Аннотация
Построение
частного облака является первым шагом в мир облачных вычислений для любой
организации. Но прежде, чем строить частное облако необходимо ознакомиться и
проанализировать основные принципы его построения, его специфику. В данной
статье приводится
информация о базовых принципах архитектуры частного облака,
рассматриваются основные признаки, сервисные модели и модели развертывания
облака, сформулированные Национальным институтом стандартов и технологий США, дается
определение облачных вычислений, рассматривается взгляд компании Microsoft
на основные принципы архитектуры частного облака и сама многоуровневая
архитектура.
Annotation
Building a private cloud is the first step into the world of cloud
computing for any organization. But before building a private cloud you need to
read and analyze the basic principles of its construction, its specificity.
This article provides information on the basic principles of private cloud
architecture, discusses the main features, service models and cloud
deployments, formulated by the National Institute of Standards and Technology,
gives the definition of cloud computing, reviews the view of Microsoft company on the fundamental
principles of private cloud architecture and the layered architecture itself.
«К некоторым вопросам принципов построения
частного облака»
Существует большое количество определений
облачных вычислений, но наиболее понятное и общепризнанное принадлежит
Национальному институту стандартов и технологий США (National Institute of Standards and Technology, NIST). Это
государственный орган США, некоммерческая организация, которая разрабатывает
общие определения. Миссия института «продвигать» инновационную и индустриальную
конкурентоспособность США путём развития наук
об измерениях, стандартизации и технологий с целью повышения экономической
безопасности и улучшения качества
жизни [1].
NIST говорит, что облако должно
иметь 5 следующих признаков:
1 Самообслуживание по
требованию. Пользователь облачных услуг должен уметь работать сам. Он должен
самостоятельно получать необходимые ресурсы – ресурсы хранения, памяти,
процессорные ресурсы, без вызова администратора, сетевого специалиста.
2 Широкий сетевой доступ. Услуги,
которые доставляются через облако, должны быть доступны через любое устройство
– смартфон, кпк, персональный компьютер, ноутбук, планшет и любые другие
устройства, которые появятся в будущем.
По словам Томаса Шиндера сетевой доступ должен быть «В любом месте в
любое время через любое устройство» [2]. Однако частное облако – это те
ресурсы, которые доступны не в любом месте, а только в пределах вашей
организации и вашим специалистам.
3 Пул ресурсов. Пулы ресурсов
предоставляют в использование единое оборудование и параметры конфигурации.
Пулы ресурсов включают в себя сервер, хранилище и сеть.
4 Эластичность. Услуги могут быть предоставлены, изменены,
сужены или расширены в любой момент времени, без дополнительных простоев в
работе и, как правило, в автоматическом режиме.
5 Измеримость
потребления сервисов.Пользователь должен за услуги платить, поэтому их нужно
измерять. В облачной среде есть возможность выставлять счета за предоставленные
услуги.
Эти пять признаков в совокупности составляют определение.
Только решение, обладающее следующими признаками, может называться «облаком»
Также NIST определил 3 сервисных модели для облачных
вычислений:
1 Инфраструктура как услуга (IaaS, англ. IaaS
or Infrastructure-as-a-Service).
Услуга, которую вы даете пользователю – это базовая инфраструктура, т.е.
вычислительные ресурсы, память, сеть, средства хранения. Как вы предоставили
эти услуги, где находится физические ресурсы, сколько серверов работает,
сколько на них процессоров не имеет значения, пользователь просто видит пул
доступных ресурсов и берет оттуда столько, сколько ему требуется. Контроль и управление сети, серверов,
систем хранения осуществляется облачным провайдером.
2 Платформа как услуга (PaaS, англ. Platform-as-a-Service). Пользователь не думает о
хранении, памяти, вычислительных мощностях – это все прозрачно для него.
Потребитель услуг PaaS должен
иметь платформу для разработки, на которой он разрабатывает приложения, пишет
свой код. Контроль и управление сети, серверов осуществляется облачным
провайдером, кроме разработанных или установленных приложений.
3 Программное обеспечение как
услуга (SaaS, англ. Software-as-a-Service). Пользователю предоставляется возможность
использования прикладного
программного обеспечения
провайдера, работающего в облачной
инфраструктуре и доступного из различных клиентских устройств[3]. Контроль и
управление сети, серверов, операционных
систем, хранения, или даже индивидуальных возможностей приложения
осуществляется облачным провайдером.
NIST определили четыре модели
развертывания:
Частное облако (англ. private cloud) — это облако,
которое имеет все 5 базовых характеристик и работает по одной из 3 моделей, но
работает в рамках одной организации.
Общественное облако (англ. community cloud) — похоже на частное облако, но оно может быть государственным, или
же несколько организаций, имеющих общие задачи, использующих один пул ресурсов.
Публичное облако (англ. public cloud) – это облако, к
которому имеют доступ все – свободное использование широкой публикой. Имеется
проблема с безопасностью, т.к. конкуренты могут использовать один пул ресурсов.
Гибридное облако (англ. hybrid cloud) — это
совокупность из двух или более различных облаков (частных, публичных или
общественных).
В данной статье будет рассматриваться частное
облако, т.к. прежде чем люди начнут доверять публичному облаку, поскольку есть
проблема – куда идут данные, смогут ли конкуренты «пробить» границу между
данными, первым шагом будет частное облако, на котором организация научится
работать с облаком без каких-либо явных проблем и угроз хищения информации. За
основу взята сервисная модель – инфраструктура как услуга, но частное облако
может работать и с другими сервисными моделями.
Так как за основу построения
облачной архитектуры была выбрана технология Microsoft, то объективно осветить взгляд
данной компании на основные принципы архитектуры частного облака.
Архитектурный подход состоит в
следующем:
1 Виртуализация ресурсов и сбор их
в один пул – абстрактный пул ресурсов, откуда пользователь может выбрать
столько, сколько ему нужно.
2 Пул ресурсов создается с помощью
средств управления на базе определенных бизнес правил. IT-отдел должен очень четко это
продумывать и согласовывать с бизнесом – знать требования бизнеса, что важно
для бизнеса. Этот прием позволяет повысить конкурентоспособность услуг и облака
в целом. Кроме того, облако должно не занимать время, а высвобождать его, чтобы
у пользователя появлялась возможность мыслить стратегически. Поэтому большая
часть должна выполняться автоматически.
3 Необходимо учитывать, что со
временем потребность в ресурсах будет расти, и продумать заранее, как
удовлетворять потребности заказчиков, чтобы не было дефицита.
4 Разработка приложения.
Внедрение частного облака Microsoft начинается с тяжелой работы –
расчет вычислительных мощностей, сетевых возможностей и систем хранения. Далее
устанавливается технология Hyper-V.
Облако в целом строится из так называемых масштабных единиц. Масштабные единицы
– это кластер, массив Hyper-V,
состоящий из 16 серверов, которые соединены таким образом, чтобы обеспечить
работу 1000 виртуальных машин. И далее в процессе наращивания закупки новых
серверов осуществляются в масштабных единицах.
Hyper-V совместно с Windows Server 2012 составляют один из уровней
виртуализации многоуровневой архитектуры частного облака Microsoft (рисунок 1).
Рисунок 1 - Модель архитектуры построения частного облака
Уровень виртуализации помогает
облаку удовлетворять ряду признакам NIST –
эластичность и пул ресурсов, т.к. он отделяет операционные
системы, данные и приложения от оборудования, на котором они выполняются
(рисунок 2) [4].
Рисунок 2 – Многоуровневая
архитектура частного облака Microsoft
Такое разделение позволяет обеспечить
следующие уровни:
¾
автоматизация;
¾
управление;
¾
оркестрация;
¾
управление службами;
¾
самообслуживание.
Рассмотрим
вышеперечисленные уровни, представленные ранее на рисунке 1:
- Уровень автоматизации автоматизирует процессы с течением времени. Он
состоит из базовой технологии автоматизации и комплекса однозадачных команд,
которые выполняют такие операции, как пуск и остановка виртуальной машины,
перезагрузка сервера и обновление ПО [5].
- Уровень автоматизации включает технологии Windows PowerShell 2.0, Windows Management Instrumentation (WMI) и WS-Management,
которые обеспечивают взаимодействие между уровнями системы управления и
физическими и виртуальными ресурсами.
- Уровень управления
осуществляет управление и мониторинг всех компонентов и выделяет зависимости. Он обеспечивает базовой технологии автоматизации и
позволяет управлять сервером – вносить исправления, осуществлять слежение и
резервное копирование. Основное свойство этого уровня – удаленная работа. Уровень управления содержит продукты Microsoft System
Center, которые определяют совместимость исправлений, устанавливают их и
проверяют результаты установки.
- Уровень оркестрации создает полнофункциональные
бизнес-процессы с помощью рабочих процессов из других уровней. Уровень
оркестрации – это совокупность уровней автоматизации и управления. В явном виде
это уровень не проявляется, но имеет огромное значение в архитектуре частного
облака. Этот уровень обеспечивается продуктом System Center Opalis (System Center Orchestrator). Opalis
интегрирует набор System Center и способствует интеграции с множеством
сторонних и партнерских решений [5].
-
Уровень управления службами
автоматизирует процедура для создания встроенных ИТ-процессов. Этот
уровень обеспечивается продуктом System Center
Service Manager, который позволяет
сократить время простоя и повысить качество услуг.
-
Уровень самообслуживания
разрешает авторизованным пользователям запрашивать облачные службы и управлять
ими.
В данной статье приведена информация о базовых принципах архитектуры
частного облака. Рассмотрены основные признаки, сервисные модели и модели
развертывания облака, сформулированные Национальным институтом стандартов и
технологий США, дано определение облачных вычислений, рассмотрен взгляд
компании Microsoft на основные принципы архитектуры частного
облака и сама многоуровневая архитектура. Были исследованы статьи и
конференции, презентации и доклады таких людей, как Томас Шиндер[1]
и Дэвид Зэмбики[2] для более
точного и полного объяснения каждого уровня многоуровневой модели построения
архитектуры частного облака Microsoft. В ходе написания данный статьи было исследовано большое количество
информации и статей, просмотрено конференций, презентаций, было проведен анализ
всей информации и сформирован обзор Можно с уверенностью сказать, что данная статья
поможет начинающему провайдеру в построении архитектуры частного облака,
отвечающего всем требованиям международного стандарта.
Список использованной
литературы
1
https://ru.wikipedia.org/wiki/Национальный_институт_стандартов_и_технологий
2
https://www.techdays.ru/videos/3878.html
3
https://ru.wikipedia.org/wiki/Облачные_вычисления
5
https://technet.microsoft.com/ru-ru/magazine/hh127072.aspx
6
http://habrahabr.ru/company/microsoft/blog/127067/