Принципы облачной архитектуры
Как наверняка вы знаете, облако создается из нескольких физических узлов, соединенных быстрыми каналами передачи данных с целью единого управления и передачи больших объемов информации. Слово «несколько» можно воспринимать буквально — фактических из 3–5 узлов можно построить небольшое облако. Как оно будет работать, уже второй вопрос. В реальности в дата-центре облачного провайдера — сотни и даже тысячи узлов.
Посредством специального ПО виртуализации и формирования облачной инфраструктуру пользователи могут получать доступ к ресурсам облака, при этом не задумываясь ресурсы какого именно физического узла им выделены. По сути, пользователю все равно ресурсы какого узла он использовал и где выполняется его задача, где хранятся его данные — важно, чтобы задача была выполнена, а данные остались в целости и сохранности.
В облаке создаются виртуальные машины, на которых запущены гостевые ОС и различные установленные пользователем приложения. В «виртуалке» может выполняться любая, по сути, «операционка» — Windows Server, Linux, FreeBSD и др.
На одном аппаратном узле можно запустить несколько десятков виртуальных машин, которые сдаются в аренду
Архитектура IaaS
Вам кажется, что все так просто? На самом деле архитектура облака модели IaaS выглядит так:
Архитектура IaaS облака: полный вариант
Большинству пользователей знать полную архитектуру и не нужно, но все-таки рассмотрим основные моменты. Начнем снизу вверх. Есть некая физическая инфраструктура, состоящая из серверов (Servers), сетевого оборудования (Networks) и устройств хранения (Storage). На этой физической инфраструктуре выполняется облачная операционная система.
Как обычно, самый низкий уровень любой операционной системы — это драйверы для взаимодействия с железом. Такие драйверы есть и у нашей облачной ОС — драйверы физической инфраструктуры (Physical infrastructure drivers). Есть и драйверы облака (cloud drivers) — они нужны для соединения с другими, внешними облаками (external clouds).
Ядро нашей облачной ОС — всякие диспетчеры. Есть диспетчер виртуальных машин (VM manager), диспетчер сети (Network manager), диспетчер хранилища (Storage manager) и т. д. Каждый из диспетчеров отвечает за свою часть операционной системы.
На вершине нашей системы — различные средства управления — средства администратора (administrator tools), диспетчер служб (service manager), планировщик (scheduler), интерфейсы облака (cloud interfaces). Именно через интерфейсы облака к нему подключаются пользователи облака. Интерфейсы могут быть самыми разными, но в последнее время наиболее часто используется веб-интерфейс.
Категории облаков
По форме собственности выделяют три формы облаков: публичные, частные и гибридные. Публичные облака используются одновременно множеством самых разных компаний. Здесь все просто: есть некий облачный провайдер, он построил дата-центр и предоставляет его ресурсы всем желающим.
Частные облака строятся крупными компаниями для своих нужд. Другими словами, есть некая крупная компания, которая построила дата-центр и использует его ресурсы только для собственных нужд.
Гибридные облака используют лучшие черты публичного и частного облака. Представим, что у компании есть свое частное облако. Но бывают периоды, например, в канун нового года, когда частная инфраструктура не справляется с возросшей нагрузкой. Тогда часть ресурсов «заимствуется» у публичного облака.
Уровни облачных вычислений
Различают такие уровни облака:
- Клиентский — клиентское ПО, используемое для доступа к облачным сервисам, чаще всего через браузер.
- Сервисный — сервисы (службы), используемые через облачную модель.
- Прикладной — приложения, работающие через облако и не требующие установки на пользовательские компьютеры.
- Уровень платформы — программная платформа, которая объединяет полный набор средств для развертывания и использования cloud computing.
- Уровень данных — хранит данные пользователя и предоставляет к ним доступ через интерфейс облака.
- Инфраструктурный — предоставляет виртуализированную платформу через облако.
Организация облачной инфраструктуры
Когда речь идет об организации облачной инфраструктуры, нужно четко понимать поставленные перед архитектором цели. Для крупной организации есть смысл строить частное облако. Даже пусть оно иногда не будет покрывать все потребности организации и периодически придется превращать его в гибридное. Крупным компаниям нужна не столько экономия, столько полный контроль над обрабатываемыми данными — чтобы конфиденциальные данные не вышли за пределы компаний.
Для небольших и средних организаций можно создать облачную инфраструктуру на базе публичного облака. Если компания только начинает свою деятельность, нет смысла покупать физические серверы — можно сразу арендовать виртуальные и сэкономить кучу средств, которые можно потратить с большей пользой.
Для существующих компаний можно виртуализировать имеющиеся серверы и перенести их в облако, отключив после этого физические. В результате компания получит экономию на обслуживании существующего компьютерного парка. Виртуальные серверы не нужно ремонтировать — нужно только вовремя платить за аренду, а уже о «железе» позаботится облачный провайдер.