Облачные вычисления. Платформа Windows Azure

Самообслуживание

Быстрый вывод на рынок  нового продукта или услуги в современных  условиях сопровождается развертыванием или модификацией информационных систем. Традиционно, развертывание информационной системы предваряется определением спецификации оборудования, его закупкой и настройкой. В зависимости от того, кем производится процесс разработки приложения (контрактором или внутренними силами), он может потребовать выделения аппаратных ресурсов и установку программного обеспечения. Все это может занять длительное время: месяцы и даже годы. Самообслуживание позволяет потребителям запросить и получить требуемые ресурсы за считанные минуты.

Как можно заметить, только сочетание нескольких атрибутов  облачных вычислений приводит к достижению задачи повышения доходов и снижения расходов. Так, оплата только использованных ресурсов максимально эффективна в  сочетании с эластичностью инфраструктуры.

Эластичность, в свою очередь, предполагает, что приложения масштабируются, в противном случае, быстрое выделение  ресурсов не приведет к повышению  производительности.

Выше мы рассмотрели, как  основные атрибуты облачных вычислений могут влиять на решение задач  повышения доходов и снижения расходов организации. Нужно также  понимать, что переход в облако не является тривиальной задачей  и часто требует пересмотра и  изменения архитектуры существующих решений, а иногда – полного отказа от них в пользу создания новых, реализованных  с учетом возможностей, предоставляемых  облачными платформами. В зависимости  от архитектуры существующих приложений и технологий, на которых они реализованы, их перенос на облачную платформу  может привести к получению ряда преимуществ, а может – к появлению  дополнительных проблем, связанных, например, с обеспечением совместимости или  ограничениями реализации серверной  платформы на уровне облака. Как  один из шагов по адаптации облачных вычислений, можно рассмотреть переход  к архитектуре, ориентированной  на сервисы.

1.3 Облачные вычисления и предоставляемые ими сервисы

 

Облачные вычисления и  предоставляемые ими сервисы (например: вычислительные мощности или хранилища) можно сравнить с коммунальными  услугами. Так же как в жару или  холод меняется потребление воды и электричества, так и потребление  сервисов, предоставляемых «облачными»  платформами, может возрастать или  уменьшаться в зависимости от повышения или понижения нагрузок.

Схожесть сервисов и коммунальных услуг заключается в нескольких аспектах. Во-первых, и в том и  в другом случае потребители платят только за реальную утилизацию. Во-вторых, и те и другие ресурсы вы берете в аренду – т.е. в большинстве случаев вам не нужно подключаться к колодцу для получения воды или непосредственно к электростанции для получения электричества – поставщики таких сервисов обеспечивают их доступность в виде арендуемых «ресурсов», оставляя за собой вопросы создания и поддержания инфраструктуры. В-третьих, заключая договор с соответствующей организацией, вы подразумеваете доступность тех или иных ресурсов, а организация – своевременную оплату их аренды.

Какие сервисы чаще всего  предоставляют «облачные» платформы? Хостинг приложений, хранение данных, проведение вычислений – вот наиболее частые сценарии использования «облачных» платформ. Говоря про «облачные» платформы и предоставляемые ими сервисы, обычно употребляют словосочетание «...как сервис». Можно выделить следующие основные сервисы, предоставляемые облачными платформами.

Программное обеспечение  как сервис (SaaS)

 

Модель предоставления программного обеспечения как сервиса (Software as a Service, SaaS) обеспечивает возможность аренды приложений. Программное обеспечение как сервис включает платформу как сервис и инфраструктуру как сервис. Примером приложения как сервиса может быть Business Productivity Online Suite.

Модель предоставления программного обеспечения как сервиса является моделью обеспечения доступа  к приложениям через Интернет с оплатой по факту их использования. Данная модель является наиболее распространенной на сегодняшний день моделью предоставления облачных сервисов. Организации могут  реализовывать подобную модель предоставления сервиса из частных облаков, используя  внутренние сетевые каналы, дополнительно  защищенные и не связанные с Интернетом.

Потребителями данного типа сервисов являются конечные пользователи, которые работают с приложениями, предоставляемыми в «облаке». Соглашение о предоставлении сервисов (SLA) обычно покрывает такие характеристики сервисов, как их доступность (uptime) и производительность. Возможности настройки приложений под нужды потребителей минимальны или вообще отсутствуют, их уровень диктуется требованиями рынка или возможностями поставщиков таких приложений.

Оплата конечного сервиса, как правило, производится ежемесячно и рассчитывается на основе количества пользователей приложения.

Платформа как  сервис (PaaS)

 

Модель предоставления платформы  как сервиса (Platform as a Service, PaaS) обеспечивает возможность аренды платформы, которая обычно включает операционную систему и прикладные сервисы. Платформа как сервис облегчает разработку, тестирование, развертывание и сопровождение приложений без необходимости инвестиций в инфраструктуру и программную среду. Платформа как сервис также включает и инфраструктуру как сервис. Примером платформы как сервис может служить Windows Azure, Amazon Web Services (AWS).

Здесь потребителями являются сами компании, разработавшие приложения. Платформа обеспечивает среду для выполнения приложений, сервисы по хранению данных и ряд дополнительных сервисов, например интеграционные или коммуникационные. Соглашение о предоставлении сервисов (SLA) обычно покрывает такие характеристики сервисов, как доступность среды выполнения приложений и ее производительность. Возможности настройки приложений под нужды потребителей практически не ограничены. Ограничением может послужить лишь функциональность сервисов, предоставляемых на уровне платформы. При этом необходимо понимать: для того чтобы воспользоваться возможностями облачной платформы, необходимо значительно модернизировать или вообще написать заново существующие приложения.

Оплата облачной платформы  рассчитывается исходя из объема использованных вычислительных ресурсов, таких как:

• время работы приложения;
• объем данных и количество операций с данными (транзакций);
• сетевой трафик.

Провайдер облачной платформы  может предоставлять существенные скидки при приобретении определенного объема ресурсов.

Инфраструктура  как сервис

 

Модель предоставления инфраструктуры (аппаратных ресурсов) как сервиса (Infrastructure as a Service, IaaS) обеспечивает возможность аренды таких инфраструктурных ресурсов, как серверы, устройства хранения данных и сетевое оборудование. Управление всей инфраструктурой осуществляется поставщиком сервисов, а потребитель управляет только операционной системой и установленными приложениями. Такие сервисы обычно оплачиваются по их фактическому использованию и позволяют пользователю увеличивать или уменьшать объем используемой инфраструктуры через специальные порталы, предоставляемые поставщиками сервисов.

Здесь потребителями являются владельцы приложений, ИТ-специалисты, подготавливающие образы ОС для их запуска в сервисной инфраструктуре. Облачная платформа предоставляет  сервисы для запуска виртуальных  машин и сервисы хранения данных. Соглашение о предоставлении сервисов (SLA) обычно покрывает такие характеристики сервисов, как доступность виртуального сервера, время развертывания образа ОС. В данной сервисной модели могут  быть запущены практически любые  приложения, установленные на стандартные  образы ОС.

Как и в случае с PaaS, оплата инфраструктуры как сервиса, обычно производится исходя из объема использованных ресурсов.

1.4 Облачные сервисы и границы управляемости

 

Обсуждая различные типы облачных сервисов – программное обеспечение, платформу и инфраструктуру как сервис, следует обращать внимание на т.н. границы управляемости – т.е. на то, чем, в сравнении с традиционными моделями развертывания в собственной инфраструктуре, можно управлять при переходе на облачную платформу. По понятным причинам, инфраструктура как сервис предоставляет большие возможности по настройке отдельных компонентов, тогда как платформа как сервис и программное обеспечение как сервис практически минимизируют эти возможности. Отличия в границах управляемости показаны на рисунке 1.2.

 

 

Рисунок 1.2 – Границы управляемости

 

Из рисунка 1.2 видно, что  при развертывании собственной  инфраструктуры вы управляете всеми  ее компонентами – от сетевых ресурсов до выполняющихся приложений. Тогда  как при использовании модели IaaS вы можете контролировать такие компоненты, как среда исполнения кода, безопасность и интеграция, базы данных, и т.п. При переходе к модели PaaS, все компоненты платформы предоставляются как сервисы с ограниченными возможностями для управления ими. Это сделано, чтобы предоставить в распоряжение потребителей оптимально сконфигурированную платформу, не требующую дополнительных настроек.

1.5 Существующие облачные платформы

 

На рынке сегодня существует множество платформ для организации  облачных вычислений. Существуют как проприетарные (коммерческие), так и открытые (свободные). На основе открытых платформ, таких как OpenStack [2], Cloud Foundry [3] многие компании создают свои инфраструктуры и предлагают средства для их управления, в частности, предоставляют комплексы для превращения имеющихся ресурсов в облака.

Для того, чтобы выбрать  наиболее подходящую платформу и  провайдера необходимо четко сформулировать требования, предъявляемые к облаку, а также произвести пробное тестирование всех возможных платформ. Зачастую это наилучший способ понять, подходит ли решение или необходимо пробовать создавать свое на основе открытых платформ.

Из наиболее активных и  серьезных игроков рынка облачных вычислений следует отметить следующие платформы и компании [4]:

• Amazon Web Services [5]

Amazon является пионером рынка облачных платформ и на сегодняшний момент – это безусловный лидер рынка. Особенность AWS в том, что это инфраструктурный сервис (IaaS), который предоставляет максимум свободы разработчикам в выборе платформы и среды разработки. Обратная сторона медали в том, что многое (начиная от установки ОС) приходится делать вручную. AWS подходит как для хостинга корпоративных приложений и контента, так и для построения SaaS сервисов.

• Rackspace [6]

Rackspace является наиболее близким к Amazon (это тоже IaaS платформа) и в части стоимости и простоты администрирования – даже обходит своего конкурента. В отличии от Amazon, которая концентрирует усилия на развитии инструментов для развертывания и управления облачной инфраструктурой, Rackspace стремится быть ближе к прикладным приложениям. В частности, недавно они запустили онлайн супермаркет приложений Cloud Tools [7]. Кроме того, Rackspace предоставляет базовые сервисы для совместной работы: почтовый сервер (Rackspace Email) и файловый сервер (Rackspace Cloud Drive), которые можно будет интегрировать в свои облачные приложения.

• Windows Azure [8]

Это идеальная облачная платформа  для Microsoft-ориентированных разработчиков и компаний. Впрочем, Windows Azure также поддерживает PHP, MySQL, Ruby on Rails, Python, Java, Eclipse и Zend. Главным преимуществом Azure перед Amazon Web Services и Rackspace Cloud является высокий уровень автоматизации, позволяющий разработчику думать только о своем приложениии, а не об инфраструктуре. Кроме того, эта платформа позволяет легко интегрировать размещаемые на ней приложения с локальной ИТ инфраструктурой компании с помощью стандартов SOAP, REST и XML (таким образом, поддерживает схему S+S).

Данная платформа будет  рассмотрена подробнее в следующем  разделе.

• Google App Engine + Google Apps [9]

Платформа Google App Engine отличается гуманным отношением к стартапам – предоставляет ограниченные бесплатные ресурсы (дисковое пространство и трафик), которые весьма кстати для начинающих SaaS сервисов. GAE поддерживает пока только два языка программирования – Python и Java. GAE в основном ориентирован на создание SaaS сервисов для малого бизнеса. Кроме инфраструктурной платформы, Google (для гугло-ориентированных разработчиков) предоставляет набор API для интеграции сервиса с популярными приложениями Google Apps и супермаркет приложений Google Apps Marketplace для вывода вашего сервиса на рынок.

• Force.com [10]

Платформа компании Salesforce [11] – Force.com – претендует на роль монополиста на рынке корпоративных SaaS приложений. Платформа построена вокруг самой успешной корпоративной SaaS системы – Salesforce и позволяет создавать дополнения к этой системе или независимые приложения. Force.com предоставляет широкий выбор инструментов разработки (Apex, Flash, Java), конструктор интерфейсов, готовые модули (аутентификация, социальные инструменты, бизнес-процессы, аналитика) и супермаркет приложений с огромной пользовательской базой.

• VMWare vCloud [12]

VMWare vCloud – не является самодостаточной облачной платформой. Это промежуточный слой, который несколько партнеров VMWare предоставляют поверх своей серверной инфраструктуры (последней к списку партнеров присоединилась Salesforce). Как известно, VMWare – это мировой лидер на рынке систем виртуализации, поэтому главным преимуществом этой платформы является поддержка виртуальных образов приложений. В частности, это позволяет быстро и просто переносить локальные бизнес-приложения на облачную платформу без проблем, связанных с переносом сопутствующей ИТ инфраструктуры.

• IBM Cloud [13]

IBM известна своими суперкомпьютерами,  решающими суперзадачи. Вот и IBM Cloud в основном ориентирована на крупные компании и ресурсоемкие процессы: разработка и тестирование ПО, хранение и аналитическая обработка огромных массивов данных. Очевидно, после недавнего приобретения сервиса OmniConnect, еще одной функцией этого облака станет интеграция разрозненных облачных систем и платформ.

Таким образом, на рынке представлено достаточно платформ, чтобы был выбор. После определения требований можно  начать поиск решений, который стоит  начать именно с именитых платформ, т.к. они имеют больший опыт и  развились до больших размеров. Использование  других платформ не означает того, что  они хуже или лучше. Просто все  зависит от задач, которые необходимо решать, а также от стоимости и  сложности как разработки, так  и поддержки. Плюсы крупных платформ в том, что у них это все  есть, чего нельзя сказать про малых  игроков.