Облачные вычисления

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Кафедра «Информатика» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ

На тему «Облачные вычисления» 
 
 
 
 

Работу  выполнила 

Литвинова Ксения Михайловна

Преподаватель Гусева А.И. 
 
 
 
 
 

                                                          г.Москва

2011

Содержание

Введение  

Почему именно «ОБЛАКА»?

1.1 Технология  распределенных вычислений

1.2 ОБЛАЧНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ - для чего это нужно

1.3 Разные категории облаков

1.4 Проблемы облачных  сервисов

2.1 Печать из «облаков»

2.2 Проблемы облачных сервисов

2.3 Светлое облачное  будущее не за горами

2.4 Интернет-стартап в облаке

Итог 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. http://habrahabr.ru/blogs/cloud_computing/60100/
2. http://venture-biz.ru/informatsionnye-tekhnologii/205-oblachnye-vychisleniya

Почему  именно «ОБЛАКА»?

Многие интересуются, почему сервисы удаленных вычислений и обработки данных называются именно «ОБЛАЧНЫМИ» сервисами. На этот вопрос есть несколько ответов. Во-первых, традиционное изображение Интернета на диаграммах компьютерных сетей выполняется именно в виде облака. Во-вторых, облака - это символ удаленности от конкретного пользователя. В-третьих - образ сложной инфраструктуры, за которой скрываются все технические детали.Так что «облачные» - это, грубо говоря, метафора, которая прижилась в ИТ-мире как один из самых удачных терминов, передающих суть самого явления. Хотя непосвященных оно, бывает, вводит в замешательство, но и стимулирует узнать, что же это, в конце концов, такое.Попробуем немного разобраться, что же такое ОБЛАЧНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ и облачные технологии, что они представляют собой сегодня и чего ожидать от них в будущем.

1.1 Технология распределенных  вычислений

На самом деле ОБЛАЧНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ - тема не такая  уж и новая. Многие издания часто  рассказывают в своих статьях  об облачных технологиях, просто не акцентируя внимание именно на облачности. Те же онлайновые офисы или графические редакторы являются примером использования облачных сервисов.Если Вы думаете, что ОБЛАЧНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ - это тренд последних лет, Вы не совсем правы. Да, в классическом виде подобные технологии появились относительно недавно, но стоит заметить, что у данных вычислений была предшественница - технология распределенных вычислений. С ее помощью можно было решить трудоемкие вычислительные задачи, используя несколько компьютеров, объединенных в параллельную вычислительную систему.Суть ее заключается в том, что при решении очень тяжелой и ресурсоемкой задачи используются мощности нескольких ПК. В компьютерных системах такой подход впервые был использован в 1973 году, когда 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. Один из самых известных проектов, использующий распределенные вычисления, - SETI@home. Он был запущен в мае 1999 года на базе платформы BOINC. Его целью был поиск внеземного разума путем анализа данных с радиотелескопов. Что самое интересное, самый мощный современный суперкомпьютер Cray по вычислительной мощности уступает этому проекту приблизительно в два раза - 2,3 против 5,2 петафлопс.

1.2 ОБЛАЧНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ - для чего это  нужно

В целом сервисы  «облачных» вычислений представляют собой  приложения, доступ к которым обеспечивается через Интернет посредством обычного интернет-браузера или других сетевых  приложений, например, FTP-клиента. Это могут быть и развлекательные, и служебные, и специализированные бизнес-приложения. Главное отличие от привычного метода работы с ПО заключается в том, что пользователь использует не ресурсы своего ПК, а компьютерные ресурсы и мощности, которые предоставляются ему как интернет-сервис. При этом пользователь имеет полный доступ к собственным данным и возможность работы с ними, но не может управлять той же операционной системной, программной базой, вычислительными мощностями и т.д., с помощью которых эта работа происходит.Подобный подход имеет целый ряд плюсов:пользователь может задействовать ПК практически любой конфигурации для выполнения ресурсоемких задач;облачные технологии позволяют работать в любом месте, пользователь не привязан к месту работы, и может использовать любой ПК, имеющий подключение к Интернету;пользователь застрахован от сбоев в работе в случае поломки машины, и может легко делиться результатами работы с другими людьми, либо же вести совместную работу.Неоспоримым преимуществом для обычных пользователей является и то, что в отличие от десткопных решений, облачные сервисы зачастую либо бесплатны, либо имеют довольно маленькую стоимость (например, в виде абонентской платы, как в случае с «облачным» вариантом MS Office). Правда, не стоит забывать, что и функциональность у них пока еще меньше, нежели у настольных приложений.Для компаний же неоспоримым преимуществом выноса части работы в «облако» является снижение затрат на обслуживание, поддержку, модернизацию и администрирование «железа» и программного обеспечения на месте.

1.3 Разные категории  облаков

Конечно же, технологии ОБЛАЧНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ не ограничиваются сервисами Google Docs или Photoshop.com. В них  есть целые подкатегории, отличающиеся по виду предоставляемых услуг.«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 работоспособности 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. Как правило, в данной схеме применяются технологии виртуализации, то есть конкретная единица оборудования может использоваться несколькими клиентами (яркий пример - разбиение физического сервера на виртуальные и предоставление этих виртуальных частей разным заказчикам). Одно из главных преимуществ подобного подхода для клиентов заключается в том, что они избавляются от необходимости приобретения дорогостоящего оборудования, часть из которого может попросту простаивать или работать вхолостую - заказчик платит только за то, что ему в данный промежуток времени необходимо, с возможностью гибкого увеличения или уменьшения объема используемых ресурсов. Как пример подобного рода программ можно привести тот же онлайновый MS Office или «1С: Предприятие», а также некоторые антивирусные решения.«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.Благодаря модели PaaS весь перечень операций по разработке, тестированию и разворачиванию веб-приложений можно выполнить в одной интегрированной среде, тем самым исключив затраты на поддержку отдельных сред для конкретных этапов. Это позволяет существенно снизить затраты как на приобретение и поддержку оборудования, так и на обслуживание самого сервиса. Яркий пример использования такой модели - услуги хостинга для веб-сайтов.«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. Таким образом, пользователь получает доступ не к отдельной программе, а к необходимому для полноценной работы программному комплексу. Приходя на работу, он просто вводит свои данные (логин/пароль или другие средства аутентификации) и может работать, используя вычислительные мощности стороннего сервера, а не своего ПК.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 великое множество и, что самое смешное, немалым количеством из них мы уже давно пользуемся, как-то и не задумываясь над тем, что они «облачные».Среди офисных пакетов можно назвать Google Docs и MS Office, а также Zoho Writer. Многие из подобных сервисов умеют не только форматировать документы, но и экспортировать и импортировать файлы других форматов, плюс проверять орфографию на удобном для Вас языке. Любители порисовать пользуются сервисами Photoshop.com, Pixlr и Lunapic, а любители создавать презентации могут применить, в частности, Sliderocket. Даже создать собственный веб-сайт без наличия продвинутых знаний по веб-программированию и специального ПО можно в «облаке», например, воспользовавшись сервисом FastEsite. Ну а такие имена, как LastFM, Pandora, Flickr, YouTube, Facebook, MySpace, Яндекс и т.д. в особом представлении не нуждаются.

2.1 Печать из «облаков»

«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. Благодаря ей принтеры компании способны распечатать документ, отправленный на принтер (точнее на его уникальный почтовый адрес) с любого устройства, имеющего доступ в Интернет, и функцию отправки электронной почты, в том числе с мобильного телефона. Естественно, 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. Но, конечно, есть у них и ряд минусов, о которых поговорим далее.

2.2 Проблемы облачных  сервисов

Когда голубое  летнее небо вдруг темнеет, а на смену  красивым кучевым облакам приходят грозовые тучи, становится не до шуток - надо поскорее прятаться от дождя  и молнии, которая вряд ли попадет в Вас, но может ударить в дерево, под которым Вы прячетесь. Так и с ОБЛАЧНЫМИ ВЫЧИСЛЕНИЯМИ - проблемы они тоже могут доставить.Одна из главных таких проблем – передача информации в третьи руки. Если для пользователей это и не столь критично (хотя теми же социальными сетями также нужно пользоваться с умом), то для компаний это может стать проблемой – промышленный шпионаж еще никто не отменял. Возможен и перехват данных во время отправки на сервер либо использование фишинговых и подставных сайтов для выманивания персональных данных под видом добропорядочной «тучки». К тому же информация, хранящаяся на сторонних серверах, плохо поддается контролю: так, многие социальные службы и сервисы не имеют опции полного удаления данных. То есть визуально они удаляются, но зачастую продолжают храниться на сервере. И кто знает, как их будут использовать.Есть и другие отрицательные моменты у облачных сервисов, например, некоторые онлайновые ресурсы не позволяют локально сохранять промежуточные этапы работы, а без доступа в Сеть пользоваться подобными сервисами вообще нельзя. В общем, проблем и угроз достаточно, но справедливости ради стоит отметить, что локальная работа тоже не безопасна на 100%.

2.3 Светлое облачное  будущее не за  горами

Нет никакого сомнения, что сервисы, предлагаемые по различным моделям «облачных» вычислений, будут развиваться и дальше. Об этом можно судить даже по тому, что уже сегодня их существует великое множество. В основе той же Chrome OS от Google как раз лежит такая концепция - операционка 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, и предыдущая оценка в 5-10 лет может быть даже немного завышенной.

2.4 Интернет-стартап в облаке.

Преимущества Интернет-стартапов в облаке? 
Во-первых, оплата использования облачных технология по системе “pay as you go” позволяет стартап-компаниям существенно снизить постоянные, или капитальные издержки.  
На рисунке №1 изображены издержки, которые несут стартапы, в случае использования традиционных технологий и в случае «перехода в облако». В первом варианте для запуска компании нужен некоторый объем инвестиций, который пойдет на погашение постоянных издержек (Fixed Costs, FC на графике): закупка серверов и ПО, их поддержка и обслуживание. При увеличении количества пользователей к постоянным издержкам пропорционально прибавляются переменные (Variable Costs, VC на графике).  
Совсем иная ситуация наблюдается при использовании cloud computing. При запуске стартапа вам не требуется инвестиций на приобретение hardware и software, просто в дальнейшем при увеличении количества пользователей вы платите чуть больше согласно вашему договору о предоставлении услуг облачных вычислений. 
 
Рис. 1 
(идея Sam Johnston, en.wikipedia.org/wiki/File:Cloud_computing_economics.svg) 
 
На самом деле этот график выглядит несколько иначе. При покупке собственного сервера и установке на него соответствующего ПО увеличение количества пользователей повышают издержки меньшими темпами, чем при оплате за потребление услуги вычисления (рис. 2). Однако стоит не забывать, что существуют определенные проблемы масштабируемости, которые не позволяют при быстром увеличении нагрузки подстроиться под новые нужды (рис. 3). Тогда при достижении какой-то критической точки пользователей (пунктир на графике) потребуются работы по масштабируемости, которые займут определенное время, в течение которого количество пользователей не будет увеличиваться, а может и уменьшиться.  
 
Рис. 2 
 
Рис. 3 
Таким образом, преимущество облачных технологий в виде отсутствия капитальных затрат имеют особенное значение для Интернет-стартапов, которые остро нуждаются в начальном капитале и в инвестициях. При использовании сервисов cloud computing стартапы начинают свое дело, как правило, с минимального уровня инвестиционных вложений, который обычно легко покрывает низкие барьеры для входа. 
Во-вторых, вспомним правило стартапа, fail fast or scale fast. Если стартап не получил известность, не набрал критическую массу пользователей для начала самоокупаемости, при использовании облачных технологий его закрытие не представляет никаких проблем: вы просто прекращаете оплату подписки. В случае традиционных технологий вам пришлось бы продавать сервера и просто выкидывать купленное ПО. Если же стартап найдет свою нишу и начнет быстрый рост, вы как пользователь не столкнетесь с проблемами масштабируемости, тогда как обычно вам требовалось проводить большое количество разнообразных работ. 
В-третьих, нет необходимости заботиться о технологической поддержке и обслуживании, все эти проблемы на себя берет компания-провайдер облака. И, как уже упоминалось выше, нет никаких проблем с отказоустойчивостью, вышедший из работы удаленный сервер в датацентре очень быстро подменяется другим. 
Таким образом, преимущества при использовании облачных технологий в сфере Интернет-стартапов очевидны. Поэтому, на мой взгляд, именно эта сфера позволит в скором будущем вывести стартапы на новый уровень, захватить новые рынки и открыть прежде неизведанные ниши.