Понимание слова «облако» может отличаться в зависимости от контекста и людей, которые его используют. Но в большинстве случаев этот термин используется для обозначения среды, которая обеспечивает легкий доступ к приложениям, контенту и данным из ресурсов, которые для пользователя играют второстепенную роль.
С точки зрения провайдера, инфраструктуры облако представляет собой среду, где можно удаленно развертывать виртуальные машины. Базово оно состоит из аппаратной части, представленной «железом», или физическими серверами, и специализированного ПО, называемого гипервизором. Гипервизор — это технология развертывания программного обеспечения на физическом оборудовании с использованием виртуализации.
История появления облачных платформ
Современная цифровая эпоха характеризуется тем, что мы часто полагаемся на облачные технологии. Каждый пользователь интернета сталкивается с множеством вариантов и опций облачных вычислений, которых не было еще десять лет назад. Множество сервисов, которые мы используем для хранения данных — фотографий, видео и др. — размещены в облаке.
Облако определяется сочетанием трех фундаментальных концепций:
- Предоставление услуг, таких как вычисления или хранение данных,
- Совместное использование несколькими людьми одного и того же ресурса,
- Доступ к услугам через сеть.
60-е годы прошлого века стали важным десятилетием в закладке этого фундамента.
Профессор Джон Маккарти в 1961 году предположил, что в один прекрасный день вычислительная техника будет продаваться как утилита. В 1967 году IBM виртуализировала операционные системы, позволяющие нескольким пользователям использовать один и тот же ресурс. В 1969 году Министерство обороны США запустило сеть ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network), основанную на протоколе TCP/IP и ставшую предтечей интернета. В последующие два десятилетия исследования в области виртуализации, операционных систем, систем хранения данных и сетевых технологий развивались, находя новые, неизвестные ранее применения.
Основополагающие технологии для облака достигли определенного уровня зрелости в 90-х годах. Олицетворением этого стал запуск Всемирной паутины в 1991 году, когда к интернету было подключено более миллиона машин. Это привело к революции доткомов и росту популярности электронной коммерции. Была реализована клиент-серверная модель распределенных вычислений, при которой веб-сайты предоставляли пользователям фронтэнд, а серверы, расположенные в интернете, содержали логику бэкэнда.
Зарождение современного облака произошло в 2002 году, когда компания Amazon Web Services (AWS) запустила свое публичное облако. На этом этапе практически не было конкурентов, и, хотя преимущества использования облака были известны, реальных примеров применения еще не было. Со временем все больше веб-сайтов и рабочих процессов начали находить место в облаке, и в следующем десятилетии облако развивалось в двух разных поколениях.
Первое поколение облаков
Традиционное определение того, что такое облако, воплощено в первом поколении. Это централизованная инфраструктура в центрах обработки данных (ЦОД), где размещается большое количество вычислительных ресурсов и ресурсов для хранения данных. Набранный за это время темп позволил владельцам приложений использовать традиционную двухуровневую архитектуру, в которой облачные провайдеры размещали бэкэнд, а пользователи отправляли все свои запросы от веб- и мобильных приложений в облако.
Исследовательский проект OpenNebula был запущен с целью разработки целого программного стека для простого использования облака в 2005 году. Вычислительная платформа (EC2) от AWS стало доступно широкой публике в 2006 году. В это время технология получила дальнейшее развитие, а решения были направлены на расширение возможностей центров обработки данных — они делали приложения зависимыми от них, одновременно снижая риски для пользователя.
По мере появления специального программного обеспечения, необходимого учреждениям для организации своих кластеров в виде облаков, стали появляться частные облака. Только в 2009 году орган по стандартизации дал определение этому термину, а в 2011 году появилась эталонная архитектура. Компания Microsoft вышла на рынок, запустив сервисы Azure. Затем, подобно OpenNebula, в 2010 году было запущено программное обеспечение OpenStack. Оба проекта были с открытым исходным кодом и вызвали огромный интерес у IT-сообщества.
Второе поколение облаков
На втором этапе развития облаков произошло резкое увеличение предоставляемых услуг и усиление конкуренции в связи более широким выбором провайдеров облачной инфраструктуры. Поскольку появилась возможность отслеживать ресурсы, используемые в облаке, концепция облака стала более доверительной. В дополнение к модели ценообразования pay-as-you-go, или оплаты потребленных мощностей, были введены точечные торги на ресурсы. Потоковые сервисы реального времени начали обрабатывать данные в облаке. В дополнение к реляционным базам данных стали доступны услуги нереляционных баз данных. DevOps получил широкое распространение, а для разработки облачных приложений стали использоваться микросервисы. Этому способствовал запуск контейнерных сервисов в облаке в 2014 году.
На картинке ниже представлена история развития облака, начиная с первого поколения и заканчивая нашими днями:
Почему облачные сервисы так называются
Облачные сервисы так называются, потому что они предоставляют доступ к хранилищу данных и ресурсам посредством интернет-соединения, «из облака». Само облако – это метафора для интернет-сети и удаленного сервера, который служит хранилищем данных и ресурсов. Пользователи могут использовать эти ресурсы независимо от местоположения и типа устройства, используемого для доступа к облачным сервисам. Это делает доступ к данным и ресурсам более гибким, масштабируемым и удобным.
Для понимания принципов работы облака сначала необходимо получить представление об основных компонентах облачных сервисов:
- фронтенд — в состав внешней платформы входят компоненты, необходимые для получения данных через интернет. Сюда относятся инструменты, которые можно использовать для подключения к системам облачных вычислений.
- бэкенд — в состав внутренней платформы входят компоненты, которые необходимы для хранения и обработки данных клиентов и предоставления иных услуг.
- сеть — это вещь, соединяющая все воедино. Интернет служит связующим звеном между пользователями и облачными сервисами.
Объединение трех компонентов вместе и определяет архитектуру облачных сервисов.
Также стоит отметить, что облако значительно опирается на технологии виртуализации и автоматизации. Виртуализация дает возможность оказывать услуги облака в виде логических единиц, которые становятся доступными для использования клиентом. А технология автоматизации и сопутствующие ей возможности оркестрации дают клиентам высокую степень самообслуживания для выделения ресурсов, оформления услуг и настройки оборудования без прямого вмешательства IT-персонала облачного провайдера.
Кто предоставляет облачные услуги
Компании, предоставляющие облачные услуги конечному пользователю, называются облачными провайдерами. Они занимаются развитием публичных облаков, могут реализовать частные облака под запросы клиента, а также предлагают различные сопутствующие услуги по модели PaaS и SaaS. Подробнее про эти виды расскажем ниже.
Виды облачных сервисов: IaaS, PaaS и SaaS
При развитии сервисов перед компанией встает вопрос: закупать оборудование и создавать базу с нуля или воспользоваться готовыми облачными продуктами. Первый вариант, как правило, более дорогой и долгий. В современном мире он теряет популярность.
Если же обращаться за готовыми продуктами, у провайдера можно встретить сервисы нескольких моделей. При выборе второго варианта можно воспользоваться IaaS, PaaS или SaaS, в зависимости от типа задач:
Infrastructure as a Service, или инфраструктура как услуга, — это модель предоставления услуг, при которой облачный провайдер дает клиенту чистые вычислительные ресурсы в виде виртуальных машин или облачных серверов. Как именно использовать эти ресурсы — забота клиента. Далее он сам развертывает необходимые сервисы на арендованных мощностях. Провайдер со своей стороны обеспечивает бесперебойную работу оборудования и поддерживает функциональность облака.
Platform as a Service, или платформа как услуга, — это модель, в случае выбора которой пользователь получает для работы уже созданные и настроенные виртуальные машины, заточенные под определенную функциональность. Часто у клиента может не быть доступов к некоторым «слоям» PaaS-сервиса. Примером такой услуги может быть Managed Kubernetes — за бесперебойную работу control plane отвечает провайдер, поэтому у пользователя нет к нему доступа.
Software as a Service, или программное обеспечение как услуга, — это модель, которая подразумевает наиболее готовую к использованию услугу. Как правило, SaaS подразумевает наличие предустановленных программ в облаке, которые необходимы для работы приложения. Клиенту не нужно ничего делать, кроме как сразу решать поставленную задачу на готовом ПО.
Платформенные облачные сервисы и инструменты для работы в облаке
В разговоре о PaaS следует рассмотреть несколько полезных подходов и сервисов, которые могут помочь в ускорении процесса разработки и эксплуатации инфраструктуры:
- Serverless, или бессерверные вычисления, — это услуга, которая позволяет разрабатывать и запускать приложения без необходимости управления инфраструктурой серверов или виртуальных машин. Возможности Serverless основаны на использовании функций (lambda-функций), которые могут запускаться автоматически в ответ на определенные события (например, запрос от пользователя).
- DBaaS, или база данных как услуга, — это PaaS-продукт, предоставляющий готовый кластер базы данных в облаке. Такая БД уже готова к работе с данными, не нужно думать о подборе инфраструктуры и отказоустойчивости. Это уже входит в услугу.
Что такое облачные базы данных, читайте по ссылке →
- KaaS, или Kubernetes-as-a-Service, — это модель, которая предполагает, что пользователь получает удобно управляемую систему оркестрации контейнеров без необходимости поддерживать и администрировать IT-инфраструктуру. Автомасштабирование в готовом кластере Kubernetes обеспечивает доступность приложений для клиентов даже при пиковых нагрузках.
Подробнее о Managed Kubernetes →
Отдельно упомянем IaC, или инфраструктуру как код. Этот подход полезен, если вы развиваете сервисы в облаке. Он предполагает, что клиент настраивает управление и развертывание инфраструктуры через код, а не вручную. Процесс автоматизации по предоставлению инфраструктуры с помощью IaC означает, что разработчикам не требуется самостоятельно управлять серверами, операционными системами, хранилищами каждый раз, когда они занимаются разработкой или развертыванием приложения.
Какие типы облаков существуют
В ходе развития облаков стали выделяться определенные типы.
Публичное облако — одна из моделей облака, при которой на одном хосте виртуализации может располагаться несколько пользователей. В итоге пользователи как бы делят между собой ресурсы. По модели публичного облака построены некоторые сервисы — например, Google Drive, Dropbox, iCloud и другие.
Частное облако — это модель облачных услуг, где пользователь не делится ресурсами. Весь объем облачных vCPU – в его распоряжении. При этом компания может построить частное облако на собственной или арендованной инфраструктуре (для этого понадобятся специалисты, которые разбираются в виртуализации). Другая опция — арендовать частное облако у провайдера.
Гибридное облако — сочетает в себе частное и публичное облака. Оно объединяет преимущества обоих облачных подходов и пользуется все большей популярностью.
Подробнее о разнице между этими видами облаков читайте в тексте →
Еще несколько видов облаков
Мультиоблако подразумевает использование компанией ресурсов нескольких облачных провайдеров. Чаще всего это делается в рамках геораспределенности и повышения отказоустойчивости инфраструктуры.
Облако Community Cloud — модель облачных услуг, доступ к которым имеет только определенная группа или организация. Такое облако можно рассматривать как полупубличное облако, которым могут пользоваться только выбранные организации. Примерами Community Cloud являются Microsoft Azure Germany (местоположение) или Microsoft Azure Government (организация и соответствие) для государственных органов США.
Все виды облаков для вашего бизнеса
Разместите сервис в публичном или частном облаках, которые соответствуют 152-ФЗ. Или объедините облако Selectel с инфраструктурой другого провайдера.
Преимущества облачных сервисов
Облачные сервисы обладают следующими преимуществами:
Гибкость и масштабируемость. Облачная инфраструктура легко масштабировать под потребности компании. При этом доступно как горизонтальное масштабирование (добавление новых серверов), так и вертикальное (увеличение объема ресурсов на сервере). Если потребности в части серверов больше нет, можно быстро отключить часть серверов.
Возможность экономить на ресурсах. Облачные сервисы могут быть выгоднее традиционных выделенных серверов и собственной инфраструктуры. Как правило, выгоднее они как раз за счет гибкости: с облаком ваша инфраструктура никогда не будет простаивать. Это хороший вариант, если для вас важна скорость развертывания сервисов и если для вашего бизнеса характерна сезонная нагрузка.
Наличие опций для повышения безопасности. Облачные провайдеры предоставляют различные бесплатные и платные решения для надежной работы приложений. Например, резервирование в облаке, защита от DDoS, системы разграничения прав и доступов и так далее.
Доступность. Пользователь облачной инфраструктуры может получить доступ к своим приложениям и данным из любой точки мира, где есть интернет. Это удобно для удаленной работы и работы в команде.
Кому полезны облачные системы
Согласно исследованиям, оценка мирового рынка облачных сервисов составляла около $272 млрд. в 2018 году, а к 2023 году данная цифра увеличилась до приблизительно $623 млрд. Технологии используются повсеместно и стартапами, и большими компаниями. Удобство облачных технологий показал период пандемии — для перевода сотрудников на удаленную работу было достаточно нескольких дней.
Как бизнес использует облачные вычисления
Широкополосный доступ в интернет и повсеместное распространение мобильных устройств делают облачные вычисления жизнеспособным вариантом для бизнеса во всем мире. Компании имеют доступ к веб-приложениям, хранению и обработке данных. При этом облако снимает часть головной боли, связанной с поддержанием собственного оборудования. Вот только несколько из них:
- нужно иметь в штате специалистов, которые будут обслуживать инфраструктуру,
- нужно закупать оборудование с учетом роста бизнеса: бороться с логистическими и финансами препятствиями,
- нужно обеспечивать микроклимат для инфраструктуры, оборудовать помещение под серверы,
- важно не забыть про физическую и информационную безопасность вашего оборудования.
Эти задачи требуют определенных финансовых и временных затрат. Если арендовать мощности, все эти заботы ложатся на плечи провайдера.
Как перейти на облачные серверы
Для перехода к облачным технологиям следует выполнить несколько шагов:
- Аудит архитектуры сервиса. Если у вас монолит, который сложно поделить на более мелкие сервисы, переезд в облако может быть невыгодным. Важно понять, подходит ли облако под задачи сервиса.
- Выбрать облачного провайдера, учитывая такие критерии, как надежность, совместимость с вашими системами и наличие необходимых сертификаций — например, соответствие 152-ФЗ.
- Зарегистрироваться в панели управления провайдера, выбрать подходящие конфигурации серверов и дополнительные услуги — к примеру, PaaS.
- Настроить доступ к серверам и приложениям с помощью виртуальных частных сетей или VPN.
- Перенести данные из локальных серверов на облачную инфраструктуру, используя инструменты миграции данных.
- Обеспечить безопасность облачных сервисов, настроив системы мониторинга и защиты от взломов и атак.
- Обучить сотрудников работе с облачными сервисами и создать необходимую документацию для поддержки системы.
К слову, хороший провайдер поможет вам мигрировать на новую инфраструктуру и даст советы по выбору конфигураций, упростив бизнесу задачу. В Selectel есть отдельная команда DevOps-специалистов, которая поможет перейти в облако компании бесплатно.
Примеры облачных сервисов и программ
При упоминании облачных сервисов первым в голову приходит хранилище. Данный пример наиболее понятен для современного пользователя, ведь множество людей ежедневно загружают различные фото, видео и документы в облако. Примерами таких хранилищ являются:
- Dropbox — популярное облачное хранилище, которое предоставляет бесплатное место до 2 ГБ и работает на всех популярных ОС.
- Google Drive — продукт компании Google, плюсом которого можно выделить работу со всеми продуктами экосистемы компании и возможность хранить до 15 ГБ данных бесплатно.
- Mega — бесплатный файлообменник, который отличается высоким уровнем безопасности, мультиплатформенностью, а также 15 ГБ бесплатного пространства.
Ситуация на мировом рынке облачных сервисов
По данным Synergy Reserch Group на конец 2022 года, тройку крупнейших поставщиков облачных услуг составляют:
- AWS (Amazon Web Services) с долей 32%,
- Microsoft Azure с долей 23%,
- Google Cloud с долей 10%.
Динамику изменения рынка облачных провайдеров вы можете увидеть на рисунке ниже.
Исследования Synergy Research Group показывают, что на мировом рынке существует тенденция к замедлению. Это обуславливается двумя факторами: укрепившимся долларом и ослабленным пандемией рынком Китая. На момент 2022 года объем рынка достиг отметки почти в $250 млрд., что на треть превышает показатели 2021 года.
Согласно исследованию, опубликованному Grand View Research и посвященному новым тенденциям в сфере облачных вычислений, предполагается, что к 2030 году доход всего облачного сектора составит $1,6 триллиона. График роста можно увидеть ниже. Таким образом, становится ясно, что облачные вычисления — это быстро развивающаяся область IT.
Заключение
В завершение обзора скажем, что облачные вычисления предоставляют современные вычислительные ресурсы, доступные по требованию. Их можно масштабировать по мере необходимости, не тратить время и ресурсы на покупку и обслуживание локальной инфраструктуры. Благодаря облачным вычислениям команды становятся более эффективными и сокращают время выхода на рынок, поскольку они могут быстро приобретать и масштабировать услуги без значительных усилий, которые требует управление традиционной инфраструктурой.
