Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева

Доклад по дисциплине «Современные сетевые технологии»

на тему «Облачные технологии»

выполнил магистрант группы МИУ 12-01

Лебедев Алексей

Компьютеры, подключенные к интернету, прочно вошли в жизнь современного человека. В России, далеко не самой передовой стране мира в этом отношении, тем не менее более 50% населения, по оценке ВЦИОМ, в настоящий момент имеют компьютеры. И не только число, но и мощность домашних компьютеров постоянно нарастает. Однако возникает вопрос: насколько эффективно мы используем ресурсы своих современных ПК?

Заплатив за компьютер 100 % стоимости, используем его мы всего на 3,3%. Этот факт постепенно осознают все участники процесса – и бизнес, и потребители.

Уже несколько лет активно развиваются «облачные вычисления», которые позволяют загружать своими специфическими ресурсоёмкими задачами некие компьютерные кластеры. Пользователь при этом не покупает суперкомпьютер, а арендует машинные ресурсы по мере надобности.

Cloud computing - технология распределённой обработки данных, при которой некие масштабируемые информационные ресурсы и мощности предоставляются как сервис для многочисленных внешних клиентов посредством Интернет-технологий.

Облачные вычисления — модель потребления IT -продуктов и услуг, при которой вычислительные, storage-ресурсы и ядра используемых приложений находятся на стороне cloud-провайдера, в абстрактном дата-центре (отсюда и происходит метафора "облачные").

Облачные вычисления – технология, которая позволяет использовать дополнительные ресурсы, находящиеся на других серверах,. Пользователь системы загружает все необходимые программы и данные на серверы компании, или использует ПО предлагаемое компанией-поставщиком услуги. Сервисы облачных вычислений предполагает управление программным обеспечением Cloud Computing через обычные и привычные любому пользователю веб-браузеры. Облачные вычисления - динамично развивающаяся технология использования информационной инфрастуктуры.

Многие компании выпускают так называемые «тонкие клиенты» Эти компьютеры позволяют по локальной сети подключаться к серверу и, используя удаленный рабочий стол, выполнять любые приложения, на которые хватит ресурсов у сервера. А почему обычный человек не может через интернет использовать похожую схему работы?

Более того, сформировались уже целые классы устройств, которые могут органично вписаться в схему использования Software as a service (SaaS).

Большинство таких устройств – это мобильные девайсы – нетбуки, планшетные ПК, смартфоны. Единственное, что сдерживает развитие использования таких устройств в роли клиентов, которые не обрабатывают данные сами, а лишь отправляют и получают их, — это скорость мобильного доступа в интернет.

Новые стандарты беспроводных сетей четвертого поколения (4G) – LTE и WiMax – обеспечивают скорость передачи данных до 100 Мбит/с. Сети с такими скоростями уже строятся в России, США, Японии, Корее, Китае, Швеции, Норвегии, в ряде других, в том числе развивающихся, стран.

Для видео высокой чёткости понадобится скорость доступа не более 40 Мбит/с. А это значит, что, когда сети 4G получат широкое распространение, станет возможным повсеместное использование небольших портативных устройств, оснащенных WiMax- или LTE -модулями для подключения к мобильному интернету.

Компьютеры, какими мы их знаем сегодня, уйдут в прошлое: пользователи перейдут на маленькие, легкие и дешевые (около $ 100) терминалы с сенсорными экранами и маломощными, но зато энергоэффективными процессорами, а все «тяжелые» вычисления (обработка данных) будут производиться за пределами этой «коробочки», на удалённых суперсерверах.

Вычислительные мощности будут арендоваться по подписке. Т. е. при такой схеме ваш компьютер всегда будет «самым современным»: ему не понадобятся обновления или замена вышедших из строя деталей – обо всём этом позаботятся компании, у которых вы подпишитесь на те или иные сервисы и приложения.

Распределение нагрузки в системе облачных вычислений происходит автоматически. Благодаря этой особенности системы облачных вычислений осуществляется более быстрое вхождение в программное обеспечение. Кроме того, значительно снижаются затраты на электроэнергию и обслуживание, увеличивается скорость обработки информации, экономится пространство на жестком диске, нет необходимости наращивать мощность компьютера. Облачные вычисления применяются выгодно тогда, когда необходимо обеспечить бесперебойность работы или дублировать текущую инфраструктуру. Ресурсы для этого легче и дешевле арендовать, нежели организовывать все с нуля. Кроме того, виртуальная часть, относящаяся к системе cloud computing, может управляться тем же персоналом, что и реальная. Для пользователей же гибридного облака изменения будут незаметны.

Как показывает практика, применение облачных вычислений способно даже значительно повысить уровень безопасности данных. Одна из причин – это постоянная забота о высоком уровне безопасности со стороны компаний, предоставляющих доступ к сервисам cloud computing. Зная об опасениях своих клиентов, они вынуждены вкладывать существенные средства в создание и поддержку надежной системы защиты. Некоторые провайдеры ИТ-услуг в сфере Cloud Computing делают явный упор в своей маркетинговой компании именно на гарантию высокого уровня безопасности.

Следующие условия необходимо соблюдать для обеспечения надежной системы безопасности облачного сервиса:

1. Должны использоваться криптографические средства обеспечения сохранности данных. Все данные, с которыми клиент работает в рамках сервиса, должны надежно шифроваться.

2. Сам процесс передачи информации от клиента к серверу и обратно тоже должен быть безопасным, то есть необходимо использовать защищенные протоколы передачи данных для доступа к серверу.

В современном мире, как отечественные, так и зарубежные компании стали применять в ходе своей деятельности облачные вычисления. Самые очевидные стратегические преимущества можно заметить, рассмотрев такие аспекты деятельности организаций, как финансы и операции.

Финансовые преимущества облачных вычислений.Неоспоримые преимущества облачных вычислений заключаются в значительном сокращении вложений капитала. Организация, внедряющая в процесс своей деятельности технологии виртуализации, использующая внутри компании облачные вычисления, экономит финансовые вложения за счет отказа от дополнительного серверного оборудования и увеличения вычислительных мощностей. В случае, когда компания использует вычислительные мощности внешних поставщиков облачных вычислений, затраты капитала сводятся к минимуму, расходы нацелены практически лишь на операционные затраты.

Операционные преимущества Cloud Computing. Каждая компания, внедряя технологии cloud computing, получает возможность упростить менеджмент технической структуры, отказавшись от использования сложного и дорогого аппаратного обеспечения, что приводит к экономии средств. При использовании облачных платформ внешних поставщиков, сроки реализации IT-проектов многократно сокращаются, а техническая поддержка облачных решений сводится к минимуму. Поставщики облачных решений предлагают специально разработанные инструменты, включая специализированные платформы и продуманные готовые решения для основных направлений бизнеса. Наряду с этим, предусмотрены инструменты оптимизации загрузки мощностей и возможность управления масштабированием приложений. Масштабирование бизнеса компаний с помощью облачных вычислений в России позволяет в кратчайшие сроки нарастить вычислительные мощности исходя из требований клиентов, выполнить сверхсрочные задачи. По окончании работ, когда в них нет особой необходимости, мощности снижаются, что позволяет рационально использовать бюджет компании.

Модели развёртывания

Частное облако (англ. private cloud) — инфраструктура, предназначенная для использования одной организацией, включающей несколько потребителей (например, подразделений одной организации), возможно также клиентами и подрядчиками данной организации. Частное облако может находиться в собственности, управлении и эксплуатации как самой организации, так и третьей стороны (или какой-либо их комбинации), и оно может физически существовать как внутри, так и вне юрисдикции владельца.

Публичное облако (англ. public cloud) — инфраструктура, предназначенная для свободного использования широкой публикой. Публичное облако может находиться в собственности, управлении и эксплуатации коммерческих, научных и правительственных организаций (или какой-либо их комбинации). Публичное облако физически существует в юрисдикции владельца — поставщика услуг.

Гибридное облако (англ. hybrid cloud) — это комбинация из двух или более различных облачных инфраструктур (частных, публичных или общественных), остающихся уникальными объектами, но связанных между собой стандартизованными или частными технологиями передачи данных и приложений (например, кратковременное использование ресурсов публичных облаков для балансировки нагрузки между облаками).

Общественное облако (англ. community cloud) — вид инфраструктуры, предназначенный для использования конкретным сообществом потребителей из организаций, имеющих общие задачи (например, миссии, требований безопасности, политики, и соответствия различным требованиям). Общественное облако может находиться в кооперативной (совместной) собственности, управлении и эксплуатации одной или более из организаций сообщества или третьей стороны (или какой-либо их комбинации), и оно может физически существовать как внутри, так и вне юрисдикции владельца.

Для все большего количества компаний путь к облачным вычислениям начинается с внедрения частных облаков. Частное облако кардинальным образом изменяет процессы создания и потребления ИТ-услуг, отделяя их от ресурсного уровня за счет механизмов абстракции. Благодаря этому центр обработки становится базой для предоставления инфраструктурных сервисов и управляемых приложений.

В рамках «Частного облака» можно воспользоваться различными типами сервисов: Инфраструктура как сервис (Infrastructure as a Service, IaaS), Платформа как сервис (Platform as a Service, PaaS), Программное обеспечение как услуга (Software as a Service, SaaS).

«Программное обеспечение как услуга» (Software as a Service, сокр. SaaS) - это модель продажи и использования программного обеспечения, при которой поставщик разрабатывает веб-приложение и самостоятельно управляет им, предоставляя заказчикам доступ к ПО через Интернет. При этом все затраты на поддержку работоспособности приложения берет на себя поставщик, пользователь же (в случае, если сервис платный) оплачивает только сам факт использования «облачного» ПО (либо по факту использования, либо абонентской платой). Таким образом, пользователю не надо в одночасье выкладывать большую сумму денег на приобретение лицензии, а разработчик защищен от несанкционированного использования и распространения своего продукта.

«Инфраструктура как услуга» (Infrastructure as a Service, сокр. IaaS) - используется исключительно предприятиями, так как простым пользователям абсолютно не нужна. Это предоставление клиенту разнообразной компьютерной инфраструктуры: серверов, систем хранения данных, сетевого оборудования, а также ПО для управления этими ресурсами. Как правило, в данной схеме применяются технологии виртуализации, то есть конкретная единица оборудования может использоваться несколькими клиентами (яркий пример - разбиение физического сервера на виртуальные и предоставление этих виртуальных частей разным заказчикам). Одно из главных преимуществ подобного подхода для клиентов заключается в том, что они избавляются от необходимости приобретения дорогостоящего оборудования, часть из которого может попросту простаивать или работать вхолостую - заказчик платит только за то, что ему в данный промежуток времени необходимо, с возможностью гибкого увеличения или уменьшения объема используемых ресурсов. Как пример подобного рода программ можно привести тот же онлайновый MS Office или «1С: Предприятие», а также некоторые антивирусные решения.

«Платформа как услуга» (Platform as a Service, сокр. PaaS) - предоставление платформы с определенными характеристиками для разработки, тестирования, развертывания, поддержки веб-приложений и т.д. Не секрет, что сегодня большинство приложений разрабатываются в одной среде, тестируются в другой, а разворачиваются в третьей.

Благодаря модели PaaS весь перечень операций по разработке, тестированию и разворачиванию веб-приложений можно выполнить в одной интегрированной среде, тем самым исключив затраты на поддержку отдельных сред для конкретных этапов. Это позволяет существенно снизить затраты как на приобретение и поддержку оборудования, так и на обслуживание самого сервиса. Яркий пример использования такой модели - услуги хостинга для веб-сайтов.

«Данные как услуга» (Desktop as a Service, сокр. DaaS) - при предоставлении услуги DaaS клиенты получают полностью готовое к работе (под ключ) стандартизированное виртуальное рабочее место, которое каждый пользователь может дополнительно настраивать под свои задачи. Таким образом, пользователь получает доступ не к отдельной программе, а к необходимому для полноценной работы программному комплексу. Приходя на работу, он просто вводит свои данные (логин/пароль или другие средства аутентификации) и может работать, используя вычислительные мощности стороннего сервера, а не своего ПК.

Схожа с этой и модель «Рабочее место как услуга» (Workspace as a Service, сокр. WaaS), но в отличие от DaaS пользователь получает доступ только к ПО, в то время как все вычисления происходят непосредственно на его машине.

«Всё как услуга» (Everything as a service, сокр. EaaS) - модель, включающая в себя элементы всех вышеперечисленных решений и являющаяся на данный момент скорее концептом, нежели реально существующим механизмом. На данный момент внедрение подобной модели ожидается от таких гигантов, как Microsoft, Google, HP и т.д.

Как видим, моделей ОБЛАЧНЫХ вычислений достаточно много, но большинство из них ориентировано на бизнес. С другой стороны, услуг, предоставляемых для обычных пользователей по модели SaaS, уже существует великое множество и, что самое смешное, немалым количеством из них мы уже давно пользуемся, как-то и не задумываясь над тем, что они «облачные».

Среди офисных пакетов можно назвать Google Docs и MS Office, а также Zoho Writer. Многие из подобных сервисов умеют не только форматировать документы, но и экспортировать и импортировать файлы других форматов, плюс проверять орфографию на удобном для Вас языке. Любители порисовать пользуются сервисами Photoshop.com, Pixlr и Lunapic, а любители создавать презентации могут применить, в частности, Sliderocket. Даже создать собственный веб-сайт без наличия продвинутых знаний по веб-программированию и специального ПО можно в «облаке», например, воспользовавшись сервисом FastEsite. Ну а такие имена, как LastFM, Pandora, Flickr, YouTube, Facebook, MySpace, Яндекс и т.д. в особом представлении не нуждаются.

Облачное хранилище данных (cloud storage) — модель онлайн-хранилища, в котором данные хранятся на многочисленных распределённых в сети серверах, предоставляемых в пользование клиентам, в основном, третьей стороной. В отличие от модели хранения данных на собственных выделенных серверах, приобретаемых или арендуемых специально для подобных целей, количество или какая-либо внутренняя структура серверов клиенту, в общем случае, не видна. Данные хранятся и обрабатываются в так называемом облаке, которое представляет собой, с точки зрения клиента, один большой виртуальный сервер. Физически же такие серверы могут располагаться удалённо друг от друга географически, вплоть до расположения на разных континентах. Из преимуществ облачных хранилищ можно выделить следующие:

· Клиент платит только за то место в хранилище, которое фактически использует, но не за аренду сервера, все ресурсы которого он может и не использовать.

· Клиенту нет необходимости заниматься приобретением, поддержкой и обслуживанием собственной инфраструктуры по хранению данных, что, в конечном счете, уменьшает общие издержки производства.

· Все процедуры по резервированию и сохранению целостности данных производятся провайдером облачного центра, который не вовлекает в этот процесс клиента.

Анализируя информацию об опыте использования облачных технологий нашел следующее: Руководитель отдела маркетинга компании Cloud4Y, рассказал об опыте применения облаков с расчетом полной стоимости владения в сравнении с расходами, которое несет предприятие в случае покупки и эксплуатации физических серверов. Cloud4Y предоставляет услуги резервного копирования в облако, SaaS и IaaS (а само облако Cloud4Y развернуто на базе ЦОД в Москве и Нидерландах), серверов IBM и NEC, кластерных СХД NetApp c дисками SAS 15K, коммутаторов Cisco и Extreme.

По его мнению, применение облака дает следующие экономические и функциональные выгоды: «Вы платите только за то, что реально используете, достигаете большей прозрачности бизнеса, концентрируетесь на его развитии, избавляетесь от непрофильных расходов и капитальных затрат (есть только операционные), обеспечиваете мгновенный ввод в эксплуатацию требуемых ресурсов, делаете доступными ресурсоемкие и дорогие приложения». Оптимальный вариант — гибридное облако, в котором ВМ могут мигрировать между частным и публичным облаками.

Одному из заказчиков (крупной сети частных клиник) требовалась аренда надежной отказоустойчивой инфраструктуры со SLA не менее 99,9% (не более 1 часа простоя в месяц) с возможностью масштабирования. Была выбрана следующая конфигурация: 104 процессора, оперативная память 692 Гбайт, 1500 Гбайт на СХД (диски SAS со средней производительностью), 1000 Гбайт на СХД (диски SAS с высокой производительностью), закрытая VLAN для ВМ, резервный канал VLAN. Согласно расчетам, выполненным Cloud4Y, при покупке собственных физических серверов суммарные расходы (включая стоимость серверов и СХД, лицензий на ПО, аренды стойки в ЦОД, оплату труда специалистов, разработку проекта и техническую поддержку) составили бы около 20 млн руб. за 36 и почти 29 млн руб. за 60 месяцев. В случае аренды ресурсов облака уменьшается до 11 и 18,5 млн руб. соответственно, то есть за три года выигрыш составит 45%. Помимо этого, обеспечивается отказоустойчивость: задействованы две площадки уровня Tier III в Москве, а каналы, маршрутизаторы и другие компоненты инфраструктуры дублируются.

Существующей сетевой инфраструктуре все труднее обеспечивать перенос корпоративных приложений в облако, в связи с чем многие ИТ-руководители, отвечающие за принятие решений, сталкиваются с различными проблемами. Об этом наглядно свидетельствуют результаты исследования, организованного компанией Cisco через аналитическую компанию Insight Express, опросившую более 1 300 ответственных ИТ-руководителей в Австралии, Бразилии, Великобритании, Германии, Индии, Испании, Канаде, Китае, Мексике, России, США, Франции и Японии. Соответствующий отчет под названием 2012 Cisco® Global Cloud Networking Survey («Международное исследование облачных сетевых технологий, Cisco®, 2012 год») опубликован на странице http://www.cisco.com/go/cloudsurvey. Воспроизводим основные положения этого документа.

Главный вывод, напрашивающийся из ответов опрошенных, состоит в том, что без модернизации сети перенести в облако большое количество приложений вряд ли возможно. Такова точка зрения 37 процентов респондентов. По их мнению, сеть стала самым важным элементом инфраструктуры, необходимым для успешного развертывания облачных технологий. В этом смысле на втором месте по значимости – виртуализированный центр обработки данных (так считают 28 процентов опрошенных), на третьем - соглашения с оператором связи о гарантированном качестве обслуживания (21 процент).

Переход к частному или общедоступному облаку многих ИТ-руководителей настолько страшит, что более трети опрошенных (39 процентов), по их собственному признанию, скорее согласны удалить зубной нерв, выкопать траншею или самостоятельно заполнить налоговую декларацию, чем заниматься этой проблемой.

Тем не менее почти три четверти респондентов (73 процента) ощущают уверенность в своих силах и заявили, что для внедрения общедоступных или частных облаков имеют все необходимое. Остальные 27 процентов чувствуют себя более компетентными в игре Angry Birds, чем в переносе корпоративных сетей и приложений в облако. Это свидетельствует о том, что многие ИТ-отделы до сих пор раздумывают, переходить к облачным вычислениям или нет, причем соответствующих планов у этих отделов до сих пор нет. Недаром почти четверть ИТ-руководителей (24 процента) считают, что в ближайшие полгода они скорее увидят НЛО или привидение, чем успешный переход своей компании к облачным вычислениям. Характерно также, что подавляющее большинство респондентов (76 процентов) полагает, что безопасность облачных приложений не гарантирована.

Так или иначе, как уже говорилось, 37 процентов респондентов убеждены, что для успешного переноса в облако большого количества приложений необходима сеть, готовая к облачным вычислениям. По мнению этой категории опрошенных, сеть стала самым важным инфраструктурным элементом, необходимым для успешного развертывания облачных технологий. Главными задачами, которые необходимо решить, чтобы обеспечить дальнейшее распространение облачных вычислений, были названы: информационная безопасность (72 процента опрошенных), обеспечение доступности и надежности облачных приложений (67 процентов), безопасность физических устройств (66 процентов), прозрачность и управляемость приложений в глобальных сетях (60 процентов) и общая производительность приложений (60 процентов).

Проблемы и светлоеоблачноебудущее не за горами

Одна из главных проблем – передача информации в третьи руки. Если для пользователей это и не столь критично (хотя теми же социальными сетями также нужно пользоваться с умом), то для компаний это может стать проблемой – промышленный шпионаж еще никто не отменял. Возможен и перехват данных во время отправки на сервер либо использование фишинговых и подставных сайтов для выманивания персональных данных под видом добропорядочной «тучки». К тому же информация, хранящаяся на сторонних серверах, плохо поддается контролю: так, многие социальные службы и сервисы не имеют опции полного удаления данных. То есть визуально они удаляются, но зачастую продолжают храниться на сервере. И кто знает, как их будут использовать.

Есть и другие отрицательные моменты у облачных сервисов, например, некоторые онлайновые ресурсы не позволяют локально сохранять промежуточные этапы работы, а без доступа в Сеть пользоваться подобными сервисами вообще нельзя. В общем, проблем и угроз достаточно, но справедливости ради стоит отметить, что локальная работа тоже не безопасна на 100%.

Нет никакого сомнения, что сервисы, предлагаемые по различным моделям «облачных» вычислений, будут развиваться и дальше. Об этом можно судить даже по тому, что уже сегодня их существует великое множество. В основе той же Chrome OS от Google как раз лежит такая концепция - операционка занимает минимум места и фактически является расширенной версией браузера, с помощью которого осуществляется доступ к различным онлайн-сервисам. Конечно, говорить о том, что и другие ОС со временем полностью перейдут на подобную модель работы, нельзя - слишком уж привыкли люди к стационарному методу. Скорее всего, через 5-10 лет следует ожидать появления новых версий популярных ОС (как Windows, так и других платформ) с некой гибридной моделью работы - как широкой поддержкой облачных технологий, так и привычной всем возможностью работать непосредственно на ПК. Ясно одно - с такими темпами, какими развивается ИТ-индустрия, ждать этого осталось не очень долго, и предыдущая оценка в 5-10 лет может быть даже немного завышенной.

Дата добавления: 2015-10-24