізняють їх від інших типів інтернет-ресурсів.

Щоб переконатися, що запропоновані вам інтернет-ресурси відносяться до однієї з моделей хмарних обчислень, порівняйте їх характеристики з основними характеристиками хмарних обчислень, запропонованими National Institute of Standards and Technology (самообслуговування на вимогу; єдиний пул для спільного використання ресурсів; миттєва еластичність або масштабованість; оплата тільки за реально спожиті послуги; універсальний мережевий доступ).