Переход в облако. Практическое руководство по организации облачных вычислений для ученых и IT-специалистов

ГЛАВА 2

Втаблице 2.7 представлены примеры существующих на рынке решений

иих сравнительная стоимость.

Таблица 2.7

Соотношение затрат на несколько виртуальных выделенных серверов

Несколько примеров виртуальных выделенных серверов40

Знак вопроса означает, что хранилище предположительно реализовано на SSD, однако это не обозначено поставщиком.

2.2.4. У Саши есть идея

Саша задумал упростить бюрократические процессы в своей лаборатории и повысить эффективность исследований. Он хочет автоматизировать процесс составления заказов на контракты со спонсорами и закупку материалов, что делалось вручную. Для этого Саша разработал сервис MyBillProcess. С его

40Hosting Facts (2019) https://hostingfacts.com/best-vps-hosting-review/. По состоянию на 30 октября 2019 г.

31

ПЕРЕХОД В ОБЛАКО

помощью зарегистрированный пользователь может, сфотографировав рукописный заказ, отправить его в электронном виде из любой точки мира. Уникальность сервиса состоит в том, что при сканировании изображения заказа MyBillProcess распознает все данные клиента, посредника или поставщика, а также продукты и их количество в заказе. Зарегистрированный пользователь получает доступ к каталогу лаборатории, в том числе к перечню услуг, результатам исследований, примерам работ и перечню достижений — ко всей необходимой информации, в том числе к сведениям о наличии материалов. Сервис MyBillProcess использует распознанные сведения для создания цифрового заказа, включающего данные о продуктах, которыми зарегистрированный пользователь располагает в системе, и отправляет заказ в офис, конкретному лицу или подразделению лаборатории. Сервис MyBillProcess использует отсканированные и другие данные для создания профилей, возможных офферов или информационных рассылок, которые можно отправлять заинтересованным лицам по электронной почте, чтобы повысить их вовлеченность и прорекламировать успехи лабораторных исследований.

Как и в приведенных ранее примерах, для воплощения своей идеи Саша мог бы выстроить физическую инфраструктуру, однако он не обладает соответствующими знаниями и не хочет ни покупать, ни настраивать необходимые компоненты. Его идея хороша, но требует реализации на виртуальном сервере (как и в предыдущих разделах). Внедрение системы повлечет за собой наем опытного персонала, который займется ее разработкой и тестированием. Кроме того, эти сотрудники могли бы создавать или арендовать дополнительные сервисы, задействованные в реализации Сашиной идеи. Примером такой интеграции может послужить Mailchimp41, онлайнсервис, позволяющий отправлять автоматические сообщения по личной или корпоративной электронной почте — осуществлять информационные рассылки и устраивать кампании, нацеленные на заинтересованных лиц. Среди прочего Mailchimp предоставляет возможность импортировать контакты, с которыми вы хотите поддерживать связь по электронной почте, сегментировать их списки и внедрять формы в электронные письма. Mailchimp также может быть интегрирован более чем с двумя сотнями сервисами в различных бизнес-категориях (см. табл. 2.8).

32

ГЛАВА 2

Как показывает пример Mailchimp, затраты варьируются в зависимости от удовлетворяемых требований пользователя. Прибегнув к услугам Mailchimp, как и любого другого сервиса рассылок, Саша должен будет включить его стоимость (как правило, помесячную) в стоимость своей услуги (как правило, тоже помесячную). Успех Сашиной идеи будут оценивать с точки зрения инновационности, экономии, полученной за счет снижения бюрократического бремени, и полученного с помощью MyBillProcess финансирования.

2.2.5. Саше требуется мобильность

Саша почти не бывает дома: он весь год в рабочих поездках. Он не может хранить всю необходимую для работы информацию на ноутбуке или мобильном устройстве; ему нужен постоянный доступ к актуальной информации — контактам, проектам, контрактам и свежим данным. Кроме того, Саше необходимо быть на связи с партнерами и клиентами. Он обращается к международному интернет-провайдеру, у которого есть соглашения о роуминге со странами, где работает Саша. Теперь у него есть постоянный доступ в Интернет и ко всем необходимым для работы данным. Облако позволяет в любой момент получить запрашиваемую информацию и обмениваться ею с коллегами и клиентами. В каждом из предыдущих рассмотренных нами сценариев Саша тоже мог не бывать в офисе; а значит, выбор в пользу облачных решений для выполнения ежедневной работы является наиболее разумным.

33

Г Л А В А 3

От истоков к будущему

3.1. Облачные вычисления — что это?

Как мы уже говорили, парадигма облачных вычислений и все к ней относящееся складывается в единый подход: изменение местоположения вычислительных ресурсов43. Они больше не располагаются у вас на столе, в офисе или серверной: они находятся совсем в другом месте, возможно, даже на другом конце света, а в будущем могут оказаться и вовсе на борту спутника.

Этот переход совершился в последнее десятилетие благодаря новому взгляду на вычисления, изначально ориентированные на предоставление гибких, адаптивных сервисов для сайтов с высоким трафиком, а также из-за необходимости синхронизировать компьютеры, чтобы люди могли работать где угодно и когда угодно. Эти потребности распространились на многие сферы деятельности; сегодня такая тенденция стала массовой, и под ее влиянием сформировались различные подходы и направления в облачных технологиях, которые мы сейчас рассмотрим.

3.2. Виды облачных хранилищ

Во-первых, хотя у Саши весьма специфический профиль и наиболее подходящее для него решение мы рассмотрели в предыдущей главе, ни одно из облачных решений не может быть априори лучше другого. Можно выполнить сколько угодно сравнений; и все же комбинация «поставщик — облачная

43Hayes B. (2008) Cloud computing. Commun ACM 51(7):9–11. https://doi.org/ 10.1145/1364782.1364786

35

ПЕРЕХОД В ОБЛАКО

модель», наиболее подходящая для конкретной цели, всегда уникальна. В главе 4 мы обсудим различные соображения, которые следует принимать во внимание при выборе поставщика. Многие варианты в сфере облачных вычислений появились вследствие роста потребностей пользователей и клиентов. Таким образом, выбранное облачное решение — это целая комбинация решений. Ее конфигурация в каждом отдельно взятом случае связана с тем, является ли приложение коммерческим по сути, будет ли требоваться индивидуальное или совместное использование, а также с безопасностью и уровнем используемой инфраструктуры (будь то только оборудование, оборудование и ПО и т. д.). Возможные комбинации мы и опишем ниже.

3.2.1. Коммерческие и некоммерческие

Коммерческие и некоммерческие предложения сосуществуют еще с тех пор, как компьютеры вышли из лабораторий и заняли свои места в домах и офисах корпораций. К 1970–1980-м гг. такое разделение перенесли на новые сущности — коммерческое и бесплатное ПО. Сегодня это отражается и на облачных вычислениях: они стали средой, где можно получить услуги на основе коммерческого и бесплатного ПО. В следующих разделах мы рассмотрим различные типы облачных сервисов и приведем примеры, которые помогут лучше понять, что предлагает, делает и представляет из себя каждый из них.

3.2.1.1. Коммерческие облачные сервисы

Почти каждая крупная ИТ-компания сегодня предлагает услуги, связанные с облачными вычислениями. Далее мы обсудим некоторые имеющиеся на рынке варианты и используем их как примеры коммерческих решений от разных поставщиков. Некоторые из них по цене или функциональности окажутся лучше остальных для бизнеса клиента.

• AWS: коммерческое публичное облако, поддерживаемое Amazon с 2006 г. AWS можно считать первой платформой облачных вычислений, по крайней мере, в том смысле, который мы сегодня вкладываем в слово «облако». AWS принято считать лидером рынка; платформа особенно популярна среди тех, кому необходима высокая адаптационная способность, т. е. возможность в периоды пикового спроса использовать и настраивать большое количество ресурсов. Яркий при-

36

ГЛАВА 3

мер типичных пользователей AWS — компании или сервисы, которые могут столкнуться с неожиданными всплесками спроса или интернеттрафика из-за того, что их контент внезапно стал вирусным.

Популярность AWS также связана с их так называемыми спот-инстан- сами (spot instances), т. е. возможностью использовать ресурсы облачных вычислений практически бесплатно, когда это позволяет загруженность процессора. Если он не занят, AWS предлагает его использовать по цене, близкой к нулю, и пользователь может дождаться, когда стоимость максимально снизится. Таким образом, в выигрыше оказываются обе стороны: пользователь выполняет свою задачу за наименьшую плату, а AWS снижает процент простаивающих процессоров.

•GCP: облачная платформа, поддерживаемая Google. GCP была второй из самых известных платформ, запущенных в 2008 г. Она пользуется большой популярностью в научных кругах: например, ее выбрали для работы с Большим адронным коллайдером, о чем мы поговорим позже в этой главе. На сегодняшний день Google пока не удалось максимально популяризировать свою платформу, и чаще всего на рынке GCP оказывается на третьем месте.

росла. Microsoft предпринимала активные действия на рынке, чтобы занять свое место в бизнесе облачных и бессерверных вычислений, и, похоже, преуспела в этом.

Azure ориентирована в первую очередь на пользователей, уже использующих другие продукты Microsoft и желающих просто развернуть их

в облачной среде.

•Rackspace: компания, основанная в конце 1990-х как простой хостингпровайдер, превратилась в поставщика облачных вычислений с приличной долей рынка. Rackspace внесла вклад в развитие ряда известных облачных технологий и успешно использовала свой опыт в этом секторе.

•IBM: один из основных поставщиков технологических услуг в последние годы старается занять место среди ключевых игроков на рынке облачных вычислений. Однако его доля на рынке и уровень развития бизнеса в сфере облачных технологий не успевают за темпами развития отрасли и пока не достигли необходимой компетентности. В середине 2019 г. IBM закрыла сделку по приобретению Red Hat — компании, за-

37

ПЕРЕХОД В ОБЛАКО

нимающейся бесплатным ПО и имеющей большой опыт предоставления облачных сервисов. Ее интеграция была призвана улучшить позиции IBM как крупного игрока в области облачных вычислений.

3.2.1.2. Некоммерческие облачные сервисы

С ростом популярности облачных вычислений в последние годы пользователи зачастую рассматривали облако как возможное решение для своей повседневной работы. Однако некоторые пользователи предпочитают не полагаться на коммерческого поставщика, что привело к созданию альтернативного варианта — некоммерческого облака. Обычно его использование соответствует развертыванию облачной вычислительной инфраструктуры в принадлежащем пользователю дата-центре. Такой сценарий напрямую связан с темой, которую мы обсудим в следующем разделе: моделью частного облака. Помимо собственного оборудования, некоммерческое облако также включает программный компонент. Некоммерческое облачное ПО на самом деле может стать основой коммерческой облачной вычислительной среды. Существует несколько вариантов, и порой различия между ними минимальны — как с точки зрения подхода, так и в технических возможностях. Чтобы выбрать наиболее удобный вариант развертывания и определиться, какую среду использовать — облачную или другую, — требуются глубокие технические познания, выходящие далеко за рамки этой книги. Однако знакомство с некоторыми названиями и ключевыми идеями может быть полезно для понимания доступных опций.

Особняком в этом ряду стоит OpenNebula, проект, начатый в 2005-м и реализованный в 2008 г. С тех пор OpenNebula стала весьма популярной, доступной под лицензией на свободное программное обеспечение платформой. Однако, хоть она и продолжает показывать рост по ряду критериев, в масштабах рынка процент ее использования незначителен. Еще один заметный проект — OpenStack, изначально запущенный в 2010 г. Rackspace и NASA. От OpenNebula он отличается несколькими техническими характеристиками. Однако самое поразительное различие — в подходе. OpenStack — это бесплатное программное решение, используемое для развертывания облачной вычислительной среды, но разрабатывается оно не сообществом пользователей, как та же OpenNebula, а консорциумом коммерческих поставщиков или поставщиков, использующих его в качестве решения для предлагаемых ими услуг. Большинство поставщиков применяют или предлагают OpenStack среди своих решений для облачных

38

ГЛАВА 3

ибессерверных вычислений. Правительственные исследовательские центры обычно используют OpenNebula или OpenStack для развертывания внутренней инфраструктуры облачных вычислений.

Еще одна «долгоиграющая идея» — возможность сочетания облачных

иволонтерских вычислений, чего можно достигнуть несколькими способами. Самый простой — создать службу облачных вычислений, использующую домашние компьютеры добровольцев в качестве инфраструктуры44.

3.2.2. Модели развертывания

Существует несколько способов использования и предоставления услуг облачных вычислений, чаще всего зависящих от требований к безопасности и конфиденциальности. Чаще всего используется модель публичного облака. При такой модели серверы дата-центра могут использоваться сразу несколькими пользователями в зависимости от их потребностей45. Такой подход дает гибкость в получении доступа к ресурсам, а инфраструктура обычно управляется ИТ-персоналом владельца дата-центра.

В других случаях конкретному клиенту или пользователю могут потребоваться усиление мер безопасности или конфиденциальности, что делает использование одного и того же сервера или дата-центра разными пользователями нежелательным. Подобные случаи, когда один пользователь занимает весь облачный вычислительный сервис, представляют собой частное облако — модель, при которой инфраструктура может управляться непосредственно ИТ-отделом клиента или поставщиком в соответствии с потребностями. Более того: такая модель может быть реализована путем совместного использования дата-центра несколькими клиентами, но с усилением мер безопасности для каждого из них (брандмауэры, эксклюзивное использование некоторых серверов и т. д.).

Опыт показывает, что порой наилучшим решением является сочетание обеих моделей: так, для выполнения одних задач Саша может найти публичное облако, для других — частное. А значит, подходящим решением для него станет гибридное облако — комбинация различных облачных инфраструктур.

44Distefano S, Puliafito A (2012) Cloud@Home: toward a volunteer cloud. IT Prof 14:27–31. https://doi.org/10.1109/MITP.2011.111

45Это не зависит от того, кому принадлежит дата-центр — поставщику, частному лицу или государственному органу.

39

ПЕРЕХОД В ОБЛАКО

Эти три модели выстроены вокруг одной важнейшей концепции — собственности. Очевидно, облачные вычисления можно просто арендовать, т. е. использоваться будет дата-центр, предоставленный поставщиком; в этом случае пользователю не нужно покупать и обслуживать оборудование. Другой вариант — продолжить управлять своим дата-центром и обслуживать его. У каждой опции есть свои плюсы и минусы в зависимости от сценария использования.

Примечательно, что частные облачные решения, как правило, вполне удовлетворяют нужды большинства пользователей, включая даже правительства. Примером может служить один из крупнейших контрактов в оборонном секторе на сумму до $10 млрд, предоставленный Azure Министерством обороны США в 2019 г.46

3.2.3. Типы услуг

Поставщики облачных решений могут предлагать различные услуги в соответствии с иерархией абстракций, представленной на рисунке 3.1. Абстракции высшего уровня (расположенные вверху диаграммы) несут меньшую операционную нагрузку и включают больше готовых функций, однако и большее количество ограничений и высшую степень зависимости от поставщика. Учитывая, что каждый новый уровень строится на предыдущем, абстракции, технологии, сервисы и решения на наивысшем уровне, как правило, новейшие. Последовательно изучая уровень за уровнем, мы получим следующее:

Рис. 3.1. Диаграмма иерархии облачных услуг

46На момент написания этой книги AWS сообщила, что будет оспаривать решение Министерства обороны США о предоставлении контракта Azure.

40