Cloud computing

Krátka

Porovnania

Cloud computing sa často zamieňa s inými myšlienkami:

• grid computing: forma distribuovaných výpočtov, pri ktorej "super a virtuálny počítač" pozostáva z klastra sieťovo prepojených, voľne spojených počítačov, ktoré spolupracujú na vykonávaní veľmi rozsiahlych úloh.
• Užitková výpočtová technika: balenie výpočtových zdrojov, ako sú výpočty a úložiská, sa poskytuje ako meraná služba, za ktorú sa musí platiť podobne ako za tradičné verejné služby, napríklad za elektrinu.
• autonómna výpočtová technika: počítačové systémy schopné samosprávy.

Cloud computing často využíva grid computing, má autonómne vlastnosti a účtuje sa ako služby, ale cloud computing možno považovať za prirodzený ďalší krok od modelu grid-utility. Niektoré úspešné cloudové architektúry majú len malú alebo žiadnu centralizovanú infraštruktúru alebo systém účtovania vrátane sietí peer-to-peer, ako sú BitTorrent a Skype.

Architektúra

Väčšinu infraštruktúry cloud computingu v súčasnosti tvoria spoľahlivé služby poskytované prostredníctvom dátových centier, ktoré sú postavené na technológiách virtualizácie počítačov a úložísk. Tieto služby sú dostupné kdekoľvek na svete, pričom cloud sa javí ako jediný prístupový bod pre všetky počítačové potreby spotrebiteľov. Komerčné ponuky musia spĺňať požiadavky zákazníkov na kvalitu služieb a zvyčajne ponúkajú dohody o úrovni služieb. Otvorené štandardy a softvér s otvoreným zdrojovým kódom sú tiež rozhodujúce pre rast cloud computingu.

Charakteristika

Keďže zákazníci spravidla nevlastnia infraštruktúru ani o nej nepoznajú všetky podrobnosti, hlavne k nej pristupujú alebo si ju prenajímajú, takže môžu využívať zdroje ako službu a môžu platiť za to, čo nepotrebujú, namiesto toho, čo skutočne potrebujú využívať. Mnohí poskytovatelia cloud computingu využívajú model utility computingu, ktorý je analogický s tým, ako sa spotrebúvajú tradičné verejné služby, ako je elektrina, zatiaľ čo iní sa účtujú na základe predplatného. Zdieľaním spotrebného a "nehmotného" výpočtového výkonu medzi viacerými "nájomcami" možno zlepšiť mieru využitia (keďže servery nezostávajú nečinné), čo môže výrazne znížiť náklady a zároveň zvýšiť rýchlosť vývoja aplikácií.

Vedľajším účinkom tohto prístupu je, že "kapacita počítačov sa výrazne zvyšuje", pretože zákazníci nemusia počítať so špičkovým zaťažením. Prijatie umožnila "zvýšená vysokorýchlostná šírka pásma", ktorá umožňuje získať rovnaké časy odozvy z centralizovanej infraštruktúry na iných miestach.

Poskytovatelia

Cloud computing riadia poskytovatelia vrátane spoločností Google, Amazon.com a Yahoo!, ako aj tradiční dodávatelia vrátane IBM, Intel, Microsoft a SAP. Môžu si ho osvojiť všetky typy používateľov, či už ide o jednotlivcov alebo veľké podniky. Väčšina používateľov internetu v súčasnosti využíva cloudové služby, aj keď si to neuvedomuje. Napríklad webmail je cloudová služba, rovnako ako Facebook a Wikipedia a synchronizácia zoznamov kontaktov a online zálohovanie údajov.

História

Cloud je metafora pre internet alebo všeobecnejšie pre komponenty a služby, ktoré sú spravované inými subjektmi.

Základná koncepcia pochádza z roku 1960, keď John McCarthy vyjadril názor, že "výpočet môže byť jedného dňa organizovaný ako verejná služba", a termín Cloud sa komerčne používal už začiatkom 90. rokov 20. storočia na označenie veľkých sietí ATM. Na prelome 21. a 21. storočia sa na trhu začali objavovať riešenia cloud computingu, hoci v tomto období sa väčšina zamerala na softvér ako službu.

Spoločnosť Amazon.com zohrala kľúčovú úlohu vo vývoji cloud computingu, keď po bubline dot-com zmodernizovala svoje dátové centrá a v roku 2002 poskytla prístup k svojim systémom prostredníctvom služby Amazon Web Services na báze utility computingu. Zistili, že nová architektúra cloudu viedla k výraznému zlepšeniu internej efektívnosti.

V roku 2007 sa zaznamenala zvýšená aktivita vrátane spoločnosti Google, IBM a viacerých univerzít, ktoré začali rozsiahle výskumné projekty v oblasti cloud computingu, a to v čase, keď tento pojem začal získavať popularitu v bežnej tlači. V polovici roka 2008 to bola horúca téma a bolo naplánovaných množstvo podujatí o cloud computingu.

V auguste 2008 spoločnosť Gartner uviedla, že "organizácie prechádzajú od podnikového hardvéru a softvéru k modelom založeným na využívaní služieb" a že "predpokladaný prechod na cloud computing bude mať za následok dramatický nárast IT produktov v niektorých oblastiach a výrazné zníženie v iných oblastiach".

Politické otázky

Oblaky prekračujú hranice mnohých krajín a "môžu byť konečnou formou globalizácie". Ako taký je predmetom zložitých geopolitických otázok, pričom poskytovatelia musia spĺňať mnohé právne obmedzenia, aby mohli poskytovať služby na globálnom trhu. To sa datuje do počiatkov internetu, keď sa libertariánski myslitelia domnievali, že "kyberpriestor je osobitným miestom, ktoré si vyžaduje vlastné zákony a právne inštitúcie"; autor Neal Stephenson si ho vo svojom klasickom sci-fi románe Cryptonomicon predstavoval ako malý ostrovný dátový raj.

Aj keď existujú snahy o zosúladenie právneho prostredia (napríklad Safe Harbor medzi USA a EÚ), poskytovatelia, ako je Amazon Web Services, zvyčajne riešia medzinárodné trhy (zvyčajne Spojené štáty a Európska únia) nasadením miestnej infraštruktúry a umožňujú zákazníkom vybrať si krajinu. Stále však existujú obavy o bezpečnosť a súkromie jednotlivcov prostredníctvom rôznych vládnych úrovní (napríklad zákon USA PATRIOT Act a používanie listov národnej bezpečnosti a hlava II zákona o ochrane súkromia v oblasti elektronických komunikácií, zákon o uložených komunikáciách).

Právne otázky

V marci 2007 spoločnosť Dell požiadala o ochrannú známku na pojem "cloud computing" v Spojených štátoch. V júli 2008 dostala "oznámenie o povolení", ktoré bolo následne 6. augusta zrušené, čo viedlo k formálnemu zamietnutiu žiadosti o ochrannú známku o necelý týždeň neskôr.

V novembri 2007 vydala Nadácia slobodného softvéru všeobecnú verejnú licenciu Affero (skrátene Affero GPL a AGPL), verziu licencie GPLv3, ktorej cieľom je odstrániť vnímanú právnu medzeru spojenú so slobodným softvérom určeným na prevádzku v sieti, najmä so softvérom ako službou. Podľa licencie AGPL sú poskytovatelia aplikačných služieb povinní zverejniť všetky zmeny, ktoré vykonajú v otvorenom kóde AGPL.

Architektúra

Architektúra cloudu je systémová architektúra softvérových systémov zapojených do poskytovania cloud computingu (napr. hardvér, softvér) navrhnutá architektom cloudu, ktorý zvyčajne pracuje pre integrátora cloudu. Zvyčajne zahŕňa viacero cloudových komponentov, ktoré navzájom komunikujú prostredníctvom aplikačných programových rozhraní (zvyčajne webových služieb).

Je to veľmi podobné filozofii Unixu, ktorá spočíva v tom, že viaceré programy robia dobre jednu vec a spolupracujú prostredníctvom univerzálnych rozhraní. Zložitosť je kontrolovaná a výsledné systémy sú lepšie ovládateľné ako ich monolitické náprotivky.

Cloudová architektúra sa rozširuje na klienta, kde sa na prístup ku cloudovým aplikáciám používajú webové prehliadače a/alebo softvérové aplikácie.

Architektúra cloudového úložiska je voľne prepojená, pričom operácie s metadátami sú centralizované a umožňujú dátovým uzlom škálovať sa na stovky, pričom každý z nich nezávisle poskytuje údaje aplikáciám alebo používateľom.

Kľúčové vlastnosti

• Minimalizácia kapitálových výdavkov, a teda nízka vstupná bariéra, keďže infraštruktúra je vo vlastníctve poskytovateľa a nie je potrebné ju kupovať pre jednorazové alebo zriedkavé intenzívne výpočtové úlohy. Služby sú zvyčajne k dispozícii maloobchodným spotrebiteľom a malým podnikom alebo sú na ne špecificky zamerané.
• Nezávislosť na zariadení a polohe, ktorá umožňuje používateľom pristupovať k systémom bez ohľadu na polohu alebo zariadenie, ktoré používajú (napríklad PC, mobil, atď.).
• Multitenancia umožňujúca zdieľanie zdrojov (a nákladov) medzi veľkým počtom používateľov, čo umožňuje:

• Centralizácia infraštruktúry v oblastiach s nižšími nákladmi (napr. nehnuteľnosti, elektrina)
• Zvýšenie kapacity pri špičkovom zaťažení (používatelia nemusia počítať s najvyššími možnými úrovňami zaťaženia)
• Zlepšenie využitia a účinnosti systémov, ktoré sú často využívané len na 10-20 %.

• Výkon je monitorovaný a konzistentný, ale môže byť ovplyvnený nedostatočnou šírkou pásma alebo vysokým zaťažením siete.
• Spoľahlivosť prostredníctvom viacerých redundantných lokalít, vďaka čomu je vhodný na zabezpečenie kontinuity podnikania a obnovu po havárii, avšak manažéri IT a podnikov sú schopní urobiť len málo, keď ich zasiahne výpadok. Historické údaje o výpadkoch cloudu sa sledujú v databáze incidentov cloud computingu.
• Škálovateľnosť, ktorá rýchlo vyhovie meniacim sa požiadavkám používateľov bez toho, aby ste museli počítať so špičkovým zaťažením. Masívna škálovateľnosť a veľké používateľské základne sú bežné, ale nie sú absolútnou požiadavkou.
• Bezpečnosť, ktorá sa zvyčajne zlepšuje vďaka centralizácii údajov, väčšiemu množstvu zdrojov zameraných na bezpečnosť atď., ale ktorá vyvoláva obavy zo straty kontroly nad určitými citlivými údajmi. Prístupy sa zvyčajne zaznamenávajú, ale prístup k samotným protokolom auditu môže byť zložitý alebo nemožný.
• Udržateľnosť prostredníctvom lepšieho využívania zdrojov, efektívnejších systémov a uhlíkovej neutrality.

Komponenty

Aplikácia

Cloudová aplikácia ovplyvňuje model softvérovej architektúry Cloud, ktorý často eliminuje potrebu inštalácie a spustenia aplikácie na vlastnom počítači zákazníka, čím sa znižuje údržba softvéru, priebežná prevádzka a podpora. Príkladom je napr:

• Peer-to-peer/dobrovoľnícke výpočty (Bittorrent, SETI@home, Skype)
• Webová aplikácia (Facebook)
• Softvér ako služba (Google Apps, Salesforce)
• Softvér a služby (služby Microsoft Online)

Klient

Klient cloudu je počítačový hardvér a/alebo počítačový softvér, ktorý sa pri poskytovaní aplikácií spolieha na cloud alebo ktorý je špeciálne navrhnutý na poskytovanie cloudových služieb a ktorý je v oboch prípadoch bez cloudu v podstate nepoužiteľný. Napríklad:

• Mobilné zariadenia (Android, iPhone, Windows Mobile)
• Tenký klient (systémy založené na CherryPal, Zonbu gOS)
• Hrubý klient/Webový prehliadač (Google Chrome,Mozilla Firefox)

Infraštruktúra

Cloudová infraštruktúra (napr. infraštruktúra ako služba) je poskytovanie počítačovej infraštruktúry (zvyčajne virtualizačného prostredia platformy) ako služby. Ide napríklad o tzv:

• Úplná virtualizácia (GoGrid, Skytap)
• Grid computing (Sun Grid)
• Správa (RightScale)
• Paravirtualizácia (Amazon Elastic Compute Cloud)

Platforma

Cloudová platforma (napr. platforma ako služba) (poskytovanie výpočtovej platformy a/alebo zásobníka riešení ako služby) uľahčuje nasadenie aplikácií bez nákladov a zložitosti nákupu a správy základných hardvérových a softvérových vrstiev. Napríklad:

• Rámce webových aplikácií

• Python Django (Google App Engine)
• Ruby on Rails (Heroku)

• Webhosting (Mosso)
• Proprietárne (Azure, Force.com)

Služba

Cloudová služba (napr. webová služba) je "softvérový systém určený na podporu interoperabilnej interakcie medzi strojmi prostredníctvom siete", ku ktorému môžu pristupovať iné komponenty cloud computingu, softvér (napr. softvér plus služby) alebo priamo koncoví používatelia. Napríklad:

• Identita (OAuth, OpenID)
• Integrácia (služba Amazon Simple Queue Service)
• Mapovanie (Mapy Google, Mapy Yahoo!)
• Platby (služba Amazon Flexible Payments Service, Google Checkout, PayPal)
• Vyhľadávanie (Alexa, vlastné vyhľadávanie Google, Yahoo! BOSS)
• Iné (Amazon Mechanical Turk)

Úložisko

Cloudové úložisko je poskytovanie dátového úložiska ako služby (vrátane služieb podobných databázam), ktoré sa často účtuje na základe úžitkových výpočtov (napr. za gigabajt mesačne). Napríklad:

• Databáza (Amazon SimpleDB, dátové úložisko BigTable od Google App Engine)
• Sieťové úložisko (súčasť MobileMe iDisk, Nirvanix CloudNAS)
• Synchronizácia (súčasť Live Mesh Live Desktop, funkcie MobileMe push)
• Webová služba (Amazon Simple Storage Service, Nirvanix SDN)

Tradiční výrobcovia úložísk začali nedávno ponúkať vlastné cloudové úložisko, niekedy v spojení so svojimi existujúcimi softvérovými produktmi (napr. Online Storage pre Backup Exec od spoločnosti Symantec). Iní sa zameriavajú na poskytovanie nového druhu back-endového úložiska optimálne navrhnutého na poskytovanie cloudového úložiska (Atmos od EMC), kategoricky známeho ako Cloud Optimized Storage.

Roly

Poskytovateľ

Poskytovateľ cloud computingu alebo poskytovateľ služieb cloud computingu vlastní a prevádzkuje systémy cloud computingu, ktoré slúžia niekomu inému. Zvyčajne je na to potrebné vybudovať a spravovať nové dátové centrá. Niektoré organizácie získavajú niektoré výhody cloud computingu tým, že sa stanú "internými" poskytovateľmi cloudových služieb a obsluhujú sa samy, hoci nevyužívajú rovnaké úspory z rozsahu a stále sa musia pripravovať na špičkové zaťaženie. Vstupná bariéra je tiež podstatne vyššia, keďže sú potrebné kapitálové výdavky a účtovanie a správa vytvárajú určitú réžiu. Významné výhody v oblasti prevádzkovej efektívnosti a rýchlosti však môžu dosiahnuť aj malé organizácie a konsolidácia serverov a zavádzanie virtualizácie už prebieha. Prvým takýmto poskytovateľom bola spoločnosť Amazon.com, ktorá zmodernizovala svoje dátové centrá, ktoré podobne ako väčšina počítačových sietí využívali v jednom okamihu len 10 % svojej kapacity, aby si ponechali priestor na príležitostné špičky. To umožnilo malým, rýchlo sa rozvíjajúcim skupinám rýchlejšie a jednoduchšie pridávať nové funkcie a v roku 2002 ich otvorili aj pre externé subjekty ako Amazon Web Services na báze utility computingu.

Spoločnosti uvedené v časti Komponenty sú poskytovateľmi.

Používateľ

Používateľ je spotrebiteľ cloud computingu. Ochrana súkromia používateľov v cloud computingu sa stáva čoraz väčším problémom. Problémom sú aj práva používateľov, ktoré sa riešia prostredníctvom komunitného úsilia o vytvorenie návrhu zákona o právach (v súčasnosti v návrhu).

Predajca

Predajca predáva produkty a služby, ktoré uľahčujú poskytovanie, prijatie a používanie cloud computingu. Napríklad:

• Počítačový hardvér (Dell, HP, IBM, Sun Microsystems)

• Úložisko (3PAR, EMC, MogileFS)
• Infraštruktúra (Solace Systems, Layer 7 Technologies, F5 Networks)

• Počítačový softvér (3tera, GigaSpaces, Hadoop)

• Operačné systémy (Windows Azure, Linux a Solaris)
• Virtualizácia platforiem (Citrix, Microsoft, VMware, Sun xVM)

Normy

Štandard cloudu je jeden z viacerých existujúcich (zvyčajne ľahkých) otvorených štandardov, ktoré uľahčili rozvoj cloud computingu, vrátane:

• Aplikácia

• Komunikácia (HTTP, XMPP)
• Zabezpečenie (OAuth, OpenID, SSL/TLS)
• Syndikácia (Atom)

• Klient

• Prehliadače (AJAX)
• Offline (HTML 5)

• Infraštruktúra

• Virtualizácia (OVF)

• Platforma

• Stohy riešení (LAMP, architektúra založená na priestore)

• Služba

• Údaje (XML, JSON)
• Webové služby (REST)

• Úložisko