Стандартные блоки облака

25 мин

Облачные вычисления обеспечивают использование вычислительных ресурсов в качестве службы по сети. Прежде чем обсуждать модели служб, предлагаемые в облаке, следует подумать о различных уровнях оборудования и программного обеспечения, необходимых для создания облачных служб. Разумеется, не все требования к службам идентичны. Некоторые облачные пользователи могут нуждаться в доступе только к базовой инфраструктуре, в которой можно создавать приложения. Другие могут вообще не работать с инфраструктурой, а просто разрабатывать и развертывать приложения на удобной для них платформе. Для удовлетворения таких разнообразных требований поставщики облачных служб делят свои предложения на различные абстрактные уровни.

Облачные стандартные блоки

Здесь мы представляем многоуровневую абстракцию облака, используя стандартные блоки, и рассматриваем их взаимосвязь с тремя моделями служб в облачных вычислениях. В облачных вычислениях представлены четыре основных стандартных блока: прикладное программное обеспечение, платформы разработки, совместное использование ресурсов и инфраструктура, как показано на рис. 7. Инфраструктура включает физические ресурсы в центре обработки данных. Уровень совместного использования ресурсов обычно включает аппаратные и программные методики для совместного использования физических ресурсов, обеспечивая при этом определенную степень изоляции. Платформы разработки используются для разработки облачных приложений.

Cloud computing building blocks.

Рис. 7. Стандартные блоки облачных вычислений

Программное обеспечение приложения: верхний уровень в стеке — это программное обеспечение приложения, которое обычно является системным компонентом, который использует конечный пользователь.

Платформы разработки: следующий уровень, платформы разработки, позволяет разработчикам приложений писать программное обеспечение приложений с точки зрения интерфейса программирования приложений облака (API). Платформы разработки обычно предоставляют спецификации, которые разработчики могут использовать для подпрограмм, структур данных, классов объектов, библиотек и переменных.

Общий доступ к ресурсам: механизмы совместного использования ресурсов, третий уровень, воплощают некоторые ключевые облачные идеи:

Предоставляют службы программного обеспечения, вычислений, сети и хранения.
Разрешают совместное использование среды, в которой несколько аппаратных образов (например, виртуальных машин) и системных образов (например, операционных систем общего назначения) могут выполняться параллельно в одной инфраструктуре вместе с изоляцией безопасности, ресурсов и сбоев. Такие свойства изоляции обеспечиваются сочетанием программных и аппаратных методов, которые рассматриваются далее.
Консолидируют физические серверы в виртуальные серверы, работающие на меньшем количестве физических серверов.
Обеспечивают гибкость и эластичность, чтобы быстро реагировать на требования пользователей к ресурсам и службам.

Эти идеи обычно реализуются с помощью виртуализации, технологии, обсуждаемой в последующем модуле.

Инфраструктура: физические ресурсы составляют нижний уровень и в облачных вычислениях в основном развертываются на стороне поставщика облачных служб. К широкому кругу классов ресурсов относятся следующие:

Вычислительные ресурсы, обычно серверы, которые являются компьютерами, предназначенными для корпоративных вычислений (в отличие от пользовательских рабочих станций). Обычно они устанавливаются в стойку для эффективного использования пространства.
Ресурсы хранилища, которые хранят данные облака. Хранилище приложений обычно оплачивается по использованию емкости (например, в гигабайтах или терабайтах).
Сетевые ресурсы, которые обеспечивают связь между серверами, а также между серверами и клиентами.
Программное обеспечение, которое управляет вычислениями, сетью и инфраструктурой хранилища.

Далее мы рассмотрим, какие из этих абстракций могут быть предоставлены в качестве арендованной службы по сети. Например, службы и ресурсы, необходимые разработчику программного обеспечения и пользователю, который хочет иметь доступ к приложению веб-почты в облаке, будут различаться.

Службы облачных вычислений

В общем смысле облачные службы различаются в зависимости от потребностей разных пользователей. В этом разделе рассматриваются три популярных типа облачных служб:

Программное обеспечение как услуга (SaaS)
Платформа как услуга (PaaS)
Инфраструктура как услуга (IaaS)

SaaS — это любое приложение, в котором конечный пользователь имеет доступ к программному приложению по сети и вносит плату на основе различных бизнес-моделей, некоторые из которых являются бесплатными. PaaS — это предложение с платформами разработки программного обеспечения как услуги, которые используются для разработки приложений SaaS. Наконец, IaaS — это аренда виртуализированной инфраструктуры по сети. В этой последней модели конечный пользователь может гибко устанавливать и использовать любое программное обеспечение в арендованной инфраструктуре.

Следующие видео проверяет следующие службы:

Модель SaaS

Программное обеспечение как услуга (SaaS)

(определение) Программное обеспечение как услуга (SaaS) — это модель доставки программного обеспечения, в которой программное обеспечение и связанные с ним данные размещаются в облаке. Доступ пользователей к приложениям SaaS обычно осуществляется с помощью тонкого клиента через веб-браузер.

SaaS — одна из наиболее распространенных моделей облачных служб, в которой поставщик облачных служб предоставляет программное обеспечение в виде интернет-услуги. В следующем видео описан этот сценарий. Пользователи SaaS просто используют свои браузеры для доступа к программному обеспечению, что устраняет необходимость в установке, запуске и обслуживании (обновление, исправление, повторная настройка и т. п.) приложения на компьютерах. Веб-браузер загружает службу приложений SaaS динамическим и прозрачным образом.

SaaS стала распространенной моделью доставки программного обеспечения для многих бизнес-приложений, включая бухгалтерский учет, совместную работу, управление отношениями с клиентами (CRM), информационные системы управления (MIS), планирование ресурсов предприятия (ERP), выставление счетов, управление персоналом (HRM), управление контентом (СМ), а также управление службой поддержки.

При использовании SaaS поставщик поддерживает программное обеспечение и инфраструктуру, необходимую для его запуска. Поставщик регулярно занимается разработкой программного обеспечения, а усовершенствования автоматически становятся доступными при следующем входе пользователя в службу. Кроме того, любые данные приложения, полученные в результате использования службы, находятся в облаке и доступны пользователю из любого места.

Характеристики SaaS

Подавляющее большинство решений SaaS основано на том, что именуется мультитенантной архитектурой. В этой архитектуре для каждого клиента используется одна версия приложения с единственной конфигурацией (именуемая клиентом). Чтобы обеспечить хорошее масштабирование службы, она может быть установлена на нескольких серверах на стороне поставщика. Динамическое масштабирование используется, чтобы позволить использование службы для большего количества пользователей, поскольку она становится более популярной.

К типичным характеристикам SaaS относятся следующие.

Доступ к службе программного обеспечения осуществляется через Интернет.
Управление программным обеспечением осуществляется поставщиком облачных служб из центрального расположения.
Программное обеспечение поставляется в модели "один ко многим", в которой "один" является поставщиком облачных служб, а "многие" — пользователями облака.
Поставщик облачных служб обрабатывает обновления программного обеспечения и исправления.

Модели ценообразования SaaS

В отличие от традиционного программного обеспечения, которое продается по модели лицензирования программного обеспечения (с первоначальной стоимостью лицензии и дополнительной платой за текущую поддержку), поставщики SaaS обычно взимают для приложений плату за ежемесячную или годовую подписку. Эта модель позволяет SaaS реализовать одно из главных предполагаемых преимуществ облачных вычислений — снижение капитальных или первоначальных затрат на программное обеспечение. Поставщики SaaS обычно взимают плату в зависимости от параметров использования, таких как количество пользователей, использующих приложение.

Варианты использования SaaS

SaaS — это хорошая модель для некоторых типов приложений, таких как:

Приложения, которые являются довольно стандартизированными и не нуждаются в пользовательских решениях. Электронная почта является хорошим примером достаточно стандартизированного приложения.
Приложения, которые имеют значительную потребность в удаленном/веб-/мобильном доступе, такие как мобильное программное обеспечение для управления продажами.
Приложения, которые могут понадобиться в краткосрочной перспективе, например, программное обеспечение для совместной работы по конкретному проекту.
Приложения, в которых спрос значительно возрастает, такие как налоговое программное обеспечение, или программное обеспечение выставления счетов, используемое раз в месяц.

Однако бывают ситуации, когда SaaS может оказаться неправильным выбором, например:

Приложения, требующие автономного доступа к данным.
Приложения, которые требуют значительной настройки.
Приложения, в которых политика или нормативные положения не позволяют размещать данные на внешних серверах.
Приложения, в которых существующие внутренние решения удовлетворяют все потребности организации.

Примеры SaaS

Веб-почта — это один из первых примеров SaaS. Веб-почта позволяет пользователям с помощью браузера и подключения к Интернету получать доступ к электронной почте в любое время и в любом месте. Предложения, такие как Outlook, Yahoo Почта и Gmail, чрезвычайно популярны. Некоторые из этих служб основаны на модели "freemium", где базовые службы являются бесплатными, а по подписке предоставляются дополнительные функции. Более того, поставщики получают доход в основном от рекламных объявлений, которые отображаются пользователям при работе со службой.

Еще один популярный пример SaaS — интерактивные наборы офисных приложений, такие как Microsoft 365, позволяющие пользователям создавать, редактировать и совместно использовать документы в Интернете.

Модель PaaS

Платформа как услуга (PaaS)

(определение) Модель "платформа как услуга" (PaaS) — это вычислительная платформа, упрощающая создание веб-приложений за счет исключения сложностей, связанных с приобретением и обслуживанием базового программного обеспечения и инфраструктуры.

Предложения на основе модели PaaS позволяют пользователям разрабатывать, развертывать и масштабировать приложения на платформах, предлагаемых поставщиками облачных служб. PaaS является аналогом SaaS, за исключением того, что вместо программного обеспечения, предоставляемого через Интернет, эта платформа предназначена для создания программного обеспечения, предоставляемого через Интернет.

Характеристики PaaS

Предложения PaaS отличаются в зависимости от поставщиков, но обычно включают некоторые базовые функции, включающие:

Службы для разработки, тестирования, развертывания, размещения и обслуживания приложений в той же интегрированной среде разработки (IDE).
Веб-средства создания пользовательского интерфейса, помогающие создавать, изменять и тестировать различные сценарии пользовательского интерфейса.
Мультитенантная архитектура, в которой несколько одновременно работающих пользователей используют одни и те же средства разработки.
Встроенные механизмы масштабирования развернутого программного обеспечения, которые могут автоматически применяться поставщиком облачных служб посредством механизмов балансировки нагрузки и обеспечения отказоустойчивости.

Модели ценообразования PaaS

В отличие от модели ценообразования SaaS (которая основана на подписке или рекламных объявлениях), плата за PaaS обычно взимается с учетом использования платформы. Например, модель ценообразования для Функций Azure подразумевает оплату за общее количество выполнений, а также время выполнения. Таким образом, чем больше используется приложение, разработанное с помощью PaaS, тем больше будет платить разработчик PaaS.

Варианты использования PaaS

PaaS — это хорошая модель для некоторых типов приложений, таких как:

сценарии быстрой разработки приложения;
приложения, которым требуется веб-инфраструктура для управления различными нагрузками пользователей;
приложения, которые могут не требовать повторного развертывания или миграции на другие платформы в будущем.

Существуют определенные сценарии, в которых PaaS может не быть идеальным, например:

когда приложение должно быть легко переносимым с точки зрения места его размещения, поскольку API-интерфейсы PaaS могут различаться в зависимости от поставщиков PaaS;
когда собственные языки или API могут повлиять на процесс разработки или вызвать проблемы в будущем из-за привязки к поставщику;
когда производительность приложения требует настройки базового оборудования и программного обеспечения.

Примеры PaaS

Функции Azure — это пример PaaS. С помощью Функций Azure разработчики могут запускать небольшие фрагменты кода в инфраструктуре Azure, не беспокоясь об управлении ею.

Модель IaaS

Инфраструктура как услуга (IaaS)

(определение) Инфраструктура как услуга (IaaS) — это модель облачных вычислений, в которой поставщики облачных служб делают вычислительные ресурсы доступными для клиентов, обычно в форме экземпляров или виртуальных машин.

В модели IaaS поставщики сдают в аренду вычислительные ресурсы в виде экземпляров или виртуальных машин, за которыми закреплена некоторая настраиваемая конфигурация ЦП, памяти, дисков и полосы пропускания сети. После подготовки пользователи IaaS могут удаленно подключиться к этим экземплярам и настроить подходящие им платформы и приложения. Эта модель предлагает наибольшую гибкость пользователям IaaS с точки зрения разработки и развертывания программного обеспечения. Вместо того чтобы покупать серверы, программное обеспечение, пространство в центрах обработки данных или сетевое оборудование, пользователи арендуют эти ресурсы как полностью аутсорсинговую услугу по запросу.

Характеристики IaaS

IaaS имеет следующие характеристики:

Вычислительные ресурсы предоставляются пользователям IaaS как услуга.
Поставщики IaaS предоставляют средства, позволяющие пользователям IaaS настраивать динамическое масштабирование ресурсов.
Поставщики IaaS обычно предлагают разные ресурсы по разным ценам и следуют модели ценообразования на служебную программу (обычно рассчитываются по часам).
Одни и те же физические ресурсы являются общими для нескольких пользователей.

Модели ценообразования IaaS

В отличие от модели ценообразования SaaS (которая основана на подписках или рекламных объявлениях) или модели PaaS (которая обычно оплачивается по количеству транзакций или использованию пропускной способности или хранилища), для IaaS обычно взимается почасовая плата за каждый экземпляр. Например, виртуальные машины Azure предлагают спектр вычислительных ресурсов в виде виртуализированных экземпляров ОС, которые отличаются по вычислениям, памяти, хранилищу и пропускной способности.

Поставщики облачных служб также могут выбрать выставление счетов на пропорциональной или непропорциональной основе. По пропорциональной основе каждый неполный час оплачивается частично, а по непропорциональной основе — каждый неполный час считается полным часом. Это различие становится значительным, когда пользователям IaaS требуется большое количество экземпляров в течение короткого периода времени для пакетной обработки.

Варианты использования IaaS

Использование IaaS имеет смысл в ряде ситуаций:

Когда потребность в вычислительных ресурсах является непостоянной. Например, веб-сайты электронной коммерции испытывают наибольшую нагрузку во время новогодних праздников.
Для новых организаций, не имеющих капитала для инвестиций в инфраструктуру на сайте.
Когда организациям необходимо быстро увеличить объем своих ИТ-ресурсов (например, интернет-стартапы).
Для временных проектов или временных потребностей инфраструктуры (когда организациям требуется большой объем вычислительной мощности в течение ограниченного периода времени).

Использование IaaS может быть не лучшим вариантом, если:

соответствие нормативным требованиям не допускает внешнее размещение данных или передачу их на аутсорсинг;
Приложения имеют строгие требования к качеству обслуживания (QoS).
Организации имеют собственную внутреннюю настроенную инфраструктуру для удовлетворения своих ИТ-потребностей.

Примеры IaaS

Все основные поставщики облачных служб предлагают продукты IaaS. Виртуальные машины Azure сдают в аренду экземпляры из различных центров обработки данных, разбросанных по всему миру. Пользователи могут выбирать из различных типов экземпляров: от однопроцессорных экземпляров с небольшим объемом памяти (которые стоят несколько центов в час) вплоть до многоядерных высокопроизводительных экземпляров с графическим ускорением (которые стоят до нескольких долларов в час).

Проверьте свои знания

Продолжить