Инфраструктура как сервис. Платформа как услуга. Программное обеспечение как услуга

Доклад по предмету «Программные средства электронного бизнеса»

на тему: «Инфраструктура как сервис (Infrastructure as a Service – IaaS); платформа как услуга (Platform as a Service – PaaS); программное обеспечение как услуга (Software as a Service – SaaS)»

Облачные  вычисления (англ. cloud computing), в информатике — это модель обеспечения повсеместного и удобного сетевого доступа по требованию к общему пулу (англ. pool) конфигурируемых вычислительных ресурсов (например, сетям передачи данных, серверам, устройствам хранения данных, приложениям и сервисам — как вместе, так и по отдельности), которые могут быть оперативно предоставлены и освобождены с минимальными эксплуатационными затратами и/или обращениями к провайдеру.

Потребители облачных вычислений могут значительно уменьшить расходы на инфраструктуру информационных технологий (в краткосрочном и среднесрочном планах) и гибко реагировать на изменения вычислительных потребностей, используя свойства вычислительной эластичности (англ. elastic computing) облачных услуг.

На Западе облачные технологии не являются чем-то новым  и используются уже достаточно давно. В России аутсорсинг инфраструктуры пока что только начинает свое развитие. Однако в ближайшее время движение в сторону облачных технологий неизбежно. В будущем будут использоваться совершенно другие подходы к организации ИТ – инфраструктуры, нежели в предыдущие десятилетия – облачные вычисления (cloud computing).

На сегодняшний  день различают три модели предоставления облачных сервисов: IaaS, SaaS и PaaS. Под термином cloud computing понимается предоставление конечному пользователю удаленного доступа к арендуемым компьютерным мощностям посредством интернета. Такой аутсорсинг инфраструктуры позволит пользователю не обращать внимания на аппаратные средства, установленное программное обеспечение, тех-поддержку и т.д. аренда каналов связи позволяет компаниям расширять функционал облачных вычислений, объединять филиалы компании и создавать единую сеть ИТ инфраструктуры.

Инфраструктура  как услуга

Инфраструктура  как услуга (IaaS, англ. IaaS or Infrastructure-as-a-Service) предоставляется как возможность  использования облачной инфраструктуры для самостоятельного управления ресурсами  обработки, хранения, сетей и другими  фундаментальными вычислительными ресурсами, например, потребитель может устанавливать и запускать произвольное программное обеспечение, которое может включать в себя операционные системы, платформенное и прикладное программное обеспечение. Потребитель может контролировать операционные системы, виртуальные системы хранения данных и установленные приложения, а также ограниченный контроль набора доступных сервисов (например, межсетевой экран, DNS). Контроль и управление основной физической и виртуальной инфраструктурой облака, в том числе сети, серверов, типов используемых операционных систем, систем хранения осуществляется облачным провайдером.

Если в прошлом  для разного оборудования требовалось  различное программное обеспечение, то современные технологии виртуализации  инфраструктуры (в нашем случае IaaS) позволяют реализовать всю функциональность на одной платформе, что позволяет обеспечить необходимый аутсорсинг инфраструктуры ИТ подразделений компании.

IaaS позволяет избежать  ресурсоемких клиентских, сетевых  IT-инфраструктур, инфраструктур обработки данных. Используя аутсорсинг инфраструктуры IaaS, вы избавитесь от лишних расходов.

Для заказчика технология IaaS выглядит следующим образом: происходит покупка не конкретного оборудования, а серверного времени, пропускной способности  сетевых каналов и дискового пространства. Концепция IaaS позволяет покупать именно те мощности, которые необходимы для выполнения конкретного web-приложения. 

IaaS состоит из комбинации  ресурсов аппаратного и программного  обеспечения. Программное обеспечение  IaaS представляет собой низкоуровневый код, выполняющийся независимо от операционной системы и называемый гипервизором, который отвечает за инвентаризацию аппаратных ресурсов и распределение их по требованию (см рис1). Этот процесс называется организацией пулов ресурсов (resource pooling). Организация пулов ресурсов гипервизором делает возможной виртуализацию, а виртуализация делает возможными вычисления со множественной арендой (multi-tenant) – совместное использование инфраструктуры несколькими организациями со сходными интересами в области требований к защите и соблюдению нормативов.

 
Рисунок 1. Взаимоотношения  между виртуальными машинами, гипервизором и компьютером 
  

Благодаря IaaS появляется возможность  предоставлять ресурсы процессора, системы хранения данных, сетевые и другие вычислительные ресурсы, на которых можно размещать произвольное программное обеспечение, такое как операционные системы и приложения.

Модель IaaS предполагает использование  сервисов, которые обеспечивают доступ к вычислительным ресурсам за определенную, обычно повременную, плату. Доступ клиента к сервису возможен практически с любого компьютера, подключенного к сети.

Аренда вычислительных ресурсов и программного обеспечения позволяет  гибко перераспределять их между  пользователями компании. Одна арендованная лицензия на ПО может использоваться поочередно разными сотрудниками компании, даже если они работают в удаленных филиалах.

В некотором роде переход  от собственной инфраструктуры к  использованию IaaS можно рассматривать  как оптимизацию производства. А оптимизация производства, как известно, ведет к росту рентабельности компании.

IAAS: Ключевые особенности

1. Широкое использование  технологий виртуализации

Применение современных  технологий виртуализации обеспечивает возможность гибко управлять существующими вычислительными мощностями. Клиент приобретает у провайдера IaaS сервиса не доступ к физическим компьютерам, и, тем более, не саму вычислительную технику. Приобретается время работы процессора определенной мощности, необходимый для работы объем оперативной памяти и места на диске, а также канал доступа в сеть определенной пропускной способности. Таким образом, клиент заказывает и оплачивает только те вычислительные мощности, которые ему нужны.

2. Единая система управления

Еще одно достоинство технологии виртуализации – это возможность использования единой системы управления. Если ранее существовала привязка программного обеспечения к аппаратной платформе, то сейчас можно использовать интегрированную систему управления.

3. Доступность хорошо проработанной архитектуры и лучших фреймворков

Компаниям теперь не нужно  самостоятельно проектировать и  создавать ИТ-инфраструктуру, ведь можно пользоваться решениями, созданными высококлассными специалистами. Эффективность  такой инфраструктуры намного выше, чем могут себе позволить отдельные, не специализирующиеся в IT-сфере компании. Что немаловажно, использование модели IaaS снимает с компании-клиента все заботы по поддержке ИТ-инфраструктуры. Эта задача ложится на предоставляющую сервис компанию.

Платформа как  услуга

Platform as a Service (PaaS, «платформа  как услуга») — модель предоставления  облачных вычислений, при которой  потребитель получает доступ  к использованию информационно-технологических  платформ: операционных систем, систем  управления базами данных, связующему программному обеспечению, средствам разработки и тестирования, размещённым у облачного провайдера. В этой модели вся информационно-технологическая инфраструктура, включая вычислительные сети, серверы, системы хранения, целиком управляется провайдером, провайдером же определяется набор доступных для потребителей видов платформ и набор управляемых параметров платформ, а потребителю предоставляется возможность использовать платформы, создавать их виртуальные экземпляры, устанавливать, разрабатывать, тестировать, эксплуатировать на них прикладное программное обеспечение, при этом динамически изменяя количество потребляемых вычислительных ресурсов.

Контроль и управление основной физической и виртуальной  инфраструктурой облака, в том  числе сети, серверов, операционных систем, хранения осуществляется облачным провайдером, за исключением разработанных или установленных приложений, а также, по возможности, параметров конфигурации среды (платформы).

Провайдер облачной платформы  может взимать плату с потребителей в зависимости от уровня потребления, тарификация возможна по времени работы приложений потребителя, по объёму обрабатываемых данных и количеству транзакций над ними, по сетевому трафику. Провайдеры облачных платформ достигают экономического эффекта за счёт использования виртуализации и экономии на масштабах, когда из множества потребителей в одно и то же время лишь часть из них активно использует вычислительные ресурсы, потребители — за счёт отказа от капитальных вложений в инфраструктуру и платформы, рассчитанных под пиковую мощность и непрофильных затрат на непосредственное обслуживание всего комплекса.

PaaS предоставляет не виртуальную  машину, а конкретную платформу.  Программная платформа как сервис  предлагает разработчикам ПО  средства разработки и среду исполнения кода. PaaS преимущественно используется разработчиками ПО, так как сама платформа ориентирована на отдельный стек технологий, среди которых языки программирования, наборы библиотек и т.д. Чаще всего PaaS применяют для разработки web-приложений.

PaaS в первую очередь отличается масштабируемостью – освобождением отдельных ресурсов, необходимых для обслуживания определенного количества пользователей. Кроме того, PaaS свойственны такие черты, как высокая надежность и безопасность. Благодаря концепции PaaS, разработчики обеспечиваются надежной платформой, на которой можно создать web-приложения с поддержкой безопасности сетевого трафика, возможностью скрытия данных о клиентах, исходного кода и т.д.

Структура PaaS платформы на примере Microsoft Azure:

Развитие рынка PaaS:

В 2011 году мировой  рынок публичных PaaS оценён в сумму  около $700 млн, в числе 10 крупнейших провайдеров  указываются Amazon.com (Beanstalk), Salesforce.com (Force.com, Heroku, Database.com), LongJump, Microsoft (Windows Azure), IBM (SmartCloud), Red Hat (OpenShift), VMWare (Cloud Foundry), Google (App Engine), CloudBees, Engine Yard.

В 2012 году в OASIS предложен стандарт для прикладного  программного интерфейса управления облачными  платформами CAMP (англ. cloud application management for platforms), определяющий унифицированные форматы для команд программного управления облачными платформами (таких как запуск, приостановка, запрос на выделение ресурсов).

Программное обеспечение как услуга

SaaS (англ. software as a service — программное обеспечение как услуга) — бизнес-модель продажи и использования программного обеспечения, при которой поставщик разрабатывает веб-приложение и самостоятельно управляет им, предоставляя заказчику доступ к программному обеспечению через Интернет. Основное преимущество модели SaaS для потребителя услуги состоит в отсутствии затрат, связанных с установкой, обновлением и поддержкой работоспособности оборудования и работающего на нём программного обеспечения.

В модели SaaS:

• приложение приспособлено для удаленного использования;
• одним приложением пользуется несколько клиентов (приложение коммунально);
• оплата взимается либо в виде ежемесячной абонентской платы, либо на основе объёма операций;
• техническая поддержка приложения включена в оплату;
• модернизация и обновление приложения происходит оперативно и прозрачно для клиентов.

В рамках модели SaaS заказчики платят не за владение программным обеспечением как таковым, а за его аренду (то есть за его  использование через веб-интерфейс). Таким образом, в отличие от классической схемы лицензирования ПО, заказчик несет сравнительно небольшие периодические затраты, и ему не требуется инвестировать значительные средства в приобретение ПО и аппаратной платформы для его развертывания, а затем поддерживать его работоспособность. Схема периодической оплаты предполагает, что если необходимость в программном обеспечении временно отсутствует, то заказчик может приостановить его использование и заморозить выплаты разработчику.

С точки зрения разработчика некоторого программного обеспечения модель SaaS позволяет эффективно бороться с нелицензионным использованием программного обеспечения, поскольку ПО как таковое не попадает к конечным заказчикам. Кроме того, концепция SaaS часто позволяет уменьшить затраты на развёртывание и внедрение систем технической и консультационной поддержки продукта, хотя и не исключает их полностью.

Программное обеспечение  по требованию обладает следующими ключевыми  признаками:

• доступ к программному обеспечению, разработанному в соответствии с моделью ПО как услуга, предоставляется удалённо по сетевым каналам и как правило через веб-интерфейс, кроме того, могут использоваться тонкие клиенты и терминальный доступ;
• программное обеспечение развёртывается в центре обработки данных в виде единого программного ядра, с которым работают все заказчики;
• программное обеспечение предоставляется на условиях уплаты периодических арендных платежей;
• обслуживание и обновление программного обеспечения выполняется централизованно на стороне поставщика приложения, предоставляемого как услуга (SaaS);
• стоимость технической поддержки обычно включается в арендную плату.

Факторы, способствующие продвижению SaaS:

Ключевым фактором, объясняющим экономическую целесообразность SaaS, является «эффект масштаба» —  провайдер SaaS обслуживает единое программное ядро, которым пользуются все клиенты, и потому тратит меньшее количество ресурсов по сравнению с управлением отдельными копиями программного обеспечения для каждого заказчика. Кроме того, использование единого программного ядра позволяет планировать вычислительные мощности и уменьшает проблему пиковых нагрузок для отдельных заказчиков. Все это позволяет поставщикам SaaS решений существенно снизить стоимость обслуживания ПО. В конечном счёте, периодическая стоимость услуг для конечного заказчика становится ниже издержек, возникающих при использовании классической модели лицензирования.

Другим ключевым фактором является уровень обслуживания SaaS. Провайдер SaaS способен предложить уровень обслуживания и поддержки  ПО в работоспособном состоянии, недоступный для внутренних IT-отделов компаний.

Положительные факторы SaaS для заказчиков:

• Отсутствие необходимости установки ПО на рабочих местах пользователей — доступ к ПО осуществляется через обычный браузер;
• Радикальное сокращение затрат на развёртывание системы в организации. Это расходы на аренду помещения, организацию дата-центра, оплату труда сотрудников и т. д.;
• Сокращение затрат на техническую поддержку и обновление развернутых систем (вплоть до их полного отсутствия);
• Быстрота внедрения, обусловленная отсутствием затрат времени на развертывание системы;
• Понятный интерфейс — большинство сотрудников уже привыкли к использованию веб-сервисов;
• Ясность и предсказуемость платежей, защита инвестиций;
• Мультиплатформенность;
• Возможность получить более высокий уровень обслуживания ПО.

Положительные факторы SaaS для разработчиков:

• Рост популярности веб-сервисов для конечных пользователей;
• Развитие веб-технологий, большие функциональные возможности веб-приложений и простота их реализации;
• Быстрые процессы внедрения и сравнительно низкие затраты ресурсов на обслуживание конкретного клиента;
• Лёгкое проникновение на глобальные рынки;
• Отсутствие проблем с нелицензионным распространением ПО;
• В отличие от классической модели, заказчик SaaS привязывается к разработчику — он не может отказаться от услуг разработчика и продолжать использовать систему. Таким образом, обеспечивается защита инвестиций разработчика в процесс продаж;
• В долгосрочном периоде доходы от SaaS могут оказаться выше прибыли, полученной от продажи лицензий и оказания технической поддержки (даже с учётом расходов на хостинг и управление приложениями).

Ограничивающие факторы:

Наряду с  факторами, которые побуждают заказчиков внедрять программное обеспечение  по требованию, а разработчиков —  инвестировать ресурсы в его создание, существует ряд сдерживающих факторов, ограничивающих использование данной модели.

1. Концепция SaaS применима далеко не для всех функциональных классов систем. Поскольку основная экономия ресурсов провайдера достигается за счёт масштаба, модель SaaS оказывается неэффективной для систем, требующих глубокой индивидуальной адаптации под каждого заказчика, а также инновационных и нишевых решений. Концепция PaaS, являющаяся развитием SaaS, снимает это ограничение.
2. Многие заказчики опасаются применять SaaS из-за соображений безопасности и возможной утечки информации со стороны поставщика этих услуг. Вопросы, связанные с безопасностью, ограничивают использование концепции SaaS для критически важных систем, в которых обрабатывается строго конфиденциальная информация. С другой стороны, ответственность за утечку информации со стороны разработчика обычно регламентируется в соответствующих договорах, а вероятность такой утечки часто ниже, чем в случае использования внутренних систем. В том числе этому способствует недоступность программно-аппаратного комплекса, на котором развёрнута система, сотрудникам компании. В случае развёртывания SaaS в промышленных дата-центрах, обеспечивается существенно лучшая защита за счет использования более мощных и комплексных решений по информационной безопасности.
3. Ограничивающим фактором SaaS является необходимость наличия постоянно действующего подключения к Интернету. Многие продукты SaaS компенсируют это наличием модулей для автономной работы. С развитием Сети значение этого фактора уменьшается (в развитых странах он неактуален уже сейчас), однако в российских регионах подобные проблемы по-прежнему возникают, и с ними приходится считаться. С другой стороны, для территориально-распределённых компаний, которые должны работать в единой информационной среде, этот фактор не актуален.

Развитие SaaS в России:

В отличие от Западной Европы и США модель SaaS пока не получила широкого распространения  в России. На сегодняшний день можно  выделить сразу несколько факторов, которые тормозят развитие SaaS-модели на территории России и стран ближнего зарубежья:

1. Не столь высокая популярность аутсорсинга: российские предприятия неохотно отдают свои бизнес-функции на откуп «третьим» компаниям. Данный фактор тормозит не только развитие модели SaaS, но и развитие всех аутсорсинговых услуг в целом;
2. Общее отставание российской ИТ-отрасли: по оценкам различных экспертов, российская отрасль отстает от западной на несколько лет. Многие российские предприятия по-прежнему находятся на начальных стадиях информатизации и даже не задумываются о внедрении каких-либо комплексных решений вообще.