Готовы ли вычислительные облака к выходу в массы?

Нил Левит

Вычисления в облаке превращаются в серьезную технологическую тенденцию — многие эксперты полагают, что в ближайшие пять лет cloud computing изменит не только ИТ-процессы, но и сам рынок информационных технологий. Благодаря этой технологии пользователи устройств самых разных видов, в том числе ПК, ноутбуков, смартфонов и КПК, смогут получать доступ к программам, системам хранения и даже к платформам разработки приложений по Internet, через сервисы, предлагаемые провайдерами вычислений в облаке, причем ресурсы в этом случае размещаются на серверах провайдеров.

Облачные вычисления (англ. Cloud computing, также используется Облачная обработка данных) - технология обработки данных, в которой программное обеспечение предоставляется 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. <Облаком> метафорически называют Интернет, который скрывает все технические детали. Согласно документу IEEE опубликованному в 2008 году <Облачная обработка данных - это парадигма, в рамках которой информация постоянно хранится на серверах в сети Интернет и временно кэшируется на клиентской стороне, например на персональных компьютерах, игровых приставках, ноутбуках, смартфонах и т. д.>

Облачная обработка данных как концепция включает в себя понятие Программное обеспечение как услуга и другие технологические тенденции, общим в которых является уверенность, что сеть Интернет в состоянии удовлетворить потребности пользователей в обработке данных. Например, Google Apps обеспечивает приложения для бизнеса в режиме онлайн, доступ к которым происходит с помощью Интернет-браузера в то время как ПО и данные хранятся на серверах Google.

Сторонники вычислений в облаке особо подчеркивают их преимущества: снижение затрат, высокая готовность и масштабируемость. Согласно прогнозам IDC, расходы на ИТ-сервисы из облаков вырастут с 16 млрд в 2008 году до 42 млрд долл. в 2012-м. Аналитики считают, что на долю вычислений в облаке придется 25% годового увеличения расходов на ИТ к 2012 году.

Работа на крупных платформах, принадлежащих провайдерам и совместно используемых множеством клиентов, снижает стоимость вычислений в облаке. «Переход на вычисления в облаке значительно сократит расходы на информационные технологии», — утверждает Русс Даниэлс, директор компании HP по стратегии вычислений в облаке. — Но одной только экономией средств дело не ограничивается. Эта технология освобождает потребителей от расходов и сложностей, связанных с установкой и поддержкой приложений». Кроме того, вычисления в облаке снижают стоимость разработки приложений и делают процесс более масштабируемым, отметил Симон Херон, аналитик компании Network Box, специализирующейся на вопросах Internet-безопасности.

Тем не менее это еще относительно новый подход, и он пока не получил широкого распространения — ИТ-отделы по-прежнему опасаются его реализовывать, поскольку функция управления уходит из их рук. До сих пор венчурные капиталисты отказывались инвестировать значительные средства в поставщиков облачных сервисов. Кроме того, этот подход имеет ряд важных недостатков, которые производители должны устранить прежде, чем вычисления в облаке могут стать популярными. Карл Хоув, ведущий аналитик компании Yankee Group, считает, что к числу основных рисков относятся надежность, безопасность, дополнительные расходы на необходимую полосу пропускания сети и привязка к конкретным поставщикам вычислений в облаке.

По мнению сторонников подхода, решение этих проблем — лишь вопрос времени, однако другие специалисты считают, что сделать это будет не так-то легко, что, в свою очередь, будет препятствовать широкому распространению вычислений в облаке.

Вычисления в облаке

На первых порах компании использовали незадействованные ресурсы центров обработки данных, чтобы предоставлять сервисы для вычислений в облаке, но постепенно ведущие поставщики начали создавать специальные подразделения и центры обработки данных, ориентированные лишь на вычисления в облаке, поскольку требуется гарантировать оптимальную работу систем и добиться максимальной прибыли от их использования. С другой стороны, мелкие поставщики, как правило, размещают свои сервисы в центрах обработки данных более крупных компаний.

В качестве примеров таких сервисов сегодня можно назвать Amazon Web Services, Google Apps и Force.com. Сервис Microsoft Windows Azure предоставляет пользователям ресурсы общего назначения на базе вычислений в облаке. Компания также предлагает специальные Internet-приложения, такие как Dynamics CRM Online, для управления отношениями с заказчиками, Exchange Online для передачи сообщений, Office Communications Online для передачи мгновенных сообщений и SharePoint Online для совместной работы. Среди других поставиков сервисов на базе облака можно упомянуть компании AppNexus, GoGrid, GridLayer, Mosso и XCalibre Communications. Над этой технологией также работают Cisco Systems и Oracle. Кроме того, по словам старшего аналитика Forrester Research Джеймса Стейтена, компании HP, IBM и Sun Microsystems проявляют заинтересованность в предоставлении сервисов или инструментальных средств на базе вычислений в облаке.

Внутренняя структура

Основу инфраструктуры поставщиков вычислительных сервисов составляют серверы, подключенные к Internet и находящиеся в одном месте или распределенные между несколькими офисами. Кроме данных и приложений они содержат: программное обеспечение для поддержки виртуализации, grid, управления, баз данных и др.; пользовательские интерфейсы и интерфейсы прикладных программ; коммуникационную инфраструктуру для связи с пользователями через Internet или частную сеть, а также механизм для мониторинга использования и генерации счетов. Как правило, клиенты используют браузеры или выделенное программное обеспечение для доступа к приложениям в облаке. «Инфраструктуры сервисов на базе облака должны быть рассчитаны на поддержку множества пользователей с высоким уровнем обслуживания в течение длительных периодов», — подчеркнул Хоув.

Grid-структуры, лезвия, виртуализация. Некоторые компании для предоставления сервисов на базе вычислений в облаке используют grid-структуры распределенных серверов или множества централизованно управляемых серверов-лезвий. И, как отмечает идеолог технологии GoGrid Майкл Шихан, зачастую они также применяют виртуализацию, позволяющую отдельному ПК или серверу одновременно поддерживать работу нескольких операционных систем или нескольких сессий одной операционной системы. Кроме того, как заметил Джим Джонс, управляющий директор венчурной компании Scale Venture Partners, это дает возможность легко масштабировать и гибко предоставлять и освобождать ресурсы, которые необходимы пользователям лишь временно, для специальных проектов или в периоды пиковой нагрузки.

Динамическое инфраструктурное программное обеспечение. Большинство систем в облаке использует инфраструктурное программное обеспечение, которое динамически масштабируется по мере необходимости, чтобы удовлетворять потребности пользователей с минимальным (либо вовсе без такового) вмешательством со стороны провайдеров сервиса.

Управление. Компании используют API или Web-интерфейс для управления ИТ-инфраструктурами на базе облака, а разработчики программного обеспечения применяют API для управления программами. Как заметил главный аналитик IDC Френк Генс, практически все ведущие провайдеры вычислений в облаке используют интерфейсы на базе стандартов, таких как SOAP, однако он подчеркнул, что прикладные программные интерфейсы по-прежнему остаются внутренними решениями, поскольку они используют собственную семантику провайдера в рамках структур стандартов.

Доставка сервисов и биллинг. Для получения сервисов из облака компаниям, как правило, нужно организовать защищенную учетную запись с провайдером и, в некоторых случаях, загрузить дополнительное программное обеспечение. Провайдеры готовят счета пользователей с учетом числа минут или часов, которые те потратили, работая в облаке, или с учетом их уровня потребления ресурсов, таких как задействованная полоса пропускания, переданные данные или заполненное пространство системы хранения.

Виды сервисов

Существует четыре вида сервисов на базе облачных вычислений. Сервисы. Некоторые продукты напрямую предоставляют пользователям такие Internet-сервисы, как системы хранения, программное обеспечение промежуточного слоя, поддержка совместной работы и базы данных.

Инфраструктура как сервис (IaaS). Продукты этой категории предоставляют пользователям через Internet полную компьютерную инфраструктуру. Платформа как сервис (PaaS). Продукты этой категории предоставляют полную или частичную среду разработки приложений, к которой пользователь может получить доступ по сети и работать с ней совместно с другими пользователями.

Программное обеспечение как сервис (SaaS). Предоставление по Internet готового к работе приложения, в том числе таких сложных программ, как системы управления отношениями с клиентами или системы планирования ресурсов предприятия.

Преимущества

Компании, использующие собственные платформы, вынуждены покупать и поддерживать соответствующие аппаратные и программные инфраструктуры и набирать специалистов для их обслуживания, что может потребовать значительных затрат и немало времени. Вычисления в облаке избавляют от этого.

Если дополнительные вычислительные ресурсы и ресурсы хранения требуются только для того, чтобы поддержать максимальную рабочую нагрузку, то такие ресурсы будут использоваться крайне неэффективно. Фактически, как заметил Стейтен, большинство корпоративных центров обработки данных задействуют менее 50% всей емкости своих ресурсов.

Готовность. Сторонники вычислений в облаке утверждают, что система, которую поддерживает крупный провайдер сервисов, имеющий большой объем ресурсов и избыточное оборудование, должна обладать большей готовностью, чем инфраструктура, существующая в небольшой или средней компании.

Интеграция и поддержка приложений. Питер Коффи, директор компании Salesforce.com по исследованиям платформ, утверждает, что интеграцию многочисленных сервисов и активов в мощном композитном приложении удобнее выполнять с помощью хорошо спроектированных платформ на базе облака. Такие системы, как правило, используют SOAP, Web Services Description Language (WSDL) и другие общедоступные протоколы Web-сервисов, многие из которых базируются на XML. Это, по словам Коффи, позволяет легко взаимодействовать с унаследованными ресурсами и другими инфраструктурными сервисами.

Гибкость. Большинство поставщиков облачных сервисов не требуют контрактов и дают пользователям возможность работать с их сервисами по мере необходимости. Это превращает вычисления в облаке в хороший способ получения дополнительных ресурсов, необходимых для таких операций, как тестирование новых сервисов и продуктов.

Использование облаков

Первыми пользователями вычислений в облаке были компании, работающие с сервисами Web 2.0, и стартапы. По словам Шихана, возможность контролировать затраты и предоставлять инфраструктуру по мере необходимости особенно важна для новых компаний с ограниченными ресурсами. Компании, специализирующиеся «на Web 2.0», обычно располагают скудными ресурсами и хотят иметь возможность легко увеличивать или сокращать потребности по мере необходимости. Более крупные компании, которые, как правило, не спешат внедрять новые технологии, используют вычисления в облаке для нерегулярных или временных проектов, требующих значительных дополнительных ресурсов.

Возможные трудности

Как и в случае с любым новым подходом, есть определенные опасения, неопределенность и сомнения в зрелости облачных технологий. Вполне возможно, что потенциальные пользователи предпочтут подождать, пока другие компании не получат опыт работы с вычислениями в облаке и не создадут наилучшие практические решения. «Вычисления в облаке совершенствуются медленно, поэтому пока случаи их применения довольно редки», — заметил Стейтен.

Признаком того, что эта технология начинает достигать определенной зрелости, можно считать тот факт, что производители стали предлагать инструментальные средства для управления ресурсами на базе облака.

По словам Шихана, венчурные капиталисты, способные финансировать провайдеров и тем самым дать толчок к развитию вычислений в облаке, сейчас с большой осторожностью относятся к появлению новых компаний. Со временем, как считает Шихан, они могут инвестировать в вычисления в облаке сначала через устоявшиеся компании, а затем уже через недавно созданные фирмы.

Управление

Как пояснил Роб Эндерле, старший аналитик компании Enderle Group, специализирующейся на исследованиях рынка, ИТ-отделы настороженно относятся к вычислениям в облаке, поскольку проектирует эту платформу и управляет ею внешний провайдер, а не специалисты самой организации. Как правило, провайдеры не создают ИТ-платформы для поддержки бизнеса конкретной компании, а пользователи не могут по своему желанию менять технологию платформы. Однако, как заметил Джон Пескаторе, главный аналитик по вопросам безопасности компании Gartner, провайдеры могут менять свои решения в тех случаях, когда они видят, что эти изменения сделают их решение более удобным.

Производительность, задержка, надежность

Опасаясь недостаточной производительности, некоторые компании могут отказаться от использования вычислений в облаке для работы приложений, поддерживающих транзакции или интенсивно работающих с данными. Отдельные провайдеры, как отметил Херон, время от времени испытывают недостаток ресурсов (из-за предоставления слишком большого количества виртуальных машин либо из-за чересчур активного использования Internet-ссылок), что снижает производительность их систем. Пользователи, которые находятся на большом расстоянии от провайдеров сервисов вычислений в облаке, могут ощущать задержку, особенно в тех случаях, когда трафик очень велик, а их код не оптимизирован для эффективной передачи.

Защита и конфиденциальность

Недавно проведенный IDC опрос ИТ-руководителей показал, что самые серьезные опасения при использовании вычислений в облаке вызывает безопасность — почти 75% респондентов заявили, что они сомневаются в надежности ее обеспечения. «Поскольку информация и критически важные ИТ-ресурсы их компаний оказываются за пределами межсетевого экрана, пользователи беспокоятся о том, насколько они уязвимы для атаки», — заметил Генс. Это, как считает Дэвид Керли из Gartner, может ослабить интерес к вычислениям в облаке. По мнению Стейтена, пользователи хотят быть уверенными в том, что их провайдер следует стандартным практическим методам обеспечения безопасности, допускающим прозрачность для проверки. Например, пользователи не всегда хотят, чтобы провайдеры обслуживали много абонентов, совместно использующих одни и те же виртуальные аппаратные и сетевые ресурсы.

Кроме того, как утверждает Хоув, данные, хранящиеся в облаке, могут использоваться в любой точке мира, что может противоречить государственным или национальным законам о сохранности конфиденциальных данных. Правительства разных стран, например входящих в состав Европейского cоюза, имеют законодательства, регулирующие вопросы конфиденциальности и запрещающие передачу определенных видов профессиональных данных за пределы Евросоюза. «Это заставило Amazon и другие компании разрабатывать решения, использующие сервисы хранения, расположенные в ЕС», — отметил Генс.

Расходы на полосу пропускания

Как отметил Хоув, несмотря на то что, благодаря вычислениям в облаке, компании могут сэкономить деньги на оборудование и программное обеспечение, расходы могут возрасти, поскольку провайдеры сервисов взимают немалую плату за большую полосу пропускания сети. Такие расходы могут оказаться ниже для Internet-приложений, не требующих работы с большими объемами данных, но могут выливаться в значительные суммы, например если компания использует вычисления в облаке для работы с базой данных размером в несколько терабайт.

Привязка к производителю и стандарты

Не существует стандартов на использование вычислений в облаке для ряда элементов и процессов, таких как API, хранение серверных образов для восстановления в случае сбоя, а также импорт и экспорт данных. По словам Шихана, это препятствует распространению данной технологии, поскольку ограничивает переносимость данных и приложений между системами. Переносимость будет приобретать все большее значение по мере увеличения числа провайдеров, предоставляющих сервисы вычислений в облаке. Если компания не удовлетворена конкретным сервисом (либо в том случае, если провайдер закрывает свой бизнес), ей не всегда легко и дешево удастся перейти к другому провайдеру или снова взять соответствующие операции под свой контроль. В этом случае компании придется переформатировать свои данные и приложения и передавать их новому провайдеру, что может превратиться в достаточно сложный процесс. И если компания примет решение опять выполнять соответствующие операции самостоятельно, ей придется набирать сотрудников, обладающих навыками, необходимыми для работы с данной технологией.

Прозрачность

Компании не могут дать гарантии информационной безопасности своим клиентам, если те не в состоянии показать, кто имеет доступ к их данным и какие из предпринимаемых ими мер не позволят неавторизованным сотрудникам извлечь конфиденциальную информацию. Производители технологий вычислений в облаке решают эту проблему, заранее передавая аудит своих систем третьей стороне и документируя процедуры, разработанные для того, чтобы удовлетворить требования клиентов к обеспечению безопасности данных.

Надежность

Вычисления в облаке не всегда обеспечивают постоянную готовность, например, 12 февраля 2008 года Salesforce.com оставила своих пользователей без сервиса на шесть часов.

Другие проблемы

В определенное время и в определенных регионах Internet-соединения еще не настолько быстры и надежны, чтобы обслуживать вычисления в облаке. Кроме того, пока недостаточно крупных провайдеров сервисов вычислений в облаке, что ограничивает выбор и снижает уровень конкуренции на рынке. «Существуют такие инфраструктуры, которые просто невозможно перевести или передать в облако, — подчеркнул Шихан. — Высокоуровневые базы данных лучше размещать внутри выделенной, управляемой серверной среды».

Что дальше

Поскольку вычисления в облаке — это относительно новая сфера, особенно для крупных компаний, она обещает быстро меняться и развиваться. По прогнозам Шихана, появятся больше провайдеров, более разнообразные сервисы, общепринятые стандарты и практические примеры. Он также считает, что организации будут создавать, не выходя за межсетевые экраны, свои частные облака, в которых смогут работать сотрудники компании, ее партнеры и другие пользователи. Кроме того, в ближайшие несколько лет расширится сфера применения вычислений в облаке.

Исследования

Компании HP Labs, Intel и Yahoo открыли распределенный тестовый полигон Cloud Research Test Bed (с представительствами в Азии, Европе и Северной Америке) для разработки таких инновационных решений, как специализированные микросхемы, рассчитанные на использование вычислений в облаке. IBM Research предложила Research Compute Cloud — предоставляемый по требованию, глобально доступный набор вычислительных ресурсов для поддержки бизнес-процессов. Эти ресурсы распределены между восемью лабораториям компании по всему миру. IBM также возглавляет инициативу Resources and Services Virtualization without Barriers, в которой принимает участие 13 европейских партнеров и которая посвящена созданию технологий, позволяющих системам в облаке автоматически реагировать на изменения спроса на ресурсы со стороны пользователей.

Перспективы

Директор AppNexus по технологии Майк Нолет считает, что возникшие сейчас экономические трудности будут способствовать пробуждению интереса к вычислениям в облаке, особенно со стороны компаний, которые не располагают большими средствами для инвестиций в инфраструктуру. «Проектирование и создание ИТ-архитектуры не относится к основным направлениям деятельности большинства компаний, — заметил Нолет. — Они не хотят заниматься по ночам урегулированием экстремальных ситуаций, работой с производителями, циклами поставки, оценкой будущих потребностей, набором большого штата ИТ-специалистов и управлением этим штатом, а также всем остальным, что необходимо для поддержки инфраструктуры внутри компании. Если клиентов устраивает гарантированное время простоя, скорость и безопасность облака, мы не видим никаких причин его не использовать».

Кроме того, как отметил Джонс, администраторы корпоративных центров обработки данных сталкиваются с постоянно усугубляющимися проблемами, касающимися уровня энергопотребления, нехватки места и роста затрат на ИТ. «В ближайшие пять лет сервисы вычислений в облаке станут решением для небольших и средних компаний, позволяющим им полностью перевести на аутсорсинг свои инфраструктуры центров обработки данных. А крупным компаниям это позволит получать необходимые ресурсы в периоды пиковой нагрузки, не создавая более крупные ЦОД в самих компаниях», — сказал он.

Эксперты считают, что в этом году станет проще переносить информацию из одной системы на базе вычислений в облаке в другую, что открывает новые перспективы. Кроме того, по словам Нолета, провайдеры будут создавать экосистемы, которые позволят компаниям в одной и той же частной сети взаимодействовать и обмениваться данными через облако, тем самым уменьшая задержку. Однако, по словам Эндерле, только самые крупные провайдеры будут располагать платформами, достаточно надежными для того, чтобы сделать вычисления в облаке подходящими для критически важных задач.

***

Крейг Матиас, основатель консалтинговой компании Farpoint Group, сказал: «Я считаю, что у этой концепции хорошие перспективы. Со временем она станет предпочтительным решением, правда, когда именно это произойдет, зависит от того, насколько быстро отрасль разработает жизнеспособный набор стандартов. К тому же хотелось бы видеть больше удачных примеров реализации таких проектов».

По словам Эндерле, для большинства компаний вычисления в облаке — это способ попытаться сдержать рост затрат на ИТ, в том случае если опасения по поводу безопасности не перевесят экономические преимущества.

«Вычисления в облаке станут серьезной основой для значительного расширения ИТ как отрасли, поскольку устранят ряд экономических и технических барьеров, мешающих миллионам разработчиков привносить новые предложения на рынок, а еще миллиардам пользователей принимать такие предложения», — заметил Генс.

«Скорее всего, вычисления в облаке — это тип архитектуры разработки, которому суждена долгая жизнь, — считает Стейтен. — Он превратится в новый компонент портфеля сервисов ИТ и пополнит число вариантов выбора». Все зависит от того, смогут ли вычисления в облаке преодолеть те трудности, с которыми они сталкиваются сейчас.

Нил Левит (neal@leavcom.com) — президент компании Leavitt Communications, специализирующейся на международных маркетинговых коммуникациях