Облачные вычисления

ОБЛАЧНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ

CLOUDY CALCULATIONS А. М. Головань, Ф. К. Клашанов, С. Н. Петрова A.M. Golovan, F.K. Klashanov, S.P. Petrova

ФГБОУ ВПО «МГСУ»

В статье раскрывается область применения, содержание, актуальность технологии облачных вычислений, а также ее практическое применение в строительстве. Рассматриваются основные пользователи и виды услуг, которые могут оказать облачные вычисления.

The application opens in article, contents, urgency to technologies of the cloudy calculations, as well as its practical application in construction. They are considered main users and types of the services, which can render the cloudy calculations.

Технология облачного вычисления, как идея "Resources on demand " (Ресурсы по требованию) не является абсолютно новой, это идея использования ресурсов, не принадлежащих пользователю. Особенно энергично эти технологии применяются в настоящее время и область их применения неуклонно расширяется. Предшественницей технологии «Ресурсы по требованию» была технология распределенных вычислений. Технология распределенных вычислений позволяла решать очень громоздкие и трудоемкие вычислительные задачи, используя мощность нескольких компьютеров, объединенных в параллельную вычислительную систему. Один из таких проектов, использующий распределенные вычисления является SETI@home, который был использован в 1973 году. Джон Шох и Джон Хапп из калифорнийского научно-исследовательского центра Xerox PARC написали программу, которая по ночам запускалась в локальную сеть и заставляла работающие компьютеры выполнять определенные вычисления. Этот проект был запущен в мае 1999 года на базе платформы BOINC с целью был поиск внеземного разума путем анализа данных с радиотелескопов. Эта компьютерная сеть превосходила самый мощный современный суперкомпьютер Cray по вычислительной мощности приблизительно в два раза. Таким образом, имеем дело с сервисами удаленных вычислений и обработки данных. Но тогда возникает вопрос, а причем здесь «облачные». Тематике облачных вычислений посвящено множество работ только поиск по англоязычному термину «cloud computing» Google дает около 72 млн ссылок, посвященных истории, архитектуре, рассмотрению политических и юридических аспектов «облачных вычислений», а также ключевые характеристики (скорость, стоимость, надежность, устойчивость, безопасность и т. д.). знакомство с данной тематикой целесообразно начать с Wikipedia — http://en.wikipedia.org/wiki/Cloud_computing, где приводится подробное оглавление со множеством гиперссылок. Однозначно ответить на вопрос происхождения термина «облачные вычисления» сложно, поскольку есть несколько ответов.

Вот некоторые из версий. Традиционное изображение Интернета на диаграммах компьютерных сетей выполняется в виде облака, так как облака - это символ удаленности, поэтому делают вывод: «облачные» - это метафора, которая прижилась в ИТ-мире как один из терминов, передающих суть самого явления. Таким образом, слова облако (англ. Cloud), как метафоричное название Интернета и вычисления (англ. computing) объединены и получено словосочетание «облачные вычисления» (англ. cloud computing). Как отмечают аналитики облачных вычислений, концепция «вычислительного облака» заключается в том, что программы запускаются и выдают результаты работы в окно стандартного веб-браузера на локальном ПК, при этом все приложения и их данные, необходимые для работы, находятся на удаленном сервере в Интернете. Облачные вычисления - «это программно-аппаратное обеспечение, доступное пользователю через Интернет (или локальную сеть) в виде сервиса, позволяющего использовать удобный веб-интерфейс для удаленного доступа к выделенным ресурсам (вычислительным ресурсам, программам и данным). Компьютер пользователя выступает при этом рядовым терминалом, подключенным к Сети». «Облачные» (или рассеянные) вычисления — это «технология обработки данных, в которой компьютерные ресурсы и мощности предоставляются пользователю как интернет-сервис. Пользователь имеет доступ к собственным данным, но не может управлять и не должен заботиться об инфраструктуре, операционной системе и собственно программном обеспечении, с которым он работает. Концепция «облачные вычисления» (cloud computing) ближе всего подходит к массивно-параллельным архитектурам или это возвращение к мейнфреймам - гигантским суперкомпьютерам.

В первые идея «облачных вычислений» зародилась в 1960 г., когда Джон Маккар-ти (John McCarthy) высказал предположение, что когда-нибудь компьютерные вычисления будут производиться с помощью «общенародных утилит». В 1970 году J.C.R. Licklider, как ответственный за создание ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network) выдвинул концепцию в том, что каждый человек на земле будет подключен к сети, из которой он будет получать не только данные но и программы. Другой ученый John McCarthy высказал идею о том, что вычислительные мощности будут предоставляться пользователям как услуга (сервис). На этом развитие облачных технологий было приостановлено до 90-х годов, после чего ее развитию поспособствовал ряд факторов. Концепцию «вычислительного облака» активно применяют такие компании, как Google, например - служба Google Docs, позволяющая работать с офисными документами через браузер. Другие примеры применения облачных вычислений. В июле 2008 г. корпорации HP, Intel, и Yahoo! объявили о создании глобальной, охватывающей множество площадок, открытой вычислительной лаборатории Cloud Computing Test Bed для развития исследований и разработок в области cloud computing, a Microsoft сделала заявление о том, что в октябре 2008 г. Microsoft планирует выпустить новую операционную систему под кодовым названием «Windows Cloud», которая позволит разработчикам создавать и размещать интернет-приложения. Название «Windows Cloud» указывает на то, что новая ОС будет использовать в своей основе концепцию «вычислительного облака».

Можно проследить следующую динамику в развитии вычислительных технологий - cloud computing. В 90-е годы ускорение пропускной способности Интернета дал толчок развитию облачных вычислений, но к этому времени практически ни одна компания по технологии того времени не были готовы к этому. Одним из наиболее значимых событий в данной области было появление Salesforce.com в 1999 году, которая стала первой компанией предоставившей доступ к своему приложению через сайт,

т.е. стала первой компанией предоставившей свое программное обеспечение по принципу - программное обеспечение как сервис (SaaS). Следующим шагом стала разработка облачного веб-сервиса компанией Amazon в 2002 году. Данный сервис позволял хранить, информацию и производить вычисления. Уже в 2006, Amazon запустила сервис под названием Elastic Compute cloud (EC2), как веб-сервис, который позволял пользователям запускать свои собственные приложения. Сервисы Amazon EC2 и Amazon S3 стали первыми доступными сервисами облачных вычислений. Следующая ступень в развитие облачных вычислений произошла после создания компанией Google, платформы Google Apps для веб-приложений в бизнес секторе. Большую роль в развитии облачных технологий сыграли технологии виртуализации, в частности программное обеспечение позволяющее создавать виртуальную инфраструктуру. Дальнейшее развитие аппаратного обеспечения способствовало не столько быстрому росту облачных технологий, сколько доступности данной технологии для малого бизнеса и индивидуальных лиц, особенно ощутимое влияние оказало создание многоядерных процессоров и увеличения емкости накопителей информации. Сейчас мы уже пользуемся «облачными» вычислениями, например, почта в Google (gmail) — это один из вариантов «облачных» вычислений.

Как отмечается в информационных обзорах, применение облачных вычислений потребует радикальный пересмотр архитектуры и сценариев использования корпоративных информационных систем, кроме того, изменения претерпят не только внутрикорпоративные ИТ-процессы, но и сам рынок информационных технологий. Компания IDC прогнозирует, например, что уже в 2012 г. общемировые расходы на ИТ-сервисы, предоставляемые из «облаков», достигнут 42 млрд долл., а это почти трехкратный рост за пятилетний период. Несмотря на ажиотаж, вокруг облачных вычислений и многочисленные выгоды, которые вроде бы должны с собой принести, заказчики, в том числе и в России, не спешат переходить на новую парадигму. Основная причина -в многочисленных организационных, юридических, финансовых и технологических барьерах, возникающих при таком переходе. Массовый переход компаний в «облака» - вопрос времени, но перехода требует внимательной проработки в каждом конкретном случае. Пользователи должны решить ряд проблемных вопросов, таких: как это, отразится на работе других подразделений, как это будет воспринято ими, какие организационные и психологические проблемы могут при этом возникнуть и как максимизировать выгоды и минимизировать риски.

Облачные вычисления привносят с собой ряд преимуществ для пользователя. На сайте www.smart-cloud.ru/sorted-articles/44-forall/96-cloud-computing-plus-minus приведен список плюсов и минусов «облачных» вычислений. В нем 16 плюсов и шесть минусов, но простая количественная оценка без учета весомости каждого показателя и для конкретного пользователя ни о чем не говорит. Как это отмечается в статьях, опубликованных в Интернете, «простое арифметическое сравнение числа достоинств и недостатков бессмысленно — надо каждый из пунктов анализировать применительно к конкретной ситуации». Большая статья В. Романченко на тему «облачных» вычислений — www.3dnews.ru/editorial/cloud_computing/ — выделяет другой аспекте данной технологии — это исключение пиратского софта, так как при использовании удаленного сервера в Интернете у пользователя вообще исчезает потребность в каком-либо программном обеспечении. Назовем следующие преимущества, которые привносит технология облачных вычислений.

Это, прежде всего, снижаются требования к вычислительной мощности ПК, естественно при наличии доступа в Интернет; повышаются отказоустойчивость, безопас-

ность, скорость обработки данных; снижаются затраты на аппаратное и программное обеспечение, на обслуживание и электроэнергию, а также экономия дискового пространства (и данные, и программы хранятся в Интернете). Основными преимуществами облачных вычислений являются уменьшение средней стоимости одной операции, а также возможность практически неограниченно масштабировать ресурсы как в большую, так и в меньшую сторону. Кроме того, в облачной модели ИТ - инфраструктура переходит из категории капитальных затрат в операционные, что позволяет платить только за реальное ее использование. Облачные системы характеризуются более высокой надежностью, доступностью и управляемостью. Но наряду с достоинствами технология облачных вычислений обладает и недостатками, к которым, прежде всего, следует отнести: зависимость сохранности пользовательских данных от компаний, предоставляющих услугу cloud computing; появление новых («облачных») монополистов и не совсем ясен вопрос с конфиденциальностью. Одна из главных таких проблем - передача информации в третьи руки. К тому же информация, хранящаяся на сторонних серверах, плохо поддается контролю: так, многие социальные службы и сервисы не имеют опции полного удаления данных. Есть и другие отрицательные моменты у облачных сервисов. Поэтому представляет определенный интерес высказывания специалистов. Итак, мнения экспертов о cloud computing:

• «Многие считают cloud computing новой тенденцией в развитии вычислительных технологий, и она может стать следующей платформой для построения инновационных экосистем, для развития экономической и социальной инфраструктуры», - утверждает Хунг Хок Юн (Khoong Hock Yuri), заместитель исполнительного директора подразделения Infrastructure Development Group компании Infocomm Development Authority (Сингапур).

• В корпорация HP убеждены в том, что технология cloud computing соответствует концепции HP «Everything as a Service» («Услуги - это всё»), способствуя эффективному ведению бизнеса.

• Глава Parallels (разработчик решений в области виртуализации) Сергей Белоусов считает, что крупные компании, такие как Google, Microsoft, IBM серьезно изменят облик ИТ-рынка. Возникнут «империи», использующие различные типы «облачных вычислений», которые поделят рынок на проприетарные и непроприетарные инфраструктуры.

• По мнению Джима Талли (Jim Tully), вице-президента и старшего аналитика Gartner, в условиях серьезного спада мировой экономики компании будут отходить от использования собственного оборудования и ПО в сторону сервис-ориентированных технологий и «облачных вычислений». Им придется это сделать, поскольку даже при нынешнем финансовом кризисе компании в этом году потратят на ИТ свыше $3,4 трлн. (на 8% больше, чем год назад). Это снизит расходы и повысит спрос на новые ИТ-продукты, однако эффект роста от таких технологий проявится только в долгосрочной перспективе.

• Ричард Столлман (Richard Stallman), основатель Фонда свободного программного обеспечения (Free Software Foundation), пытается отрезвить легковерных последователей «облачных вычислений»: «Cloud computing - это не просто глупость, это хуже глупости! Это маркетинговый трюк, основанный на обмане. Пользователь должен хранить и обрабатывать информацию на своем ПК, чтобы не терять контроль над ситуацией и над своими данными».

Тем не менее, большинство экспертов уверены, что именно с облачными вычислениями будет связан следующий качественный скачок в развитии ИТ. В ближайшие

несколько лет этот рынок будет неуклонно расти и к 2014 г. достигнет $148,8 млрд долл. Львиная доля данного рынка сосредоточена в США, но она, как предполагают исследователи, будет постепенно сокращаться в пользу остальных регионов. Эта новая модель, предоставления доступа к использованию технических и информационных компьютерных ресурсов, будет способствовать повышению надежности и безопасности работ строительных организаций. Широкие условия и возможности: работа с облачными технологиями у поставщиков услуг и у хостинговых средах; создание собственных центров облачных вычислений у себя. Согласно данным «Компьюлента» — http://net.compulenta.ru/456636/ — ожидается, что число подписчиков мобильных «облачных» серверов вырастет с 42,8 млн в 2008 г. до примерно одного миллиарда в 2014

«Облачными» функциями можно пользоваться не только в Интернете, но и при работе с конкретными устройствами. Так, Hewlett-Packard имеет во многих своих устройствах технологию HP ePrint. В этом случае не требуется установка драйверов и прочего специального ПО - все это находится на «облачных» серверах HP, откуда и производится печать документа. Можно смело говорить, что «облачные» вычисления и сервисы нужны всем.

Технологии облачных вычислений не ограничиваются сервисами Google Docs или Photoshop.com. В них есть целые подкатегории, отличающиеся по виду предоставляемых услуг. Схема представления облачных услуг приведена ниже, на которой указаны потенциальные пользователи и виды представляемых им услуг._

Облачные технологии как услуги для различных пользователей «Программное обеспечение как услуга» (Software as a Service, сокр. SaaS) - это модель продажи и использования программного обеспечения, при которой поставщик разрабатывает веб-приложение и самостоятельно управляет им, предоставляя заказчикам доступ к ПО через Интернет. При этом все затраты на поддержку работоспособно-

сти приложения берет на себя поставщик, пользователь же (в случае, если сервис платный) оплачивает только сам факт использования «облачного» ПО (либо по факту использования, либо абонентской платой). Таким образом, пользователю не надо в одночасье выкладывать большую сумму денег на приобретение лицензии, а разработчик защищен от несанкционированного использования и распространения своего продукта.

«Инфраструктура как услуга» (Infrastructure as a Service, сокр. IaaS) - используется исключительно предприятиями, так как простым пользователям абсолютно не нужна. Это предоставление клиенту разнообразной компьютерной инфраструктуры: серверов, систем хранения данных, сетевого оборудования, а также ПО для управления этими ресурсами.

«Платформа как услуга» (Platform as a Service, сокр. PaaS) - предоставление платформы с определенными характеристиками для разработки, тестирования, развертывания, поддержки веб-приложений и т.д. Не секрет, что сегодня большинство приложений разрабатываются в одной среде, тестируются в другой, а разворачиваются в третьей.

«Данные как услуга» (Desktop as a Service, сокр. DaaS) - при предоставлении услуги DaaS клиенты получают полностью готовое к работе (под ключ) стандартизированное виртуальное рабочее место, которое каждый пользователь может дополнительно настраивать под свои задачи. Схожа с этой и модель «Рабочее место как услуга» (Workspace as a Service, сокр. WaaS), но в отличие от DaaS пользователь получает доступ только к ПО, в то время как все вычисления происходят непосредственно на его машине.

«Всё как услуга» (Everything as a service, сокр. EaaS) - модель, включающая в себя элементы всех вышеперечисленных решений и являющаяся на данный момент скорее концептом, нежели реально существующим механизмом. На данный момент внедрение подобной модели ожидается от таких гигантов, как Microsoft, Google, HP и т.д.

Как видим, моделей облачных вычислений достаточно много, но большинство из них ориентировано на бизнес. С другой стороны, услуг, предоставляемых для обычных пользователей по модели SaaS, уже существует много. Перспективу облачных вычислений предсказать довольно сложно, тем более для строительной отрасли. Как утверждают исследователи в данной области, что «нет никакого сомнения, что сервисы, предлагаемые по различным моделям облачных» вычислений, будут развиваться и дальше. В основе той же Chrome OS от Google как раз лежит такая концепция - опера-ционка занимает минимум места и фактически является расширенной версией браузера, с помощью которого осуществляется доступ к различным онлайн-сервисам. Конечно, говорить о том, что и другие ОС со временем полностью перейдут на подобную модель работы, нельзя - слишком уж привыкли люди к стационарному методу. Скорее всего, через 5-10 лет следует ожидать появления новых версий популярных ОС (как Windows, так и других платформ) с некой гибридной моделью работы - как широкой поддержкой облачных технологий, так и привычной всем возможностью работать непосредственно на ПК. Ясно одно - с такими темпами, какими развивается ИТ-индустрия, ждать этого осталось не очень долго».

«Облачные» вычисления — это наше близкое будущее, хотя сейчас ими пользуются в основном те, кто не боится риска, поскольку многие вопросы обеспечения надежности и безопасности данного способа обработки данных еще не решены. Основные поставщики «облачных» серверов — это Amazon, Google и Salesforce.com. Кроме

того, за последний год активно пытаются продвинуться на данном рынке такие компании, как IBM и HP.

Литература

1. Джорж Риз, Облачные вычисления, пер. с англ. - Спб.: БХВ-петербург, 2011. -288 с.

1. Валерий Сидоров. «Computing уходит в небо, или Что такое «облачные вычисления»?»

2. http://ru.wikipedia.org/wiki/06na4Hbie_Bbi4HcneHM

3. УК «Альянс. Венчурный бизнес». Облачные вычисления как настоящее и будущее ИТ

4. www.pcweek.ru/themes/detail.php Т. Концер «Облачные» вычисления: все как сервис», ж. PC Week, сент., 2008 г.

5. www.silicontaiga.ru/home.asp?artId=10007, С. Ершов «Облачные вычисления изменят представления об аутсорсинге в 2010 году».

Literature

1. George Reese, Cloud application architectures, tran. with engl. BHV-Petersburg, 2011. - 288 p.

1. Valery Sidorov. "Computing leaves skyward, or What is a "cloudy calculations"?"

2. http://ru.wiikipedia.org/wiki/ Oblachnye_vychisleniya

3. UK "Alliance. Venchurnyy business". Cloudy calculations as present and future IT

4. www.pcweek.ru/themes/detail.php T. Koncer "Cloudy" calculations: all as service", zh. PC Week, sent., 2008

5. www.silicontaiga.ru/home.asp?artId=10007, S. Ershov "Cloudy calculations is changed beliefs about outsorting in 2010".

Ключевые слова: строительство, облачные вычисления, услуга, пользователь, компьютерная инфраструктура, поставщики, сервер.

Key words: construction, the construction, cloudy calculations, service, user, computer infrastructure, suppliers, server.

email автора: Klashanov@mgsu.ru Рецензент: ЛатышевГ.В.,к.т.н., ООО «СтройГруппАвтоматика»