3.4 Преимущества и недостатки облачных вычислений

Преимущества облачных вычислений:

• снижаются требования к вычислительной мощности ПК (непременным условием является только наличие доступа в Интернет) - облачные технологии обеспечивают высокую скорость обработки данных;

- облачные технологии позволяют экономить на приобретении, поддержке, модернизации ПО и оборудования;

- имеются возможности простого расширения для обслуживания большего количества пользователей или внедрения дополнительных сервисов, либо свертывания, например, в сезон отпусков;

- пользователь оплачивает услугу только тогда, когда она ему необходима, и платит только за то, что использует;

- низкая фиксированная ежемесячная оплата определяется тем, что облачные вычисления позволяют обеспечивать экономию при росте масштаба (до миллионов пользователей) и недорогую эксплуатацию (вычислительные центры без привлечения человеческих ресурсов).

Недостатки облачных вычислений:

- пользователь не является владельцем и не имеет доступа к внутренней облачной инфраструктуре. Сохранность пользовательских данных существенно зависит от компании провайдера;

- в отличие от локальных систем, удаленные облачные сервисы не находятся в круге влияния пользователя: пользователь получает тот уровень безопасности в облаке, который может предоставить провайдер;

- для получения качественных услуг пользователю необходимо иметь надежный и быстрый доступ в Интернет.

Из рисунка 5 видно, что только облачный провайдер занимается вопросами обеспечений безопасности. Провайдер также должен заключать с облачным оператором связи соглашение об уровне обслуживания (SLA) для обеспечения соответствующего уровня сервиса. В общем случае, к облачному оператору связи могут предъявляться требования по предоставлению выделенного и защищенного соединения [11].   

4 Сравнение грид и облачных технологий

Архитектуры грид и облаков заметно различаются, поскольку создавались, исходя из разных предпосылок. На первые повлияло стремление как можно эффективнее использовать дорогостоящие распределенные вычислительные ресурсы, сделать их динамическими и однородными. Поэтому архитектура сфокусирована на интеграции уже существующих ресурсов, включая оборудование и программное обеспечение, операционные системы, локальные средства, обеспечивающие управление и безопасность. В результате создается «виртуальная организация», ресурсы которой, переведенные в логическую форму, могут потребляться членами только этой организации. Существование этой организации поддерживается пятью уровнями протоколов, инструментами и сервисами, построенными поверх них (см. рисунок 8 а) [14]. Нижним является инфраструктурный уровень, объединяющий компьютеры, системы хранения, сети, репозитории кодов. Выше него расположен уровень связности, на нем определены коммуникационные протоколы и протоколы аутентификации. Ресурсный уровень обеспечивает предоставление ресурсов, возможности управления ими, разделение между отдельными пользователями и оплату. Коллективный уровень дополняет ресурсный, позволяя оперировать наборами ресурсов. Уровень приложений служит для поддержки приложений.

Рисунок 8 – Сравнение архитектур грид а) и облачных вычислений б)

Архитектура облаков открыта для доступа через интернет, а не только в рамках грид. Обращение к пулам вычислительных ресурсов и системам хранения данных осуществляется по стандартным протоколам, например, таким, как WSDL и SOAP, или с помощью более продвинутых технологий Web 2.0 (REST, RSS, AJAX), а также через существующие технологии грид.

Протоколы облаков можно разделить на четыре уровня (см. рисунок 8 б). Инфраструктурный уровень содержит «сырые» компьютерные ресурсы (серверы, системы хранения, сети). Уровень унификации ресурсов содержит те же ресурсы, но в абстрагированном виде – они могут быть представлены пользователям и верхнему уровню как виртуализованные серверы, кластеры серверов, файловые системы и СУБД. Уровень платформ добавляет набор специализированных инструментов, связующее ПО и сервисы поверх универсальных ресурсов, образуя среду для разработки и внедрения приложений. Уровень приложений содержит приложения, исполняемые в облачной среде.

Рисунок 9 поясняет, как взаимосвязаны различные технологий в зависимости от того, в какой степени они ориентированы на приложения или услуги. Слева расположены технологии, ориентированные на приложения, а справа - ориентированные на услуги. Как видим, грид-технологии занимают промежуточное положение, в отличие от облачных вычислений, ориентированных на услуги.

Рисунок 9 - Области использования различных технологий

Наиболее характерные отличия двух типов вычислений, сложившиеся на сегодняшний день, мы свели в таблицу 1.

Также можно провести сравнение грид и облаков по отношению к виртуализации [15]. Как показано на рисунке 10, спектр виртуализации достаточно широк, начиная от микровиртуализации и заканчивая макровиртуализацией.

На микростороне спектра единое физическое устройство (процессор или серверная платформа) делится на множество сред, называемых виртуальными машинами. На каждой виртуальной машине может запускаться своя операционная система (например, Microsoft Window или Linux) и приложения, процесс характерный для облачных вычислений.

Макровиртуализация достигается за счет внедрения промежуточного программного инструментария грид. Путем объединения множества физических процессоров, серверов, кластеров и настольных компьютеров предприятия могут создавать единую виртуальную среду для запуска распределенных или параллельно работающих приложений. Эти технологии имеют тенденцию к конвергенции.

Таблица 1 – Сравнительные характеристики грид и облачных вычислений

Характеристики	Грид	Облако
Предоставляют доступ	В исследовательских институтах и университетах, объединенных на федеративных началах	К арендуемым у частных компаний
Сервис используется	Исследовательскими коллаборациями и «виртуальными организациями», объединяющих исследователей по всему миру	Малым и средним бизнесом, а также исследователями, нуждающимся в специфических ИТ-средах
За сервисы платят	Правительства и фондируемые исследовательские организации	Пользователь сам оплачивает аренду у фирм-провайдеров
Собственный центр обработки	Не нужен, если можно получить ресурсы у других членов научной коллаборации	Можно обойтись без центра, но нужно арендовать необходимые ресурсы у фирм-провайдеров
Типы задач	Большие потоки ограниченных в размерах задач, порождающих или обрабатывающих большие объемы данных	Лучше обеспечивают долговременные сервисы и решение длинных по времени задач
Типы ПО	Основаны на использовании открытых стандартных технологий и пользователи могут вносить свой вклад в их совершенствование	Частные технологии и только провайдер ресурсов знает точно, как управляется его «облако» с данными, очередями задач и соблюдением мер обеспечения безопасности его ресурсов

Можно выделить три стадии конвергенции:

1) Виртуальный центр данных. Объединение ориентировано на оптимизацию управления стоимостью и сложностью ИТ.

2) Виртуальное предприятие. Вывод интеграционных процессов на новый уровень, оптимизация бизнеса за счет его сближения с ИТ и передачи всей мощи ИТ в руки бизнеса.

3) Виртуальная экосистема. Конвергенция призвана оптимизировать все цепочки поставок и доставки продукции, в которых задействованы партнеры, провайдеры, поставщики услуг аутсорсинга и клиенты.

Рисунок 10 - Спектр виртуализации

Организационно этот процесс нашел отражение в формировании в 2009 г. в организации OGF (Open Grid Forum [4] рабочей группы OCCI-WG (Open Cloud Computing Interface - Workig Group). Ее задача — создание стандартного открытого API (Application Programming Interface) для облачной инфраструктуры, предоставляемой по требованию. Это шаг к сращиванию средств использования ресурсов в распределенных системах решения задач, предоставляемых грид-структурами, со средствами облачных вычислений.