Свойства и организация облака

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

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

Основные свойства облака

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

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

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

Оплата по мере использования.

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

 

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

Самообслуживание.

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

 

Универсальный доступ по сети.

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

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

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

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

Программируемость.

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

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

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

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