Анализ систем-аналогов

Большинство облачных вычислительных ресурсов подразделяются на три общие группы: инфраструктура как услуга (IaaS), платформа как услуга

(PaaS) и программное обеспечение как услуга (SaaS). Такие службы иногда называют облачным вычислительным стеком, потому что они накладываются одна на другую.

Инфраструктура как услуга – основная группа облачных вычислительных ресурсов. В схеме IaaS вы арендуете ИТ-инфраструктуру (серверы, виртуальные машины, хранилище, сети и операционные системы) у облачного поставщика с системой оплаты по мере использования.

Платформа как услуга (PaaS) – относится к облачным вычислительным ресурсам, которые поставляют среду, доступную по запросу, для разработки, тестирования, доставки приложений программного обеспечения и управления ими. PaaS упрощает разработчикам задачу быстрого создания веб- приложений или мобильных приложений без необходимости иметь дело с базовой инфраструктурой серверов, хранилища, сети и баз данных, необходимых для разработки.

Программное обеспечение как услуга (SaaS) – это метод доставки программного обеспечения для приложений через Интернет по запросу и обычно на основе подписки. В схеме SaaS облачные поставщики размещают программное обеспечение и базовую инфраструктуру и управляют ими, а также занимаются всем обслуживанием, включая обновление программного обеспечения и установку исправлений безопасности. Пользователи подключаются к приложению по Интернету, обычно с помощью веб-браузера на своем телефоне, планшете или ПК.

Также есть три разных способа развертывания виртуальных вычислительных ресурсов: общедоступное облако, частное облако и гибридное облако.

Общедоступные облака находятся во владении и управлении у сторонних поставщиков облачных ресурсов, которые предоставляют свои вычислительные ресурсы – серверы и хранилище – через Интернет. В общедоступном облаке все оборудование, программное обеспечение и другая поддерживающая инфраструктура находятся во владении и управлении у облачного поставщика. Вы используете эти службы и управляете своей учетной записью через веб-браузер.

Частное облако – это облачные вычислительные ресурсы, которые использует только одна компания или организация. Частное облако может физически располагаться в корпоративном локальном центре обработки данных. Некоторые компании платят сторонним поставщикам служб за размещение их частного облака. Частное облако – это то облако, в котором службы и инфраструктура разворачиваются в частной сети.

Гибридные облака сочетают общедоступные и частные облака, связанные вместе с помощью технологии, которая обеспечивает совместный доступ к данным и приложениям. Позволяя данным и приложениям перемещаться между частными и общедоступными облаками, гибридное облако обеспечивает компаниям больше гибкости и больше вариантов развертывания [4].

Основной особенностью разработанной системы управления виртуальными ресурсами является то, что она предоставляет вычислительные мощности, которые являются собственностью компании, в которой разработана система.

Основными аналогами разработанной системы являются следующие продукты: Google Cloud Platform, Amazon Web Services и Microsoft Azure. Каждая из систем-аналогов имеет решение для подсчёта, контроля затрат выделенных ресурсов.

1.3.1 Набор облачных сервисов Google Cloud Platform

Google Cloud Platform – это набор облачных сервисов, которые работают на той же инфраструктуре, что Google использует внутри своих продуктов для конечных пользователей, таких как Google поиск и YouTube. Примерами сервисов данной платформы являются Google App Engine и Google Compute Engine.

Google App Engine – это веб-платформа и платформа облачных вычислений для разработки и размещения веб-приложений в центрах обработки данных, управляемых Google. Приложения изолированы и работают на нескольких серверах. App Engine предлагает автоматическое масштабирование для веб-приложений. Например, если приложению требуется больше вычислительных ресурсов, поскольку трафик на сайт увеличивается, Google автоматически масштабирует систему, чтобы предоставить их. В случае, когда системному программному обеспечению требуется обновление для безопасности, оно также обновится.

В отличие от многих обычных размещений приложений на виртуальных машинах, таких как Amazon EC2, платформа App Engine тесно интегрирована с приложениями и накладывает на разработчиков некоторые ограничения. Среды параллельной обработки позволяют применять многое из программного обеспечения, созданного для Unix-подобных систем, в то время как App Engine требует от разработчика использовать один из языков программирования: Python, Java, Go или PHP (в экспериментальном режиме), а для хранения информации применять хранилище – подмножество проприетарной базы данных BigTable, являющейся ноу-хау компании Google.

Приложения, разворачиваемые на базе App Engine, должны быть написаны на Python, Java, Go либо PHP. Последние два до сих пор имеют статус «экспериментальных» инструментов, хотя Google и заявлял о намерениях расширить список поддерживаемых языков программирования и сред, а саму службу сделать не зависящей от какого-либо языка программирования. Среда исполнения Python включает в себя полную реализацию возможностей самого Python, большинство функций стандартной библиотеки языка, ограниченную версию Django, и т. д.

Предлагается набор API для служб хранилища, datastore API (BigTable), аккаунтов Google, загрузки данных по URL, электронной почты и т. д.

Предоставлена возможность использовать планировщик задач cron как для приложений, реализованных на Python, так и на Java. Разрешено планирование не более 20 заданий.

Google Compute Engine – инфраструктура как сервис (IaaS), которая позволяет пользователям запускать виртуальные машины по требованию. Виртуальные машины могут быть запущены из стандартных образов или образов, созданных пользователями. Доступ к Google Compute Engine можно получить с помощью консоли разработчика, RESTful API и интерфейса командной строки (CLI). Обеспечивает надежную вычислительную инфраструктуру и позволяет выбирать и настраивать компоненты платформы, которые необходимо использовать. Compute Engine помогает осуществлять настройки, администрирование и мониторинг систем. Сервис предоставляет полный контроль над системами и неограниченную гибкость [5].

1.3.2 Платформа Amazon Web Services

Amazon Web Services – инфраструктура платформ облачных веб- сервисов. В AWS представлены сервисы аренды виртуальных серверов, предоставления вычислительных мощностей, хранения данных (файловый хостинг, распределённых хранилищ данных) и т.п.

Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2 – веб-сервис, который предоставляет вычислительные мощности в облаке. Сервис входит в инфраструктуру Amazon Web Services.

Простой веб-интерфейс сервиса позволяет получить доступ к вычислительным мощностям и настроить с минимальными затратами ресурсов. Он предоставляет пользователям полный контроль над вычислительными ресурсами, а также доступную среду для работы. Сервис сокращает время, необходимое для получения и загрузки нового сервера.

С помощью EC2 можно: создать Amazon Machine Image (AMI), который будет содержать приложения, библиотеки, данные и связанные с ними конфигурационные параметры. Или использовать заранее настроенные шаблоны образов для работы; загрузить AMI в Amazon S3. Amazon EC2 предоставляет инструменты для хранения AMI. Amazon S3 обеспечивает безопасное, надёжное и быстрое хранилище для хранения образов; использовать Amazon EC2 Веб-сервис для настройки безопасности и сетевого доступа; выбирать тип(ы) операционной системы, какой необходим, запустить, завершить, или контролировать несколько AMI по мере необходимости, используя API Веб-сервиса, или различных инструментов управления, которые предусмотрены; определить необходимость работать в нескольких местах, использовать статический IP или другие варианты; платить только за ресурсы, которые пользователь собирается потреблять, такие как время или передача данных.

1.3.3 Платформа Microsoft Azure

Microsoft Azure реализует две облачные модели – платформы как сервиса (PaaS) и инфраструктуры как сервиса (IaaS). Работоспособность платформы Microsoft Azure обеспечивает сеть глобальных дата-центров Microsoft.

Основные особенности данной модели: оплата только потреблённых ресурсов, общая, многопоточная структура вычислений, абстракция от инфраструктуры.

В основе работы Microsoft Azure лежит запуск виртуальной машины для каждого экземпляра приложения. Разработчик определяет необходимый объём для хранения данных и требуемые вычислительные мощности (количество виртуальных машин), после чего платформа предоставляет соответствующие ресурсы. Когда первоначальные потребности в ресурсах изменяются, в соответствии с новым запросом заказчика платформа выделяет под приложение дополнительные или сокращает неиспользуемые ресурсы дата-центра.

Microsoft Azure как PaaS обеспечит не только все базовые функции операционной системы, но и дополнительные: выделение ресурсов по требованию для неограниченного масштабирования, автоматическую синхронную репликацию данных для повышения отказоустойчивости, обработку отказов инфраструктуры для обеспечения постоянной доступности и многое другое.

Microsoft Azure также реализует другой тип сервиса – инфраструктуру как сервис. Модель предоставления инфраструктуры (аппаратных ресурсов)

реализует возможность аренды таких ресурсов, как серверы, устройства хранения данных и сетевое оборудование. Управление всей инфраструктурой осуществляется поставщиком, потребитель управляет только операционной системой и установленными приложениями.

В галерее образов доступны образы следующих операционных систем: Windows Server (2008, 2012, Technical Preview), CoreOS, Ubuntu Server, CentOS, openSUSE, SUSE Linux Enterprise Server, Oracle Linux.

Практически все сервисы Microsoft Azure имеют интерфейс взаимодействия API, построенный на основе ограничений для распределённых гипер-систем REST, что позволяет разработчикам использовать «облачные» сервисы с любой операционной системы, устройства и платформы.

Таблица 1.1 – Сравнение систем управления виртуальными вычислительными ресурсами