Материал из РУВИКИ — свободной энциклопедии

Облачные вычисления

Схематическое изображение облачных вычислений

Облачные вычисления (англ. cloud computing) — это совокупность интернет-ориентированных вычислительных сервисов, предоставляющих по требованию общие вычислительные ресурсы для компьютеров и других устройств, причём пользователи обращаются к этим услугам через сеть, обычно через Интернет. Облачные вычисления отличаются тем, что представляют собой не продукт, а услугу: программное обеспечение и данные размещаются вне пользовательских компьютеров, и доступ к ним осуществляется через сеть, аналогично тому, как электрические приборы получают электроэнергию из центральной электросети[1].

Термин «облако» обозначает удалённое расположение, где хранятся и обрабатываются файлы и сервисы. В традиционной модели хранения и обработки все программные и аппаратные ресурсы находятся на одном устройстве, однако с развитием облачных сервисов хранение данных и вычислительные мощности всё чаще размещаются вне пользовательских устройств — в«облачных» инфраструктурах. Первыми примерами таких сервисов были решения для резервного копирования, предоставляемые интернет-провайдерами[2]. Крупные компании, такие как Google (например, Google Drive), Microsoft[3] и Intel[4], занимаются предоставлением облачных вычислительных сервисов.

Специалисты считают, что в будущем облачные вычисления будут определять развитие Интернет-технологий, заменив традиционные жёсткие диски «онлайн-облаками» и предоставив пользователям доступ к приложениям и данным без необходимости локальной инфраструктуры[5]. При этом возникает ряд новых юридических и этических вопросов, связанных с безопасностью и доступом к личной информации.

Общая характеристика

[править | править код]

Облачные вычисления — это модель предоставления ИТ-услуг, при которой пользователи получают доступ к необходимым ресурсам (вычислениям, программам, данным) через сеть вне зависимости от местонахождения или архитектуры локальных систем. Эта концепция сравнима с моделью электроснабжения — пользователи получают ресурсы по необходимости, не задумываясь о поддержке собственной инфраструктуры.

Переход на облачные вычисления устраняет ряд традиционных проблем: необходимость обновления оборудования, дополнительного обучения персонала и технического сопровождения. Модель оплаты обычно строится как подписка или начисление по использованным ресурсам, что способствует гибкости и удешевлению ИТ для предприятий и частных лиц.

Современные облачные системы, базирующиеся на Интернет-протоколах, позволяют выполнять широкий спектр задач онлайн: обработку, хранение, совместную работу, размещение баз данных, запуск приложений[6][7]. Применение веб-программ и веб-браузеров позволяет организовать как доступ к обширным виртуальным рабочим пространствам, так и реализацию индивидуальных онлайн-сервисов без установки локального ПО[8]. Эта тенденция поддерживается технологиями AJAX и прогрессивным развитием клиентских интерфейсов.

Для бизнеса облачные вычисления открывают перспективы снижения издержек, повышения масштабируемости и отказоустойчивости, а также мобилизации процессов. Однако рост сектора сопровождается спорами о защите интеллектуальной собственности, данных и конкурентном праве[5].

История

[править | править код]

Происхождение термина «облачные вычисления» (англ. cloud computing) связано с графическим обозначением сетей в ранних схемах компьютерных и телекоммуникационных сетей: изображения облака традиционно использовались для обозначения конструкции или границ сети. К середине 1990-х годов символ облака стал стандартным способом отображения Интернета на диаграммах[9].

Корни концепции уходят в 1950-е годы, когда крупные вычислительные центры университетов и крупных компаний обслуживались с помощью терминалов с разделением времени доступа (англ. time sharing), что позволяло более рационально использовать ресурсы дорогих мейнфрейм-компьютеров[10]. В 1960-х годах Джон Маккарти (англ. John McCarthy) предполагал, что вычисления однажды станут общедоступной услугой, сравнимой с электричеством или водой. Эта идея, а также рассмотрение разных моделей использования (публичные, частные, гибридные облака) подробно рассматриваются в книге Дугласа Паркхилла «The Challenge of Computer Utility» (1966).

Удешевление вычислительных мощностей, развитие сетей, сервисной архитектуры и технологий виртуализации способствовали расцвету облачных вычислений. Ключевым событием стал запуск в 2002 году платформы Amazon Web Services (AWS), а в 2006 году — первого массового облачного сервиса Amazon S3, где впервые применена модель ценообразования «плати за использованное» (англ. pay-as-you-go)[11].

В начале 2008 года появились первые открытые программные платформы для построения частных облаков (Eucalyptus, OpenNebula), а позднее — проекты RESERVOIR и IRMOS, ориентированные на поддержку критичных к качеству сервисов (QoS) и реального времени[12].

Наиболее распространённое определение облачных вычислений предложено Национальным институтом стандартов и технологий США (NIST): «облачные вычисления — это модель, обеспечивающая удобный сетевой доступ по требованию к общему пулу настраиваемых вычислительных ресурсов, которые могут быть быстро предоставлены и освобождены с минимальными управленческими затратами или взаимодействием с поставщиком услуг»[13].

Смежные системы и понятия

[править | править код]

Облачные вычисления имеют сходство со следующими концепциями:

  • Автономные вычисления — системы, способные к автоматическому управлению собственной инфраструктурой.
  • Клиент-серверная модель — архитектура взаимодействия между поставщиком сервиса (сервером) и получателем (клиентом).
  • Grid-вычисления — объединение множества loosely-coupled систем для параллельной обработки задач.
  • Мейнфреймы — крупные вычислительные системы, используемые для обработки больших объёмов данных и выполнения критически важных задач.
  • Уильити-вычисления (утилитарные вычисления) — предоставление вычислительных услуг на основе фактического потребления ресурсов[14].
  • P2P — peer-to-peer, распределённая сеть без централизованного координатора.
  • Облачные игры — игровые сервисы, где обработка данных происходит на стороне сервера, а пользователю передаётся результат.

Основные характеристики

[править | править код]

Облачные вычисления обладают следующими ключевыми свойствами:

  • Быстрое развертывание — ресурсы предоставляются пользователям по запросу.
  • Программные интерфейсы для автоматизированного управления сервисами (обычно используются REST API).
  • Снижение капитальных затрат, так как инфраструктура приобретается или арендуется как сервис.
  • Поддержка детализированного учёта — оплата по факту потребления ресурсов.
  • Независимость от устройства и местоположения пользователя — доступ к сервису возможен с любого устройства, подключённого к Интернету.
  • Технология виртуализации — повышает эффективность использования вычислительных и дисковых ресурсов.

Многопользовательские облачные системы обеспечивают совместное использование ресурсов, повышение отказоустойчивости и масштабируемости инфраструктуры[15]. В случае использования распределённых географически резервных площадок достигается высокая надёжность и удобство для планирования аварийного восстановления данных.

Модель self-service по запросу

[править | править код]

Концепция самостоятельного заказа сервисов (on-demand self-service) позволяет пользователям самостоятельно конфигурировать и запускать шаблоны облачных решений без участия служб поддержки[16]. Многие поставщики (например, HP, RedHat) предлагают готовые шаблоны и каталоги облачных сервисов[17].

Модели предоставления услуг

[править | править код]
Cloud computing layers.png

Существуют три основные модели предоставления облачных вычислений:

  • Инфраструктура как услуга (IaaS, англ. Infrastructure as a Service)
  • Платформа как услуга (PaaS, англ. Platform as a Service)
  • Программное обеспечение как услуга (SaaS, англ. Software as a Service)

Инфраструктура как услуга (IaaS)[править | править код]

При этой модели поставщик предоставляет физические или виртуальные серверы, дисковое пространство, сетевые компоненты и иное оборудование в качестве услуги. Пользователь арендует ресурсы и самостоятельно разворачивает на них необходимые операционные системы и приложения. Оплата происходит по факту потребления.

Платформа как услуга (PaaS)[править | править код]

Поставщик предоставляет готовую платформу (операционная система, языки программирования, сервер приложений, базы данных и др.) для размещения пользовательских приложений. Администрирование и масштабирование инфраструктуры осуществляется провайдером автоматически.

Примеры: Google App Engine, Microsoft Azure, IBM Bluemix, Heroku, Mendix, Cloud Foundry.

Программное обеспечение как услуга (SaaS)[править | править код]

Программное обеспечение полностью развёрнуто у провайдера, пользователи получают к нему доступ через интернет-браузер. Управление программой, обновления и обслуживание осуществляет сервис-провайдер. Оплата обычно производится по подписке или за количество использованных ресурсов[18].

Примеры: Google Apps, Salesforce.com, Microsoft Office 365 и др.

Облачные клиенты

[править | править код]

Доступ к облачным сервисам осуществляется с помощью различных сетевых клиентов: ПК, ноутбуков, планшетов, смартфонов. Современные облачные приложения часто не требуют установки специального ПО и могут запускаться прямо в браузере (благодаря поддержке технологий AJAX, HTML5). Также существуют специализированные клиенты — например, для работы с виртуальными рабочими столами либо электронной почтой.

Модели развертывания

[править | править код]
Типы облачных вычислений

Публичное облако[править | править код]

Публичное облако — сервисы и ресурсы, предоставляемые широкому кругу пользователей сторонней организацией (провайдером). Обычно оплата производится по факту использования.

Корпоративное (общественное) облако[править | править код]

Общественное (корпоративное, community cloud) облако — инфраструктура, которую разделяют между собой организации с общими интересами или требованиями по безопасности, регуляторике, юрисдикции. Могут быть управляемы как внутренне, так и внешне по отношению к компаниям.

Гибридное облако[править | править код]

Гибридное облако — это сочетание двух и более облаков (частного, публичного, корпоративного), связанных между собой, что позволяет объединять преимущества разных моделей[19]. Например, критически важные данные и приложения могут размещаться в частном облаке, а менее чувствительные — в публичном.

Частное облако[править | править код]

Частное облако — инфраструктура, используемая одной организацией (может управляться собственными силами или сторонним подрядчиком).

Архитектура

[править | править код]
Пример архитектуры облачных вычислений

Архитектурно облачные вычисления делятся на фронтенд и бэкенд. Фронтенд — это пользовательская часть (интерфейс, устройство, программное обеспечение), бэкенд — инфраструктура провайдера (серверы, системы хранения, управляющие системы).

Центральный сервер управляет всем комплексом, мониторит трафик и запросы клиентов, применяя специальные протоколы и ПО-посредники (middleware). Для высокой эффективности и отказоустойчивости обычно используется виртуализация, резервирование данных на нескольких устройствах[20].

Интероблачные системы[править | править код]

Intercloud (интерклауд, «облако облаков») — концепция объединения различных облачных платформ для обеспечения совместимости, масштабируемости и устойчивости глобальных облачных сервисов[21].

Инженерия облачных вычислений[править | править код]

Инженерия облачных вычислений — применение инженерных подходов для стандартизации, проектирования, эксплуатации и сопровождения облачных инфраструктур. Включает вопросы обеспечения безопасности, производительности, надежности платформ.

Проблемы и ограничения облачных вычислений

[править | править код]

Безопасность и конфиденциальность[править | править код]

Часто основной барьер для внедрения облачных вычислений — опасения компаний по поводу сохранности, приватности и автономии хранения своих данных на внешних ресурсах. Существует риск несанкционированного или случайного доступа провайдера к критическим данным клиента, а также потенциальная зависимость от выбранного провайдера[22].

Соответствие стандартам и законодательству[править | править код]

Крупным компаниям и публичным клиентам часто требуется соответствие локальным и зарубежным стандартам (FISMA, HIPAA, ISO 27001, PCI DSS и др.), что иногда приводит к необходимости использования гибридных или корпоративных моделей облаков[23].

Открытое программное обеспечение и стандарты[править | править код]

Многие облачные платформы строятся на основе или с использованием открытого ПО (например, Hadoop, Cloud Foundry), что ускоряет развитие отрасли и облегчает интеграцию сервисов[24]. Однако отсутствие единых стандартов приводит к проблемам совместимости различных сервисов.

Злоупотребления и угрозы безопасности[править | править код]

Как и обычное оборудование, облачные сервисы могут использоваться для нелегальных или вредоносных целей (например, рассылка вредоносного ПО, атаки на сторонние ресурсы)[25].

Управление ИТ-инфраструктурой[править | править код]

Переход к облачной модели требует разработки новых управленческих и операционных процессов, включая управление рисками и соответствие внутренним политикам безопасности[26].

Исследования

[править | править код]

К активному развитию облачных вычислений привлекаются университеты, исследовательские центры и правительственные организации, создаются специализированные образовательные инициативы и проекты — например, ACCI, AppScale, европейские проекты в сфере доверенных облаков (TClouds, HPCCloud)[27].

Облачные вычисления в Турции

[править | править код]

В Турции отмечается значительный интерес к облачным вычислениям, особенно со стороны государственных структур (Министерство транспорта и инфраструктуры)[28]. Однако правовое регулирование вопросов конфиденциальности и защиты данных в этой сфере пока недостаточно развито.

Согласно рейтингу, составленному Business Software Alliance, Турция занимает 17-е место из 24 стран по уровню развития облачных технологий[29].

Облачные сервисы хранения данных

[править | править код]

См. также

[править | править код]

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ TTNET Bulutu (тур.). TTNET. Дата обращения: 1 июня 2024. Архивировано 10 сентября 2015 года.
  2. ↑ Cloud Computing Avantajları ve Dezavantajları (тур.). Дата обращения: 1 июня 2024. Архивировано 1 сентября 2013 года.
  3. ↑ Bulut bilişim (тур.). Microsoft. Дата обращения: 1 июня 2024. Архивировано 23 июня 2012 года.
  4. ↑ Bulutun sizin için çalışmasını sağlamak (тур.). Intel. Дата обращения: 1 июня 2024.
  5. ↑ 1 2 Bulut Bilişimi (Cloud Computing) Teknolojisi ve Hukuki Problemler (тур.). Дата обращения: 1 июня 2024. Архивировано 3 мая 2015 года.
  6. ↑ Gartner Says Cloud Computing Will Be As Influential As E-business (англ.). Gartner. Дата обращения: 1 июня 2024. Архивировано 14 ноября 2012 года.
  7. ↑ Gruman, Galen What cloud computing really means (англ.). InfoWorld (7 апреля 2008). Дата обращения: 1 июня 2024. Архивировано 1 июля 2014 года.
  8. ↑ Cloud Computing: Clash of the clouds (англ.), The Economist (15 октября 2009). Архивировано 28 мая 2010 года. Дата обращения: 1 июня 2024.
  9. ↑ Figure 8, "A network 70 is shown schematically as a cloud", US Patent 5,485,455, column 17, line 22, filed Jan 28, 1994
  10. ↑ Strachey, Christopher (1959-06). "Time Sharing in Large Fast Computers". Proceedings of the International Conference on Information processing, UNESCO. paper B.2.19: 336–341.
  11. ↑ Amazon Elastic Compute Cloud (англ.). Дата обращения: 1 июня 2024. Архивировано 17 октября 2012 года.
  12. ↑ B Rochwerger, J Caceres, RS Montero, D Breitgand, E Elmroth, A Galis, E Levy, IM Llorente, K Nagin, Y Wolfsthal, E Elmroth, J Caceres, M Ben-Yehuda, W Emmerich, F Galan. "The RESERVOIR Model and Architecture for Open Federated Cloud Computing", IBM Journal of Research and Development, Vol. 53, No. 4. (2009)
  13. ↑ Bulut bilişim:Türkiye için fırsatlar, Yakup Korkmaz (тур.). Дата обращения: 1 июня 2024. Архивировано 5 октября 2020 года.
  14. ↑ Danielson, Krissi (2008-03-26). "Distinguishing Cloud Computing from Utility Computing". Ebizq.net. Retrieved 2010-08-22.
  15. ↑ King, Rachael (2008-08-04). "Cloud Computing: Small Companies Take Flight". Businessweek. Retrieved 2010-08-22.
  16. ↑ Perera, David. "The real obstacle to federal cloud computing," Fierce Government IT, 12 июля 2012
  17. ↑ Waters, John K. "HP's turn-key private cloud," Application Development Trends, 30 августа 2010
  18. ↑ Chou, Timothy. "Introduction to Cloud Computing: Business & Technology".
  19. ↑ Stevens, Alan (2011-06-29). "When hybrid clouds are a mixed blessing". The Register. Retrieved 2012-03-28.
  20. ↑ Cloud Computing (англ.). Дата обращения: 1 июня 2024. Архивировано 17 октября 2012 года.
  21. ↑ Bernstein, David; Ludvigson, Erik; Sankar, Krishna; Diamond, Steve; Morrow, Monique (2009-05-24). Blueprint for the Intercloud – Protocols and Formats for Cloud Computing Interoperability. IEEE Computer Society. pp. 328–336. doi:10.1109/ICIW.2009.55.
  22. ↑ Cauley, Leslie (2006-05-11). "NSA has massive database of Americans' phone calls". USATODAY.com. Retrieved 2010-08-22.
  23. ↑ FISMA (англ.). Дата обращения: 1 июня 2024. Архивировано 6 октября 2011 года.
  24. ↑ Open source fuels growth of cloud computing, software-as-a-service (англ.). Network World. Дата обращения: 1 июня 2024. Архивировано 15 октября 2012 года.
  25. ↑ Alpeyev, Pavel (2011-05-14). "Amazon.com Server Said to Have Been Used in Sony Attack". Bloomberg. Retrieved 2011-08-20.
  26. ↑ Joha, A and M. Janssen (2012) “Transformation to Cloud Services Sourcing: Required IT Governance Capabilities”, ICST Transactions on e-Business 12 (7-9)
  27. ↑ Rich Miller (2008-05-02). "IBM, Google Team on an Enterprise Cloud". DataCenterKnowledge.com. Retrieved 2010-08-22.
  28. ↑ Kamuda Bulut Bilişim, www.tbd.org.tr/usr_img/kamu_bib/CG1-2012.ppt
  29. ↑ Cloud Computing Scorecard 2012 (англ.). Дата обращения: 1 июня 2024. Архивировано 24 июня 2012 года.
Источник — https://ru.ruwiki.ru/w/index.php?title=Облачные_вычисления&oldid=1216319157