Эволюция облачных технологий: от мейнфреймов до IaaS, PaaS и SaaS

Облачные технологии появились не в один момент. Их развитие началось с централизованных вычислительных систем, к которым пользователи подключались через терминалы, продолжилось виртуализацией серверов и привело к созданию инфраструктуры, ресурсы которой можно предоставлять по запросу.

Сегодня словом «облако» называют разные решения: виртуальные серверы, платформы для разработки, корпоративные приложения и готовые онлайн-сервисы. При этом удаленное размещение само по себе еще не делает систему облачной.

В классическом определении NIST облачные вычисления характеризуются пятью признаками: самостоятельным получением ресурсов по запросу, широким сетевым доступом, объединением ресурсов в общий пул, быстрым масштабированием и измеримостью использования. Также выделяются три сервисные модели — IaaS, PaaS и SaaS — и четыре модели развертывания.

В статье разберем, как формировались эти подходы, чем сервисные модели отличаются друг от друга и какую ответственность сохраняет клиент на каждом уровне.

С чего началось развитие облачных вычислений

Совместное использование мейнфреймов

Первые вычислительные системы были слишком дорогими, чтобы предоставлять отдельную машину каждому пользователю. Организации использовали один мейнфрейм, а задачи выполнялись по очереди или в режиме разделения времени.

Такая модель сформировала важную идею: вычислительный ресурс может быть общим, а пользователи получают доступ к нему без владения всей системой.

Удаленный доступ и терминальные системы

С развитием терминалов сотрудники начали взаимодействовать с центральным компьютером удаленно. Терминал отвечал за ввод и вывод информации, а основные вычисления выполнялись на центральной системе.

Этот принцип сохранился в современных удаленных рабочих столах и виртуальных рабочих местах: пользователь подключается к среде, расположенной в центре обработки данных, а его устройство служит средством доступа.

Виртуализация и центры обработки данных

Следующим этапом стала виртуализация. Один физический сервер получил возможность одновременно запускать несколько изолированных виртуальных машин. Это повысило эффективность использования оборудования и позволило быстрее выделять ресурсы под новые задачи.

Однако виртуализация сама по себе еще не равна облаку. Облачная модель добавляет автоматизацию предоставления ресурсов, общий пул мощностей, масштабирование, сетевой доступ и учет потребления.

Что отличает облако от обычного удаленного сервера

Для определения облачной модели NIST выделяет пять существенных характеристик.

Предоставление ресурсов по запросу

Клиент может самостоятельно получить или изменить ресурсы без обязательного ручного взаимодействия с сотрудником провайдера. Например, создать виртуальную машину, увеличить хранилище или подключить дополнительную услугу через панель управления.

Сетевой доступ

Сервис доступен по сети через стандартные механизмы. Пользователи могут подключаться с компьютеров, ноутбуков, тонких клиентов и мобильных устройств, если это поддерживает конкретное приложение.

Общий пул ресурсов

Провайдер объединяет вычислительные мощности, хранилища и сеть в общий пул и распределяет их между несколькими клиентами. При этом пользователю обычно не требуется знать, на каком физическом сервере выполняется его виртуальная машина.

Эластичность

Ресурсы можно увеличивать или уменьшать в зависимости от нагрузки. Конкретная степень автоматизации зависит от платформы: масштабирование может быть автоматическим либо выполняться клиентом через панель.

Измеримость

Использование ресурсов контролируется и учитывается. Метриками могут быть процессорное время, объем памяти, хранилище, сетевой трафик, число пользователей или выполненных операций.

Сервисные модели облака

IaaS, PaaS и SaaS различаются прежде всего тем, какую часть технологического стека обслуживает провайдер и за что отвечает клиент.

IaaS: инфраструктура как услуга

В модели IaaS провайдер предоставляет вычислительные ресурсы: виртуальные машины, диски, сети и другие инфраструктурные компоненты. Он отвечает за физическое оборудование и базовый уровень виртуализации.

Клиент обычно управляет:

• операционной системой;
• установленными приложениями;
• пользователями и правами;
• частью сетевых настроек;
• данными;
• обновлениями и резервным копированием в пределах своей среды.

Linux VPS или Windows VPS можно рассматривать как один из видов инфраструктурного ресурса, но состав ответственности зависит от условий конкретной услуги.

PaaS: платформа как услуга

В PaaS провайдер обслуживает инфраструктуру, операционную систему, среду выполнения и часть платформенных компонентов. Клиент развертывает приложение и управляет его логикой и данными.

Такой формат удобен разработчикам, которым нужно запускать приложение без самостоятельного администрирования серверной ОС, веб-сервера и базовой среды выполнения.

SaaS: программное обеспечение как услуга

В SaaS пользователь получает готовое приложение. Провайдер отвечает за инфраструктуру, платформу и работу самого программного продукта, а клиент использует его функции и управляет своими данными и настройками доступа.

К SaaS относятся облачная почта, CRM, системы совместной работы, бухгалтерские сервисы и другие готовые приложения.

Как распределяется ответственность

Модели развертывания облака

Публичное облако

Облачная инфраструктура предоставляется множеству независимых клиентов и управляется внешним провайдером. Ресурсы логически изолированы, но могут использовать общий физический пул оборудования.

Частное облако

Инфраструктура предназначена для одной организации. Она может находиться в собственном ЦОД компании или размещаться у внешнего провайдера.

Частное облако выбирают, когда требуется индивидуальная архитектура, централизованное управление ресурсами или специальные требования к безопасности и интеграциям.

Облако сообщества

Инфраструктура используется несколькими организациями с общими требованиями. Например, участники одной отрасли могут совместно использовать среду с едиными требованиями к безопасности, обмену данными и регулированию.

Гибридное облако

Гибридная модель объединяет две или более самостоятельные облачные среды, между которыми настроен обмен данными или перенос нагрузки.

Например, компания может хранить внутренние системы в частном облаке, а публичную инфраструктуру использовать для резервного размещения, временного увеличения мощности или внешних сервисов.

Как выбрать подходящую модель

Выбор стоит начинать не с названия технологии, а с требований бизнеса.

• Нужен готовый инструмент без администрирования серверов. Стоит рассмотреть SaaS.
• Разработчики хотят запускать приложения без обслуживания ОС. Подойдет PaaS.
• Нужен контроль над операционной системой и программами. Обычно выбирают IaaS или отдельный виртуальный сервер.
• Требуется индивидуальная инфраструктура одной организации. Стоит оценить частное облако.
• Нужно сочетать собственную среду с ресурсами провайдера. Возможна гибридная модель.

Также необходимо определить:

• кто обновляет операционную систему и приложения;
• кто отвечает за резервные копии;
• как масштабируются ресурсы;
• где хранятся данные;
• как организованы доступ и мониторинг;
• как получить данные при прекращении использования услуги;
• какие параметры доступности закреплены в договоре.

Если компании требуется отдельная среда с управлением операционной системой и приложениями, одним из вариантов может быть виртуальный сервер VPS/VDS. Его ресурсы подбираются под конкретную нагрузку, а состав администрирования и резервного копирования определяется условиями услуги.

Заключение

Современные облачные технологии выросли из идей совместного использования вычислительных ресурсов, удаленного доступа и виртуализации. Но облако отличается от обычного удаленного сервера не названием, а способом предоставления ресурсов: по запросу, через сеть, из общего пула, с возможностью масштабирования и учетом использования.

IaaS, PaaS и SaaS отражают разные уровни управления. В IaaS клиент контролирует операционную систему и приложения, в PaaS сосредоточен на разрабатываемом приложении, а в SaaS получает готовый программный сервис.

Публичное, частное, общественное и гибридное облако описывают, кому предназначена инфраструктура и как она организована. Выбирать модель следует с учетом требований к управлению, безопасности, масштабированию и распределению ответственности.

Что почитать дальше

• Разница между SaaS и IaaS — подробнее о сервисных моделях и распределении ответственности.
• Что такое частное облако — архитектура, преимущества и сценарии использования.
• Построение частного облака для строительной компании — практический проект IPWAY.
• Windows VPS для бизнеса — задачи, для которых компании используют отдельные виртуальные серверы.

Когда стоит обратиться к специалистам

Выбор между готовым приложением, виртуальным сервером и частной инфраструктурой влияет не только на стоимость, но и на ответственность за обновления, безопасность и восстановление.

IPWAY предоставляет виртуальные серверы VPS/VDS, решения для удаленной работы сотрудников и проектирование инфраструктуры под задачи бизнеса. Ресурсы и состав решения подбираются с учетом приложений, пользователей, требований к доступу и резервному копированию.

Кратко

• Идеи облачных вычислений развивались от мейнфреймов и терминальных систем.
• Виртуализация стала важной основой облака, но сама по себе облаком не является.
• NIST выделяет пять признаков облачных вычислений.
• Предоставление по запросу не означает обязательную поминутную оплату.
• IaaS предоставляет инфраструктурные ресурсы и оставляет клиенту управление ОС и приложениями.
• PaaS предоставляет управляемую среду для развертывания приложений.
• SaaS предоставляет готовое программное обеспечение.
• Private, public, community и hybrid cloud являются разными моделями развертывания.
• Community cloud не является разновидностью private cloud.
• Выбор модели зависит от требуемого контроля и распределения ответственности.