Облачные вычисления

Облачные вычисления-это доступность по требованию ресурсов компьютерной системы , особенно хранения данных и вычислительной мощности, без непосредственного активного управления пользователем. Термин обычно используется для описания центров обработки данных, доступных многим пользователям через Интернет . Большие облака, преобладающие сегодня, часто имеют функции, распределенные по нескольким местоположениям от центральных серверов. Если соединение с пользователем относительно близко, оно может быть назначено пограничным сервером .

Облака могут быть ограничены одной организацией (enterprise clouds , доступны многим организациям (public cloud) или их комбинацией ( hybrid cloud ).

Облачные вычисления основаны на совместном использовании ресурсов для достижения согласованности и экономии за счет масштаба .

Сторонники публичных и гибридных облаков отмечают,что облачные вычисления позволяют компаниям избежать или минимизировать затраты на ИТ-инфраструктуру. Сторонники облачных вычислений также утверждают, что облачные вычисления позволяют предприятиям быстрее запускать и запускать свои приложения с улучшенной управляемостью и меньшим количеством обслуживания и что это позволяет ИТ-командам быстрее настраивать ресурсы для удовлетворения меняющегося и непредсказуемого спроса. облачные провайдеры обычно используют модель "плати как хочешь", которая может привести к неожиданным операционным расходам, если администраторы не знакомы с моделями облачных цен.

Доступность сетей высокой емкости , недорогих компьютеров и устройств хранения данных , а также широкое внедрение аппаратной виртуализации, сервис-ориентированной архитектуры и автономных и служебных вычислений привели к росту облачных вычислений.

История

"Облачные вычисления" были популяризированы Amazon.com выпустив свой продукт Elastic Compute Cloud в 2006 году, [9] ссылки на фразу "облачные вычисления" появились еще в 1996 году, с первым известным упоминанием во внутреннем документе Compaq.

Символ Облака использовался, чтобы представить сети вычислительного оборудования в оригинальной ARPANET уже к 1977, и CSNET к 1981 — оба предшественника к самому интернету. Слово облако использовалось в качестве метафоры для Интернета, а стандартизированная облачная форма использовалась для обозначения сети на схемах телефонии. При таком упрощении подразумевается, что специфика того, как связаны конечные точки сети, не имеет значения для понимания диаграммы.[ цитата необходима]

Термин "облако" использовался для обозначения платформ для распределенных вычислений еще в 1993 году, когда Apple spin-off General Magic и AT&T использовали его при описании своих (парных) технологий Telescript и PersonaLink. в апрельской функции Wired 1994 года "отличное приключение Билла и Энди II" Энди Герцфельд прокомментировал Telescript, распределенный язык программирования General Magic:

   "Красота Telescript ... разве что теперь, вместо того, чтобы просто иметь устройство для программирования, у нас теперь есть все облако там, где одна программа может идти и путешествовать по многим различным источникам информации и создавать своего рода виртуальный сервис. Никто не задумывался об этом раньше. Пример Джим Уайт [дизайнер Telescript, X. 400 и ASN.1 ] uses now - это служба организации дат, в которой программный агент идет в цветочный магазин и заказывает цветы, а затем идет в билетную кассу и получает билеты на шоу, и все сообщается обеим сторонам." 

Ранняя история

В течение 1960-х начальные понятия разделения времени стали популяризироваться через Rje ( удаленный вход работы); эта терминология была главным образом связана с крупными поставщиками, такими как IBM и DEC . Решения для совместного использования полного рабочего дня были доступны к началу 1970-х годов на таких платформах, как Multics (на оборудовании GE), Cambridge CTSS и самые ранние порты UNIX (на оборудовании DEC). Тем не менее, преобладала модель" центра обработки данных", в которой пользователи отправляли задания операторам для работы на мейнфреймах IBM.

В 1990-х годах телекоммуникационные компании, которые ранее предлагали в основном выделенные двухточечные схемы передачи данных, начали предлагать услуги виртуальной частной сети (VPN) с сопоставимым качеством обслуживания, но по более низкой цене. Переключая трафик так, как они считали нужным для балансировки использования сервера, они могли бы более эффективно использовать общую пропускную способность сети.[ цитата необходима] Они начали использовать облачный символ для обозначения точки разграничения между тем, за что отвечает провайдер и за что отвечают пользователи. Облачные вычисления расширили эту границу, чтобы охватить все серверы, а также сетевую инфраструктуру.Поскольку компьютеры стали более рассеянными, ученые и технологи исследовали способы сделать крупномасштабную вычислительную мощность доступной большему количеству пользователей посредством разделения времени . они экспериментировали с алгоритмами, чтобы оптимизировать инфраструктуру, платформу и приложения, чтобы расположить по приоритетам процессоры и увеличить эффективность для конечных пользователей.

Использование облачной метафоры для виртуализированных сервисов относится, по крайней мере, к General Magic в 1994 году, где она использовалась для описания Вселенной "мест", которые могли бы использовать мобильные агенты в среде Telescript. Как описано Энди Херцфельд:

   "Красота Telescript, - говорит Энди, - заключается в том, что теперь вместо того, чтобы просто программировать устройство, у нас теперь есть все облако, где одна программа может идти и путешествовать по многим различным источникам информации и создавать своего рода виртуальный сервис. 

Использование облачной метафоры приписывается сотруднику General Magic communications Дэвиду Хоффману, основанному на многолетнем использовании в сетях и телекоммуникациях. В дополнение к использованию самой General Magic, он также использовался в продвижении связанных с AT&T сервисов PersonaLink.

2000

Облачные вычисления существуют с 2000 года.

В августе 2006 года Amazon создала дочернюю компанию Amazon Web Services и представила Elastic Compute Cloud (EC2).

В апреле 2008 года Google выпустила Google App Engine в бета-версии.

В начале 2008 года OpenNebula НАСА, усовершенствованная в рамках проекта, финансируемого Европейской комиссией водохранилища, стала первым программным обеспечением с открытым исходным кодом для развертывания частных и гибридных облаков, а также для федерации облаков.

К середине 2008 года, компания Gartner увидели возможность для облачных вычислений ", чтобы сформировать отношения между потребителями ИТ-услуг, тех, кто использует ее услуги и тем, кто продает их"[22] и отмечено, что "организации переходят из принадлежащих компании активов оборудования и программного обеспечения для ТВ-использовать услуги на основе модели" так, что "прогнозируемый переход к компьютерам ... это приведет к резкому росту ИТ-продуктов в некоторых областях и значительному сокращению в других областях."

В 2008 году Национальный научный фонд США начал исследовательскую программу кластера для финансирования научных исследований с использованием кластерной технологии Google-IBM для анализа огромных объемов данных

2010-е

В феврале 2010 года Microsoft выпустила Microsoft Azure, которая была анонсирована в октябре 2008 года. В июле 2010 года Rackspace Hosting и NASA совместно запустили облачную программу с открытым исходным кодом, известную как OpenStack . Проект OpenStack призван помочь организациям, предлагающим облачные сервисы, работающие на стандартном оборудовании. Ранний код пришел с платформы NASA Nebula, а также с платформы облачных файлов Rackspace. В качестве предложения с открытым исходным кодом и наряду с другими решениями с открытым исходным кодом, такими как CloudStack, Ganeti и OpenNebula, он привлек внимание нескольких ключевых сообществ. Несколько исследований направлены на сравнение этих предложений с открытыми источниками на основе набора критериев.

1 марта 2011 года IBM анонсировала платформу IBM SmartCloud для поддержки Smarter Planet . среди различных компонентов Smarter Computing foundation облачные вычисления являются важной частью. 7 июня 2012 года Oracle анонсировала Oracle Cloud .[34] это облачное предложение готово стать первым, которое предоставит пользователям доступ к интегрированному набору ИТ-решений, включая уровни приложений ( SaaS), платформы ( PaaS) и инфраструктуры ( IaaS).[35][36][37]

В мае 2012 года Google Compute Engine был выпущен в предварительном просмотре, а в декабре 2013 года был выпущен в общую доступность.

Подобные понятия

Цель облачных вычислений состоит в том, чтобы позволить пользователям воспользоваться всеми этими технологиями без необходимости глубоких знаний или опыта работы с каждой из них. Облако стремится сократить расходы и помогает пользователям сосредоточиться на своем основном бизнесе вместо того, чтобы препятствовать ИТ-препятствиям.[39] основной разрешающей технологией для облачных вычислений является виртуализация . Программное обеспечение виртуализации разделяет физическое вычислительное устройство на одно или несколько "виртуальных" устройств, каждое из которых может легко использоваться и управляться для выполнения вычислительных задач. Виртуализация на уровне операционной системы по существу, создавая масштабируемую систему из множества независимых вычислительных устройств, свободные вычислительные ресурсы могут быть распределены и использованы более эффективно. Виртуализация обеспечивает гибкость, необходимую для ускорения ИТ-операций, и снижает затраты за счет увеличения использования инфраструктуры . Автономные вычисления автоматизируют процесс, посредством которого пользователь может предоставлять ресурсы по требованию . Минимизируя вовлеченность пользователей, автоматизация ускоряет процесс, снижает трудозатраты и снижает вероятность человеческих ошибок.[39]]

Пользователи регулярно сталкиваются с трудными бизнес-проблемами. Облачные вычисления используют концепции сервис-ориентированной архитектуры (SOA), которые могут помочь пользователю разбить эти проблемы на службы, которые могут быть интегрированы для обеспечения решения. Облачные вычисления предоставляют все свои ресурсы в качестве сервисов и используют устоявшиеся стандарты и лучшие практики, полученные в области SOA, чтобы обеспечить глобальный и легкий доступ к облачным сервисам стандартизированным способом.

Облачные вычисления также используют концепции от служебных вычислений для предоставления метрик для используемых служб. Такие показатели лежат в основе моделей оплаты за использование публичных облаков. Кроме того, измеряемые услуги являются неотъемлемой частью контура обратной связи в автономных вычислениях, что позволяет масштабировать услуги по требованию и выполнять автоматическое восстановление после сбоев. Облачные вычисления-это своего рода грид-вычисления; они эволюционировали, обратившись к QoS (качеству обслуживания) и надежности проблемы. Облачные вычисления предоставляют инструменты и технологии для создания интенсивных параллельных приложений с данными/вычислениями по гораздо более доступным ценам по сравнению с традиционными методами параллельных вычислений.

Облачные вычисления совместно используют характеристики:

• Клиент — серверная модель–клиент-серверные вычисления в широком смысле относятся к любому распределенному приложению, которое различает поставщиков услуг (серверов) и запросчиков услуг (клиентов).
• Компьютерное бюро-сервисное бюро, предоставляющее Компьютерные услуги, особенно с 1960-х по 1980-е годы.
• Грид-вычисление - серая форма распределенных и параллельных вычислений, в соответствии с которой "супер и виртуальный компьютер" состоит из кластера сетевых, слабо связанных компьютеров, действующих совместно для выполнения очень больших задач.
• Fog computing - распределенная вычислительная парадигма, которая предоставляет службы данных, вычислений, хранения и приложений ближе к клиентским или пользовательским пограничным устройствам, таким как сетевые маршрутизаторы. Кроме того, fog computing обрабатывает данные на сетевом уровне, на интеллектуальных устройствах и на стороне конечного пользователя (например, мобильных устройствах) вместо отправки данных в удаленное местоположение для обработки.
• Мэйнфреймовые компьютеры-мощные компьютеры, используемые в основном крупными организациями для важных приложений, обычно для массовой обработки данных, таких как: перепись ; статистика промышленности и потребителей; полиция и секретные разведывательные службы; планирование корпоративных ресурсов ; и обработка финансовых транзакций .
• Коммунальные вычисления - " упаковка вычислительных ресурсов, таких как вычисления и хранение, как измеренная услуга, подобная традиционной общественной полезности, такой как электричество."
• Одноранговая распределенная архитектура без необходимости централизованной координации. Участники являются как поставщиками, так и потребителями ресурсов (в отличие от традиционной клиент–серверной модели).
• Зеленые вычисления
• Облачная песочница-живая изолированная компьютерная среда, в которой программа, код или файл могут выполняться без влияния на приложение, в котором они выполняются.

Характеристики

Облачные вычисления обладают следующими ключевыми характеристиками:

• Гибкость для организаций может быть улучшена, так как облачные вычисления могут повысить гибкость пользователей за счет повторного предоставления, добавления или расширения ресурсов технологической инфраструктуры.
• На снижение затрат претендуют облачные провайдеры. Модель доставки через публичное облако преобразует капитальные затраты (например, покупку серверов) в операционные расходы .Это предположительно снижает барьеры для входа, поскольку инфраструктура, как правило, обеспечивается третьей стороной и не должна быть куплена для одноразовых или нечастых интенсивных вычислительных задач. Ценообразование на основе вычислений полезности является "мелкозернистым", с вариантами биллинга на основе использования. Кроме того, для реализации проектов, использующих облачные вычисления, требуется меньше собственных ИТ-навыков. современное хранилище электронного финансового проекта содержит несколько статей, более подробно рассматривающих аспекты затрат, большинство из которых заключают, что экономия затрат зависит от типа поддерживаемой деятельности и типа инфраструктуры, доступной внутри компании.
• Независимость устройства и местоположения позволяет пользователям получать доступ к системам с помощью веб-браузера независимо от их местоположения или того, какое устройство они используют (например, ПК, мобильный телефон). Поскольку инфраструктура находится за пределами площадки (обычно предоставляется третьей стороной) и доступ к ней осуществляется через интернет, пользователи могут подключаться к ней из любого места.
• Обслуживание приложений облачных вычислений проще, потому что они не должны быть установлены на компьютере каждого пользователя и могут быть доступны из разных мест (например, в разных местах работы, во время путешествия и т.д.).).
• Мультитенанс обеспечивает совместное использование ресурсов и затрат в большом пуле пользователей, что позволяет:
• централизация инфраструктуры в местах с более низкими затратами (например, недвижимость, электричество и т.д.))
• Пиковая грузоподъемность увеличивается (пользователям не требуется инженер и платить за ресурсы и оборудование для удовлетворения их максимально возможных уровней нагрузки)
• использование и повышение эффективности для систем, которые часто используются только на 10-20%.
• Производительность контролируется ИТ-специалистами поставщика услуг, а согласованные и слабо связанные архитектуры создаются с использованием веб-служб в качестве интерфейса системы.
• Производительность может быть увеличена, если несколько пользователей могут работать с одними и теми же данными одновременно, а не ждать их сохранения и отправки по электронной почте. Время может быть сохранено, так как информация не требуется повторно вводить, когда поля совпадают, и пользователям не нужно устанавливать обновления прикладного программного обеспечения на свой компьютер.
• Надежность повышается при использовании нескольких избыточных сайтов, что делает хорошо разработанные облачные вычисления пригодными для обеспечения непрерывности бизнеса и аварийного восстановления .
• Масштабируемость и эластичность с помощью динамического ("по требованию") инициализацию ресурсов на мелкозернистые, самообслуживания в режиме реального времени (замечу, ВМ, время запуска зависит от типа виртуальной машины, местоположения, ОС и облачных провайдеров, без участия пользователя, чтобы инженер при пиковых нагрузках. это дает возможность масштабироваться, когда потребность в использовании увеличивается или уменьшается, если ресурсы не используются. новые подходы к управлению эластичностью включают использование методов машинного обучения для предложения эффективных моделей эластичности.
• Безопасность может улучшиться за счет централизации данных, увеличения ресурсов, ориентированных на безопасность, и т.д. однако могут сохраняться опасения по поводу потери контроля над определенными конфиденциальными данными и отсутствия безопасности для хранимых ядер . Безопасность часто так же хороша или лучше, чем другие традиционные системы, отчасти потому, что поставщики услуг могут выделять ресурсы для решения проблем безопасности, которые многие клиенты не могут позволить себе решать или которым им не хватает технических навыков для решения. Однако сложность обеспечения безопасности значительно возрастает, когда данные распределяются по более широкой области или по большему числу устройств, а также в многопользовательских системах, совместно используемых несвязанными пользователями. Кроме того, доступ пользователей к журналам аудита безопасности может быть затруднен или невозможен. Частные облачные установки частично мотивированы желанием пользователей сохранить контроль над инфраструктурой и избежать потери контроля над информационной безопасностью.

Определение облачных вычислений Национальным институтом стандартов и технологий определены " пять основных характеристик":

• Самообслуживание по требованию. Потребитель может в одностороннем порядке предоставлять вычислительные возможности, такие как серверное время и сетевое хранилище, при необходимости автоматически, не требуя человеческого взаимодействия с каждым поставщиком услуг.

• Широкий доступ к сети. Возможности доступны по сети и доступны через стандартные механизмы, которые способствуют использованию разнородных тонких или толстых клиентских платформ (например, мобильные телефоны, планшеты , ноутбуки и рабочие станции).

• Объединение ресурсов . Вычислительные ресурсы поставщика объединяются в пул для обслуживания нескольких потребителей с использованием мультитенантной модели с различными физическими и виртуальными ресурсами, динамически назначаемыми и переназначаемыми в соответствии с потребительским спросом.

• Быстрая эластичность. Возможности могут быть эластично предоставлены и освобождены, в некоторых случаях автоматически, для быстрого масштабирования наружу и внутрь в соответствии со спросом. Для потребителя возможности, доступные для предоставления ресурсов, часто кажутся неограниченными и могут быть присвоены в любом количестве в любое время.

• Измеренное обслуживание. Облачные системы автоматически контролируют и оптимизируют использование ресурсов, используя возможность измерения на некотором уровне абстракции, соответствующей типу сервиса (например, хранение, обработка, пропускная способность и активные учетные записи пользователей). Использование ресурсов можно контролировать, контролировать и сообщать, обеспечивая прозрачность как для поставщика, так и для потребителя используемой услуги.
• - Национальный институт стандартов и технологий

Сервисные модели

Модели облачных вычислений, расположенные в виде слоев в стеке

Хотя сервис-ориентированная архитектура защитники "все как услуга" (с сокращениями Еаас или XaaS, или просто ААС), облачные провайдеры предлагают свои "услуги" в соответствии с различными моделями, из которых три стандартных моделей в США : инфраструктура как услуга (IaaS), платформа как услуга (PaaS) и программное обеспечение как услуга (SaaS). эти модели предлагают увеличивающуюся абстракцию; они таким образом часто изображаются как слои в стеке: инфраструктура, платформа и программное обеспечение как услуга, но они не обязательно должны быть связаны. Например, можно предоставить SaaS, реализованные на физических машинах (голый металл), без использования базовых слоев PaaS или IaaS, и наоборот, можно запустить программу на IaaS и получить к ней доступ напрямую, не обертывая ее как SaaS.

Инфраструктура как услуга (IaaS)

Главная статья: инфраструктура как услуга

"Инфраструктура как услуга" (IaaS) относится к онлайн-сервисам, которые предоставляют API высокого уровня, используемые для разыменования различных низкоуровневых деталей базовой сетевой инфраструктуры, таких как физические вычислительные ресурсы, местоположение, разделение данных, масштабирование, безопасность, резервное копирование и т. д. Гипервизор запускает виртуальные машины в качестве гостей. Пулы гипервизоров в облачной операционной системе могут поддерживать большое количество виртуальных машин и возможность масштабирования служб вверх и вниз в соответствии с различными требованиями клиентов. Контейнеры Linux выполняются в изолированных разделах одного ядра Linux работает непосредственно на физическом оборудовании. Cgroups и пространства имен Linux являются базовыми технологиями ядра Linux, используемыми для изоляции, защиты и управления контейнерами. Контейнеризация обеспечивает более высокую производительность, чем виртуализация, поскольку нет накладных расходов гипервизора. Кроме того, емкость контейнера автоматически масштабируется динамически с вычислительной нагрузкой, что устраняет проблему чрезмерной подготовки и позволяет использовать биллинг. облака IaaS часто предлагают дополнительные ресурсы, такие как библиотека образов дисков виртуальных машин, хранилище необработанных блоков, хранилище файлов или объектов брандмауэры, балансировщики нагрузки, IP-адреса, виртуальные локальные сети (VLAN) и пакеты программного обеспечения.

Определение облачных вычислений NIST описывает IaaS как "где потребитель может развернуть и запустить произвольное программное обеспечение, которое может включать в себя операционные системы и приложения. Потребитель не управляет базовой облачной инфраструктурой, но имеет контроль над операционными системами, хранилищем и развернутыми приложениями; и, возможно, ограниченный контроль над отдельными сетевыми компонентами (например, брандмауэрами хоста)."

Поставщики IaaS-cloud предоставляют эти ресурсы по требованию из своих больших пулов оборудования, установленных в центрах обработки данных . Для подключения к глобальной сети клиенты могут использовать Интернет или облака операторов связи (выделенные виртуальные частные сети). Для развертывания приложений пользователи облака устанавливают образы операционных систем и прикладное программное обеспечение в облачной инфраструктуре. В этой модели облачный пользователь исправляет и поддерживает операционные системы и прикладное программное обеспечение. Облачные провайдеры обычно выставляют счета за услуги инфраструктуры как услуги на основе служебных вычислений: стоимость отражает объем выделенных и потребленных ресурсов.

Платформа как услуга (PaaS)

Главная статья: платформа как услуга

Определение NIST облачных вычислений определяет платформу как услугу как:

   Потребителю предоставляется возможность развертывания в облачной инфраструктуре приложений, созданных или приобретенных потребителем с использованием языков программирования, библиотек, служб и средств, поддерживаемых поставщиком. Потребитель не управляет и не контролирует базовую облачную инфраструктуру, включая сеть, серверы, операционные системы или хранилище, но имеет контроль над развернутыми приложениями и, возможно, параметрами конфигурации для среды размещения приложений. 

Поставщики PaaS предлагают разработчикам приложений среду разработки. Поставщик обычно разрабатывает инструментарий и стандарты для разработки и каналы распространения и оплаты. В моделях PaaS облачные провайдеры предоставляют вычислительную платформу, обычно включающую операционную систему, среду выполнения на языке программирования, базу данных и веб-сервер. Разработчики приложений могут разрабатывать и запускать свои программные решения на облачной платформе без затрат и сложности покупки и управления базовыми аппаратными и программными уровнями. С некоторыми предложениями PaaS, такими как Microsoft Azure, Oracle Cloud Platform и Google App Engine, базовый компьютер и ресурсы хранения автоматически масштабируются в соответствии с требованиями приложения, чтобы пользователю облака не приходилось выделять ресурсы вручную. Последнее также было предложено архитектурой, направленной на облегчение работы в режиме реального времени в облачных средах.[64] [ нужна цитата для проверки]

Некоторые поставщики услуг интеграции и управления данными также используют специализированные приложения PaaS в качестве моделей доставки решений для обработки данных. Примеры включают iPaaS (Integration Platform as a Service) и dPaaS (Data Platform as a Service) . iPaaS позволяет клиентам разрабатывать, выполнять и управлять интеграционными потоками.[65] в рамках модели интеграции iPaaS клиенты управляют разработкой и развертыванием интеграций без установки или управления каким-либо оборудованием или промежуточным программным обеспечением.[66] dPaaS предоставляет продукты интеграции и управления данными как полностью управляемый сервис.[67]] В рамках модели dPaaS поставщик PaaS, а не клиент управляет разработкой и выполнением решений для обработки данных, создавая индивидуальные приложения данных для клиента. пользователи dPaaS сохраняют прозрачность и контроль над данными с помощью инструментов визуализации данных.[68] потребители платформы как услуги (PaaS) не управляют и не контролируют базовую облачную инфраструктуру, включая сеть, серверы, операционные системы или хранилище, но имеют контроль над развернутыми приложениями и, возможно, параметрами конфигурации для среды размещения приложений .

Программное обеспечение как услуга (SaaS)

Главная статья: программное обеспечение как услуга

Определение NIST ' s облачных вычислений определяет программное обеспечение как услугу как:

   Потребителю предоставляется возможность использовать приложения поставщика, работающие в облачной инфраструктуре . Приложения доступны с различных клиентских устройств через тонкий клиентский интерфейс, такой как веб-браузер (например, электронная почта) или интерфейс программы. Потребитель не управляет и не контролирует базовую облачную инфраструктуру, включая сеть, серверы, операционные системы, хранилище или даже отдельные возможности приложения, за исключением ограниченных пользовательских параметров конфигурации приложения. 

В модели программного обеспечения как службы (SaaS) пользователи получают доступ к прикладному программному обеспечению и базам данных . Облачные провайдеры управляют инфраструктурой и платформами, на которых выполняются приложения. SaaS иногда упоминается как" программное обеспечение по требованию " и, как правило, по цене с оплатой за использование или с использованием абонентской платы. В модели SaaS облачные провайдеры устанавливают и управляют прикладным программным обеспечением в облаке, а пользователи облака получают доступ к программному обеспечению от облачных клиентов. Пользователи облака не управляют облачной инфраструктурой и платформой, на которой выполняется приложение. Это устраняет необходимость установки и запуска приложения на собственных компьютерах пользователя облака, что упрощает обслуживание и поддержку. Облачные приложения отличаются от других приложений масштабируемостью, которая может быть достигнута путем клонирования задач на несколько виртуальных машин во время выполнения для удовлетворения меняющегося спроса на работу. балансировщики нагрузки распределите работу по набору виртуальных машин. Этот процесс прозрачен для пользователя Облака, который видит только одну точку доступа . Для размещения большого числа облачных пользователей облачные приложения могут быть мультитенантными, то есть любой компьютер может обслуживать несколько облачных организаций.

Модель ценообразования для приложений SaaS обычно представляет собой ежемесячную или годовую фиксированную плату за пользователя, поэтому цены становятся масштабируемыми и регулируемыми, если пользователи добавляются или удаляются в любой момент.[72] сторонники утверждают, что SaaS дает бизнесу потенциал, чтобы уменьшить операционные затраты ИТ путем аутсорсинга обслуживание аппаратного и программного обеспечения и поддержка облачного провайдера. Это позволяет бизнесу перераспределить затраты на ИТ-операции в сторону от расходов на аппаратное / программное обеспечение и расходов на персонал для достижения других целей. Кроме того, при централизованном размещении приложений обновления могут быть выпущены без необходимости установки нового программного обеспечения. Одним из недостатков SaaS является хранение данных пользователей на сервере облачного провайдера. В результате может быть несанкционированный доступ к данным.

Мобильный "бэкэнд" как услуга (MBaaS)

Главная статья: мобильный бэкэнд как услуга

В мобильных "данных" как услуга (м) модель, также известный как бэкенд как услуга (BaaS), веб-приложение и мобильное приложение разработчики предоставили возможность связать свои приложения для облачных систем хранения данных и облачных вычислений с помощью интерфейсов программирования приложений (API-интерфейсы) подвергается их приложения и пользовательские наборы средств разработки программного обеспечения (SDK) для. Услуги включают в себя управление пользователями, push-уведомления , интеграцию со службами социальных сетей и многое другое. Это-относительно недавняя модель в облачных вычислениях, с большинством стартапов BaaS, датирующихся с 2011 или позже однако тенденции указывают на то, что эти услуги получают значительное распространение среди корпоративных потребителей.

Бессерверные вычисления

Основная статья: бессерверные вычисления

Бессерверные вычисления-это модель выполнения кода облачных вычислений, в которой поставщик облачных вычислений полностью управляет запуском и остановкой виртуальных машин по мере необходимости для обслуживания запросов, а запросы оплачиваются абстрактной мерой ресурсов, необходимых для удовлетворения запроса, а не на виртуальную машину, в час.[79] несмотря на название, на самом деле это не связано с запуском кода без серверов.Бессерверные вычисления называются так потому, что бизнесу или лицу, владеющему системой, не нужно покупать, арендовать или предоставлять серверы или виртуальные машины для запуска внутреннего кода.

Функция как услуга (FaaS)

Главная статья: функция как услуга

Функция как служба (FaaS)-это удаленный вызов процедур, размещенных в службе, который использует бессерверные вычисления для развертывания отдельных функций в облаке, выполняемых в ответ на события. FaaS включен в более широкий термин бессерверное вычисление , но термины могут также использоваться взаимозаменяемо.

Модели развертывания

Частное облако

Частное облако-это облачная инфраструктура, работающая исключительно для одной организации, управляемой как внутри страны, так и третьей стороной и размещаемая как внутри, так и за ее пределами.реализация проекта частного облака требует значительного участия в виртуализации бизнес-среды и требует от организации переоценки решений о существующих ресурсах. Это может улучшить бизнес, но каждый шаг в проекте поднимает вопросы безопасности, которые должны быть решены для предотвращения серьезных уязвимостей. Самостоятельные центры обработки данных [82] как правило, капиталоемкие. Они имеют значительный физический след, требуя распределения космоса, оборудования, и контроля окружающей среды. Эти активы необходимо периодически обновлять, что приводит к дополнительным капитальным затратам. Они вызвали критику, потому что пользователи "все еще должны покупать, строить и управлять ими" и таким образом не извлекают выгоду из менее практического управления, по существу "[отсутствие] экономической модели, которая делает облачные вычисления такой интригующей концепцией".

Публичное облако

Облако называется "общедоступным облаком", когда службы отображаются по сети, открытой для общего пользования. Общедоступные облачные сервисы могут быть бесплатными.Технически разница между публичной и частной облачной архитектурой может быть незначительной или вообще отсутствовать, однако соображения безопасности могут существенно отличаться для служб (приложений, хранилищ и других ресурсов), которые предоставляются поставщиком услуг для публичной аудитории и когда связь осуществляется по недоверенной сети . Как правило, поставщики общедоступных облачных сервисов, таких как Amazon Web Services (AWS), Oracle Microsoft и Google владеют и управляют инфраструктурой в своем центре обработки данных, а доступ, как правило, осуществляется через Интернет. AWS, Oracle, Microsoft и Google также предлагают услуги прямого подключения, называемые "AWS Direct Connect", "Oracle fastconnect", "Azure ExpressRoute" и "Cloud Interconnect" соответственно, такие соединения требуют от клиентов покупки или аренды частного подключения к точке пиринга, предлагаемой поставщиком облака.[44][87]

Гибридное облако

Гибридное облако-это состав из двух или более облаков (частных, общественных или общедоступных), которые остаются отдельными объектами, но связаны друг с другом, что дает преимущества нескольких моделей развертывания. Гибридное облако может также означать возможность подключения коллокационных, управляемых и / или выделенных служб к облачным ресурсам. Gartner определяет гибридный облачный сервис как сервис облачных вычислений, который состоит из некоторой комбинации частных, государственных и общественных облачных сервисов от различных поставщиков услуг.[88] Гибридная облачная служба пересекает границы изоляции и поставщика, поэтому ее нельзя просто отнести к одной категории частных, общедоступных или облачных служб сообщества. Он позволяет расширить емкость или возможности облачной службы путем агрегации, интеграции или настройки с другой облачной службой.

Существуют различные варианты использования гибридной облачной композиции. Например, организация может хранить конфиденциальные данные клиента в частном облачном приложении, но соединять это приложение с приложением бизнес-аналитики, предоставляемым в общедоступном облаке в качестве службы программного обеспечения. Этот пример гибридного облака расширяет возможности предприятия по предоставлению определенной бизнес - услуги путем добавления внешних общедоступных облачных служб. Внедрение гибридного облака зависит от ряда факторов, таких как требования безопасности и соответствия требованиям, уровень контроля над данными и приложения, используемые организацией.

Другим примером гибридного облака является то, где ИТ-организации используют ресурсы публичных облачных вычислений для удовлетворения временных потребностей в емкости, которые не могут быть удовлетворены частным облаком.Эта возможность позволяет гибридным облакам использовать разрыв облаков для масштабирования по облакам.[60] Cloud bursting-это модель развертывания приложений, в которой приложение работает в частном облаке или центре обработки данных и "взрывается" в общедоступное облако, когда увеличивается потребность в вычислительных мощностях. Основным преимуществом облачного разрыва и гибридной облачной модели является то, что организация платит за дополнительные вычислительные ресурсы только тогда, когда они необходимы.Разрыв облака позволяет центрам обработки данных создавать собственную ИТ-инфраструктуру, которая поддерживает средние рабочие нагрузки, и использовать облачные ресурсы из общедоступных или частных облаков во время всплесков требований обработки.Специализированная модель гибридного облака, построенная поверх разнородного оборудования, называется "кросс-платформенное гибридное облако". Кросс-платформенное гибридное облако обычно питается от различных архитектур ЦП, например x86-64 и ARM. Пользователи могут прозрачно развертывать и масштабировать приложения, не зная об аппаратном разнообразии облака. этот вид облака возникает из-за роста ARM-системы на чипе для вычислений серверного класса.

Облако сообщества

Community cloud разделяет инфраструктуру между несколькими организациями из определенного сообщества с общими проблемами (безопасность, соответствие, юрисдикция и т. д.).), управляется ли внутренне или третьей стороной, и или размещено внутренне или внешне. Затраты распределены по меньшему количеству пользователей, чем общедоступное облако (но больше, чем частное облако), поэтому реализуется только часть потенциала экономии затрат облачных вычислений.[60]

Распределенное облако

Платформа облачных вычислений может быть собрана из распределенного набора машин в разных местах, подключенных к одной сети или службе-концентратору. Можно различать два типа распределенных облаков:общедоступные и добровольные.

• Общедоступные вычислительные ресурсы-этот тип распределенного облака является результатом расширенного определения облачных вычислений, поскольку они более похожи на распределенные вычисления, чем облачные вычисления. Тем не менее, он считается подклассом облачных вычислений.
• Волонтерское облако-волонтерские облачные вычисления характеризуются как пересечение публичных вычислений ресурсов и облачных вычислений, где инфраструктура облачных вычислений строится с использованием добровольных ресурсов. Многие проблемы возникают из-за такого типа инфраструктуры из-за неустойчивости ресурсов, используемых для ее создания, и динамичной среды, в которой она работает. Его также можно назвать одноранговыми облаками или одноранговыми облаками. Интересным направлением в этом направлении является Cloud@Home, целью которого является внедрение инфраструктуры облачных вычислений с использованием добровольных ресурсов, обеспечивающих бизнес-модель для стимулирования взносов путем финансовой реституции.[95]

Multicloud Главная статья: Multicloud

Multicloud-это использование нескольких облачных вычислений в единой гетерогенной архитектуре для снижения зависимости от отдельных поставщиков, повышения гибкости за счет выбора, смягчения последствий стихийных бедствий и т. д. Он отличается от гибридного облака тем, что относится к нескольким облачным службам, а не к нескольким режимам развертывания (публичному, частному, устаревшему). Облако больших данных

Вопросы передачи больших объемов данных в облако, а также безопасности данных после того как данные в облаке изначально затруднено принятие облачных технологий для больших данных, но теперь, когда объем данных происходит в облаке, а с появлением "голого" сервера, облако стало решение для использования в том числе бизнес - аналитики и геопространственного анализа. Облако HPC HPC cloud относится к использованию облачных вычислений услуг и инфраструктуры для выполнения высокопроизводительных вычислений (HPC) приложений. эти приложения потребляют значительное количество вычислительной мощности и памяти и традиционно выполняются на кластерах компьютеров. В 2016 году несколько компаний, включая R-HPC , Amazon Web Services , Univa , Silicon Graphics International, Sabalcore, Gomput и Penguin Computing, предложили высокопроизводительное вычислительное облако. Облако Penguin On Demand (POD) было одним из первых невиртуализированных удаленных сервисов HPC, предлагаемых на платной основе. Penguin Computing запустила HPC cloud в 2016 году в качестве альтернативы Amazon EC2 Elastic Compute Cloud, которая использует виртуализированные вычислительные узлы

Архитектура

Пример архитектуры облачных вычислений

Архитектура облака, архитектура систем программных систем, вовлеченных в доставку облачных вычислений, как правило, включает многократные облачные компоненты, сообщающиеся друг с другом по механизму свободной связи, такому как очередь обмена сообщениями . Эластичное обеспечение подразумевает разум в пользе плотного или свободного соединения как приложено к механизмам как эти и другие.

Облачная инженерия

Облачная инженерия-это применение инженерных дисциплин к облачным вычислениям. Он привносит системный подход к проблемам коммерциализации, стандартизации и управления на высоком уровне при разработке, разработке, эксплуатации и обслуживании облачных вычислительных систем. Это мультидисциплинарный метод, охватывающий вклад из различных областей , таких как системы , программное обеспечение , веб , производительность , информационные технологии , безопасность , платформа , риск и инженерия качества.

Безопасность и конфиденциальность

Главная статья: проблемы облачных вычислений

Облачные вычисления создают проблемы конфиденциальности, потому что поставщик услуг может получить доступ к данным, которые находятся в облаке в любое время. Это может случайно или намеренно изменить или удалить информацию. многие облачные провайдеры могут обмениваться информацией с третьими лицами, если это необходимо для целей закона и порядка без ордера. Это разрешено в их политике конфиденциальности, с которой пользователи должны согласиться до начала использования облачных сервисов. Решения для обеспечения конфиденциальности включают политику и законодательство, а также выбор конечных пользователей способа хранения данных.Пользователи могут шифровать данные, которые обрабатываются или хранятся в облаке для предотвращения несанкционированного доступа. система управления идентификацией также может обеспечить практические решения проблем конфиденциальности в облачных вычислениях. Эти системы проводят различие между авторизованными и неавторизованными пользователями и определяют объем данных, доступных каждому объекту [109] системы работают, создавая и описывая удостоверения, записывая действия и избавляясь от неиспользуемых удостоверений.

По данным Cloud Security Alliance, тремя основными угрозами в облаке являются небезопасные интерфейсы и API, потеря и утечка данных, а также отказ оборудования, на долю которых приходится 29%, 25% и 10% всех отключений безопасности облака соответственно. Вместе они образуют общие технологические уязвимости. В платформе облачного провайдера, совместно используемой разными пользователями, может существовать вероятность того, что информация, принадлежащая разным клиентам, находится на одном сервере данных. Кроме Того, Евгений Шульц, главный технический директор Emagined Security, сказал, что хакеры тратят значительное время и усилия на поиск способов проникновения в облако. "Есть некоторые реальные ахиллесовы пяты в облачной инфраструктуре, которые делают большие дыры для плохих парней, чтобы попасть". Поскольку данные сотен или тысяч компаний могут храниться на больших облачных серверах, хакеры теоретически могут получить контроль над огромными хранилищами информации с помощью одной атаки—процесса, который он назвал "гиперджекингом". Некоторые примеры этого включают нарушение безопасности Dropbox и утечку iCloud 2014. Dropbox был нарушен в октябре 2014, имея более 7 миллионов своих паролей пользователей, украденных хакерами, чтобы получить денежную оценку от него биткойнами (BTC). Имея эти пароли, они могут читать личные данные, а также индексировать эти данные поисковыми системами (делая информацию общедоступной).

Существует проблема законного владения данными (если пользователь хранит некоторые данные в облаке, может ли облачный провайдер получить от этого прибыль?). Многие соглашения об условиях обслуживания молчат по вопросу о собственности. физический контроль компьютерного оборудования (частное облако) является более безопасным, чем наличие оборудования вне площадки и под чьим-либо контролем (публичное облако). Это дает большой стимул поставщикам услуг публичных облачных вычислений уделять приоритетное внимание созданию и поддержанию эффективного управления защищенными службами.[112] некоторые малые предприятия, которые не имеют опыта в этом безопасность может оказаться более безопасной для использования общедоступного облака. Существует риск того, что конечные пользователи не поймут проблем, возникающих при входе в облачный сервис (люди иногда не читают много страниц соглашения об условиях обслуживания и просто нажимают "принять", не читая). Это важно сейчас, когда облачные вычисления становятся популярными и необходимы для работы некоторых сервисов, например для интеллектуального личного помощника (Apple Siri или Google Now). По сути, частное облако считается более безопасным с более высоким уровнем контроля для владельца, однако публичное облако считается более гибким и требует меньше времени и денег от пользователя.

Ограничения и недостатки

По словам Брюса Шнайера, " недостатком является то, что у вас будут ограниченные возможности настройки. Облачные вычисления дешевле из — за экономии масштаба , и — как и любая аутсорсинговая задача-вы, как правило, получаете то, что получаете. Ресторан с ограниченным меню дешевле, чем личный шеф-повар, который может приготовить все, что вы хотите. Меньше вариантов по гораздо более низкой цене: это функция, а не ошибка."Он также предполагает, что" облачный провайдер может не удовлетворить ваши юридические потребности " и что компаниям необходимо взвесить преимущества облачных вычислений против рисков. В облачных вычислениях управление серверной инфраструктурой ограничивается только поставщиком облачных вычислений. Облачные провайдеры часто выбирают политики управления, которые смягчают действия пользователей облака при развертывании. облачные пользователи также ограничены контролем и управлением их приложениями, данными и услугами. это включает в себя ограничения данных , которые помещаются на пользователей облака поставщиком облака, выделяющим определенный объем пропускной способности для каждого клиента, и часто разделяются между другими пользователями облака.

Конфиденциальность и конфиденциальность являются большими проблемами в некоторых видах деятельности. Например, присяжные переводчики, работающие в соответствии с условиями NDA , могут столкнуться с проблемами в отношении конфиденциальных данных, которые не зашифрованы .

Облачные вычисления выгодны многим предприятиям; они снижают затраты и позволяют им сосредоточиться на компетенции, а не на вопросах ИТ и инфраструктуры. Тем не менее, облачные вычисления, как оказалось, имеют некоторые ограничения и недостатки, особенно для небольших бизнес-операций, особенно в отношении безопасности и простоев. Технические сбои неизбежны и происходят иногда, когда поставщики облачных услуг (CSP) становятся перегружены в процессе обслуживания своих клиентов. Это может привести к временной приостановке бизнеса. Поскольку системы этой технологии зависят от интернета, человек не может получить доступ к своим приложениям, серверу или данным из облака во время сбоя.

Новые тенденции

Облачные вычисления по-прежнему являются предметом исследований. движущим фактором в развитии облачных вычислений были главные технологические чиновники, стремящиеся минимизировать риск внутренних перебоев и смягчить сложность жилищной сети и внутреннего компьютерного оборудования. крупные облачные технологии компании инвестируют миллиарды долларов в год в облачные исследования и разработки . Например, в 2011 году Microsoft выделила 90% своего бюджета на НИОКР в размере 9,6 млрд. долл. Исследования инвестиционного банка Centaur Partners в конце 2015 года показали, что выручка SaaS вырастет с $13,5 млрд в 2011 году до $32,8 млрд в 2016 году.

Цифровая судебная экспертиза в облаке

Вопрос о проведении расследований в тех случаях, когда облачные устройства хранения данных не могут быть физически доступны, породил ряд изменений в способе обнаружения и сбора цифровых доказательств.[122]были разработаны новые модели процессов для формализации сбора.[123]]

В некоторых сценариях для доступа к облачному хранилищу в виде сетевых дисков можно использовать существующие инструменты цифровой экспертизы (хотя это медленный процесс, генерирующий большой объем интернет-трафика).

Альтернативный подход заключается в развертывании инструмента, который обрабатывает в самом облаке

Для организаций, использующих Office 365 с подпиской "E5", есть возможность использовать встроенные ресурсы Microsoft для обнаружения электронных данных, хотя они не предоставляют все функции, которые обычно требуются для судебного процесса.

См. также

• Категория поставщики облачных вычислений]]
• Категория облачные платформы]]
• Облачная совместная работа
• Безопасность облачных вычислений
• Сравнение облачных вычислений
• Управление облаком
• Облачные исследования
• Облачная робототехника
• Облачное хранилище
• Облачко
• Вычисление росы
• Вычисление края
• eScience
• Вычисление тумана
• Робототехника тумана
• Микросервисы
• Мобильные облачные вычисления
• Персональное облако
• Робот как услуга
• Сервис-ориентированная архитектура
• Разделение времени
• Вездесущие вычисления
• Веб-вычисления

Дальнейшее чтение

• Миллард, Кристофер (2013). Закон Облачных Вычислений . Издательство Оксфордского Университета.
• Сингх, Jatinder; Powles, Джулия; Паскье, Томас; Бекон, Жан (Июль 2015). "Управление потоком данных и соответствие в облачных вычислениях". Облачные вычисления
• Армбруст, Майкл; Стоика, Ион; Захария, Матей; Фокс, Армандо; Гриффит, Реан; Джозеф, Энтони Д.; Кац, Рэнди; Конвински, Энди; Ли, Гунхо; Паттерсон, Дэвид; Рабкин, Ариэль (1 Апреля 2010). * "Взгляд на облачные вычисления". Коммуникации АСМ .
• Hu, Tung-Hui (2015). Предыстория облака . Пресса MIT. .
• Mell, P. (2011, 31 Сентября). Определение NIST облачных вычислений

Пруф

.gridpp.ac.uk/ GridPP