Исследуя облачные приложения

Трещалин С.А.
Выпускник MBA CIO-24А
Школа IT-менеджмента
РАНХиГС при Президенте РФ

Современный бизнес достаточно жестко диктует условия игры на ИТ рынке как компаниям работающим на нем, так и потребителям их услуг. С каждым днем растет потребность в обработке информации, в ее сохранении, в обеспечении ее доступности. Лавинообразное увеличение объемов хранимой, а также вновь появляющейся информации заставляет всех участников рынка действовать жестко и быстро иначе «в мире останется только два типа компаний быстрые и мертвые». Выжить, в таких условиях, стремятся как малые предприятия, так и акулы бизнес сообщества. При чем, потребности в контроле и обработке информации фактически прямо пропорциональны размеру компании, а также месту, занимаемому на рынке. Таким образом, чем больше компания или же, чем больше зона ее влияния на рынок, тем выше потребность в постоянном контроле и обработке информационных массивов.

Для решения поставленных задач на рынок было выведено не просто программное или аппаратное обеспечение, а сразу комплекс, объединивший разнородные системы в единое информационное пространство, предоставив, таким образом, конечному пользователю набор определенных услуг. Такие услуги были представлены под общим названием Cloud computing (Облачные вычисления) и представлены в виде трех основных моделей:

Software-as-a-Service (SaaS, Программное обеспечений как услуга) – Потребителю предоставляются программные средства - приложения провайдера, выполняемые на облачной инфраструктуре. Приложения доступны с различных клиентских устройств через интерфейс тонкого клиента, такой как браузер (например, электронная почта с web-интерфейсом). Потребитель не управляет и не контролирует саму облачную инфраструктуру, на которой выполняется приложение, будь то сети, серверы, операционные системы, системы хранения или даже некоторые специфичные для приложений возможности. В ряде случаев, потребителю может быть предоставлена возможность доступа к некоторым пользовательским конфигурационным настройкам.

Platform-as-a-Service (PaaS, Платформа как услуга) – Потребителю предоставляются средства для развертывания на облачной инфраструктуре создаваемых потребителем или приобретаемых приложений, разрабатываемых с использованием поддерживаемых провайдером инструментов и языков программирования.

Infrastructure-as-a-Service (IaaS, Инфраструктура как услуга) – Потребителю предоставляются средства обработки данных, хранения, сетей и других базовых (фундаментальных) вычислительных ресурсов, на которых потребитель может развертывать и выполнять произвольное программное обеспечение, включая операционные системы и приложения. Потребитель не управляет и не контролирует саму облачную инфраструктуру, но может контролировать операционные системы, средства хранения, развертываемые приложения и, возможно, обладать ограниченным контролем над выбранными сетевыми компонентными.

Данные облачные модели предполагают и различные варианты развертывания:
Private cloud (Частное облако) – Облачная инфраструктура функционирует в целях обслуживания одной организации. Инфраструктура может управляться самой организацией или третьей стороной и может существовать как на стороне потребителя, так и у внешнего провайдера.

Community cloud (Общее облако) – Облачная инфраструктура используется совместно несколькими организациями и поддерживает ограниченное сообщество, разделяющими общие принципы (например, миссию, требования к безопасности, политики, требования к соответствию). Такая облачная инфраструктура может управляться самими организациями или третьей стороной и может существовать как на стороне потребителя так и у внешнего провайдера.

Public cloud (Публичное облако) – Облачная инфраструктура создана в качестве общедоступной или доступной для большой группы потребителей, и находится во владении организации, предоставляющей облачные сервисы.

Hybrid cloud (Гибридное облако) – Облачная инфраструктура является композицией (сочетанием) двух и более облаков (частных, общих или публичных), остающихся уникальными сущностями, но объединенными вместе стандартизированными или частными технологиями, обеспечивающими обмен данных и приложений между облаками.

Рынок ИТ в сфере облачные вычислений включает уже сотни компаний (например, Amazon, IBM, Google, Microsoft, Oracle, Salesforce.com) с центрами обработки данных, размещенными по всему миру. Эти компании охватывают достаточно широкий спектр услуг, такие как Платформы для приложения, Инфраструктура, Безопасность, Приложения для управления бизнесом, Приложения взаимодействия с клиентами и многие другие.

Представители облачных вычислений.

Amazon Elastic Compute Cloud (EC2)

Amazon является одним из лидеров в сфере облачных вычислений. Сервис Amazon Elastic Compute Cloud был запущен в августе 2006 года. EC2 представляет собой виртуальную ферму ресурсов, позволяющую предоставлять услуги по аутсорсингу ИТ инфраструктуры. Пользователи могут динамически подключать необходимое количество и типов ресурсов. Все ресурсы разбиты на категории от Micro Instance (613 MB of memory, up to 2 ECU, EBS storage only, 32-bit or 64-bit platform) до Cluster GPU Instance (22 GB memory, 33.5 ECUs, 2 x NVIDIA Tesla “Fermi” M2050 GPUs, 1690 GB of local instance storage, 64-bit platform, 10 Gigabit Ethernet).

С момента появления, Amazon повысила надежность сервисов за счет запуска ряда сервисов, таких как Elastic Block Storage (EBS), Elastic IP addresses. Другими интересными службами являются Amazon CloudWatch, служба мониторинга производительности и Auto Scaling, они позволяют производить автоматическое масштабирование вверх и вниз количества экземпляров ресурсов, для поддержания производительности.

Структура

Amazon EC2 основана на принципе предоставления ресурсов по требованию, что обеспечивает гибкий подход к реализации потребностей пользователей. Центральной идеей EC2 является представление «Все как услуга» и реализована в виде трех основных моделей облачных вычислений: Software-as-a-Service, Platform-as-a-Service и Infrastructure-as-a-Service.

Бизнес модель

Amazon придерживается парадигмы платы только за потребляемые ресурсы (pay-as-you-go). В зависимости от потребности, Amazon EC2 предоставляет гибкие планы обслуживания для удовлетворения всех типов клиентов. От небольших стартапов (startup), до крупных корпораций, имеющих присутствие по всему миру. Использование ресурсов учитывается и оплачивается в часах. На сегодняшний день, Amazon EC2 доступен только на коммерческой основе и не поддерживает скидки для учебных заведений. Однако многие учебные заведения рассматривают Amazon EC2 как перспективное решение для своих будущих потребностей.

Google App Engine

Облачная инфраструктура Google App Engine занимает значительную долю на рынке облачных вычислений. Платформа App Engine позволяет отказаться или значительно уменьшить ИТ инфраструктуру на уровне офиса, обеспечивая высокую надежность, доступность, масштабируемость и целостность. Также, Google предоставляет широкий спектр средств разработки, обеспечивающих доступный подход к развертыванию приложений и обеспечения технического обслуживания. Инструменты обеспечивают масштабирование в объеме необходимом для одновременной работы постоянно увеличивающегося количества пользователей.

Структура

Google разработал собственную распределенную систему хранения данных, названную Bigtable. Для достижения целей широкого применения, масштабируемости, высокой производительности и высокой доступности, Google разработал SQL-подобный язык запросов для Bigtable, названный GQL. Также Google предоставил не реляционное Bigtable API, отличный от SQL API.

App Engine поддерживает две среды разработки: Java и Python, а также стандартные протоколы и инструменты для разработки web приложений. Приложения размещаются и выполняются в безопасной среде, с ограниченным доступом к операционной системе. Такой ограниченный доступ позволяет App Engine распределять запросы между несколькими физическими серверами, а также позволяет запускать и останавливать сервера в соответствии со спросом на ресурсы обработки.

Бизнес модель

Google использует модель «плати за то, что ты используешь». Плата за создание аккаунта на App Engine отсутствует. Пользование ресурсами, такими как хранилище и каналы связи измеряется в гигабайтах. Google App Engine  предоставляет разработчикам полный контроль за ресурсами, которые они используют, что позволяет им устанавливать ограничения, максимально допустимые значения, чтобы избежать сюрпризов при получении счетов на оплату. Разработчики могут использовать ограниченные ресурсы на безвозмездной основе. А в случае необходимости, при использовании биллинга,  когда начинается превышение бесплатного порога расходуемых ресурсов, разработчики имеют возможность оплачивать только их превышение.

Microsoft Azure

Windows Azure это открытая платформа облачных вычислений встроенная в операционную систему и предназначена для «разработки, размещения и управления Azure Service Platform. Microsoft предоставляет ресурсы центра обработки данных для размещения web приложений, которые можно масштабировать с точки зрения вычислительных мощностей и размеров хранилища данных. В коммерческом использовании Windows Azure доступно с 2010 года. Windows Azure, как открытая платформа,  поддерживает как собственные Microsoft, так и другие коммерческие языки и среды разработки. Azure Service Platform включает средства разработки Microsoft, такие как Live, .NET, SQL, SharePoint и Dynamic CRM Services.

Windows Azure предназначена для всех типов пользователей, от начинающих разработчиков приложений под web и программного обеспечения до корпораций, при этом обеспечивая масштабируемость и гибкость. Опыт Microsoft, который она приобрела за годы разработки операционных систем и средств разработки полностью отражен в Windows Azure. С использованием средств разработки .NET и Visual Studio разработчики могут создавать любые приложения: игры, приложения для беспроводных устройств, web приложения, многое другое и даже их комбинации. Разработчикам доступны и другие языки программирования, такие как Ruby, PHP и Python, а также среды - Eclipse и NetBeans. Windows Azure обеспечивает не только набор доступных услуг для потребителей, но и способствует созданию комплексов услуг с учетом их потребностей.

Структура

Microsoft Azure опирается на нескольких базовых сервисах: Live, SQL, .NET, SharePoint и Dynamic CRM Services. Эти сервисы используются для обеспечения, разработки, управления, создания и мониторинга сервисов и коммуникаций между сервисами.

Сервис Live обрабатывает пользовательские данные и ресурсы приложений, обеспечивает взаимодействие между разработчиками и web аудиторией посредством цифровых устройств, а также доступ к сервисам таким как чат и электронная почта.

Сервис SQL расширяет Microsoft SQL Server для обеспечения облачных вычислений возможностями web и распределенных реляционных баз данных с повышенной безопасностью, доступностью, масштабируемостью и надежностью. Microsoft SQL Data Services (SDS) это облачная платформа реляционной базы данных, построенная с использованием технологий SQL Server. С использованием SDS пользователи получают максимум преимуществ и возможностей при подготовке и развертывании реляционных баз данных в распределенных центрах обработки данных.

Сервис .NET обеспечивает размещение, масштабирование и возможности ориентированные на разработчиков приложений для облачных вычислений и базирующихся на облачных вычислениях. Microsoft постоянно работает над добавлением услуг внутри сервиса .NET. На данный момент доступны: Access Control, Service Bus и Workflow.
Сервисы SharePoint и Dynamic CRM Services обеспечивают доступ пользователей к функционалу SharePoint и CRM для совместной работы и обмена информацией между различными организациями. Разработчики могут использовать возможности, предоставляемые облачными сервисами SharePoint и CRM для создания приложений основанных на данных сервисах.

Бизнес модель

Windows Azure Service Platform предназначена для всех типов пользователей и ее бизнес модель построена на четырех принципах: плати за используемое, стоимость услуги должна быть привлекательной и доступной для рынка, наличие возможностей для роста и развития, чтобы стать сервис-партнером Microsoft и простота контроля и доступа через web интерфейс и другие доступные каналы связи. Windows Azure предоставляет всем разработчикам возможность опытной эксплуатации в течении 90 дней с целью ознакомления и оценки возможностей предоставляемых сервисов.

Экономический эффект облачных вычислений

Экономика является мощной силой при трансформации отраслей. Сегодняшние дискуссии об облачных вычислениях сводятся к техническим сложностям и их преодолению. Во времена мэйнфреймов клиент/серверная архитектура рассматривалась не более чем технологическая «игрушка», и ни кто даже и не рассматривал ее, как альтернативу. Тем не менее, с течением времени эта архитектура нашла свое применение и фактически заменила мэйнфреймы. Такая же ситуация наблюдалась при появлении технологий по виртуализации. И все же, экономия от 20% до 30% ИТ бюджета заставила CIO ускорить процесс внедрения этой технологии в рамках организаций.

Появление облачных сервисов снова фундаментально меняет экономику ИТ. Происходит объединение ИТ ресурсов, появляется возможность автоматизации процессов управления и обслуживания инфраструктуры. Облачная архитектура способствует эластичному потреблению ресурсов, самообслуживанию, ценообразованию с возможностью платить только за потребляемые ресурсы (pay-as-you-go).

Также, облачные вычисления, составляющие ядро ИТ инфраструктуры крупных центов обработки данных, используют преимущества эффекта масштаба:

• Экономия со стороны предложения – снижение затрат на сервер;
• Агрегация спроса – агрегированный спрос снижает общую изменчивость, повышая утилизацию ресурсов;
• Многопользовательская эффективность – переход на многопользовательское использование (аренду) ресурсов снижает затраты на управление приложениями и оборудование в расчете на пользователя (арендатора).

Вместо заключения

Современный рынок ИТ готов предлагать и предлагает множество различных продуктов и услуг. Разного уровня и для различных групп потребителей. Облачные вычисления формируют группу таких продуктов.

Для того, чтобы обеспечить себе конкурентное преимущество при формировании ИТ инфраструктуры компании больше не должны вкладывать громадные экономические и людские ресурсы в средства труда, если за таковые принять ИТ инфраструктуру. Теперь компании могут инвестировать средства только в операционную деятельность. Опыт множества компаний по всему миру показывает, что с использованием облачных вычислений компании в состоянии добиться как сокращения прямых затрат на содержание ИТ инфраструктуры, так и просто ускорить бизнес операции без привлечения дополнительных средств.

Сейчас уже каждый может пользоваться преимуществами ранее доступными не многим. Неповоротливый бизнес в одночасье может стать мобильным. С применением облачных вычислений для расширения уже используемого сервиса или создания нового нет необходимости нести колоссальные потери: финансовые, людские и, что более важно, временные. «Если можно сделать 1000 компьютерами за час, зачем ждать 1000 часов пока операцию выполняет один компьютер?» При учете оплаты за реальное время использования ресурсов, а не за владение объектом, производящим операции со средней загрузкой в 5-10% возникает реальная возможность адекватно оценить затраты на производимые операции, тем самым более четко формировать ценность того или иного сервиса для бизнес подразделений.

И все же, взвешивая плюсы и минусы облачных вычислений надо понимать, что для предприятий всех уровней, облачные вычисления предоставляют огромные возможности. Они позволяют избавиться от излишних расходов, преодолеть состояние ограниченности в ресурсах, уделить больше внимания инновациям. Облако позволяет воспользоваться новыми, прежде не доступными и во многом труднореализуемыми приложениями и системами. Все что нужно это найти точки отсчета затрат.

Список использованной литературы

• Cloud Business Artifacts Project, Cloud Computing Work Group, The Open Group, April 2010
• Above the Clouds: A Berkeley View of Cloud Computing, Electrical Engineering and Computer Sciences University of California at Berkeley, February 2009
• Building Return on Investment from Cloud Computing,Mark Skilton, April 2010
• Cloud Computing ROI Assessment, BTCLogic, July 2010
• BTC Logic Ranks^ Top Ten Cloud Companies, BTCLogic 2010
• The Economics of The Cloud, Microsoft, November 2010
• The Economic Perspective of Cloud Computing, Jitendra Kumar, Vernon, Sandeep Kumar, 2009
• Saving Money Through Cloud Computing, Darrell M. West, April 2010
• The Total Economic Impact Of Microsoft Office 365, Jonathan Lipsitz, June 2011
• Top Threats to Cloud Computing V1.0, Cloud Security Alliance, March 2010
• The NIST Definition of Cloud Computing (Draft), Peter Mell, Timothy Grance, January 2011