3.2 Архитектура облачных вычислений

Архитектура облачных вычислений согласно рекомендации NIST содержит пять главных действующих субъектов [13] :

- облачный потребитель - лицо или организация, поддерживающая бизнес-отношения и использующая услуги облачных провайдеров;

- облачный провайдер - лицо, организация или сущность, отвечающая за доступность облачной услуги для облачных потребителей;

- облачный аудитор - участник, который может выполняет независимую оценку облачных услуг, обслуживания информационных систем, производительности и безопасности реализации облака;

- облачный брокер - сущность, управляющая использованием, производительностью и предоставлением облачных услуг, а также устанавливающая отношения между облачными провайдерами и облачными потребителями;

- облачный оператор - посредник, предоставляющий услуги подключения и доставки облачных услуг от облачных провайдеров к облачным потребителям.

На рисунке 5 представлена схема взаимодействия участников облачных вычислений.

Рисунок 5 – Схема взаимодействия участников облачных вычислений

Облако представляет собой набор сервисов разного уровня, каждый из которых вносит собственный вклад в предоставляемые услуги [1,11].

Самый нижний уровень отвечает за инфраструктуру (IaaS, Infrastructure as-a-Service - инфраструктура как услуга). IaaS – это услуга по предоставлению вычислительных мощностей, систем хранения, сетевых и других фундаментальных вычислительных ресурсов, поверх которых облачные потребители могут развертывать и выполнять приложения на облачной инфраструктуре.

Следующий уровень сервисов - уровень платформы (PaaS, Platform as a

Service - платформа как услуга). Этот уровень включает не только инфраструктуру, но и операционные системы, а в ряде случаев - и некоторые приложения (к примеру, клиенту может быть предоставлена виртуальная машина с определенной ОС и набором приложений и доступ к определенной СУБД или серверу приложений).

На следующем уровне располагается уровень приложений (SaaS, Software as а Service - программное обеспечение как услуга), который предполагает использование приложения из облака для работы на локальном компьютере. Услуги подобного рода доступны достаточно давно, например, функционирование многих интернет-магазинов.

Кроме описанных выше базовых облачных сервисов IaaS, PaaS и SaaS, могут быть востребованы и доступны некоторые специализированные сервисы.

Данные как услуга (DaaS, Data as a Service) - предоставление данных по требованию пользователя независимо от его или провайдера географического расположения или организационной принадлежности.

Рабочее место как услуга (WaaS, Workplace as a Service) – предоставление виртуализированного рабочего места, частный случай IaaS.

Коммуникации как услуга (CaaS, Communication as a Service) – в качестве сервисов предоставляются услуги связи – IP-телефония, почтовые услуги, общие средства связи и т.д.

К основным характеристикам облачных вычислений относятся: масштабируемость, эластичность, мультитенантность, плата за использование, самообслуживание.

Масштабируемое приложение способно выдерживать большую нагрузку за счет увеличения количества одновременно запущенных экземпляров облачных систем. Как правило, для одновременного запуска множества экземпляров облачных систем используется типовое оборудование.

Эластичность связана с масштабируемостью приложений, так как решает задачу моментального изменения количества вычислительных ресурсов, выделяемых для работы информационной системы. Эластичность позволяет быстро нарастить мощность инфраструктуры без необходимости проведения начальных инвестиций в оборудование и программное обеспечение.

Мультитенантность (multi-tenancy) - архитектурное решение, поддерживающее совместное использование общих ресурсов (программного обеспечения, вычислительных мощностей и систем хранения) и совместную оплату этих ресурсов большими группами пользователей. Иными словами, мультитенантность характеризует технологическое решение, позволяющее нескольким пользователям независимо друг от друга разделять один и тот же ресурс, не нарушая при этом конфиденциальности и защиты принадлежащих им данных.

Оплата использованных ресурсов - это еще один атрибут облачных вычислений, позволяющий перевести часть капитальных издержек в операционные.

Самообслуживание предполагает обеспечение доступа пользователя через Интернет к управлению вычислительной мощностью. Самообслуживание позволяет потребителям оперативно запросить и получить требуемые ресурсы облачной системы.

Помимо таких компонентов традиционной ИТ-инфраструктуры, как сеть и компьютерное оборудование, в архитектуру облачной системы входят специализированное промежуточное ПО, виртуальные серверы и облачные приложения (см. рисунок 6) [1].

Специализированное промежуточное ПО (гипервизор, монитор виртуальных машин) осуществляет мониторинг состояния оборудования, балансировку нагрузки, выделение необходимых физических ресурсов, обеспечивает согласованную работу виртуальных серверов. Это ПО должно позволять пользователям размещать запросы на создание экземпляров облачных систем, получать доступ к ресурсам и управлять их жизненным циклом.

Рисунок 6 - Концепция архитектуры облачной системы [1]