Понятие об облачных вычислениях. Обзор платформ облачных вычислений

Цель лекции: Ознакомление с современными архитектурами облачных вычислений и с их основными понятиями.

Презентацию к данной лекции Вы можете скачать здесь.

2.1. Введение

Данная лекция знакомит с основными концепциями и наиболее распространенными платформами облачных вычислений.

2.2. Общее понятие об облачных вычислениях

Облачные вычисления (сloud computing) являются одним из наиболее популярных направлений развития ИТ. Понятие облака (cloud) уже давно ассоциируется с метафорическим изображением Интернета, с помощью которого доступны некоторые сервисы. Облачные вычисления (сloud computing) – это практическая реализация данной идеи. Облачные вычисления основаны на масштабированных и виртуализованных ресурсах (данных и программах), которые доступны пользователям через Интернет и реализуются на базе мощных центров обработки данных (data centers).

Общая структура "облака" изображена на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Архитектура облачных вычислений

С точки зрения пользователей, существует совокупность "облаков" (общедоступные, корпоративных, частных и др.), предоставляемых различными компаниями, для использования мощных вычислительных ресурсов, которых нет у индивидуального пользователя. Как правило, "облачные" сервисы платные. Из бесплатных назовем Windows Live (http://www.live.com).

Виды "облаков" в облачных вычислениях иллюстрируются рис. 2.2.

увеличить изображение
Рис. 2.2. Виды "облаков" в облачных вычислениях

Недостаток облачных вычислений в том, что пользователь оказывается полностью зависимым от используемого им "облака" (в котором доступны используемые им данные и программы) и не может управлять не только работой "облачных" компьютеров, но даже резервным копированием своих данных. В связи с этим возникает целый ряд важных вопросов о безопасности облачных вычислений, сохранении конфиденциальности пользовательских данных и т.д.; далеко не все из них на данный момент решены.

Серьезной проблемой организации облачных вычислений с точки зрения аппаратуры центров обработки данных является экономия электроэнергии и проблема распределения загрузки, так как облачные вычисления в каждом центре обработки данных имеют (или в ближайшем будущем будут иметь) миллионы удаленных пользователей. В настоящее время целый ряд крупных, в том числе – правительственных и коммерческих организаций США закрывают свои центры обработки данных (ЦОД), в связи со слишком большими энергозатратами. В самом деле, ЦОД может занимать одно или несколько огромных зданий.

Наиболее популярная "облачная" платформа – Microsoft Windows Azure (облачная ОС) и Microsoft Azure Services Platform (реализованная на основе Microsoft.NET). Windows Azure можно рассматривать как "ОС в облаке". Пользователю нет необходимости беспокоиться о ее инсталляции на его компьютере, который может не иметь для этого необходимых ресурсов. Все, что требуется, это иметь Web-браузер и минимальный пакет надстроек (plug-ins) для запуска и использования через браузер облачных сервисов.

В настоящее время многие крупные компании – Microsoft, Google. IBM, Oracle, Amazon и многие более мелкие фирмы, конкурируя друг с другом, заняты разработкой своих облачных сервисов и инструментов для их создания. Имеется тенденция к интеграции "корпоративных облаков" в единое доступное пользователю облако. Из наиболее популярных платформ облачных вычислений назовем Amazon EC2.

2.3. Элементы концепции облачных вычислений

Элементами концепции облачных вычислений являются: инфраструктура как сервис, платформа как сервис, программное обеспечение как сервис, а также бизнес-приложения доступные через Интернет. Иными словами, организация облачных вычислений коренным образом меняет архитектуру системы: в ней необходимо представить все возможности обработки данных, использования программ настройки и т.д. как облачные сервисы.

2.4. Уровни компонент облачных вычислений

Различаются следующие уровни архитектуры облачных вычислений.

Уровень клиента – это клиентское ПО, используемое для доступа к облачным сервисам, например, web- браузер.

Уровень сервисов – это сами сервисы, используемые через облачную модель.

Уровень приложений – это программы, доступные через облако и не требующие инсталляции на компьютере пользователя (в последнем – одно из главных преимуществ облачной модели).

Уровень платформы – это программная платформа, объединяющая полный набор инструментов для развертывания и использования облачных вычислений на пользовательском компьютере (без дополнительных инсталляций, покупки оборудования и др.). Пример такой платформы: Microsoft.NET Azure Services Platform.

Уровень памяти – поддержка хранения данных пользователя и доступа к ним через облако.

Уровень инфраструктуры – предоставление полной виртуализованной платформы через облако, например, Amazon EC2.

Пример организации облачных вычислений с использованием различных уровней приведен на рис. 2.3.

Рис. 2.3. Пример организации облачных вычислений с использованием различных уровней