Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технологии облачных вычислений. Учебное пособие.pdf
Низкие первичные затраты. Публичные облака запустить быстрее и
дешевле, поскольку нет необходимости приобретать, устанавливать и
конфигурировать оборудование, поэтому пользователям легче задействовать их.
Экономия при масштабировании. Большие публичные облака позволяют добиться существенной экономии на закупках оборудования и привлечении менеджмента.
Легче управлять. Публичным облакам не требуется ИТ-инфра-
структура для упр
авления, администрирования, модернизации, ремонта
и т.д. Пользователи полагаются на сервис-провайдера публичного облака,
а не на ИТ-подразделение.
Операционные расходы. Публичные облака оплачиваются из бюджета операционных расходов, часто пользователями, а не ИТ-подразделением. При этом капитальных расходов можно избежать, что является
плюсом для некоторых организаций.
Другие преимущества характерны для час
тных облачных вычислений:
Больший контроль за безопасностью, внутренний контроль и качество сервиса. ИТ-инфраструктура частного облака позволяет контроли-
ровать безопасность (потеря данных, конфиденциальность), осуществлять
внутренний контроль (правила обращения с данными, время сохранения
данных, аудит, правила размещения данных) и качество сервиса (так как
частные облака могут оптимизировать сети способами, кот
орые не дос-
тупны публичным).
Легче интегрировать. Приложения в частных облаках легче интег-
рировать с другими собственными приложениями, например, системами
управления идентичностью.
Снижение общих затрат. В долгосрочной перспективе частные облака могут оказаться дешевле публичных, так как владеть дешевле, чем
арендовать. По результатам нескольких исследований, их стоимость выравнивается через дв
а-три года.
Капитальные и операционные расходы. Частные облака финансируются как по статье капитальных (с амортизацией), так и операционных
расходов.
1.6. ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ОБЛАЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Основными характеристиками облачных вычислений являются:
1) самообслуживание по требованию – пользователи способны по-
лучать, контролировать и управлять вычислительными ресурсами без помощи системных администраторов;
2) широкий сетевой доступ – вычислительные сервисы предостав-
ляются через стандартные сети и гетерогенные устройства;
3) оперативная эластичность – ИТ-ресурсы могут оперативно
масштабироваться в любую сторону по мере надобности;
31
4) пул ресурсов – ИТ-ресурсы совместно используются различными
приложениями и пользователями в несвязанном режиме;
5) расчёт стоимости услуги – использование ИТ-ресурса отслежи-
вается по каждому приложению и пользователю, как правило, чтобы
обеспечить биллинг (автоматизированная система учёта предоставленных
услуг, их тарификации и выставления счетов для оплаты) по публичному
облаку и внутренние расчёты за частн
ое облако.
К основным преимуществам и достоинствам технологий облачных
вычислений можно отнести:
• доступность и отказоустойчивость;
• экономичность и эффективность;
• простота;
• гибкость и масштабируемость.
Доступность и отказоустойчивость.
Облачные технологии доступны пользователям с любого компьюте-
ра и из любой точки, где есть Интернет.
Пользователям нет необходимости покупать дорогие компьютеры, с
больши
м объёмом памяти и дисков, чтобы использовать программы через
веб-интерфейс. Также нет необходимости в DVD-приводах, так как вся
информация и программы хранятся в «облаке».
Документы, хранящиеся в «облаке», доступны пользователям в любое время и в любом месте, при наличии Интернета. Больше не возникает
таких проблем, как забыл з
аписать файл или забыл флешку.
Если данные хранятся в «облаке», то их копии автоматически распределяются по нескольким серверам. При краже или поломке компьютеров пользователь не теряет ценную информацию, которую он к тому же
может получить с любого другого компьютера.
ЦОД управляются профессиональными специалистами, обеспечивающими круглосуточную поддержку функционирования виртуальных
машин. И даж
е если физическая машина «рухнет», благодаря распределению приложения на множество копий, оно все равно продолжит свою
работу. Это создаёт определённый высокий уровень надёжности и отказоустойчивости функционирования системы.
Экономичность и эффективность.
«Облако» позволяет учитывать и оплачивать только фактически
потреблённые ресурсы строго по факту их использования.
Обычные серверы сре
дней компании загружены на 10…15%. В одни
периоды времени есть потребность в дополнительных вычислительных
ресурсах, в других эти дорогостоящие ресурсы простаивают. Используя
необходимое количество вычислительных ресурсов в «облаке» в любой
момент времени, компании сокращают затраты на оборудование и его
обслуживание. Это даёт возможность заказчику отказаться от дорогостоящей ИТ-инфраструктуры в са
мой организации.
32
Вместо приобретения пакетов программ для каждого локального
пользователя, организации покупают нужные программы в «облаке».
Данное ПО будет использоваться только теми пользователями, которым
эти программы необходимы в работе. Более того, стоимость ПО, ориентированнго на доступ через Интернет, значительно ниже, чем их аналогов
для персональных компьютеров. Если программы используются нечасто,
то их можн
о просто арендовать с почасовой оплатой. Затраты на обновление программ и поддержку в работоспособном состоянии на всех рабочих
мечтах вовсе сведены к нулю.
Для поставщика ИТ-услуг экономический смысл облака состоит в
эффекте масштаба (обслуживать большой однородный ЦОД дешевле, чем
множество маленьких разнородных) и сглаживания нагрузки (когда потребителей много, мал
овероятно, что пиковые мощности понадобятся
всем им одновременно).
Разработчики ПО тоже получают выгоду от перехода в «облака»: теперь им стало проще, быстрее и дешевле разрабатывать, тестировать и
предлагать клиентам свои решения – это можно делать прямо в облаке с
минимальными затратами.
Простота.
При использовании облачных технологий от пользователя не требуется по
купать, настраивать и обновлять программное и аппаратное обес-
печение.
Внедрение облачных технологий позволяет организации сократить
количество физических серверов, а, следовательно, их становится легче и
быстрее обслуживать. Что касается ПО, то оно установлено, настроено и
обновляется в «облаке». Пользователь может быть уверен, что он всегда
получит последнюю версию – без необходимости что-то пер
еустанавли-
вать или платить за обновления.
При работе с документами в «облаке» нет необходимости пересылать друг другу их версии или последовательно редактировать их. Теперь
пользователи могут быть уверенными, что перед ними последняя версия
документа, и любое изменение, внесённое одним пользователем, мгновенно отражается у другого.
Для разработчиков ПО облачные техн
ологии предлагают стандартные открытые API для связи с существующими приложениями и разработки новых – специально для облачной архитектуры.
Гибкость и масштабируемость.
«Облако» имеет практически неограниченные вычислительные ресурсы (память, процессор, диски), провайдер имеет возможность выделять и освобождать ресурсы по мере надобности.
По сравнению с персональным компьютером вычислительная мощь,
ступная пользователю «облака», практически ограничена суммарным
до
размером серверов, составляющих это «облако». Пользователи могут за-
33
пускать более сложные задачи с бóльшим количеством необходимой памяти, места для хранения данных, тогда, когда это необходимо.
Возможность запуска множества копий приложения на многих виртуальных машинах представляет преимущества масштабируемости: количество экземпляров приложения способно практически мгновенно увеличиваться по требованию, в зависимости от нагрузок.
При хранении данных в «облаке» по
льзователи могут забыть об
ограничениях, накладываемых обычными дисками, так как объём хранилища исчисляется миллиардами гигабайт доступного места и гибко и автоматически подстраивается под нужды пользователя.
В области облачных технологий следует выделить и ряд проблем:
• постоянное соединение с сетью;
• безопасность;
• функциональность «облачных» приложений;
• зависимость от «облачн
ого» провайдера.
Постоянное соединение с сетью.
Облачные вычисления всегда требуют соединения с сетью, в большинстве случаев, с Интернет. Если нет доступа в сеть – нет работы, программ,
документов. Многие «облачные» программы требуют интернет-соединения с
большой пропускной способностью. Поэтому при низкоскоростном интернет-соединении, ПО может работать медленнее, чем на локальн
ом компьютере. По мнению ведущих российских ИТ-компаний, основным препятствием широкого развития облачных технологий в России является отсутствие
высокоскоростного доступа в Интернет во многих регионах.
Безопасность.
Безопасность данных теоретически может быть под угрозой. Не все
данные можно доверить стороннему провайдеру в Интернете, тем более,
не только для хранения, но ещё и для об
работки. Всё зависит от того, кто
предоставляет «облачные» услуги. Если этот кто-то надёжно шифрует
данные, постоянно делает их резервные копии, уже не один год работает
на рынке подобных услуг и имеет хорошую репутацию, то угрозы безопасности данных может никогда не случиться. У пользователя «облачных» бизнес-пр
иложений могут также возникнуть и юридические проблемы, например, связанные с выполнением требований защиты персональных данных.
Государство, на территории которого размещён ЦОД, может получить доступ к любой информации, которая в нём хранится. Например, по
законам США, где находится самое большое количество ЦОД, в этом
случае компания-провайдер даже не имеет пр
ава разглашать факт переда-
чи конфиденциальной информации кому-либо, кроме своих адвокатов.
Эта проблема является, наверное, одной из самых существенных в
вопросе вывода конфиденциальной информации в облако. Путей её решения может быть несколько. Во-первых, можно шифровать всю информацию,
34
помещаемую на облако. Во-вторых, можно просто её туда не помещать. Однако, во всяком случае, у компаний, пользующихся облачными вычислениями, это должно быть определённым пунктом в списке вопросов информационной безопасности. Кроме того, сами провайдеры должны улучшать
свои технологии, предоставляя некоторые услуги по шифрованию.
Функциональность «облачных» приложений.
Не все п
рограммы или их свойства доступны удаленно. Если сравнивать программы для локального использования и их «облачные» аналоги,
последние пока проигрывают в функциональности. Например, таблицы
Google Docs или приложения Office Web Application имеют гораздо
меньше функций и возможностей, чем Microsoft Excel.
Зависимость от «облачного» провайдера.
Существует риск, что провайдер однажды прекратит своё существо-
вание. Примером может по
служить сервис облачных вычислений Sun
Cloud, который предоставлялся корпорацией Sun Microsystems. После
поглощения Sun Microsystems корпорацией Oracle он был закрыт.
Кроме того, привязка к той или иной услуге в какой-то степени ограничивает свободу действий – возможность перехода на старую версию
ПО, выбора способов обработки информации и т.д.
Наиболее распространёнными на сегодняшний день платформами
облачных вычислений являются VMware vSphere, Microsoft Azure,
Amazon Web Services, G Suite от Google и Oracle Cloud.
2.1. ОБЛАЧНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КОМПАНИИ VMware
Американская компания VMware одна из первых появилась на рынке
платформ виртуализации, в настоящее время входит в группу компаний
Dell Technologies.
Компания была основана в 1998 году пятью разработчиками: Эдуардом Буньоном, Менделем Розенблюмом, Дианой Грин, Скоттом Дивайном и Эдуардом Вангом. Ведущая роль принадлежала супружеской паре
Дианы Грин, возглавившей компанию, и Стэнфорда Менделя Розенблюма,
вшего научно-техническим лидером компании. Название VMware про-
ста
изошло от словосочетания «Virtual Machine (VM)» (виртуальная машина) и
вторая часть была взята от слова «software» (программное обеспечение).
Первый продукт VMware (VMware Worstation) был продемонстрирован
в 1999 году, а в 2001 году серверные приложения. И благодаря данным решениям, к 2003 году компания вышла на первые позиции в данной сфере.
В настоящее время VMware выпускает п
виртуализации различного уровня: от продуктов для облачной инфра-
2. ОБЛАЧНЫЕ ПЛАТФОРМЫ
рограммные продукты для
35
структуры и виртуализации ЦОД (VMware Cloud Foundation, VMware
vSphere и др.) и платформ управления облаком (VMware vRealize Suite,
VMware vRealize Automation и др.) до виртуализации настольных компь-
ютеров и приложений (VMware Workstation, VMware Horizon и др.).
В обширном списке продуктов, предлагаемых VMware, можно найти инструменты для повышения эффективности и оптимизации ИТ-инфраструктуры организации, управления виртуальными серверами, а также
средства миграции с физических платформ на ви
ртуальные. По результатам различных тестов производительности, средства виртуализации
VMware часто выигрывают у своих конкурентов.
Можно выделить три основных направления развития компании
VMware:
1) программно-определяемые дата-центры (англ. software defined da-
ta center, SDDC);
2) создание гибридных облаков;
3) виртуализация рабочих мест корпоративных пользователей.
Все программные продукты VMware можно разделить на следующие
основные категории:
• серверная виртуализация (напр
имер, VMware vSphere);
• виртуализация рабочих столов пользователей (например, VMware
Horizon);
• сетевая виртуализация (например, VMware NSX);
• виртуализация хранилища (например, VMware Virtual SAN);
• облачные среды (например, VMware vCloud Suite).
VMware vSphere – одна из ведущих платформа для создания облачной среды, служащей основным структурным блоком для создания программного ЦОД. Она помогает снизить расходы на ЦОД, повысить время
бесперебойной работы систем и п
риложений, а также значительно упро-
стить работу ИТ-отдела в ЦОД [3].
В vSphere осуществляется поддержка более чем 3 000 приложений,
разработанных более чем 2 000 независимыми партнёрами-поставщиками
ПО, что позволяет говорит о vSphere, как о надёжной платформе для любых приложений.
Платформа vSphere with Operations Management предоставляет оптимизированные возможности управления процессами и ресурсами в средах
vSphere. Она предоставляет более по
дробные аналитические данные, которые позволяют заблаговременно выявлять и устранять потенциальные
проблемы производительности и повышать эффективность использования
ресурсов, а также оптимально настраивать платформу согласно требованиям к производительности приложений.
VMware vCenter Server – это централизованная платформа для управления средами VMware vSphere (рис. 12). Она обеспечивает унифицированное управление всей виртуальной инфраструктурой на базе vSphere и
предоставляет доступ ко мн
огим основным её возможностям.
36
Рис. 12. Единая система управления средами VMware vSphere
Основные возможности и компоненты платформы vSphere.
Технология VMware vSphere Virtual Symmetric Multiprocessing даёт
возможность использовать сверхмощные виртуальные машины, содержащие до 128 виртуальных центральных процессоров.
Архитектура VMware vSphere Hypervisor предоставляет надёжный и
высокопроизводительный уровень виртуализации, с помощью которого
несколько виртуальных машин могут совместно использовать аппаратные
ресурсы и обеспечивать производительность, сопоставимую со стандартной производительностью физических систем.
Файловая система VMware vSphere VMFS предоставляет виртуальным машинам доступ к об
iSCSI и др.) и является основной технологией для других компонентов
vSphere, таких как VMware vSphere Storage vMotion.
API-интерфейсы хранилища VMware vSphere обеспечивают интегра-
цию с поддерживаемыми сторонними решениями по защите данных, передаче по нескольким путям ввода-вывода и организации работы дисковых массивов.
VMware vSphere Thin Provisioning выполняет динамическое распределение ёмкости общего хранилища, бл
реализовать стратегию многоуровневого хранения данных и сократить
связанные с этим расходы до 50%.
VMware vSphere vMotion обеспечивает перенос работающих виртуальных машин между серверами и виртуальными коммутаторами без прерывания работы пользователей или обслуживания. Это устраняет необходимость в планировании простоев приложений для обслуживания серверов.
щим устройствам хранения (Fibre Channel,
агодаря чему ИТ-отделы могут
37
VMware vSphere Storage vMotion поддерживает перенос дисков работающей виртуальной машины без прерывания работы пользователей, что
устраняет необходимость в планировании простоев приложений для обслуживания хранилищ или их переноса.
VMware vSphere High Availability обеспечивает экономичный автоматический перезапуск всех приложений за несколько минут при отказе
оборудования или операционной системы.
VMware vSphere Fault Tolerance реализует постоянную доступность
любого приложения в случае сбоя оборудования – без по
тери данных или
простоев. Для рабочих нагрузок до двух виртуальных центральных процессоров.
VMware vSphere Data Protection – это решение VMware для резервного копирования. Оно обеспечивает создание компактных резервных копий
с помощью запатентованной технологии исключения дублирования для
блоков переменной длины и быстрое восстановление данных.
Средство VMware vShield Endpoint обеспечивает защиту виртуальных машин и перенос решений по защите от вирусов и вредон
осного ПО
в выделенную систему без потребности в агентах на самих виртуальных
машинах.
VMware vSphere содержит библиотеку, которая обеспечивает удобное и эффективное централизованное управление шаблонами виртуальной машины, виртуальными устройствами, ISO-образами и сценариями.
VMware vSphere и VMware vSphere with Operations Management
можно приобрести в виде универсального набора, в который входят все
лицензии и комп
оненты, необходимые для внедрения виртуализации в
среде заказчика, или в виде отдельной редакции, предназначенной для
крупных или специализированных ИТ-сред с более широким набором
требований.
Компания VMware реализует стратегию One Cloud, Any Application,
Any Device («Единое облако, любое приложение, на любом устройстве»),
которая обеспечивает быструю разработку, автоматическое предоставление и безопасное использование любых приложений. Программный центр
работки данных, обеспечивающий полную автоматизацию использова-
об
ния виртуализированной инфраструктуры вычислительных ресурсов, хранилищ, сетей и системы безопасности, является основой программного
подхода к реализации единого гибридного облака и полноценной мобильности бизнеса.
VMware Cloud Foundation – это единая платформа программного
ЦОД объединяющая решения VMware по виртуализации вычислительных
ресурсов, хранилищ и сетей в интегрированный стек, реализующий облачную инфр
аструктуру корпоративного уровня для частных и общедоступных облаков (рис. 13). Она объединяет такие продукты VMware, как
vSphere, Virtual SAN и NSX, в прединтегрированный стек, который обес-
38
Рис. 13. Стек программного обеспечения VMware Cloud Foundation
печивает создание облачной инфраструктуры корпоративного уровня с
уникальными возможностями управления и автоматизации и единообразными условиями работы во всех облачных средах.
VMware Cloud Foundation существенно упрощает переход к гибридному облаку и при этом помогает повысить эффективность администрирования и сократить совокупную стоимость владения. Развертывание
VMware Cloud Foundation дает следующие преимущества:
• время выхода на рынок с
нению сложных процессов, связанных с проектированием системы, ее
тестированием, введением в эксплуатацию и настройкой;
• эффективность администрирования повышается почти в 2 раза
благодаря автоматизации задач текущего обслуживания, в том числе мониторинга и установки обновлений и исправлений;
• совокупная стоимость владения частным облаком сокращается на
30-40%;
и использовании этого продукта как услуги в общедоступном
• пр
облаке не приходится тратить средства на оборудование.
ПО VMware Cloud Foundation можно использовать тремя способами.
1. Готовые системы. Готовые к работе узлы vSAN и сетевые комму-
таторы.
2. Интегрированные системы. Использование предварительно уста-
новленного и интегрированного с одобренным оборудованием стека ПО
VMware Cloud Foundation.
окращается в 6 – 8 раз благодаря устра-
39
3. Предоставление в качестве услуги в общедоступном облаке. Стек
ПО VMware Cloud Foundation предоставляется как услуга, которой управляют поставщики общедоступных облаков.
Используя средства виртуализации вычислительных ресурсов, сети и
хранилища VMware, Cloud Foundation предоставляет стек прединтегрированного ПО, который можно использовать в локальной среде для развертывания частного облака или предоставлять как услугу в общедоступной
облачной среде с еди
нообразными и удобными процессами управления.
Объединение вычислительных и сетевых ресурсов с ресурсами хранения
на одном уровне ПО, обеспечивает полную совместимость всего стека программного обеспечения, что гарантирует максимальное удобство развертывания виртуализированной инфраструктуры для программного ЦОД.
Поставщики облачных услуг могут предоставлять VMware Cloud
Foundation как услугу, формируя единую модель эксплуатации частных и
бщедоступных облаков, что дает возможность использовать сущест-
о
вующие средства, процессы и имеющиеся административные навыки.
В состав VMware Cloud Foundation кроме VMware vSphere, Virtual
SAN и NSX также входит компонент VMware SDDC Manager, который
автоматизирует весь жизненный цикл системы и упрощает работу с ПО.
Кроме того, этот продукт поддерживает интеграцию с VMware vRealize
Suite, VMware Horizon и VMware Integrated OpenStack.
Благодаря vSphere стек ПО VMware Cloud Foundation обеспечивает
надежную виртуализацию любого приложения и создание высокод
оступной и отказоустойчивой инфраструктуры, которая подходит для любой
облачной среды, с предоставлением ресурсов по требованию.
VMware Cloud Foundation поддерживает новейшее хранилище Virtual
SAN 6.2, обеспечивающее производительность на уровне флэш-нако-
пителей и предоставляющее службы хранилища корпоративного класса,
в том числе дедупликацию, сжатие и механизм Erasure Coding. Virtual
SAN обеспечивает эластичную масштабируемость хранилища и существенно упрощает управление хр
анилищем.
VMware NSX – это платформа виртуализации сети для программного
ЦОД. NSX воспроизводит программными средствами всю сетевую среду.
Эта платформа включает в себя полный комплект элементов логической
сетевой инфраструктуры и служб, в том числе логические коммутаторы,
маршрутизаторы, брандмауэры, средства балансировки нагрузки, сети
VPN, а также компоненты для мониторинга и обеспечения качества обслуживания. Инициализация виртуальн
ых сетей и управление ими вы-
полняются программно, независимо от базового оборудования.
Благодаря VMware NSX платформа VMware Cloud Foundation обеспечивает управление сетью без привязки к физическим коммутаторам,
предоставляя более адаптивную модель эксплуатации и гарантируя более
высокий уровень безопасности благодаря микросегментации.
40