Обоснование эффективности использования Облачных технологий

Фокин Н.Б.
выпускник группы MBA CIO-26
Школа IT-менеджмента
РАНХиГС при Президенте РФ

Почему именно «ОБЛАКА»?
Многие интересуются, почему сервисы удаленных вычислений и обработки данных называются именно «ОБЛАЧНЫМИ» сервисами.
На этот вопрос есть несколько ответов.

Во-первых, традиционное изображение Интернета на диаграммах компьютерных сетей выполняется именно в виде облака.

Во-вторых, облака - это символ удаленности от конкретного пользователя.

В-третьих - образ сложной инфраструктуры, за которой скрываются все технические детали.

Так что «облачные» - это, грубо говоря, метафора, которая прижилась в ИТ-мире как один из самых удачных терминов, передающих суть самого явления. Хотя непосвященных оно, бывает, вводит в замешательство, но и стимулирует узнать, что же это, в конце концов, такое.
Попробуем немного разобраться, что же такое ОБЛАЧНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ и облачные технологии, что они представляют собой сегодня и чего ожидать от них в будущем.

Технология распределенных вычислений

На самом деле ОБЛАЧНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ - тема не такая уж и новая. Многие издания часто рассказывают в своих статьях об облачных технологиях, просто не акцентируя внимание именно на облачности.

Те же онлайновые офисы или графические редакторы являются примером использования облачных сервисов.

Если Вы думаете, что ОБЛАЧНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ - это тренд последних лет, Вы не совсем правы. Да, в классическом виде подобные технологии появились относительно недавно, но стоит заметить, что у данных вычислений была предшественница - технология распределенных вычислений (Grid Computing).

С её помощью можно было решить трудоемкие вычислительные задачи, используя несколько компьютеров, объединенных в параллельную вычислительную систему.

Суть ее заключается в том, что при решении очень тяжелой и ресурсоемкой задачи используются мощности нескольких ПК. В компьютерных системах такой подход впервые был использован в 1973 году, когда Джон Шох и Джон Хапп из калифорнийского научно-исследовательского центра Xerox PARC написали программу, которая по ночам запускалась в локальную сеть и заставляла работающие компьютеры выполнять определенные вычисления.

Один из самых известных проектов, использующий распределенные вычисления, - SETI@home.

Он был запущен в мае 1999 года на базе платформы BOINC. Его целью был поиск внеземного разума путем анализа данных с радиотелескопов. Что самое интересное, один из самых мощных современных суперкомпьютеров Cray по вычислительной мощности уступает этому проекту приблизительно в два раза - 2,3 против 5,2 петафлопс.

ОБЛАЧНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ - для чего это нужно

В целом сервисы «облачных» вычислений представляют собой приложения, доступ к которым обеспечивается через Интернет посредством обычного интернет-браузера или других сетевых приложений, например, FTP-клиента. Это могут быть и развлекательные, и служебные, и специализированные бизнес-приложения. Главное отличие от привычного метода работы с ПО заключается в том, что пользователь использует не ресурсы своего ПК, а компьютерные ресурсы и мощности, которые предоставляются ему как интернет-сервис. При этом пользователь имеет полный доступ к собственным данным и возможность работы с ними, но не может управлять той же операционной системной, программной базой, вычислительными мощностями и т.д., с помощью которых эта работа происходит.

Подобный подход имеет целый ряд плюсов:

• пользователь может задействовать ПК практически любой конфигурации для выполнения ресурсоемких задач;
• облачные технологии позволяют работать в любом месте, пользователь не привязан к месту работы, и может использовать любой ПК, имеющий подключение к Интернету;
• пользователь застрахован от сбоев в работе в случае поломки машины, и может легко делиться результатами работы с другими людьми, либо же вести совместную работу.

Неоспоримым преимуществом для обычных пользователей является и то, что в отличие от десткопных решений, облачные сервисы зачастую либо бесплатны, либо имеют довольно маленькую стоимость (например, в виде абонентской платы, как в случае с «облачным» вариантом MS Office). Правда, не стоит забывать, что и функциональность у них пока еще меньше, нежели у настольных приложений.

Для компаний же неоспоримым преимуществом выноса части работы в «облако» является снижение затрат на обслуживание, поддержку, модернизацию и администрирование «железа» и программного обеспечения на месте.

Разные категории облаков:

SaaS – ПО как услуга. Обычно приложения предоставляются конечным пользователям как услуга через веб-браузер. На сегодня имеются сотни предложений SaaS, от горизонтальных приложений предприятий до специализированных предложений по отдельным отраслям, а также потребительские приложения, такие, как электронная почта.

PaaS – Платформа как услуга. Платформа для разработки и развёртывания приложений предоставляется как услуга разработчикам для создания, развёртывания и управления приложениями SaaS. Обычно платформа включает в себя базы данных, ПО среднего слоя и инструменты для разработки, причём всё это предоставляется как услуга через Интернет. PaaS часто ориентируется на язык программирования или API, например, Java или Python. Виртуализованная кластерная архитектура распределённых вычислений часто служит базой для систем PaaS, так как грид обеспечивает необходимую эластичную масштабируемость и объединение ресурсов.

IaaS – Инфраструктура как услуга. Серверы, хранилища данных и сетевое аппаратное обеспечение предоставляются как услуга. Это инфраструктурное оборудование часто виртуализовано, поэтому виртуализация, управление и ПО операционной системы также являются элементами IaaS. Пример IaaS – используемые в Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) и Simple Storage Service (S3).

Четыре модели развёртывания:

• Частные облака – Предназначены для исключительного использования одной организацией и обычно контролируются, управляются и размещаются в частных центрах данных. Хостинг и управление частными облаками могут быть переданы на аутсорсинг внешнему сервис-провайдеру, но частное облако остаётся в исключительном пользовании одной организации.
• Публичные облака – Используются многими организациями (пользователями) совместно, обслуживаются и управляются внешними сервис-провайдерами.
• Групповые облака – Используются группой родственных организаций, желающих воспользоваться общей облачной вычислительной средой. Например, группу могут составить различные рода вооружённых сил, все университеты данного региона или все поставщики крупного производителя.
• Гибридные облака – Появляются, когда организация использует и частное, и публичное облака для одного и того же приложения, чтобы воспользоваться преимуществами обоих. Например, при «ливневом» сценарии организация в случае стандартной нагрузки на приложение пользуется частным облаком, а когда нагрузка пиковая, например, в конце квартала или в праздничный сезон, задействует потенциал публичного облака, впоследствии возвращая эти ресурсы в общий пул, когда они больше не нужны.

Сравнение публичных и частных облаков

Обе эти модели обладают ощутимыми достоинствами для бизнеса. Некоторые из этих достоинств присущи и публичным, и частным облакам, другие свойственны только для публичных или только для частных.
Общие преимущества публичных и частных облаков:

• Высокая эффективность – И публичные, и частные облака основаны на распределённых вычислениях и виртуализации, поэтому их отличает высокая эффективность и производительность.

Они задействуют разделяемые ресурсы, оптимизируя баланс рабочей нагрузки на множество приложений.

• Высокая доступность – Ещё одно достоинство, связанное с распределёнными вычислениями: приложения могут пользоваться архитектурой высокой доступности, которая минимизирует или устраняет плановый и внеплановый простой, повышая уровень сервиса для пользователей и способствуя непрерывности ведения бизнеса.
• Эластичная масштабируемость – Распределённые вычисления придают публичным и частным облакам эластичную масштабируемость – способность добавлять или убирать вычислительные ресурсы по требованию. Это серьёзное преимущество для приложений с переменной рабочей нагрузкой или непрогнозируемым расширением, или же для временно установленных приложений.
• Быстрое развёртывание – И публичное, и частное облако обеспечивает автономный доступ к разделяемому пулу вычислительных ресурсов. Программные и аппаратные компоненты стандартны, могут использоваться повторно и разделяться. По этим причинам развёртывание приложений существенно ускоряется.

Некоторые преимущества характерны для публичных облачных вычислений:

• Низкие первичные затраты – Публичные облака запустить быстрее и дешевле, поэтому пользователям легче задействовать их; нет необходимости приобретать, устанавливать и конфигурировать оборудование.
• Экономия при масштабировании – Большие публичные облака позволяют добиться существенной экономии на закупках оборудования и привлечении менеджмента. В некоторых случаях эту экономию могут ощутить на себе и клиенты.
• Легче управлять – Публичным облакам не требуется IT для управления, администрирования, модернизации, ремонта и т. д. Пользователи полагаются на сервис-провайдера публичного облака, а не на подразделение IT.
• Операционные расходы – Публичные облака оплачиваются из бюджета операционных расходов, часто пользователями, а не подразделением IT. При этом капитальных расходов можно избежать, что является плюсом для некоторых компаний.

Другие преимущества характерны для частных облачных вычислений:

• Больший контроль за безопасностью, внутренний контроль и качество сервиса – Частные облака позволяют IT контролировать безопасность (потеря данных, конфиденциальность), осуществлять внутренний контроль (правила обращения с данными, время сохранения данных, аудит, правила размещения данных) и качество сервиса (так как частные облака могут оптимизировать сети способами, которые недоступны публичным).
• Легче интегрировать – Приложения в частных облаках легче интегрировать с другими собственными приложениями, например, системами управления идентичностью.
• Общие затраты ниже – В долгосрочной перспективе частные облака могут оказаться дешевле публичных, так как владеть дешевле, чем арендовать. По результатам нескольких исследований, их стоимость выравнивается через два-три года.
• Капитальные и операционные расходы – Частные облака финансируются как по статье капитальных (с амортизацией), так и операционных расходов.

Достоинства и проблемы облачных вычислений

Последние опросы показывают, что два главных плюса облачных вычислений – это скорость и стоимость. Благодаря автономному доступу к пулу вычислительных ресурсов пользователи могут включиться в считанные минуты, а не через недели или месяцы. Изменение вычислительного потенциала также производится быстро благодаря эластично масштабируемой грид-архитектуре. Так как в облачных вычислениях платят только за то, что используют, а масштабирование и автоматизация достигают высокого уровня, соотношение стоимости и эффективности является также весьма привлекательным фактором.

Те же опросы показывают, что существует ряд соображений, которые удерживают некоторые компании от перехода к облаку. Среди этих соображений с большим отрывом лидирует безопасность. Можно, конечно, спорить об относительной безопасности публичных облаков по сравнению с существующими центрами данных, но многие компании тем не менее не спешат доверять деликатную информацию публичным облакам, где они не смогут полностью её контролировать. Поэтому некоторые особо конфиденциальные приложения будут по-прежнему функционировать внутри фирмы, а другие перейдут на публичные облака. Вызывает озабоченность и качество обслуживания, так как облака могут оказаться не в состоянии полностью гарантировать соответствие уровня обслуживания требованиям производительности и доступности.

Третья проблема – способность интегрироваться с системами внутри компании и адаптировать приложения SaaS к бизнес-процессам организации.

Итак, облачные вычисления характеризуются реальными и новыми возможностями, такими, как самообслуживание, автоматическое масштабирование и биллинг, в то же время базируясь на таких устоявшихся технологиях, как распределённые вычисления, виртуализация, разделяемые сервисы SOA и широкомасштабная автоматизация систем управления. Облачные вычисления предлагают выгоды с точки зрения скорости и затрат, но вызывают серьёзные вопросы по поводу безопасности, внутреннего контроля, качества обслуживания и совместимости. Компании, скорее всего будут предпочитать комбинацию публичных и частных облаков. Некоторые приложения подойдут к публичным облакам, некоторые останутся в частных, а некоторые не будут использовать ни то, ни другое.