ИТ-портал компании «Инфосистемы Джет»

«Облачные» решения как способ предоставления вычислительных ресурсов

«Облачные» решения как способ предоставления вычислительных ресурсов

В последние годы в сфере информационных технологий появилось и бурно развивается направление, получившее название «Cloud Computing» («облачные» вычисления). Сегодняшнюю ситуацию можно назвать переходной для этой области: от концептуальных заявлений ведущие вендоры переходят к представлению своих решений и продуктов по реализации модели «облачных» вычислений. В основе модели лежит хорошо зарекомендовавшая себя концепция сервис-ориентированной архитектуры (Service-oriented Architecture – SOA). Ее использование позволяет создать необходимое решение намного быстрее и эффективнее, чем в случае применения традиционного проектно-ориентированного подхода с предопределенным объемом выполняемых работ и узкоспециализированной платформой для предоставления фиксированного набора сервисов.

Сервисы «в облаках»

Все известные типы «облачных» сервисов могут быть реализованы и предоставлены в рамках описываемой эталонной архитектуры, наиболее популярные из них:

Infrastructure as a Service

Инфраструктура как сервис (IaaS) обеспечивает обработку данных, хранение информации и предоставляет сетевую инфраструктуру, которая позволяет потребителям запускать произвольное программное обеспечение, включая операционные системы и приложения. Подобный подход популярен среди традиционных поставщиков хостинговых услуг, так как является наиболее простым и дешевым способом реализации своих вычислительных мощностей.

Platform as a Service

Платформа как услуга (PaaS) обеспечивает разработку и развертывание среды для приложений. Некоторые поставщики сервиса предоставляют заказчикам собственные решения, которые позволяют обеспечить высокую доступность данных, масштабирование и восстановление. Существует растущая тенденция обеспечения стандартных стеков промежуточного программного обеспечения, которое стоит за инфраструктурой IaaS.

Software as a Service

Программное обеспечение как услуга (SaaS) – предоставление конечным пользователям приложений как услуги по требованию. Приложения, как правило, доступны через Интернет. Конфигурация пользователя ограничивается конфигурацией приложения. Основное преимущество модели SaaS для потребителя состоит в отсутствии затрат, связанных с установкой, обновлением и поддержкой работоспособности оборудования и ПО. В рамках модели SaaS заказчики платят не за владение программным обеспечением как таковым, а за его аренду (за использование через веб-интерфейс).
Таким образом, в отличие от классической схемы лицензирования ПО, заказчик несет сравнительно небольшие периодические затраты. Ему не нужно инвестировать значительные средства в приобретение ПО и аппаратной платформы для его развертывания, а затем поддерживать его работоспособность. Схема периодической оплаты предполагает возможность «заморозки» выплат поставщику сервиса в том случае, если необходимость в программном обеспечении временно отсутствует.

В нашей статье мы рассмотрим особенности и возможные сферы применения «облачных» продуктов одного из лидеров ИТ-рынка – корпорации IBM. Речь также пойдет об экономическом эффекте от перевода сервисов  в «облако»: этот вопрос занимает далеко не последнее место среди критериев выбора технологии. Для реализации сервис-ориентированной архитектуры компанией предлагается комплексное программно-аппаратное решение, внедрение которого позволит ощутимо сократить время и затрачиваемые ресурсы при создании и разработке новых услуг. Это обеспечивается гибкими инструментами для эффективной организации и управления ресурсами вычислительного центра, а также контроля их состояния и потребления. В основе платформы лежат программные продукты Tivoli и Websphere.

Рис. 1. Эталонная архитектура «облачного» решения

Принцип матрешки

Эталонная архитектура «облачного» решения от IBM (Cloud Computing Reference Architecture – CCRA) (см. рис. 1) определяет основные архитектурные элементы, реализующие среду «облачных» вычислений. В основе CCRA лежит модульный принцип: на самом высоком уровне абстракции представлены основные функции, и по мере необходимости можно углубляться в соответствующие архитектурные элементы.

«Облачные» решения IBM, которые предлагается использовать в проектах при реализации «облачной» инфраструктуры, формируются из нескольких базовых продуктов. Таким образом, особенностью этих решений является комплексность: сложное, на первый взгляд, решение содержит более простые модули-компоненты, которые сами по себе могут использоваться для других прикладных задач.

Tivoli Service Automation Manager

В состав Tivoli Service Automation Manager (TSAM) входят следующие модули: Tivoli Service Request Manager (TSRM), Tivoli Process Automation Engine (TPAE) и Tivoli Provisioning Manager (TPM) (см. рис. 2). Продукт TSAM предлагается как универсальное средство для автоматизации работы разнотипных и гетерогенных систем, которое позволяет потребителям создавать и внедрять услуги «облачных» вычислений, а также осуществлять их мониторинг и управление. Помимо прочего, решение на базе TSAM позволяет отслеживать процесс согласования, подтверждения и исполнения заказов услуг.

Рис. 2. Компонентная архитектура TSAM

IBM Service Delivery Manager

В состав IBM Service Delivery Manager (ISDM) входят TSAM и ряд дополнительных сервисных модулей: Tivoli Usage and Accounting Manager (TUAM), Tivoli System Automation (TSA) и IBM Tivoli Monitoring (ITM), расширяющих его функциональность и осуществляющих учет и контроль использования ресурсов (см. рис. 3). Решение представляет собой набор предустановленного и заранее настроенного программного обеспечения (поставляется в виде образов виртуальных машин). Оно позволяет «из коробки» осуществлять автоматизацию развертывания ИТ-сервисов, обеспечивает мониторинг ресурсов, управление затратами и высокую доступность сервисов в «облаке». Этот программный продукт может быть установлен на оборудование любого производителя, удовлетворяющее требованиям программного обеспечения.

Рис. 3. Компонентная архитектура ISDM

IBM CloudBurst

Продукт IBM CloudBurst представляет собой коробочное решение «все в одном», включающее в себя ISDM и полный комплект оборудования: настроенные серверы с предустановленным программным  обеспечением, системой хранения данных и сетевым оборудованием. Такое решение поставляется и поддерживается как единый программно-аппаратный комплекс, а его типовая установка и базовая настройка занимают не более 2–3 недель.

На рис. 4 наглядно представлены ключевые особенности продуктов IBM для создания «облачных» сред.

Рис. 4. Особенности решений IBM для создания «облачных» сред

Интеграция в контексте SaaS

Компания IBM также предлагает интегрированное решение для поставщиков «облачных» услуг – Cloud Service Provider Platform (CSP2), которое представляет собой конструктор для построения «облачных» решений любого уровня сложности. В качестве ядра решений на базе CSP2 выступает уже известный нам продукт ISDM, который в зависимости от нужд заказчика и характеристик предоставляемого конечного сервиса дополняется необходимым набором функций и программных компонентов.

На собственном «облачном» примере

Логично предложить заказчикам провести непосредственное тестирование «облачных» технологий для демонстрации возможностей этой среды. С этой целью наши специалисты совместно с IBM развернули первый в России «облачный» стенд, реализующий концепцию Private Cloud, на площади Центра Инноваций IBM.
Сейчас мы совместно с командой поставщика платформы ведем работу по развертыванию «облачной» тестовой зоны Private Cloud в нашей компании и ее интеграции с частью существующей  инфраструктуры. Тестовая зона позволяет разрабатывать технологии миграции в «облако» наследуемых систем, развертывание и ввод в действие новых сервисов и т. д.

Основой «облачного» стенда является ISDM, который поставляется в виде предустановленного ПО на виртуальных образах. В составе стенда использовано также оборудование IBM BladeCenter и ПО виртуализации VMware vSphere.

В ходе работ по созданию стенда наши специалисты отработали методики развертывания «облачных» сервисов. Интеграция «облачной» зоны с частью инфраструктуры компании подразумевала перенос в виртуальную среду ~180 серверов архитектуры Intel x86, на которых развернуты системы тестирования и разработки продуктов. Был выполнен комплексный анализ этих систем. Он показал, что ~60 из 180 серверов не подлежат переносу в «облако», т. к. они задействованы в нагрузочном тестировании или процедура тестирования в силу ряда причин «требует» именно физический сервер. Таким образом, тип системы накладывает свои ограничения на возможность перехода в «облако».

Для первого этапа миграции тестовых систем были выбраны 63 сервера, которые суммарно занимали 86U пространства в стойках и потребляли порядка 34 кВт. После миграции в «облачную» виртуальную среду системы размещаются на 12 физических серверах и потребляют мощность 12 кВт. Объем занимаемого пространства сократился более чем в 5 раз и составляет на текущий момент 16U, включая также вспомогательные устройства и дисковые массивы. Миграция оставшихся 60 серверов будет произведена после детального анализа профиля использования и планирования модернизации «облачного» стенда.
Кроме уменьшения физической инфраструктуры, «облачное» решение несет в себе ряд других преимуществ, касающихся его экономической эффективности.

«Облачная» экономика

Рассмотрим бизнес-аспекты перехода к сервис-ориентированной «облачной» модели, потенциальные сложности и подводные камни, а также преимущества, которые ожидают компанию, решившую развернуть у себя «облачную» инфраструктуру Private Cloud (частное «облако»).

Развертывание «облачной» инфраструктуры – достаточно сложный процесс, требующий выполнения значительного объема подготовительных работ и влекущий за собой определенные риски. Подготовительный этап подразумевает для заказчиков финансовые затраты, связанные с проведением консалтинговой экспертизы, возможной модернизацией парка оборудования, его монтажом, установкой и настройкой системного и прикладного ПО.

При развертывании «облака» в компании проводится комплексная инвентаризация всех вычислительных ресурсов, направленная на их классификацию и последующую унификацию. Кроме того, формируется каталог стандартных сервисов, доступных пользователям через портал самообслуживания, и утверждается процедура их запроса и предоставления.

Проект перевода сервисов в «облачную» среду может вызвать сложности, связанные с необходимостью адаптации приложений и их интеграции с остальной частью инфраструктуры.

Пилотный «облачный» проект

В 2011 г. IBM был запущен пилотный проект, целью которого являлось решение задач предоставления услуг на базе «облачных» технологий по принципам SaaS. В основу решения был положен продукт CSP2. В рамках проекта специалисты IBM реализовали систему, обеспечивающую успешное функционирование универмага приложений для пользователей (VideoMost – голосовая и видеоконференцсвязь; wiSLA 2.0 – управление SLA; 1С-Bitrix – управление web-проектами и т. д.).

Портал самообслуживания позволяет конечным пользователям регистрироваться, самостоятельно осуществлять заказ услуг или приложений. Система предоставляет возможность контроля статуса заказа, его обработки и подтверждения, выставления и оплаты счетов. После списания средств с виртуального счета клиента в режиме реального времени необходимое приложение развертывается автоматически. Портал самообслуживания содержит функцию заблаговременного уведомления пользователя об окончании срока действия услуги. После истечения этого срока задействованные ресурсы системы автоматически освобождаются для дальнейшего использования.

Немаловажным риском следует считать возможность несанкционированного доступа к конфиденциальной информации со стороны третьих лиц, которыми в случае Private Cloud могут быть различные подразделения компании, пользующиеся «облачными» сервисами. Поэтому возникает необходимость проработки стратегии информационной безопасности, использования стандартов и протоколов передачи данных, правил доступа к «облачным» сервисам со стороны пользователей.

Использование «облачных» решений влечет за собой смещение акцентов от управления аппаратной и программной инфраструктурой в сторону бизнес-аспектов предоставления услуг. Изменение структуры затрат организации, в свою очередь, подразумевает перестановку приоритетов: от капитальных вложений (CAPEX) к эксплуатационным расходам (OPEX).

Рис. 5. Архитектура CSP2

Благодаря внедрению «облачной» инфраструктуры, уменьшается время развертывания новых сервисов и возврата освобожденных вычислительных ресурсов. Принцип стандартной инфраструктуры «один сервер – один сервис» уже не актуален, поскольку отпадает необходимость в монтаже и подключении оборудования к различным сетям, а также инсталляции ПО при вводе сервиса в действие. Уменьшаются затраты на освобождение мощностей по окончании срока использования «облачного» сервиса и расходы на администрирование инфраструктуры: сокращение времени и трудоемкости выполнения запросов пользователей происходит за счет автоматического выполнения процедур.

Преимущества и экономическая эффективность внедрения «облачной» инфраструктуры Private Cloud:

  • Масштабируемость. Теоретически неограниченная емкость, на практике достигаемая эффективным использованием ресурсов и разумным запасом по мощности, позволяет развертывать новые сервисы более быстро, гибко, на масштабируемой основе, оперативно реагирующей на изменения требований со стороны бизнес-заказчиков. Возможность масштабирования сервисов может быть получена без серьезных финансовых вливаний, необходимых для закупки и обслуживания оборудования в случае стандартной инфраструктуры.
  • Перераспределение операционной деятельности ИT дает заказчику возможность сосредоточиться на таких сферах деятельности, как:
    • разработка инновационные продуктов, учитывающих потребности бизнеса, и повышение качества предоставления услуг;
    • создание новых решений, не возможное технически и/или экономически без использования «облачных» технологий;
    • быстрое и простое развертывание пилотных зон инновационных проектов для проверки технических аспектов и исследования степени востребованности сервиса клиентами компании.
  • Экономическая эффективность использования «облачных» технологий и построения сервисно-ориентированной модели услуг складывается из многих факторов: более эффективное использование ИТ-инфраструктуры (утилизация мощностей) с учетом текущей потребности бизнеса. Также отсутствует необходимость закупки оборудования для создания избыточной вычислительной мощности в долгосрочной перспективе: ресурсы можно добавлять в «облако» (расширять пул) и затем выделять пользователям по мере необходимости. За счет рационального использования вычислительных ресурсов происходит экономия электроэнергии на питание оборудования и систему кондиционирования. Использование высокопроизводительных серверов-лезвий позволяет добиться высокой плотности упаковки компонентов оборудования, что приводит к уменьшению расходов на содержание технических площадей.

Суммируя

В итоге заказчик получает комплексное решение, обладающее такими свойствами, как масштабируемость, управляемость и отказоустойчивость. При необходимости ресурсные пулы могут быть расширены, а единичные отказы оборудования не скажутся на качестве предоставления сервисов за счет избыточности вычислительных ресурсов. Управление всем комплексом производится из единого центра, в том числе централизована, формализована и автоматизирована процедура заказа пользователем необходимых ему сервисов/ ресурсов, их утверждение, предоставление и последующий возврат.

Концепция и продукты для реализации «облаков» хотя и относительно новы, но уже достаточно проработаны для применения в реальных проектах, их можно использовать как для создания новой инфраструктуры, так и для модернизации существующей. IBM, как и другие вендоры, предлагает широкий выбор продуктов для этих целей: комплексные программно-аппаратные решения или отдельное ПО для создания «облачных» сред.

Для проведения тестовых исследований по разворачиванию и миграции ваших сервисов в «облако» можно воспользоваться развернутым в компании «Инфосистемы Джет» демонстрационным стендом Private Cloud на базе CloudBurst.

Вернуться к списку статей
Оставьте комментарий
Мы не публикуем комментарии: не содержащие полезной информации или слишком краткие; написанные ПРОПИСНЫМИ буквами; содержащие ненормативную лексику или оскорбления.
О журнале

Журнал Jet Info регулярно издается с 1995 года.

Узнать больше »
Подписаться на Jet Info

Хотите узнавать о новых номерах.

Заполните форму »
Контакты

Тел: +7 (495) 411-76-01
Email: journal@jet.su