Облачные вычисления [1] — это доступность по требованию ресурсов компьютерной системы , особенно хранилища данных ( облачное хранилище ) и вычислительной мощности , без прямого активного управления пользователем. [2] Большие облака часто имеют функции, распределенные по нескольким местоположениям, каждое из которых является центром обработки данных . Облачные вычисления полагаются на совместное использование ресурсов для достижения согласованности и обычно используют модель оплаты по мере использования, которая может помочь в сокращении капитальных затрат , но также может привести к непредвиденным эксплуатационным расходам для пользователей. [3] [4]
В сообщении Европейской комиссии, опубликованном в 2012 году, утверждалось, что широта сферы применения облачных вычислений делает общее определение «неуловимым» [5] , тогда как определение облачных вычислений, данное Национальным институтом стандартов и технологий США в 2011 году, выделяет «пять основных характеристик»:
Облачные вычисления имеют богатую историю, которая восходит к 1960-м годам, когда первоначальные концепции разделения времени стали популяризироваться посредством удаленного ввода заданий (RJE). Модель «центра обработки данных», в которой пользователи отправляли задания операторам для выполнения на мэйнфреймах, в основном использовалась в эту эпоху. Это было время исследований и экспериментов со способами сделать крупномасштабные вычислительные мощности доступными для большего числа пользователей посредством разделения времени , оптимизации инфраструктуры, платформы и приложений, а также повышения эффективности для конечных пользователей. [7]
Метафора «облака» для виртуализированных сервисов появилась в 1994 году, когда она была использована компанией General Magic для вселенной «мест», куда могли «пойти» мобильные агенты в среде Telescript . Эта метафора приписывается Дэвиду Хоффману, специалисту по коммуникациям компании General Magic, на основе ее давнего использования в сетях и телекоммуникациях. [8] Выражение «облачные вычисления» стало более широко известно в 1996 году, когда корпорация Compaq Computer Corporation разработала бизнес-план для будущих вычислений и Интернета . Целью компании было увеличить продажи с помощью «приложений, поддерживающих облачные вычисления». Бизнес-план предвидел, что онлайн-хранилище файлов для потребителей, скорее всего, будет коммерчески успешным. В результате Compaq решила продавать серверное оборудование поставщикам интернет-услуг . [9]
В 2000-х годах применение облачных вычислений начало обретать форму с созданием Amazon Web Services (AWS) в 2002 году, что позволило разработчикам создавать приложения независимо. В 2006 году была выпущена бета-версия Google Docs , Amazon Simple Storage Service, известная как Amazon S3 , и Amazon Elastic Compute Cloud (EC2). В 2008 году NASA разработало первое программное обеспечение с открытым исходным кодом для развертывания частных и гибридных облаков. [10] [11]
В следующем десятилетии были запущены различные облачные сервисы. В 2010 году Microsoft запустила Microsoft Azure , а Rackspace Hosting и NASA инициировали проект облачного программного обеспечения с открытым исходным кодом OpenStack . IBM представила фреймворк IBM SmartCloud в 2011 году, а Oracle анонсировала Oracle Cloud в 2012 году. В декабре 2019 года Amazon запустила AWS Outposts, сервис, который расширяет инфраструктуру, сервисы, API и инструменты AWS на клиентские центры обработки данных, пространства для размещения оборудования или локальные объекты. [12] [13]
После глобальной пандемии 2020 года популярность облачных технологий резко возросла из-за уровня безопасности данных, который они обеспечивают, и гибкости рабочих вариантов, которые они предоставляют всем сотрудникам, особенно удаленным работникам. [14]
Сторонники публичных и гибридных облаков утверждают, что облачные вычисления позволяют компаниям избегать или минимизировать первоначальные затраты на ИТ-инфраструктуру . Сторонники также утверждают, что облачные вычисления позволяют предприятиям быстрее запускать свои приложения , с улучшенной управляемостью и меньшим обслуживанием, и что они позволяют ИТ-отделам быстрее настраивать ресурсы для удовлетворения колеблющегося и непредсказуемого спроса, [15] [16] [17] обеспечивая взрывную вычислительную мощность: высокую вычислительную мощность в определенные периоды пикового спроса. [18]
Дополнительные ценностные предложения облачных вычислений включают в себя:
Приложения, размещенные в облаке, подвержены ошибкам распределенных вычислений — ряду заблуждений, которые могут привести к серьезным проблемам при разработке и развертывании программного обеспечения. [36]
Одной из основных проблем облачных вычислений, по сравнению с более традиционными локальными вычислениями, является безопасность данных и конфиденциальность. Пользователи облака доверяют свои конфиденциальные данные сторонним поставщикам, которые могут не иметь адекватных мер для их защиты от несанкционированного доступа, нарушений или утечек. Пользователи облака также сталкиваются с рисками соответствия, если им приходится придерживаться определенных правил или стандартов в отношении защиты данных, таких как GDPR или HIPAA . [37]
Еще одной проблемой облачных вычислений является снижение видимости и контроля. Пользователи облака могут не иметь полного представления о том, как их облачные ресурсы управляются, настраиваются или оптимизируются их поставщиками. Они также могут иметь ограниченную возможность настраивать или изменять свои облачные сервисы в соответствии со своими конкретными потребностями или предпочтениями. [37] Полное понимание всех технологий может быть невозможным, особенно учитывая масштаб, сложность и преднамеренную непрозрачность современных систем; однако необходимо понимать сложные технологии и их взаимосвязи, чтобы иметь силу и агентство внутри них. [38] Метафору облака можно рассматривать как проблематичную, поскольку облачные вычисления сохраняют ауру чего-то ноуменального и нуминозного ; это что-то, переживаемое без точного понимания того, что это такое или как это работает. [39]
Кроме того, миграция в облако является значительной проблемой. Этот процесс включает в себя перенос данных, приложений или рабочих нагрузок из одной облачной среды в другую или из локальной инфраструктуры в облако. Миграция в облако может быть сложной, трудоемкой и дорогой, особенно когда есть проблемы совместимости между различными облачными платформами или архитектурами. Если миграция в облако не была тщательно спланирована и выполнена, она может привести к простоям, снижению производительности или даже потере данных. [40]
Обычно соглашения об уровне обслуживания (SLA) поставщиков облачных услуг не охватывают все формы прерываний обслуживания. Исключения обычно включают плановое обслуживание, простои, вызванные внешними факторами, такими как сетевые проблемы, человеческие ошибки , такие как неправильная конфигурация, стихийные бедствия , форс-мажорные обстоятельства или нарушения безопасности . Обычно клиенты несут ответственность за мониторинг соответствия SLA и должны подавать претензии по любым невыполненным SLA в течение установленного периода времени. Клиенты должны знать, как рассчитываются отклонения от SLA, поскольку эти параметры могут различаться в зависимости от услуги. Эти требования могут налагать значительное бремя на клиентов. Кроме того, проценты и условия SLA могут различаться в разных услугах одного и того же поставщика, а некоторые услуги вообще не имеют SLA. В случаях прерываний обслуживания из-за сбоев оборудования у поставщика облачных услуг компания обычно не предлагает денежную компенсацию. Вместо этого соответствующие пользователи могут получать кредиты, как указано в соответствующем SLA. [41] [42] [43] [44]
Облачные вычисления создают проблемы конфиденциальности, поскольку поставщик услуг может получить доступ к данным, которые находятся в облаке, в любое время. Он может случайно или преднамеренно изменить или удалить информацию. [45] Многие поставщики облачных услуг могут делиться информацией с третьими лицами, если это необходимо для целей закона и порядка, без ордера. Это разрешено в их политиках конфиденциальности, с которыми пользователи должны согласиться, прежде чем они начнут использовать облачные сервисы. Решения для обеспечения конфиденциальности включают политику и законодательство, а также выбор конечных пользователей относительно того, как хранить данные. [45] Пользователи могут шифровать данные, которые обрабатываются или хранятся в облаке, чтобы предотвратить несанкционированный доступ. [45] Системы управления идентификацией также могут предоставлять практические решения проблем конфиденциальности в облачных вычислениях. Эти системы различают авторизованных и неавторизованных пользователей и определяют объем данных, которые доступны каждому субъекту. [46] Системы работают, создавая и описывая идентификационные данные, регистрируя действия и избавляясь от неиспользуемых идентификационных данных.
По данным Cloud Security Alliance, тремя основными угрозами в облаке являются небезопасные интерфейсы и API , потеря и утечка данных и отказ оборудования , на долю которых приходится 29%, 25% и 10% всех сбоев безопасности облака соответственно. Вместе они образуют общие технологические уязвимости. На платформе облачного провайдера, которой пользуются разные пользователи, может существовать вероятность того, что информация, принадлежащая разным клиентам, находится на одном и том же сервере данных. Кроме того, Юджин Шульц , главный технический директор Emagined Security, сказал, что хакеры тратят значительное время и усилия на поиски способов проникновения в облако. «В облачной инфраструктуре есть некоторые настоящие ахиллесовы пяты, которые проделывают большие дыры для злоумышленников». Поскольку данные сотен или тысяч компаний могут храниться на больших облачных серверах, хакеры теоретически могут получить контроль над огромными хранилищами информации с помощью одной атаки — процесса, который он назвал «гиперджекингом». Некоторые примеры этого включают нарушение безопасности Dropbox и утечку iCloud 2014. [47] Dropbox был взломан в октябре 2014 года, и более семи миллионов паролей его пользователей были украдены хакерами в попытке получить от него денежную ценность в биткоинах (BTC). Имея эти пароли, они могут читать личные данные , а также индексировать эти данные поисковыми системами (делая информацию общедоступной). [47]
Существует проблема юридического права собственности на данные (если пользователь хранит некоторые данные в облаке, может ли поставщик облачных услуг получать от этого прибыль?). Во многих соглашениях об условиях обслуживания ничего не говорится о праве собственности. [48] Физический контроль над компьютерным оборудованием (частное облако) более безопасен, чем наличие оборудования вне офиса и под чьим-то контролем (публичное облако). Это дает большой стимул поставщикам услуг публичных облачных вычислений уделять первоочередное внимание созданию и поддержанию надежного управления безопасными услугами. [49] Некоторые малые предприятия, не имеющие опыта в области ИТ- безопасности, могут обнаружить, что для них безопаснее использовать публичное облако. Существует риск того, что конечные пользователи не поймут проблем, возникающих при входе в облачный сервис (иногда люди не читают много страниц соглашения об условиях обслуживания и просто нажимают «Принять», не читая). Это важно сейчас, когда облачные вычисления стали обычным явлением и требуются для работы некоторых сервисов, например, для интеллектуального персонального помощника ( Siri от Apple или Google Assistant ). По сути, частное облако рассматривается как более безопасное с более высоким уровнем контроля для владельца, однако публичное облако рассматривается как более гибкое и требующее меньших временных и денежных вложений от пользователя. [50]
Атаки, которые могут быть сделаны на облачных вычислительных системах, включают атаки типа «человек посередине» , фишинговые атаки, атаки аутентификации и атаки вредоносного ПО . Одной из самых больших угроз считаются атаки вредоносного ПО, такие как троянские кони . Недавние исследования, проведенные в 2022 году, показали, что метод внедрения троянских коней является серьезной проблемой с пагубным воздействием на облачные вычислительные системы. [51]
Сервисно -ориентированная архитектура (SOA) продвигает идею «Все как услуга» (EaaS или XaaS, или просто aAsS). [52] Эта концепция реализуется в облачных вычислениях через несколько моделей услуг, определенных Национальным институтом стандартов и технологий (NIST). Три стандартные модели услуг — это инфраструктура как услуга (IaaS), платформа как услуга (PaaS) и программное обеспечение как услуга (SaaS). [6] Обычно их изображают как слои в стеке, предоставляя различные уровни абстракции . Однако эти слои не обязательно являются взаимозависимыми. Например, SaaS может быть доставлен на голом железе , минуя PaaS и IaaS, а программа может работать непосредственно на IaaS без упаковки в SaaS.
Инфраструктура как услуга (IaaS) относится к онлайн-сервисам, которые предоставляют высокоуровневые API , используемые для абстрагирования различных низкоуровневых деталей базовой сетевой инфраструктуры, таких как физические вычислительные ресурсы, местоположение, разделение данных, масштабирование, безопасность, резервное копирование и т. д. Гипервизор запускает виртуальные машины в качестве гостей. Пулы гипервизоров в облачной операционной системе могут поддерживать большое количество виртуальных машин и возможность масштабировать сервисы вверх и вниз в соответствии с различными требованиями клиентов. Контейнеры Linux работают в изолированных разделах одного ядра Linux, работающего непосредственно на физическом оборудовании. Linux cgroups и пространства имен являются базовыми технологиями ядра Linux, используемыми для изоляции, защиты и управления контейнерами. Использование контейнеров обеспечивает более высокую производительность, чем виртуализация, поскольку нет накладных расходов гипервизора. Облака IaaS часто предлагают дополнительные ресурсы, такие как библиотека образов дисков виртуальных машин , хранилище необработанных блоков , хранилище файлов или объектов , брандмауэры, балансировщики нагрузки , IP-адреса , виртуальные локальные сети (VLAN) и программные пакеты. [53]
Определение облачных вычислений NIST описывает IaaS как «где потребитель может развертывать и запускать произвольное программное обеспечение, которое может включать операционные системы и приложения. Потребитель не управляет и не контролирует базовую облачную инфраструктуру, но имеет контроль над операционными системами, хранилищем и развернутыми приложениями; и, возможно, ограниченный контроль над выбранными сетевыми компонентами (например, брандмауэрами хоста)». [ 6]
Поставщики IaaS-облака предоставляют эти ресурсы по требованию из своих больших пулов оборудования, установленного в центрах обработки данных . Для широкополосного подключения клиенты могут использовать либо Интернет, либо облака операторов (выделенные виртуальные частные сети ). Для развертывания своих приложений пользователи облака устанавливают образы операционных систем и свое прикладное программное обеспечение в облачной инфраструктуре. В этой модели пользователь облака исправляет и обслуживает операционные системы и прикладное программное обеспечение. Поставщики облачных услуг обычно выставляют счета за услуги IaaS на основе коммунальных вычислений: стоимость отражает количество выделенных и потребленных ресурсов. [54]
Определение облачных вычислений, данное NIST, определяет платформу как услугу следующим образом: [6]
Возможность, предоставляемая потребителю, заключается в развертывании в облачной инфраструктуре созданных или приобретенных потребителем приложений, созданных с использованием языков программирования, библиотек, сервисов и инструментов, поддерживаемых поставщиком. Потребитель не управляет и не контролирует базовую облачную инфраструктуру, включая сеть, серверы, операционные системы или хранилище, но имеет контроль над развернутыми приложениями и, возможно, параметрами конфигурации для среды размещения приложений.
Поставщики PaaS предлагают разработчикам приложений среду разработки. Поставщик обычно разрабатывает набор инструментов и стандарты для разработки, а также каналы для распространения и оплаты. В моделях PaaS поставщики облачных вычислений предоставляют вычислительную платформу , обычно включающую операционную систему, среду выполнения языка программирования, базу данных и веб-сервер. Разработчики приложений разрабатывают и запускают свое программное обеспечение на облачной платформе вместо того, чтобы напрямую покупать и управлять базовыми аппаратными и программными уровнями. В некоторых PaaS базовые ресурсы компьютера и хранилища масштабируются автоматически в соответствии с требованиями приложения, чтобы пользователю облака не приходилось вручную выделять ресурсы. [55] [ нужна цитата для проверки ]
Некоторые поставщики интеграции и управления данными также используют специализированные приложения PaaS в качестве моделей доставки данных. Примерами являются iPaaS (платформа интеграции как услуга) и dPaaS (платформа данных как услуга) . iPaaS позволяет клиентам разрабатывать, выполнять и управлять потоками интеграции. [56] В рамках модели интеграции iPaaS клиенты управляют разработкой и развертыванием интеграций без установки или управления каким-либо оборудованием или промежуточным программным обеспечением. [57] dPaaS предоставляет продукты интеграции и управления данными как полностью управляемую услугу. [58] В рамках модели dPaaS поставщик PaaS, а не клиент, управляет разработкой и выполнением программ, создавая приложения данных для клиента. Пользователи dPaaS получают доступ к данным через инструменты визуализации данных . [59]
Определение облачных вычислений, данное NIST, определяет программное обеспечение как услугу следующим образом: [6]
Возможность, предоставляемая потребителю, заключается в использовании приложений провайдера, работающих в облачной инфраструктуре . Приложения доступны с различных клиентских устройств через интерфейс тонкого клиента, например веб-браузер (например, веб-электронная почта), или программный интерфейс. Потребитель не управляет и не контролирует базовую облачную инфраструктуру, включая сеть, серверы, операционные системы, хранилище или даже отдельные возможности приложений, за возможным исключением ограниченных пользовательских настроек конфигурации приложений.
В модели «программное обеспечение как услуга» (SaaS) пользователи получают доступ к прикладному программному обеспечению и базам данных . Поставщики облачных услуг управляют инфраструктурой и платформами, на которых работают приложения. SaaS иногда называют «программным обеспечением по требованию» и обычно оценивается на основе оплаты за использование или с использованием абонентской платы. [60] В модели SaaS поставщики облачных услуг устанавливают и эксплуатируют прикладное программное обеспечение в облаке, а пользователи облака получают доступ к программному обеспечению с облачных клиентов. Пользователи облака не управляют облачной инфраструктурой и платформой, на которой работает приложение. Это устраняет необходимость устанавливать и запускать приложение на собственных компьютерах пользователя облака, что упрощает обслуживание и поддержку. Облачные приложения отличаются от других приложений своей масштабируемостью, которая может быть достигнута путем клонирования задач на несколько виртуальных машин во время выполнения для удовлетворения меняющегося спроса на работу. [61] Балансировщики нагрузки распределяют работу по набору виртуальных машин. Этот процесс прозрачен для пользователя облака, который видит только одну точку доступа. Для обслуживания большого количества пользователей облака облачные приложения могут быть многопользовательскими , что означает, что любая машина может обслуживать более одной организации пользователей облака.
Модель ценообразования для приложений SaaS обычно представляет собой ежемесячную или годовую фиксированную плату за пользователя, [62] поэтому цены становятся масштабируемыми и регулируемыми, если пользователи добавляются или удаляются в любой момент. Она также может быть бесплатной. [63] Сторонники утверждают, что SaaS дает бизнесу возможность сократить эксплуатационные расходы ИТ за счет аутсорсинга обслуживания и поддержки оборудования и программного обеспечения поставщику облачных услуг. Это позволяет бизнесу перераспределять эксплуатационные расходы ИТ с расходов на оборудование/программное обеспечение и с расходов на персонал на достижение других целей. Кроме того, при централизованном размещении приложений обновления могут выпускаться без необходимости установки пользователями нового программного обеспечения. Одним из недостатков SaaS является хранение данных пользователей на сервере поставщика облачных услуг. В результате [ требуется цитата ] может быть несанкционированный доступ к данным. [64] Примерами приложений, предлагаемых как SaaS, являются игры и программное обеспечение для повышения производительности, такое как Google Docs и Office Online. Приложения SaaS могут быть интегрированы с облачными хранилищами или службами хостинга файлов , как в случае с Google Docs , интегрированными с Google Drive , и Office Online , интегрированными с OneDrive . [65]
В модели «бэкенд» как услуга (m), также известной как «мобильный бэкенд как услуга» (MBaaS), разработчикам веб-приложений и мобильных приложений предоставляется способ связать свои приложения с облачными хранилищами и облачными вычислительными сервисами с интерфейсами прикладного программирования (API), открытыми для их приложений и наборов для разработки программного обеспечения (SDK). Сервисы включают управление пользователями , push-уведомления , интеграцию с социальными сетями [66] и многое другое. Это относительно новая модель в облачных вычислениях [67] , большинство стартапов BaaS появились в 2011 году или позже [68] [69] [70], но тенденции указывают на то, что эти сервисы приобретают значительную популярность у корпоративных потребителей. [71]
Бессерверные вычисления — это модель выполнения кода облачных вычислений , в которой поставщик облачных вычислений полностью управляет запуском и остановкой виртуальных машин по мере необходимости для обслуживания запросов. Запросы тарифицируются по абстрактной мере ресурсов, необходимых для удовлетворения запроса, а не по виртуальной машине в час. [72] Несмотря на название, бессерверные вычисления на самом деле не подразумевают выполнение кода без серверов. [72] Бизнес или лицо, использующее систему, не должны приобретать, арендовать, предоставлять или предоставлять серверы или виртуальные машины для работы внутреннего кода.
Функция как услуга (FaaS) — это удаленный вызов процедуры, размещенный как услуга, использующий бессерверные вычисления для развертывания отдельных функций в облаке, которые запускаются в ответ на определенные события. [73] Некоторые считают, что FaaS относится к бессерверным вычислениям , в то время как другие используют эти термины как взаимозаменяемые. [74]
Развертывание сервисов в облаке называется миграцией в облако.
Обратная миграция в облако, также известная как репатриация в облако, относится к перемещению облачных рабочих нагрузок обратно в локальные инфраструктуры, включая корпоративные центры обработки данных, поставщиков услуг размещения и поставщиков управляемых услуг. Репатриация в облако происходит из-за проблем безопасности, затрат, проблем производительности, проблем совместимости и проблем с бесперебойной работой. [75] [76]
Частное облако — это облачная инфраструктура, которая эксплуатируется исключительно для одной организации, управляется ли она изнутри или третьей стороной и размещается либо внутри, либо снаружи. [6] Реализация проекта частного облака требует значительного участия в виртуализации бизнес-среды и требует от организации переоценки решений относительно существующих ресурсов. Это может улучшить бизнес, но каждый шаг в проекте поднимает вопросы безопасности, которые необходимо решать, чтобы предотвратить серьезные уязвимости. Самостоятельно управляемые центры обработки данных [77] обычно являются капиталоемкими. Они имеют значительный физический след, требующий выделения пространства, оборудования и контроля окружающей среды. Эти активы необходимо периодически обновлять, что приводит к дополнительным капитальным затратам. Они подвергаются критике, потому что пользователи «все еще должны покупать, строить и управлять ими» и, таким образом, не получают выгоды от менее практического управления, [78] по сути «[отсутствуя] экономической модели, которая делает облачные вычисления такой интригующей концепцией». [79] [80]
Облачные сервисы считаются «публичными», когда они предоставляются через общедоступный Интернет, и они могут предлагаться как платная подписка или бесплатно. [81] С точки зрения архитектуры, существует мало различий между публичными и частными облачными сервисами, но проблемы безопасности существенно возрастают, когда сервисы (приложения, хранилище и другие ресурсы) совместно используются несколькими клиентами. Большинство поставщиков публичных облачных сервисов предлагают сервисы прямого подключения, которые позволяют клиентам безопасно связывать свои устаревшие центры обработки данных с их облачными приложениями. [20] [82]
На решение предприятий и организаций выбрать публичное облако или локальное решение влияют несколько факторов, таких как функциональность решений, стоимость , интеграционные и организационные аспекты, а также безопасность . [83]
Гибридное облако представляет собой композицию публичного облака и частной среды, такой как частное облако или локальные ресурсы, [84] [85], которые остаются отдельными сущностями, но связаны вместе, предлагая преимущества нескольких моделей развертывания. Гибридное облако также может означать возможность подключения коллокационных, управляемых и/или выделенных сервисов с облачными ресурсами. [6] Gartner определяет гибридный облачный сервис как сервис облачных вычислений, который состоит из некоторой комбинации частных, публичных и общественных облачных сервисов от разных поставщиков услуг. [86] Гибридный облачный сервис пересекает границы изоляции и поставщиков, поэтому его нельзя просто отнести к одной категории частного, публичного или общественного облачного сервиса. Он позволяет расширить либо емкость, либо возможности облачного сервиса путем агрегации, интеграции или настройки с другим облачным сервисом.
Существуют различные варианты использования гибридной облачной композиции. Например, организация может хранить конфиденциальные клиентские данные в собственном частном облачном приложении, но подключать это приложение к приложению бизнес-аналитики, предоставляемому в публичном облаке в качестве программной службы. [87] Этот пример гибридного облака расширяет возможности предприятия по предоставлению определенной бизнес-услуги за счет добавления внешне доступных публичных облачных служб. Внедрение гибридного облака зависит от ряда факторов, таких как требования к безопасности данных и соответствию, уровень необходимого контроля над данными и приложения, используемые организацией. [88]
Другим примером гибридного облака является тот, где ИТ- организации используют общедоступные вычислительные ресурсы облака для удовлетворения временных потребностей в мощности, которые не могут быть удовлетворены частным облаком. [89] Эта возможность позволяет гибридным облакам использовать облачный разрыв для масштабирования между облаками. [6] Облачный разрыв — это модель развертывания приложений, в которой приложение работает в частном облаке или центре обработки данных и «разрывается» в публичное облако, когда увеличивается спрос на вычислительные мощности. Основным преимуществом облачного разрыва и гибридной облачной модели является то, что организация платит за дополнительные вычислительные ресурсы только тогда, когда они необходимы. [90] Облачный разрыв позволяет центрам обработки данных создавать внутреннюю ИТ-инфраструктуру, которая поддерживает средние рабочие нагрузки, и использовать облачные ресурсы из общедоступных или частных облаков во время пиков потребностей в обработке. [91]
Облако сообщества разделяет инфраструктуру между несколькими организациями из определенного сообщества с общими интересами (безопасность, соответствие, юрисдикция и т. д.), независимо от того, управляется ли оно изнутри или третьей стороной, размещается ли оно внутри или снаружи, расходы распределяются между меньшим количеством пользователей по сравнению с публичным облаком (но большим, чем частное облако). В результате достигается только часть потенциальной экономии затрат облачных вычислений. [6]
Платформа облачных вычислений может быть собрана из распределенного набора машин в разных местах, подключенных к единой сети или хаб-сервису. Можно выделить два типа распределенных облаков: вычисления с публичными ресурсами и волонтерское облако.
Мультиоблако — это использование нескольких облачных вычислительных сервисов в одной гетерогенной архитектуре для снижения зависимости от отдельных поставщиков, повышения гибкости за счет выбора, смягчения последствий катастроф и т. д. Оно отличается от гибридного облака тем, что относится к нескольким облачным сервисам, а не к нескольким режимам развертывания (публичный, частный, устаревший). [93] [94] [95]
Полиоблако относится к использованию нескольких публичных облаков с целью использования определенных услуг, предлагаемых каждым поставщиком. Оно отличается от мультиоблака тем, что не предназначено для повышения гибкости или смягчения сбоев, а скорее используется для того, чтобы позволить организации достичь большего, чем можно было бы сделать с одним поставщиком. [96]
Проблемы передачи больших объемов данных в облако, а также безопасность данных после того, как данные находятся в облаке, изначально препятствовали принятию облака для больших данных , но теперь, когда большая часть данных исходит из облака, и с появлением серверов без ОС , облако стало [97] решением для таких случаев использования, как бизнес -аналитика и геопространственный анализ . [98]
HPC-облако относится к использованию облачных вычислительных сервисов и инфраструктуры для выполнения приложений высокопроизводительных вычислений (HPC). [99] Эти приложения потребляют значительный объем вычислительной мощности и памяти и традиционно выполняются на кластерах компьютеров. В 2016 году несколько компаний, включая R-HPC, Amazon Web Services , Univa , Silicon Graphics International , Sabalcore, Gomput и Penguin Computing, предложили высокопроизводительное вычислительное облако. Облако Penguin On Demand (POD) было одним из первых невиртуализированных удаленных HPC-сервисов, предлагаемых на основе оплаты по мере использования . [100] [101] Penguin Computing запустила свое HPC-облако в 2016 году в качестве альтернативы EC2 Elastic Compute Cloud от Amazon, которое использует виртуализированные вычислительные узлы. [102] [103]
Архитектура облака [104] системная архитектура программных систем ,задействованных в доставке облачных вычислений, обычно включает в себя несколько облачных компонентов , взаимодействующих друг с другом через механизм слабой связи, такой как очередь сообщений. Эластичное обеспечение подразумевает интеллект в использовании сильной или слабой связи применительно к таким механизмам, как эти и другие.
Облачная инженерия — это применение инженерных дисциплин облачных вычислений. Она привносит системный подход к высокоуровневым проблемам коммерциализации, стандартизации и управления при разработке, эксплуатации и обслуживании облачных вычислительных систем. Это междисциплинарный метод, охватывающий вклады из различных областей, таких как системы , программное обеспечение , веб , производительность , проектирование информационных технологий , безопасность , платформа , риск ипроектирование качества .
По данным International Data Corporation (IDC), мировые расходы на услуги облачных вычислений достигли 706 миллиардов долларов США и, как ожидается, достигнут 1,3 триллиона долларов США к 2025 году. [105] Gartner подсчитала, что глобальные расходы конечных пользователей публичных облачных услуг достигнут 600 миллиардов долларов США к 2023 году. [106] Согласно отчету McKinsey & Company , рычаги оптимизации затрат на облачные вычисления и бизнес-кейсы, ориентированные на ценность, предсказывают более 1 триллиона долларов США в текущей ставке EBITDA среди компаний из списка Fortune 500 , которые будут доступны для захвата в 2030 году. [107] В 2022 году более 1,3 триллиона долларов США корпоративных ИТ-расходов были поставлены на карту из-за перехода в облако, а к 2025 году эта цифра вырастет почти до 1,8 триллиона долларов США, по данным Gartner. [108]
В сообщении Европейской комиссии за 2012 год было выявлено несколько проблем, препятствующих развитию рынка облачных вычислений: [5] : Раздел 3
В Сообщении изложен ряд «действий цифровой повестки дня», которые Комиссия предложила предпринять для поддержки развития справедливого и эффективного рынка услуг облачных вычислений. [5] : Страницы 6-14
Цель облачных вычислений — позволить пользователям извлекать выгоду из всех этих технологий без необходимости глубоких знаний или опыта работы с каждой из них. Облако направлено на сокращение расходов и помогает пользователям сосредоточиться на своем основном бизнесе, а не на препятствиях ИТ. [109] Основной технологией, обеспечивающей облачные вычисления, является виртуализация . Программное обеспечение виртуализации разделяет физическое вычислительное устройство на одно или несколько «виртуальных» устройств, каждое из которых может быть легко использовано и управляться для выполнения вычислительных задач. Благодаря виртуализации на уровне операционной системы, по сути, создающей масштабируемую систему из нескольких независимых вычислительных устройств, неиспользуемые вычислительные ресурсы могут быть распределены и использованы более эффективно. Виртуализация обеспечивает гибкость, необходимую для ускорения ИТ-операций, и снижает затраты за счет увеличения использования инфраструктуры . Автономные вычисления автоматизируют процесс, посредством которого пользователь может предоставлять ресурсы по требованию . Минимизируя участие пользователя, автоматизация ускоряет процесс, снижает затраты на рабочую силу и снижает вероятность человеческих ошибок. [109]
Облачные вычисления используют концепции из коммунальных вычислений для предоставления метрик для используемых сервисов. Облачные вычисления пытаются решить проблемы QoS (качество обслуживания) и надежности других моделей сетевых вычислений . [109]
Облачные вычисления имеют общие характеристики с:
По словам Янь Цуя, эфемерные ресурсы должны храниться вместе, чтобы достичь высокой сплоченности . Однако общие ресурсы, которые имеют длительное время развертывания (например, кластер AWS RDS ) и зона приземления должны иметь свой собственный отдельный репозиторий , конвейер развертывания и стек. [113]
{{cite book}}
: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на ноябрь 2024 г. ( ссылка )
Медиа, связанные с облачными вычислениями на Wikimedia Commons