Хмарні обчислення

Зміст

Визначення Хмарних Обчислень
Етимологія походження терміну
Історія виникнення
Основні характеристики
Моделі обслуговування
Моделі розгортання
 

Визначення Хмарних Обчислень
Хмарні обчислення досить загальний термін, який поєднує у особі декілька підходів та моделей з надання та управління ІТ сервісами, тому на практиці кожен розуміє цей термін по різному. Хтось вважає хмарними обчисленнями хостинг віртуальних машин або колокейшн серверів лише за ознакою мережевого доступу до ресурсів, інші під хмарними обчисленнями розуміють такі користувальницькі сервіси,  як Dropbox, Google Drive. Тобто більшість користувачів визначає хмарні обчислення лише за однією ознакою - мережевим доступом, але хмарні обчислення це набагато більш об'ємна сутність. Згідно з визначенням Національного інституту стандартів і технології(NIST) США, Хмарні обчислення (від англ. Cloud Computing) — це модель забезпечення повсюдного та зручного доступу на вимогу, через мережу до спільного пулу обчислювальних ресурсів, що підлягають налаштуванню (наприклад, до комунікаційних мереж, серверів, засобів збереження даних, прикладних програм та сервісів), і які можуть бути оперативно надані та вивільнені з мінімальними управлінськими затратами та зверненнями до провайдера.
Інакше кажучи хмарні обчислення являють собою концепцію надання ІТ ресурсів у вигляді послуг:

• Інфраструктура, як послуга
• Платформа, як послуга
• Програмне забезпечення, як послуга
• Сховище, як послуга
• Робоче місце, як послуга
• Резервне копіювання, як послуга
• Аварійне відновлення, як послуга
• Та інші

Цей підхід є одним з наслідків більш масштабного зсуву в суспільній свідомості - переходу від продукт- орієнтованої ери виробництва до сервіс-орієнтованої ери надання послуг.

Етимологія походження терміну
І хоча хмарні обчислення це значно більше ніж лише мережевий доступ до ресурсів, але своєю назвою забовязані саме ознаці повсемістного мережевого доступу. Термін був запозичений у телекомунікаційних компаній які зробили радикальне змінення від парадигми мережевого з'єднання точка-точка до віртуальних приватних мереж у 1990х роках. Так раніше на схемах деяку сутність об'єктів, не істотну у данному контексті, доступ до ресурсів якої надавася по мережі позначали, як хмару. Першим публічним використанням терміну хмарні обчислення можна вважати виступ Ramnath Chellapp під час виступу на INFORMS Meeting у Даласі у 1997 році. Першим ж хто почав використовувати термін облачні обчислення у назві комерційних продуктів була компанія Amazon, так у 2006 році був запущений сервіс Elastic Compute Cloud.

Історія виникнення
І хоча концепція хмарних обчислень з'явилася не так вже й давно, на сьогоднішній день це найгучніший тренд на ринку ІТ, але  насправді під гучною назвою криється стара концепція розподілу часу з урахуванням сучасного розвитку технічних засобів. Тому можна зазначіти, хмарні обчислення – це не революція, а лише новий еволюційний виток спіралі розвитку ІТ індутрії. Завдяки принципу використання з  розподілом часу можна домогтися більшої ефективності використання ресурсів. Ідея доступу до ресурсів за розподілом часу пронизувала ІТ галузь від самого початку – з часів перших мейнфреймів, коли час роботи з комп'ютером був розвподілений за грфіком. Джон Маккарті засновник ідеї комп'ютерного розподілу часу, саме під його керівнитством уперше в світі було розроблено мережу SAGE, яка дозволяла декільком користувачам, одночасно, отримувати доступ до системи. Інший вчений Лестер Еарнест висловлював: "Без поділу часу, не було б сучасного Інтернету".
Інший амерекаській вчений Джозеф Ліклайдер один із засноваників мережі ARPANET, у своїй публікації “ Міжгалактична Комп'ютерна мережа” висловлював ідею: “ У майбутньому я зможу користуватися певними мережевими функціями, здійснюючи вибірку потрібних мені даних за допомогою системи, яка підбере необхідні мені програми. Для цього вона буде використовувати запропоновані їй описи, які з часом можна буде робити природною мовою. Між запозиченими програмами і моїми власними можна буде встановлювати зв'язок ... виконання завдань може відбуватися де завгодно”. Отже ідея облачних обчислень була запропонвана ще на зорі комп'ютерної ери, на той час не було достатньо технічних засобів для її втілення.
Першим же кроком до втілення облачних обчислень можна вважати появу ASP (Application service provider - провайдери послуг доступу до додатків) у другій половині 1990х років. ASP можна вважати одними із перших SaaS сервісів. Пальма першості належить сервісу електроної пошти від компанії Hotmail. Але відстуність на той час широких каналів інтернет та технологій віртуалізації стали на перепоні - за відсутності швидких та стабілних каналів інтернет користувачі не могли отримати якісні послуги, а без технологій віртуалізації неможливо було ефективно та гнучно розподіляти ресурси та масштабувати сервіси. Так ож слід зазначити що лавиноподібний ріст користувачів інтернет, що сформували попит на послуги SaaS, відбувся лише у 2000х роках, тому можна лише на пальцях рук порахувати ASP провайдерів що дожили до наших днів, серед них найбільш відомий - Salesforce.

Мал. 1. Розвиток ІТ галузі

Основні характеристики
Основна теза - оренда замість купівлі, тобто послуга, замість придбання товару. Провайдери хмарних рішень дозволяють орендувати через інтернет обчислювальні потужності, дисковий простір, ліцензіїї та інше. Переваги такого підходу — ефективність та швидкість (користувач платить лише за ті ресурси, які йому потрібні і отримує їх за запитом у термін пари годин) а також можливість гнучкого масштабування і зростання.  "Хмара" відкриває новий підхід до обчислень, при якому між бізнесом та ІТ відділом компанії запроваджується сервіс-орієнтований підхід завдяки якому ІТ набуває більшої здатності відповідати вимогам сучасних швидкоплинних бізнес-реалій. Хмарні обчислення – це сучасні багатофункціональні рішення, але вони залишаются лише інструментом у руках ІТ спеціалістів. Хмарні технології дозволяють швидше і точніше викроїти ІТ інфраструктуру під вимоги бізнесу.
Отже щоб зрозуміти що ж таке хмарні обчислення, давайте розглянемо їх основні характеристики. Національним інститутом стандартів і технологій США встановлені такі обов'язкові характеристики хмарних обчислень:
Самообслуговування на вимогу (англ. self service on demand), споживач самостійно визначає і змінює обчислювальні потреби, такі як серверний час, швидкості доступу та обробки даних, обсяг збережених даних без взаємодії з представником постачальника послуг;
Універсальний доступ по мережі, послуги доступні споживачам через мережу передачі даних незалежно від термінального пристрою;
Об'єднання ресурсів (англ. resource pooling), постачальник послуг об'єднує ресурси для обслуговування великої кількості споживачів в єдиний пул для динамічного перерозподілу потужностей між споживачами в умовах постійної зміни попиту на потужності; при цьому споживачі контролюють тільки основні параметри послуги (наприклад, обсяг даних, швидкість доступу), але фактичний розподіл ресурсів, що надаються споживачеві, здійснює постачальник (в деяких випадках споживачі все ж можуть керувати деякими фізичними параметрами перерозподілу, наприклад, вказувати бажаний центр обробки даних з міркувань географічної близькості);
Еластичність, послуги можуть бути надані, розширені, звужені в будь-який момент часу, без додаткових витрат на взаємодію з постачальником, як правило, в автоматичному режимі;
Облік споживання, постачальник послуг автоматично обчислює спожиті ресурси на певному рівні абстракції (наприклад, обсяг збережених даних, пропускна здатність, кількість користувачів, кількість транзакцій), і на основі цих даних оцінює обсяг наданих споживачам послуг.
З точки зору постачальника, завдяки об'єднанню ресурсів та непостійному характеру споживання з боку споживачів, хмарні обчислення дозволяють економити на масштабах, використовуючи менші апаратні ресурси, ніж при виділенні апаратних потужностей для кожного споживача, а за рахунок автоматизації процедур модифікації виділення ресурсів істотно знижуються витрати на абонентське обслуговування.
З точки зору споживача, ці характеристики дозволяють отримати послуги з високим рівнем доступності (англ. high availability) і низькими ризиками непрацездатності, забезпечити швидке масштабування обчислювальної системи завдяки еластичності без необхідності створення, обслуговування і модернізації власної апаратної інфраструктури.
Зручність і універсальність доступу забезпечується широкою доступністю послуг і підтримкою різного класу термінальних пристроїв (персональних комп'ютерів, мобільних телефонів, інтернет-планшетів).

Моделі обслуговування
Модель обслуговування визначає рівень автоматизації ІТ процесів інфраструктури. Виділяють наступні моделі надання послуг за допомогою хмари:
Програмне забезпечення як послуга (SaaS) Прикладами програмного забезпечення як послуги, що працює на основі обчислювальної хмари, є сервіси Gmail та Google docs.
Платформа як послуга (PaaS) Наприклад, Google Apps надає застосунки для бізнесу в режимі онлайн, доступ до яких відбувається за допомогою Інтернет-браузера тоді як ПЗ і дані зберігаються на серверах Google.
Інфраструктура як послуга (IaaS) Найбільшими гравцями на ринку інфраструктури, як послуги є Amazon, Microsoft, VMWare, Rackspace та Red Hat. Хоча деякі з них пропонують більше, ніж просто інфраструктуру, їх об’єднує мета продавати базові обчислювальні ресурси.

Мал.2. Моделі обслуговування

Моделі розгортання
Обчислювальна хмара може бути розгорнута як: приватна, публічна, громадська або гібридна.
Приватна хмара
Приватна хмара (англ. private cloud) - це хмарна інфраструктура, яка призначена для використання виключно однією організацією, що включає декілька користувачів (наприклад, підрозділів). Приватна хмара може перебувати у власності, керуванні та експлуатації як самої організації, так і третьої сторони (чи деякої їх комбінації), наприклад колокейшн у ДЦ. Така хмара може фізично знаходитись як в, так і поза юрисдикцією власника. Мал. 3. Приклад приватної хмари на колокейшн у ДЦ.

Мал. 3. Приклад приватної хмари на колокейшн у ДЦ.

Публічна хмара
Публічна хмара (англ. public cloud) - це хмарна інфраструктура, яка призначена для вільного використання широким загалом. Публічна хмара може перебувати у власності, керуванні та експлуатації комерційних, академічних (освітніх та наукових) або державних організацій (чи будь-якої їх комбінації). Публічна хмара перебуває в юрисдикції постачальника хмарних послуг.

Мал. 4. Приклад публічної хмари

Гібридна хмара
Гібридна хмара (англ. hybrid cloud) - це хмарна інфраструктура, що складається з двох або більше різних хмарних інфраструктур (приватних, громадських або публічних), які залишаються унікальними сутностями, але з’єднанні між собою стандартизованими або приватними технологіями, що уможливлюють переносимість даних та прикладних програм (наприклад, використання ресурсів публічної хмари для балансування навантаження між хмарами).

Мал. 5. Приклад гібридної хмари