Введение
Облачные вычисления предоставляют технологические возможности по требованию в виде услуг (сервисов) через Интернет. В отличие от классических моделей вычислений, преимущественно опирающихся на собственные программно-аппаратные ресурсы, облачная модель состоит из сервисов, клиентов, управляемого централизованно контента и виртуальных машин. Другими словами, вам не надо загружать, запускать и поддерживать программное обеспечение и хранить данные на собственных компьютерах, достаточно подключиться к системе и использовать ее мощности в облаке провайдера. Помимо глобальной сети, эта концепция применима и для более закрытых корпоративных систем за счет формирования частного или комбинированного облака.
Облачные вычисления представляют собой важный тренд в развитии современных ИТ технологий, касающийся практически всех областей, в том числе и ГИС-сообщества. Для многих пользователей это может стать более эффективным решением по поддержке вычислительной инфраструктуры. Кроме того, многим государственным структурам и корпоративным клиентам это предоставит решение для управления их данными без необходимости полного администрирования программно-аппаратных средств. Но даже в облаке не все так просто и безоблачно. Далее мы постараемся более подробно рассмотреть этот вопрос и текущие возможности, которые вам уже может предоставить компания ESRI (теперь Esri, подробности в конце статьи).
Облачные технологии и облачные вычисления
Технология облачных инфраструктур и внедрение облачных вычислений постепенно становятся реалией и, по мнению специалистов, имеют огромные перспективы развития. Этот вид услуг касается всех направлений, связанных с предоставлением и распределением мощностей как аппаратного, так и программного обеспечения посредством сетей. Поддержка моделей таких сервисов и развертывания таких технологий и архитектур является одним из важных направлений текущих разработок ряда компаний, в их число входит и ESRI.
Облачные модели.
Есть несколько определений облачных вычислений, но все они описывают некоторые основные свойства этой быстро развивающейся программно-аппаратной среды, предназначенной для обеспечения новых технологических возможностей, предоставляемых по требованию в виде интерактивных услуг через Интернет. Причем, облачные сервисы принадлежат сторонним организациям и управляются ими, их клиенты не имеют никаких активов в облачной модели, а оплачивают предоставляемые им услуги в зависимости от интенсивности их использования. По сути, они арендуют физическую архитектуру и приложения в рамках общей совместной архитектуры. Облачные возможности могут варьировать от создания хранилищ данных и обращения к ним до работы с веб-приложениями конечного пользователя и другими специализированными компьютерными сервисами.
Одним из принципиальных отличий между традиционными и облачными вычислениями является более гибкая (эластичная) природа последних. Вместо статичной системной архитектуры облачные вычисления поддерживают возможность быстрого динамического изменения ее масштаба, что обеспечивает клиентам облака высокую надежность, быстрый отклик и гибкость обслуживания меняющегося трафика в зависимости от их текущих потребностей. Кроме того, облачные вычисления поддерживают различные варианты и типы аренды, позволяя сконфигурировать систему так, чтобы с ней могли одновременно взаимодействовать как отдельные пользователи, так и многие организации. Ярко выраженная виртуальность этой технологии позволяет поставщикам облачных услуг преобразовать один сервер во множество виртуальных машин, тем самым снимая ограничения клиент-серверных вычислений в рамках однозадачных систем. Это кардинально повышает эффективность загрузки аппаратных средств и позволяет клиентам выбирать наиболее экономичные по масштабу и затратам решения.
Среда облачных вычислений поддерживает три базовых варианта модели предоставления сервисных услуг.
Программное обеспечение как сервис (Software as a Service, сокр.SaaS) – подразумевает предоставление приложений для конечного пользователя в виде сервиса «по требованию» вместо его установки на конкретном рабочем месте или на собственном сервере. Типичным примером услуг SaaS является компания Salesforce.com, обеспечивающая доступ через Интернет к Системе управления взаимоотношениями с клиентами и партнерами (CRM).
Платформакаксервис (Platform as a Service, сокр. PaaS) – предоставляется платформа и/или промежуточное (связующее) программное обеспечение в виде сервиса, на которых возможна разработка и развертывание пользовательских приложений. Типичными решениями такого типа являются интерфейсы прикладного программирования (API) и инструментальные средства, а также базы данных и системы управления рабочими процессами, интегрированные средства обеспечения безопасности. Эти решения позволяют разработчикам создавать приложения и запускать их в инфраструктуре, принадлежащей и поддерживаемой поставщиком облачных услуг. Примером платформенного решения вида PaaS является Windows Azure корпорации Microsoft.
Инфраструктуракаксервис (Infrastructure as a Service, сокр. IaaS) – охватывает аппаратные средства и технологию для компьютерных вычислений и хранения данных, операционные системы и другую инфраструктуру, которые предоставляются не как локальные ресурсы, а опосредованно – через обращение к сервисам, размещенным на стороне провайдера; примерами могут служить Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) или Amazon Simple Storage Service (Amazon S3).
Известна также модель Аппаратные средства как сервис (Hardware as a Service, HaaS), но она скорее является подтипом модели IaaS.
Каждая из перечисленных категорий (сервисных моделей) может быть задействована независимо или в комбинации с другими вариантами сервисных звеньев.
По оценке аналитиков исследовательской и консультационной компании Gartner объем мирового рынка облачных услуг в 2009 г. достиг почти $60 млрд., а через три года он может вырасти до $150 млрд. Пока на этом рынке доминирует сегмент «облачных» бизнес-процессов: реклама, электронная коммерция, управление кадрами и бухгалтерия. А основными игроками по предоставлению облачных рекламных услуг являются Google, Yahoo, Microsoft и др. Сегмент услуг по построению и поддержке ИТ-инфраструктуры пока развит меньше, но все же это уже первые миллиарды долларов с ближайшей перспективой в 10 млрд.
Преимущества «облака»
Облачные вычисления могут помочь организациям повысить экономическую эффективность и продуктивность, а также гибкость работы с информационными ресурсами, быстро задействовать новые мощности, перераспределить инвестиции.
Модель оплаты по факту в зависимости от текущих потребностей бывает достаточно привлекательной при аренде облачных приложений или мощностей (инфраструктуры), она предоставляет клиентам облака перспективный вариант «попробовать прежде чем покупать». А те, кто уже стал клиентом облака, могут провести предоплату услуг и получить возможные скидки за объем заказа, заранее внести и увязать соответствующие статьи бюджета. Аренда активов исключает или отодвигает необходимость создания собственных центров по сбору и обработке данных за счет использования таковых, предоставляемых провайдером облака; при этом клиент может не задумываться о срочном приобретении программного обеспечения и аппаратных средств, их содержании и обновлении, администрировании и поддержке.
Запуск приложений в облачной инфраструктуре Amazon.
В идеале, клиенты облака могут быть уверены, что они получат возможность работы с наиболее современными системами, достаточно надежными и гибко реагирующими на значительные вариации в затребованном трафике. А вся «головная боль» и бремя ответственности за удовлетворение их текущих потребностей ложится на плечи провайдера услуг; именно он должен заботиться о создании и постоянном обновлении ИТ архитектуры и предоставляемых сервисах с тем, чтобы клиенты всегда получали надежные, устойчивые, обновленные решения для эффективного выполнения стоящих перед ними задач.
Кроме того, перемещение в облако части корпоративных данных и вычислительных мощностей помогает избавиться от фрагментированности ИТ-инфраструктуры организации, оптимизируя и четче прогнозируя необходимые капиталовложения в ее развитие. А по мере перераспределения денежных средств в основной бизнес можно запускать новые программы, особенно значимые для клиентов и компании, что дает ей дополнительные конкурентные преимущества.
Рост аутсорсинга и оффшоринга за счет передачи стороннему подрядчику некоторых частей бизнес-процесса ведет к формированию глобальных трудовых ресурсов, работе в команде, конкретный состав которой зависит от мощности доступных линий связи (сетей) и базируется на общей платформе – Интернете. Облачные услуги доступны круглые сутки в любой день недели, месяца или года, к ним можно обратиться через любой браузер с практически любого устройства с доступом к Сети из любой точки Земли. К ним могут быстро обратиться все сотрудники для более эффективного выполнения их работы.
Риски в «облаке»
Хотя облачным вычислениям присущи многие преимущества, не следует забывать и о рисках и ограничениях при ведении бизнеса в облачной архитектуре.
Прежде всего, упомянем такие важные моменты как секретность и конфиденциальность, причем в отношении как поставщика облачных услуг и посредника (брокера), так и конечного потребителя (абонента). Уже отмечались случаи нарушения секретности, напоминающие о необходимой бдительности и внимательности на этом рынке «услуг по требованию». Особое внимание следует уделять вопросам безопасности при хранении данных и их распространении, уязвимости (слабые места в системе защиты) и восстановления при сбоях, физической защите и подбору персонала, безопасности работы приложений, учету возможности несанкционированного доступа к данным, а также контролю прав доступа к данным и приложениям.
В зависимости от рода деятельности и вида вашей организации (государственная, частная), размера клиентской базы меняются и необходимые требования к безопасности. Ограничения тут накладывает и требование к бесперебойному бизнесу, его устойчивости и восстанавливаемости в аварийных ситуациях, и стандарты безопасности, и требования ведения регистрационных журналов и аудита деятельности, и специальные стандарты и требования соответствия государственным и ведомственным указам, актам и ограничениям.
Имеются и правовые сложности предоставления облачных сервисов и, соответственно, пользования ими. Они решаются в сфере принятия определенных обязательств и ответственности сторон, правами регресса (право предъявления требований к третьей стороне в случае невыполнения обязательств первоначальным должником), вопросами прав на интеллектуальную собственность, а также открытостью политики провайдера относительно нахождения центров хранения и восстановления данных. Наконец, полагаясь на Интернет-услуги, всегда встает вопрос об их надежности и доступности при пиковых нагрузках, за которые должен отвечать конкретный провайдер. И уже есть средства, чтобы исследовать время безотказной работы и обработки данных и время простоя из-за отказов или сбоев таких провайдеров как Amazon Web Services и Google App Engine через CloudStatus.com для определения работоспособности и надежности сервисов, мониторинга их производительности и эксплуатационных отказов, времени ожидания, пропускной способности и т.п.
И, наконец, на данный момент отсутствуют общепринятые стандарты, обеспечивающие взаимодействие или легкое (бесплатное) перемещение между облаками разных провайдеров. Посему, клиенты облаков не должны забывать о возможной блокировке при перемещении по облачной экосистеме.
Подписываясь на облачные сервисы, важно, по аналогии с обычными инвестициями в новые или имеющиеся ИТ, ясно осознавать возможные риски и затруднения. Вопросы безопасности, наведение справок об известности и надежности провайдера в данной области, законодательное регулирование этого вида деятельности – все это следует внимательно рассмотреть и разъяснить в соглашении на сервисные услуги. Хотя это и не даст полной гарантии, но добавит уверенности в том, что вы не зря вольетесь в число клиентов облака. В принципе, эти вопросы и сомнения схожи с теми, что имеют место при привлечении стороннего подрядчика или сервисной компании. Все барьеры на пути к облачным вычислениям постепенно убираются (сглаживаются), поставщики таких услуг набирают опыт и примеры успешного обслуживания своих клиентов, отлаживают технологические процессы, наращивают их производительность и надежность.
Модели реализации облачных вычислений
Имеется несколько сценариев внедрения облачных вычислений.
В случае Публичного (общедоступного) облака инфраструктура и приложения находятся во владении провайдера облачных услуг. Однако, поскольку многие традиционные вендоры и их клиенты не всегда готовы сразу и глубоко погрузиться в общее облако вычислений, или им это вообще запрещено, они могут предпочесть перевести (реплицировать) облачные сервисы в собственную облачную среду, скрытую за брандмауэром и поддерживаемую в соответствии с принятыми в организации правилами и ограничениями. Многие верят, что золотой серединой стоимостной оптимизации для организации является некий тонкий баланс, сочетающий публичное, коммунальное (комбинированное) и частное облако. Однако, поскольку в основу такого гибридного решения закладываются надежные коммерческие технологии, оно станет реальностью в сфере корпоративных вычислений лишь в будущем, когда будут разработаны и согласованы соответствующие стандарты.
Стратегия ESRI в отношении облачных вычислений
Поддержка облачных технологий и вычислений становится важной составляющей развития ГИС-платформы Esri. Недавно компания объявила о готовности ArcGIS 10 к работе в облачной среде.
Имеется несколько вариантов для ее клиентов, стремящихся оптимизировать свою деятельность с потенциалом снижения затрат, высвобождения ИТ-ресурсов и/или их концентрации на новых бизнес инициативах.
Уже в течение ряда лет пользователи ESRI прибегают к облачным картографическим сервисам через ресурс ArcGIS Online (www.esri.com/arcgisonline), зачастую даже не осознавая, что, по сути, обращаются к облачным технологиям. Этот ресурс с четко структурированным содержанием также дает возможности публикации ваших геопространственных карт, слоев данных и инструментов для сообщества пользователей ArcGIS, формирования частных групп по интересам с целью обмена материалами, связанными с определенным проектом или общими задачами.
Недавно компания Esri запустила новый глобальный ресурс ArcGIS.com (www.arcgis.com). По сути, ArcGIS.com – это веб-интерфейс для ArcGIS Online, он предоставляет шлюз для обращения к картам, мобильным и веб-приложениям, инструментам, базам геоданных и другим материалам, опубликованным ESRI и другими ГИС-пользователями, обмена ими в среде всего сообщества пользователей. Любой клиент Web или владелец мобильных устройств с поддержкой ГИС может обратиться к имеющимся веб-картам и приложениям и, что особенно важно, может добавить востребованные данные, организовать групповое облако для глобального ГИС- сообщества.
Весной выпущен специально сконфигурированный вариант ArcGIS Server 10 для облачной среды с поддержкой его встраивания в облачную инфраструктуру Amazon (см. www.esri.com/partners/alliances/amazon/cloud.html). При этом клиентам не нужно устанавливать и поддерживать программное обеспечение и кредиты в облаке, эти функции берет на себя Esri. Это привлекательное новшество для ГИС профессионалов, работающих как в офисе, так и в поле. С технологической точки зрения облачная ГИС, в идеале, означает постоянную доступность данных и инструментов для работы с ними.
В облаке можно сразу обратиться к общим данным и приложениям, чтобы их обнаружить, просмотреть, отредактировать, сохранить изменения и воспользоваться функциями геообработки для получения требуемых результатом. Примером может служить сайт Esri, представляющий последствия крупных природных катаклизмов и антропогенных катастроф (www.esri.com/services/disaster-response). В числе прочего, на нем на основе ArcGIS Server 10 и облачной инфраструктуры Amazon Web Service представлена веб-страница для оценки масштабов катастрофического разлива нефти в Мексиканском заливе и действий по его ликвидации. Для освещения таких вопросов привлекаются огромные наборы данных и многие пользователи из разных прикладных областей, и всю эту активность необходимо поддерживать, обрабатывать и отображать в оперативном режиме. И ESRI предоставляет для этого мощные технические и информационные ресурсы: постоянно обновляемые карты, данные, видео, приложения и средства их разработки, а также ссылки на проблемные места и веб-страницы по этой тематике. Имеющиеся сервисы включают модель распространения нефтяного загрязнения, карту индекса чувствительности окружающей среды, электронные навигационные карты и т.д.
Как упоминалось выше, в число видов облачных сервисов входит модель SaaS (ПО как сервис). Действующими в настоящее время приложениями такого вида являются Business Analyst Online (www.esri.com/software/bao) и ArcGIS Explorer Online (explorer.arcgis.com), а также сервис MapIT (www.esri.com/software/mapit) для бизнес анализа, работающий на платформе Microsoft. Вторая категория облачной интеграции, платформа как сервис (PaaS), предоставляет средства прикладной разработки или промежуточное ПО в виде сервиса для создания и развертывания пользовательских приложений. К этой категории можно отнести ESRI APIs – картографические веб-интерфейсы для JavaScript, Flex (уже вышла 2-я версия) и Silverlight. Например, с помощью ArcGIS Silverlight API разработчики могут создать сервис для облачной платформы Microsoft’s Windows Azure. Наиболее известной облачной опцией третьего типа (Инфраструктура как сервис, IaaS) в настоящее время является Amazon Web Services с центрами данных. Со стороны Esri примером облачного решения тут является ArcGIS Server for Amazon EC2 (Elastic Compute Cloud). Amazon.com предоставляет облачную модель, а ESRI все шире использует эту услугу для предоставления все большего числа своих сервисов. Достигнута договоренность с Amazon по обслуживанию пользователей, желающих запустить ArcGIS Server в этой среде. В качестве клиента можно приобрести право на обслуживание со стороны Amazon, а как пользователь ArcGIS 10 вы получите доступ к ArcGIS Server, интегрированный в облачную инфраструктуру Amazon.
Заключение
Подводя краткий итог изложенному выше, можно отметить, что за последние 50 лет компьютерные вычисления основывались на пяти базовых платформах: мэйнфреймах, миникомпьютерах, персональных компьютерах и основанных на них серверах и мобильных устройствах (телефонах и др.). Сейчас зарождается шестой тип, облачная платформа, привлекающая все большее внимание и завоевывающая свое место под Солнцем.
Облачные предложения со стороны ГИС могут варьировать от хранилищ данных до веб-приложений для конечных пользователей и других специализированных компьютерных сервисов. Компания Esri рассматривает облачные вычисления и технологии как важное направление дальнейших разработок и развития платформы ArcGIS.
Но важно понимать, что сегодняшнее внимание к облачным технологиям вовсе не означает потерю интереса к традиционным настольным, серверным, мобильным приложениям и другим уже предлагаемым ESRI и ведущимся разработкам. В то же время, облако – это дополнительная платформа, помогающая оптимизировать затраты организации, расширить маркетинговый портфель доступных технологических возможностей.
Кстати, стоит упомянуть, что компания-разработчик интегрированного на единой платформе семейства программных продуктов ArcGIS несколько видоизменяет свое название – на Esri, такова часть ее маркетиноговой политики консолидации бренда. (произносится как Эсри с ударением на “Э”,как ее и раньше обычно «величали» сотрудники и многие партнеры). Давайте постепенно привыкать. А политика модернизации ArcGIS остается неизменной и направлена на решение главной задачи по наиболее полному удовлетворению потребностей своих клиентов в выполнении важнейших задач по сохранению и улучшению нашего мира и нашей жизни.
