Системы для облачных вычислений

Внешне Cloud Computing выглядит как перенос компьютеров и систем хранения из предприятия в отдельную общую группу, или «облако». Конечный пользователь выставляет определенные требования к ресурсам (например, ему требуются вычисления и доступ в глобальную сеть с определенной скоростью), а «облако» собирает из своих внутренних компонентов нужные мощности и предоставляет их [42].

Главные причины переноса в «облако» — это экономия средств и масштабируемость. Одна из целей, которую преследует Cloud Computing, — предоставить более дешевые ресурсы, чем те, которые есть у вас и которые вы сами обслуживаете. Помимо экономии, мы также получаем небывалую гибкость и масштабируемость, так как поставщик «облачных» ресурсов имеет возможность легко расширить виртуальную среду потребителя за счет своей виртуальной инфраструктуры, предоставив ему более высокую пропускную способность или более мощные вычислительные ресурсы.

Начнем с самого нижнего уровня, который отвечает за инфраструктуру (Infrastructure-as-a-Service — IaaS, инфраструктура как сервис).

IaaS представляет собой сервис по аренде инфраструктуры, т. е. вычислительных ресурсов и систем хранения. К этим ресурсам относятся не только виртуальные серверы с гарантированной вычислительной мощностью, но и каналы связи требуемой пропускной способности для доступа к хранилищам данных и Интернет. На этом уровне предоставляется возможность временного использования компьютеров или дата-центров при требуемом качестве обслуживания с возможностью исполнения произвольной операционной системы и программ.

Следующий уровень сервиса при движении на диаграмме вверх — уровень платформы (Platform-as-a-Service или PaaS, платформа как сервис). PaaS похож на уровень IaaS, но включает в себя операционные системы и сопутствующие службы, ориентированные на определенные приложения. Например, PaaS совместно с виртуальными серверами и системами хранения предоставляет определенную операционную систему и набор приложений (обычно в виде образа виртуальной машины, например, файла формата .vmdk для VMWare), а также доступ к различным специализированным локальным сервисам (например, базе данных MySQL). Другими словами, PaaS — это IaaS вместе со стеком приложений, выполняющим конкретную задачу.

И наконец, на самом верху схемы располагается наиболее простой предоставляемый уровень — уровень приложений (Software-as-a-Service или SaaS, программное обеспечение как сервис), который предполагает использование приложения из централизованной (и, возможно, удаленной — из «облака») системы для работы на локальном компьютере. SaaS является измеряемой услугой и позволяет как бы арендовать приложение и оплачивать только время работы с ним.

Виртуализация предоставляет уникальные преимущества, хотя и не является обязательной для создания динамически масштабируемых архитектур. Помимо масштабируемости, виртуализация предоставляет возможность переносить виртуальные машины (Virtual Machine — VM) между физическими серверами в целях выравнивания нагрузки. Виртуализация обеспечивается программным уровнем, который называется гипервизором (другое название — монитор виртуальных машин (Virtual Machine Monitor — VMM). Этот уровень обеспечивает возможность одновременной работы множества операционных систем (и их приложений) на одной физической машине. В гипервизоре имеется объект, называемый виртуальной машиной, который инкапсулирует в себе операционную систему, ее приложения и конфигурацию. Также гипервизор или виртуальная машина могут эмулировать работу различных устройств.

Базовые платформы облачных вычислений предлагают минимум — только виртуальное аппаратное обеспечение и, возможно, операционную систему. Они обычно более гибкие, поскольку у них меньше ограничений. Можно указать некоторые аппаратные требования, например, тип процессора с определенной тактовой частотой, с определенным объемом памяти и т. д. Среди существующих базовых платформ можно отметить Amazon Elastic Compute Cloud, IBM Blue Cloud, Joyent Accelerator, Mosso.

Специализированные платформы облачных вычислений предоставляют какую-либо среду для разработки приложений и собственные сервисы в добавление к базовой платформе. Специализированные платформы, как правило, проще и зачастую предлагают ряд уникальных услуг. Можно выделить следующие специализированные платформы: Microsoft Azure, Google Арр Engine, Aptana Cloud, Heroku, Ning, Salesforce.