В этом разделе показано, как можно использовать облачные вычисления при обучении основам программирования. Приводится подробный пример работы с Web -сервисом, позволяющим создавать и отлаживать учебные программы на любом языке программирования с помощью облачного сервиса сайта http://ideone.com .

Современная практика программирования предполагает активное использование специализированных интегрированных средств разработки ( IDE – Integrated Development Environment ). Их использование связано со следующими двумя сложностями:

• Настройка и установка IDE требует высокой квалификации системного администратора.
• Современные IDE достаточно требовательны к ресурсам вычислительной машины, на которой они используются.

Поясним каждый пункт подробно. Для обеспечения полнофункциональной работы IDE требуется, чтобы квалификация системного администратор , осуществляющего установку, настройку и поддержку IDE была достаточно высока. Это приводит к необходимости нанимать в учебные заведения на должность системного администратора высококвалифицированных сотрудников, заработная плата которых может оказаться существенной статьёй расходов в бюджете образовательного учреждения.

Более того, затраты образовательного учреждения могут возрасти вследствие того, что современные IDE требуют наличия высокопроизводительных вычислительных машин. Например, одна из самых распространенных IDE Microsoft Visual Studio 2012 требует для нормальной работы процессор мощностью 1,6 ГГц или выше, 1 ГБ ОЗУ (или 1,5 ГБ для виртуальной машины), 10 ГБ свободного дискового пространства . Для большинства задач образовательных учреждений не требуется компьютеров с такой высокой производительностью, поэтому их покупка может оказаться недопустимой роскошью.

Обе указанные проблемы позволяет решить применение облачных технологий при обучении программированию. В настоящее время существуют большое количество так называемых онлайн - IDE , которые не требуют установки на компьютер пользователя и которые требуют для запуска лишь наличие Интернет -браузера. Системные требования браузеров к оборудованию вычислительной машины традиционно являются скромными. Например, популярный Веб- браузер Mozilla Firefox 17 требует для установки процессор от 1300 МГц, 512 МБ ОЗЦ и 200 МБ свободного дискового пространства , что существенно меньше приведённых ранее цифр для IDE Microsoft Visual Studio 2012.

Рассмотрим ниже, как можно использовать онлайн - IDE в учебных заведениях для обучения основам программирования на примере http://ideone.com . Этот сервис позволяет в режиме онлайн создавать тексты программ на разных языках программирования и запускать эти программы на исполнение с возможностью анализа полученных результатов. Основные рабочие элементы Ideone показаны на рис. 2.1 .

Рис. 2.1.

В поле "А " необходимо ввести текст программы, а в поле "В " нужно выбрать используемый язык программирования , затем нужно нажать кнопку "Отправить ". В указано, что Ideone поддерживает работу со следующими 55 популярными языками программирования: Ada , Assembler , AWK , Bash , bc, Brainf**k, C, C#, C++, C++ 0x, C99 strict , CLIPS , Clojure, COBOL , Common Lisp (clisp), D (dmd), Erlang, F#, Factor, Falcon, Forth , Fortran, Go , Groovy, Haskell, Icon , Intercal, Java , JavaScript, Lua, Nemerle, Nice, Nimrod, Node .js, Objective-C, Ocaml, Oz, PARI/GP, Pascal , Perl, PHP , Pike, Prolog, Python , R, Ruby , Scala, Scheme (guile), Smalltalk, SQL , Tcl, Text , Unlambda, VB. NET , Whitespace. Очевидно, что этого перечня достаточно при обучении основам программирования практически в любом учебном заведении мира. Более того, при использовании сервиса ideone.com у преподавателя появляется возможность использовать при обучении сразу несколько языков программирования без необходимости поддерживать работу нескольких IDE .

Покажем на примере, как может быть организована работа в группе при обучении основам программирования. Рис 2.2 иллюстрирует способ запуска простой программы на языке Си . Как можно видеть, в тексте программы используется подсветка синтаксиса , аналогичная той, что пользователи привыкли использовать в обычных офлайн- IDE . Однако при желании подсветка может быть отключена с помощью элемента управления "А ". С помощью элемента управления "В " можно указать перечень входных данных для программы, что позволяет реализовать более сложную логику работы программы, чем в приведённом примере.

Очень важным является элемент управления "С ", который позволяет персонифицировать работу с программой. Данная возможность крайне ценна при организации учебного процесса. Если преподаватель попросит всех студентов зарегистрироваться в Ideone (или использовать для входа свою учётную запись Facebook), то появляется возможность сделать процесс работы с программой коллективным, а процесс совместной работы с программой будет проходить с использованием современных технологий Web 2.0. Подробнее об этом расскажем, используя рис. 2.3 .

Этот элемент управления позволяет выбрать из списка в правой части экрана один из виджетов популярных сайтов социальных сетей.

К сожалению, онлайн - IDE Ideone позволяет реализовать не все из функций традиционных офлайн- IDE . Например, отсутствует возможность использовать функции работы с сетью, обращения к файлам и некоторые другие. Также невозможно запустить программу, время выполнения которой займёт более 15 секунд или потребности в оперативной памяти превысят 256 МБ, или объём программы превысит 64 КБ . Все эти ограничения являются достаточно серьёзными, если планируется использовать Ideone для разработки профессионального программного обеспечения. Однако для образовательных целей эти ограничения более чем приемлемы. Кроме того, для более требовательных преподавателей существуют платные и бесплатные сервисы, аналогичные Ideone, которые при этом в большей степени реализуют функционал традиционных офлайн- анализ результатов выполнения в консольком режиме, компиляцию под разные платформы и операционные системы можно выполнить в режиме онлайн . В идеале окончанием работы программиста будет скачивание готовых бинарных файлов с работающей программой. Такой подход позволяет сэкономить используемой офлайн дисковое пространство , а также позволяет компилировать проект существенно более быстро, чем на рабочем месте пользователя, если это рабочее место оборудовано устаревшим аппаратным обеспечением. Итогом этого является возможная финансовая экономия для образовательного учреждения.

Однако помимо экономического эффекта, можно получить и существенные преимущества при организации образовательного процесса. Студенты получают возможность совместно редактировать программные проекты, находясь у себя дома. Это позволяет реализовывать сложные курсовые проекты и лабораторные работы с существенной экономией на осуществление организационных мероприятий со стороны преподавателя.

Понятие «Облачные технологии»

Облачные технологии - это технологии обработки данных, в которых компьютерные ресурсы предоставляются Интернет - пользователю как онлайн - сервис. Слово «облако» здесь присутствует как метафора, олицетворяющая сложную инфраструктуру, скрывающую за собой все технические детали.

Облачные (рассеянные) вычисления (англ. cloud computing, также используется термин Облачная (рассеянная) обработка данных) -технология обработки данных, в которой компьютерные ресурсы и мощности предоставляются пользователю как Интернет - сервис. Пользователь имеет доступ к собственным данным, но не может управлять и не должен заботиться об инфраструктуре, операционной системе и собственно программном обеспечении, с которым он работает. Термин «Облако» используется как метафора, основанная на изображении Интернета на диаграмме компьютерной сети, или как образ сложной инфраструктуры, за которой скрываются все технические детали. Согласно документу IEEE, опубликованному в 2008 году, «Облачная обработка данных -- это парадигма, в рамках которой информация постоянно хранится на серверах в интернет и временно кэшируется на клиентской стороне, например, на персональных компьютерах, игровых приставках, ноутбуках, смартфонах и т. д.».

Облачная обработка данных как концепция включает в себя понятия:

• 1) инфраструктура как услуга
• 2) платформа как услуга
• 3) программное обеспечение как услуга
• 4) данные как услуга
• 5) рабочее место как услуга

и другие технологические тенденции, общим в которых является уверенность, что сеть Интернет в состоянии удовлетворить потребности пользователей в обработке данных.

Для облачных технологий самой главной особенностью является неравномерность запроса Интернет - ресурсов со стороны пользователей. Чтобы сгладить данную неравномерность и применяется еще один промежуточный слой - виртуализация сервера . Таким образом, нагрузка распределяется между виртуальными серверами и компьютерами.

Облачные технологии - это одна большая концепция, включающая в себя много разных понятий, предоставляющих услуги. Например, программное обеспечение, инфраструктура, платформа, данные, рабочее место и т.п. Зачем все это нужно? Самой главной функцией облачных технологий является удовлетворение потребностей пользователей, нуждающихся в удаленной обработке данных.

Что же не считают облачными вычислениями? Во-первых, это автономные вычисления на локальном компьютере. Во-вторых, это "коммунальные вычисления" (utilitycomputing), когда заказывается услуга исполнения особо сложных вычислений или хранения массивов данных. В-третьих, это коллективные (распределённые) вычисления (gridcomputing). На практике границы между всеми этими типами вычислений достаточно размыты. Однако будущее облачных вычислений всё же значительно масштабнее коммунальных и распределённых систем.

Облачное хранилище данных (англ.cloudstorage) -- модель онлайн-хранилища, в котором данные хранятся на многочисленных распределённых в сети серверах, предоставляемых в пользование клиентам, в основном, третьей стороной. В противовес 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, а равно 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.

Для того чтобы понять что такое «облако» стоит начать с истории данного вопроса. Необходимо понять: действительно ли эта технология находится в разряде новых идей или эта идея не так уж и нова.

Потому что это удобно. Или, говоря конкретнее, за счет масштабируемости (которая позволяет выдерживать растущие нагрузки и обрабатывать большие объемы данных), эластичности (можно наращивать мощность инфраструктуры без капиталовложений в оборудование и программное обеспечение), оплаты по мере использования (оптимизация расходов, дальнейший отказ от капитальных расходов) и самообслуживания (потребители запрашивают и получают требуемые ресурсы в считанные минуты).

Какие бывают виды облачных сервисов?

Существуют два основных вида - публичное облако (предоставление облачных служб и ресурсов большому количеству клиентов, используя общедоступные большие центры обработки данных) и частное облако (собственная облачная инфраструктура организации). Публичное облако позволяет перевести все соответствующие расходы в операционные затраты и обеспечивает быстрый и недорогой запуск ИТ-решения. В случае частного облака капитальные вложения сохраняются - но сохраняется и полный контроль ИТ-инфраструктуры.

Однако подход Oracle основан на понятии гибридного облака - объединении частного и публичного облаков, в котором реализовано перекрестное контролируемое использование данных и приложений между ними. Oracle реализует в гибридном облаке концепцию cloudbursting - возможность предотвратить последствия перерасхода мощностей частного облака при пиковой нагрузке за счет использования публичного облака. Гибридное облако очень удобно для разработки и тестирования, интеграции B2B-решений, внедрении требовательных к ИТ-ресурсам продуктов, пробной эксплуатации новых систем.

Важно еще раз напомнить о том, что облако - это не просто некое количество файлов на некоем сервере. Облако является облаком, когда автоматизированы предоставление услуг, их администрирование и оплата. Вот почему мы говорим, что частное облако - это автоматизация, развертывание и управление ИТ-системами. Компании с большой, сложной ИТ-инфраструктурой это понимают особенно хорошо, потому что управлять такими инфраструктурами без автоматизации невозможно - вот почему для таких компаний частное облако особенно актуально.

Кому это нужно?

• Разработчики - они могут быстро и без бюрократии развертывать среды разработки.
• Тестировщики - они могут быстро клонировать крупные базы данных.
• Администраторы Oracle - они могут тратить меньше времени на выполнение рутинных задач.
• Финансовые директора - благодаря системе оплаты по мере использования они имеют прозрачную картину затрат на ИТ.
• Руководители компаний, которые получают гибкую ИТ-инфраструктуру, легко адаптируемую к изменениям.
• Подразделения, которые постоянно нуждаются в массовом развертывании рабочих мест - например, учебные центры (каждый новый ученик получает виртуальную машину).

Хорошие кандидаты для использования DBaaS - это компании, которые:

• используют много баз данных и могут воспользоваться преимуществами консолидации;
• регулярно выполняют клонирование баз данных;
• нуждаются в детальном контроле использования ИТ-ресурсов потребителями;
• испытывают проблемы в моменты пиковых нагрузок и нуждаются в опции повышения вычислительной мощности для таких ситуаций;
• желают упростить администрирование ИТ-инфраструктуры, стандартизировать ее, перенести затраты с поддержания инфраструктуры на ее развитие;
• хотят обеспечить высокий уровень надежности и безопасности приложений, но не имеют в штате достаточно опытных администраторов баз данных;
• вообще не желают содержать большой ИТ-отдел;
• хотят повысить эффективность использования большого парка оборудования;
• поставщики ИТ-услуг, клиенты которых заинтересованы в хостинге БД , серверов приложений и виртуализации ;
• пользуются ИТ-хостингом;
• предоставляют облачные сервисы, как телеком-провайдеры.

Критерии выбора

Последние несколько лет дебаты вокруг облачных технологий на рынке не утихают: какие именно преимущества cloud computing создает для бизнеса? И если все-таки делать выбор в пользу облачных сервисов, то какая модель в каждом конкретном случае является оптимальной: частное облако (private cloud), публичное облако (public cloud) или гибридное облако (hybrid cloud)? Споры вокруг этого вопроса порой напоминают политические: аргументы за и против находятся у сторонников всех моделей, причем защищают их порой с серьезным упрямством. Истина же, как обычно, располагается посередине: в каждом конкретном случае выбор в пользу наличия или отсутствия облака, а также модификаций инфраструктуры, должен определяться по рассмотрении всей совокупности факторов.

В данной статье в первую очередь рассматриваются отличия двух концептуально противоположных друг другу моделей - частного и публичного облака. Так как гибридные среды являются компромиссом между двумя этими моделями, причем вариаций такой гибридизации великое множество, то останавливаться подробно на плюсах и минусах hybrid cloud просто не имеет смысла.

Публичное облако

В публичном облаке ИТ-сервисы и инфраструктурные ресурсы предоставляются поверх глобальной сети интернет. Возможность использования инфраструктуры стороннего провайдера создаёт множество возможностей для эффективной загрузки ресурсов и их перераспределения. Большой минус состоит в том, что публичные облака гораздо более уязвимы по сравнению с частными. Публичные облака, тем не менее, являются приемлемым выбором, когда:

• Стандартизированное приложение используется большим количеством людей, пример – электронная почта
• Необходимо протестировать работу программного кода или приложения
• Используется SaaS-приложение от проверенного провайдера, имеющего проработанную стратегию в области безопасности
• Требуется подкрепить возможности собственной инфраструктуры в ситуации пиковых нагрузок
• Облачные сервисы нужны для обеспечения совместной работы

Плюсы публичного облака

• Публичные облачные сервисы отличает большая простота и эффективность использования.
• Доступ к приложениям не требует ничего более, кроме как стабильного интернет-соединения.
• Тарификация услуг осуществляется помесячно и на базе годовых планов, система тарифов гибкая, и, как правило, провайдеры реализуют скидки при оплате за больший промежуток времени.
• Использование публичного облака – реальная возможность сократить ИТ-бюджет за счет отсутствия расходов на «железо» и софт.
• Гибкость и масштабируемость: модель pay-as-you-go позволяет оплачивать именно столько ресурсов, сколько требуется в данный момент, и оперативно регулировать этот параметр в большую или меньшую сторону.
• Сокращение времени на обслуживание инфраструктуры: в стандартной, не облачной, среде изменения настроек приложений или серверов могут занять часы, дни или даже недели, в виртуальной среде это происходит намного быстрее – в считанные минуты.
• Поскольку сервера приложений находятся в облаке, исключается риск простая бизнес-процессов из-за серверных аварий. Виртуальные сервера провайдеров чаще всего сконфигурированы на мощной физической базе, размещены в крупных дата-центрах, где возможное время простоев исчисляется минутами в год.
• Использование публичных облаков и отсутствие контакта пользователей со сложным компьютерным оборудованием позволяет отказаться от услуг ИТ-специалистов в конкретной организации.
• Отсутствие долгосрочных контрактов и взаимных обязательств с ИТ-компаниями позволяет менять облачного провайдера по мере необходимости.

Минусы публичного облака

• Главным минусом публичного облака является отсутствие возможностей для контроля со стороны организации: работоспособность услуг полностью подчинена третьестороннему провайдеру.
• Медленная скорость: производительность публичных облачных сервисов напрямую зависит от стабильности и широты пропускания интернет-соединения, в некоторых случаях передачи данных может быть медленной. При оперировании большими объемами данных публичные облака не выдерживают конкуренции с частными по производительности.
• Вложения в ИТ-инфраструктуру помимо прочего являются еще и капиталовложением, в случае использования публичного облака инвестирование с заделом на будущее просто невозможно, материальные активы не приобретаются.
• Слабая защищенность данных - еще одна характерная черта публичных облачных сред. Какие бы усилия не предпринимал провайдер в области обеспечения безопасности, защита частного облака всегда будет на порядок более надежной.

Частное облако

В частном облаке сервисы и инфраструктурные ресурсы взаимоувязаны на базе частной же сети. Такая модель гарантирует существенно более высокий уровень безопасности и контроля, но расходы на программное и аппаратное обеспечение при использовании такого подхода значительны в сравнении с публичными облаками. Частные облака являются приемлемым выбором, когда:

• Весь бизнес выстроен на приложениях и данных, уровень требований к защите информации – критически высокий
• Бизнес принадлежит к одной из тех отраслей, где требования к безопасности и конфиденциальности информации исторически очень высоки (военная промышленность, госсектор – яркий пример)
• Компания достаточно велика для того, чтобы создание собственного современного ЦОДа было рентабельным

Плюсы частного облака

• Сопоставимо больше возможностей для контроля по сравнению с публичным облаком просто за счет того, что все компоненты ИТ-инфраструктуры остаются на стороне организации. Таким образом компании могут мониторить и управлять облачной средой более эффективно.
• Высокий уровень безопасности обеспечивается тем, что потребителем сервиса является одна единственная организация, так что вся инфраструктура может быть оптимально сконфигурирована под существующие требования к защите данных. Это не означает, впрочем, что публичные облака не безопасны вообще.
• В некоторых странах существует запрет на обработку персональных данных граждан за пределами страны, так что для тех бизнесов, которые оперируют персональными данными, обращение к услугам международных провайдеров с дата-центрами за рубежом – просто невозможно.
• Высокая производительность частных облаков связана, в частности, с тем, что они оперируют в рамках внутренних фаерволов и средств защиты периметра корпоративной сети, так что трансфер данных проходит намного быстрее.
• Конфигурируемость частных облаков также остается на высоком уровне.
• При внедрении частного облака повышается оперативность работы ИТ-отдела - в любой момент по запросу бизнеса он может развернуть нужный сервис за 5-10 минут. ИТ-специалисты лишь поднимают виртуальную машину из шаблона и устанавливают необходимый сервис, в то время как компании с традиционной ИТ-инфраструктурой пришлось бы заказывать сервер, устанавливать на него программное обеспечение и приложения и подключать его к сети. Одна только поставка оборудования порой занимает 6-8 недель.

Недостатки частных облаков

• Значительные расходы на всех этапах жизненного цикла облака, от внедрения до поддержки работоспособности. На этапе развертывания требуются инвестиции в оборудование и программное обеспечение.
• Частным облаком необходимо управлять, что влечет за собой затраты на администрирование и привлечение компетентных ИТ-специалистов.
• По сравнению с публичным облаком риски потери работоспособности сервисов и или потери данных из-за физических угроз для инфраструктуры намного более существенны.
• Рано или поздно организация может столкнуться с потолком ёмкости, когда ресурсов созданной под частное облако инфраструктуры может оказаться недостаточно.
• Пожалуй, одним из наиболее существенных недостатков частного облака остается необходимость затраты больших человеческих и материальных ресурсов для его создания и дальнейшей работы.

5 шагов к выбору модели облака

На практике выбор конкретной облачной модели осуществляется по совокупности всех параметров: компания определяет, насколько она готова поступиться рисками в области безопасности в пользу, например, дешевизны и масштабируемости. Или насколько критичны для неё вопросы контроля над облаком, чтобы несмотря на более высокую стоимость выбрать именно частную модель.

Следующие 5 критериев обязательны к рассмотрению при выборе модели облака:

Бюджет

Если речь идёт о предприятии малого бизнеса с небольшим бюджетом, то стоит начать рассмотрение именно с предложений публичных облачных провайдеров. Скорее всего, среди них найдётся оптимальное по соотношению цена/вычислительные ресурсы. В таком случае не придётся тратиться и на покупку программно-аппаратной базы, и на оплату труда ИТ-специалистов. Если речь идёт о предприятии среднего уровня и крупнее, которое обладает заложенными на год ИТ-средствами в бюджете, частное облако может оказаться даже дешевле публичного в долгосрочной перспективе: для того, чтобы это определить, потребуется сделать расчеты. Плюсом к финансовой составляющей будет больший контроль над работоспособностью облака и соглашение об уровне сервиса (SLA), написанное под конкретную компанию.

Безопасность

Если от предприятия требуется соответствие каким-то регламентированным стандартам безопасности, например, это может быть актуально для госкомпаний, то следует рассматривать в первую очередь частные облачные модели, так как только такая схема работы облака может обеспечить индивидуальные «настройки» защиты данных. Публичные облака более подходят для процессинга не критичных и не чувствительных к утечкам данных, в таком случае информацию можно смело доверять стороннему провайдеру публичного облака.

Контроль над оборудованием

Пользователи услуг SaaS не имеют никакого контроля над оборудованием и виртуальными серверами, на базе которых работают приложения, если они находятся в публичном облаке на стороне провайдера. Если требования организации состоят в тотальном контроле за информационными ресурсами и постоянном мониторинге инфраструктуры, то такие требования не могут быть реализованы в публичном облаке, и частное - станет наиболее вероятным выбором.

Контроль над простоями

В частном облаке предприятия могут постоянно отслеживать доступность всех сервисов для конечных пользователей, с помощью средств управления и администрирования облачными ресурсами перекладывая нагрузку на более «здоровые» или свободные вычислительные ресурсы. В частном облаке удобнее тестировать новые приложения, алгоритмы и сценарии работы на базе виртуальных сред, что совершенно не мешает работе основных бизнес-приложений. Если таких требований у компании нет, она может рассматривать возможность использования публичного облака.

Управление SLA

Для оказания публичных облачных сервисов используются типовые соглашения SLA, исключения могут быть сделаны только для действительно крупных клиентов. В частном облаке компания может прописать такой SLA, который ей требуется, получив индивидуальные условия и гарантии от провайдера.

Мнения известных экспертов

Многие компании используют частные облака, чтобы самостоятельно убедиться во всех преимуществах этой технологии не рискуя своими данными. При этом частные облака могут быть менее надежными и защищенными, чем публичные сервисы. Этой точки зрения придерживается Джейсон Блумберг, который как-то заявил, что частные облака приносят больше проблем, чем это того стоит. В своей книге The Agile Architecture Revolution: How Cloud Computing, REST-Based SOA, and Mobile Computing Are Changing Enterprise IT Джейсон обозначил несколько причин, по которым публичные облака – лучший выбор для организаций.

С мнением Джейсона можно не соглашаться, это скорее темы для обсуждения, чем окончательные истины. Но эти утверждения действительно стоят того, чтобы их обсудить.

1. Наблюдается тенденция к использованию в частных облаках более старых технологий, чем в публичных: Вы можете потратить на покупку аппаратного и программного обеспечения для своего частного облака десятки и сотни тысячи долларов, но попробуйте найти компанию, которая готова делать это ежегодно.

2. Публичные облака переводят капитальные расходы в эксплуатационные: У вас нет необходимости строить собственный дата-центр, вы можете платить деньги только за использование.

3. У публичных облаков лучший коэффициент использование: При использовании частного облака вашей компании в любом случае требуется выстраивать и поддерживать системы из различных серверов, чтобы выдерживать пики запросов. В публичном облаке от вас потребуется платить больше только непосредственно в пиковые моменты.

4. Затраты на инфраструктуру в публичных облаках для новых проектов ниже: При использовании приватных облаков может потребоваться срочное расширение инфраструктуры для незапланированных проектов.

5. Публичные облака предоставляют лучшую масштабируемость: В отличие от частного облака, вы никогда не сможете выработать все ресурсы публичной платформы.

6. Публичные облака избавляют компании от необходимости вникать в функционирование дата-центров: Постройка частного облака требует более глубокого погружения в работу дата-центра, чем в случае с обычной серверной.

7. Публиные облака выигрывают по экономическим показателям: Ни одно частное облако не смоет посоревноваться по стоимости использования с Google или Amazon.

8. Безопасность в публичных облаках усилена, так как им постоянно приходится бороться с попытками хакерских атак: За последние годы тысячи хакеров пытались взломать платформы Google и Amazon. Провайдеры публичных облаков готовы практически ко всему.

9. Публичные облака привлекают лучших специалистов в области безопасности: Они имеют возможность подбирать лучших экспертов в области безопасности, платить им высокую зарплату и относиться к ним как к наиболее важной составляющей бизнеса, которой они по сути и являются. Сможет ли обычная организация обеспечить то же самое?

10. Частные облака страдают от излишней самоуверенности: «Если что-то находится во внутренней сети, оно достаточно защищено!» Этим все сказано…

11. Компетенция сотрудников частного облака неизвестна: В вашей организации может быть множество талантливых и опытных сотрудников, но является ли защита данных основным профилем ее бизнеса?

12. В частных облаках недостаточно часто и качественно проводятся тесты на защиту от несанкционированного доступа: Даже если вы проводите тестирование своих приложений и сетей на регулярной основе (что для обычных организаций редкость), все что вы сможете узнать, это насколько защищена ваша система непосредственно в момент проверки.

Между тем, вице-президент корпорации Oracle Дуг Хьюз считает (информация весны 2014 года), что решение о переходе к использованию публичных облачных сервисов также не может быть простым. Как правило, момент принятия решения настает, когда на предприятии проводят ревизию устаревшего оборудования. Но к нему надо подходить с учетом направления бизнеса, зрелости компании и ее ИТ-службы и требований законодательства, а не считать, что отказ от облачных технологий непременно приведет к неудаче. Окончательное решение о внедрении облачных решений будет зависеть от того, где и как предполагается их реализовывать, полагает Хьюз.

С финансовой точки зрения одним из главных достоинств использования публичных облачных сервисов является то, что расходы на них целиком относятся к текущим (OPEX), а не к капитальным (CAPEX), отметил Хьюз. Внедрение решения на собственной материальной базе влечет отнесение расходов капитальным, а при внедрении частного облака расходы делятся между текущими и капитальными. Публичные облака решают также проблему обновления программного обеспечения, так как ответственность за это передается провайдеру облачного сервиса.

Пять «не» частного облака

Внедрение облачных сервисов обусловлено стремительным проникновением виртуализации на предприятия и является способом повысить эффективность доставки ИТ-сервисов, указывает Том Биттман, аналитик Gartner (публикация в Network World, США). Но за шумихой теряется четкое определение облака. Биттман дает простой совет покупателю, оказавшемуся в растерянности: «ИТ-департамент должен не поддаваться шумихе, а фокусироваться на проектах создания частных облаков как наиболее актуальных сейчас для бизнеса». Биттман перечислил несколько распространенных неточных представлений о частном облаке.

Облако - это не только виртуализация

Просто установив гипервизор на сервер, вы еще не получите частное облако. Хотя виртуализация - это ключевой элемент облачных вычислений, сама по себе она не является облаком. Виртуализация позволяет объединять в пул и предоставлять ресурсы. Но чтобы технически ваша среда могла считаться облачной, нужны еще и другие составляющие, такие как автоматическое предоставление сервисов и возможность масштабирования. Термин «частное облако», в отличие от публичного или гибридного, относится к ресурсам, используемым единственной организацией, либо означает, что облачные ресурсы организации полностью изолированы.

Облако - не обязательно источник экономии

Одно из главных заблуждений состоит в том, что облако будет экономить деньги. Экономия возможна, но она не является обязательным атрибутом облака. Технологии автоматизации, важнейший элемент сети для частного облака, могут во многих случаях потребовать внушительных инвестиций. В результате появляется возможность более эффективно распределять ресурсы, и некоторые организации благодаря этому уменьшают капитальные затраты на новое оборудование, тем самым достигая экономии. В Gartner считают, что главным стимулом к внедрению облачной модели должна быть не экономия, а возможности быстрой адаптации и динамической масштабируемости, позволяющие повысить скорость внедрения новых сервисов.

Частное облако не всегда локально

Многие убеждены, что облако может называться частным, только если оно находится в центре обработки данных организации-пользователя, а публичное облако - это то, что предоставляется сторонним сервис-провайдером. Однако многие поставщики предлагают нелокальные частные облака, то есть выделяют ресурсы единственному заказчику, исключая совместное использование одного пула несколькими клиентами. «Облако называется частным по его приватности, а не по тому, где оно развернуто, кто им владеет и несет ответственность за управление», - подчеркивает Биттман. Некоторые, например, могут свои ЦОД размещать у хостинг-провайдеров или объединять в пул ресурсы разных заказчиков, но изолировать их друг от друга с помощью VPN.

Раньше, чтобы развернуть какое-либо приложение, приходилось покупать и настраивать собственные физические серверы. Такой подход обладал большим количеством недостатков, например, если для нормальной работы приложения ему достаточно «полтора сервера», платить все равно приходилось за два – расходы на содержание и обслуживание инфраструктуры оказывались неоправданно высокими.

Сегодня у нас есть такие сервисы, которые позволяют настроить виртуальный сервер и хранилище данных под собственные нужды. В этом случае расходы зависят от необходимого количества вычислительных (и других) ресурсов – вы платите только за то, что используете.

Корни облачных вычислений восходят к высокопроизводительным вычислениям. В гонке стран по наращиванию вычислительной мощности приняли участие даже такие крупные компании, как IBM и HP.

«Однако инженеры и исследователи быстро поняли, что такой подход плохо масштабируется, – говорит Прадип Падала (Pradeep Padala), учредитель ContainerX. – Поэтому начались поиски альтернативных способов проведения вычислений: начали разрабатываться распределенные системы, объединяющие в себе мощности огромного количества компьютеров».

Появились такие академические проекты, как Condor – это распределённая сеть компьютеров, развернутая в Висконсинском университете в Мадисоне. На сегодняшний день там установлено 350 настольных UNIX-станций, которые предоставляют доступ для работы пользователям со всего мира. Были и другие проекты, например distributed.net и SETI@home – на тот момент эта идея была инновационной, да и заниматься поиском внеземных цивилизаций тоже достаточно интересно.

Затем появился БАК от ЦЕРН, который породил бессчётное количество исследовательских проектов, на которые уходили миллиарды долларов. Как часть всего этого движения в моду вошли грид-вычисления. Определение грид-вычислений очень близко к тому, что мы называем «вычисления как услуга». В качестве примера можно привести Globus Toolkit .

Одновременно со всем этим, в технической индустрии, VMware и Xen занимались популяризацией виртуализации, которая позволяла запускать сразу несколько машин на одной физической машине. Это преобразило IT-индустрию, а простота использования привлекла внимание стартапов, которым было сложно покупать и содержать свое собственное оборудование.

Ниже изображена классическая модель компьютерных вычислений. Доступ к серверам, приложениям и сервисам осуществляется по сети.

Обратившись к облачным вычислениям, организация получает возможность настраивать инфраструктуру по своему усмотрению, затрачивая на это меньшее количество средств и усилий. Иными словами, эта модель направлена на повышение доступности вычислительных ресурсов и сочетает в себе пять характеристик: самообслуживание по требованию, широкая доступность через Интернет, объединение ресурсов в пул, способность к быстрой адаптации и измеримость.

Самообслуживание означает, что потребители должны иметь возможность без труда и по собственному желанию задействовать (или наоборот отключить) дополнительные вычислительные мощности, не контактируя с персоналом и техниками на стороне поставщика услуг.

Широкая доступность означает, что все возможности, предлагаемые поставщиком доступны через сеть. Работа с ними осуществляется на основе стандартных механизмов – это дает возможность использовать различные клиентские платформы, например мобильные телефоны, планшетные и персональные компьютеры.

Свои вычислительные ресурсы поставщик объединяет в пул, чтобы их можно было динамически перераспределять в соответствии с нуждами пользователей – это так называемый принцип множественной аренды (Multi-tenancy). Возникает ощущение независимости от местоположения, когда заказчик не знает, где именно находятся ресурсы, но может определять их расположение на абстрактном уровне (страна или регион).

Способность к быстрой адаптации – это возможность быстро масштабировать ресурсы под нужды заказчика. С точки зрения клиента, предлагаемые ему возможности выглядят неограниченными, которыми он может воспользоваться в любой момент.

Облачные системы автоматически контролируют и оптимизируют использование ресурсов. Это осуществляется путем измерения различных параметров (размер хранилища данных, вычислительная мощность, пропускная способность). Таким образом, как поставщик, так и потребитель получают полную информацию об объеме оказанных/потребленных услуг.

Что касается стоимости услуг, то процесс их формирования может быть достаточно сложным, а ценник изменяться от поставщика к поставщику. Джейсон Лемкин (Jason M. Lemkin), партнер SaaStr Ventures, считает , что если ваш продукт лучше, то не стоит стесняться завышать цену.

Если вы вводите какую-нибудь новую функцию, которая способна кардинально изменить пользовательский опыт, то нет ничего плохого в том, если вы постараетесь извлечь из этого максимальную выгоду. «Если ваш продукт в пять раз серьезнее, чем у конкурента, то вы можете просить за него в 5 раз больше», – утверждает Джейсон.

Помимо характеристик выделяют еще три модели обслуживания: программное обеспечение как услуга (SaaS), платформа как услуга (PaaS) и инфраструктура как услуга (IaaS). Отличаются они степенью предоставляемого контроля.

В случае IaaS клиент получает возможность использовать облачную инфраструктуру по своему усмотрению и самостоятельно управлять ресурсами обработки и хранения, а также сетями. «Пользователь может создать виртуальную инфраструктуру и изменить её в любой момент», – говорит консультант Эван Лейт (Ewan Leith). Аутсорсинг стал популярным еще в те времена, когда компании хотели использовать компьютеры, но не хотели нести издержки по их содержанию и обслуживанию. По этой причине мы сегодня имеем технологию виртуализации.

Виртуализация – это предоставление набора вычислительных ресурсов или их логического объединения, абстрагированное от аппаратной реализации, то есть одна физическая машина может поддерживать несколько виртуальных. Таким образом, физические ресурсы объединяются в пул, а гипервизор выделяет их виртуальным машинам, на которых запускаются гостевые операционные системы.

Вам не потребуется покупать оборудование, не потребуется строить собственный дата-центр, не потребуется нанимать системных инженеров, которые отвечают за обслуживание техники на физическом уровне. Данную часть вы отдаете на обслуживание облачному провайдеру. В вашей зоне ответственности остается управление операционной системой, установкой и настройкой приложений.

Второй слой – это платформа как услуга или PaaS. При переходе от модели IaaS к модели PaaS (Platform as a Service) дополнительно на сторону облачного провайдера передается управление операционными системами и базами данных. В этом случае клиентам не приходится думать о дисковом пространстве, которое необходимо выделить, и распределении нагрузки между серверами. Примерами PaaS являются Google App Engine, Heroku и Force.com.

Программное обеспечение как услуга (SaaS) – последний уровень облачных вычислений, обычно дополняющий PaaS. Это программное обеспечение для конечного пользователя, например, обеспечивающее работу с электронной почтой или текстом. Очень часто оно предоставляется по подписке. Примерами SaaS могут служить Google Apps, Salesforce.com и Business Productivity Online Suite от Microsoft.

Для варианта SaaS на сторону облачного провайдера дополнительно передаются вопросы установки и настройки приложений, мониторинга, резервного копирования, защищенной передачи в Интернет – то есть все задачи. Если вы решили воспользоваться этой моделью, то вам даже не обязательно держать в команде технического специалиста, поскольку всем управляет поставщик услуг.

Существует несколько моделей развертывания: частное облако, публичное облако, общественное облако, гибридное облако.

Частное облако (private cloud) – это инфраструктура, которая располагается в пределах одной организации. Данная модель развертывания создана с целью удовлетворить потребности внутреннего рабочего персонала, обеспечивая высокий уровень безопасности данных. Частное облако создается, например, для обеспечения какой-либо дочерней компании сервисом корпоративной почты.

Публичное облако (public cloud) – это инфраструктура, предназначенная для свободного использования широкой публикой. Этот тип облака может находиться в собственности, например, коммерческих, научных и правительственных организаций.

Однако слово «публичное» совсем не означает, что данные пользователей доступны абсолютно всем – здесь по-прежнему реализуются механизмы безопасности для контроля доступа. Основным достоинством использования публичного облака является простота настройки и низкая стоимость. Поставщик услуги делает всю работу, необходимую для создания облака, а потребитель лишь настраивает необходимое количество ресурсов.

Общественное облако (community cloud) имеет схожие черты с частным и публичным облаком. Это вид инфраструктуры, предназначенный для использования конкретным сообществом потребителей из организаций, имеющих общие задачи. Общественное облако может управляться организациями третьей стороны и существовать как внутри, так и вне юрисдикции владельца. В этом случае ответственность по содержанию облака перекладывается с плеч организаций-членов на все сообщество целиком.

Гибридным же облаком (hybrid cloud) называют композицию из двух или более типов облаков, которые связываются между собой стандартизированными технологиями передачи данных. Очень часто компании запускают бизнес-критические приложения в приватном облаке, в то время как остальные приложения работают в публичном облаке.

P.S. Пара наших публикаций по теме на Хабре: