Mākoņskaitļošana

Īss

Salīdzinājumi

Mākoņdatošanu bieži jauc ar citām idejām:

• režģu skaitļošana: sadalītās skaitļošanas veids, kurā "super un virtuālo datoru" veido tīklā savienotu, brīvi saistītu datoru kopa, kas strādā kopā, lai veiktu ļoti lielus uzdevumus.
• komunālā skaitļošana: skaitļošanas resursu, piemēram, skaitļošanas un glabāšanas, pakete tiek nodrošināta kā izmērāms pakalpojums, par kuru jāmaksā līdzīgi kā par tradicionālo komunālo pakalpojumu, piemēram, elektrību.
• autonomā skaitļošana: datorsistēmas, kas spēj sevi pārvaldīt.

Mākoņdatošana bieži izmanto režģu skaitļošanu, tai piemīt autonomas iezīmes, un par to maksā kā par komunālajiem pakalpojumiem, taču mākoņdatošanu var uzskatīt par dabisku nākamo soli no režģu komunālo pakalpojumu modeļa. Dažās veiksmīgās mākoņdatošanas arhitektūrās ir maz centralizētas infrastruktūras vai norēķinu sistēmu vai to nav vispār, tostarp peer-to-peer tīklos, piemēram, BitTorrent un Skype.

Arhitektūra

Pašlaik lielāko daļu mākoņdatošanas infrastruktūras veido uzticami pakalpojumi, kas tiek sniegti datu centros, kuru pamatā ir datoru un datu glabāšanas virtualizācijas tehnoloģijas. Šie pakalpojumi ir pieejami jebkurā pasaules vietā, un mākoņi ir vienots piekļuves punkts visām patērētāju vajadzībām, kas saistītas ar skaitļošanu. Komerciālajiem piedāvājumiem ir jāatbilst klientu pakalpojumu kvalitātes prasībām, un parasti tiek piedāvāti pakalpojumu līmeņa līgumi. Mākoņdatošanas izaugsmei izšķiroša nozīme ir arī atvērtajiem standartiem un atvērtā pirmkoda programmatūrai.

Raksturojums

Tā kā klientiem parasti nepieder infrastruktūra un viņi nezina visu informāciju par to, galvenokārt viņi tai piekļūst vai nomā, tāpēc viņi var izmantot resursus kā pakalpojumu un, iespējams, maksā par to, kas viņiem nav vajadzīgs, nevis par to, kas viņiem patiešām ir jāizmanto. Daudzi mākoņdatošanas pakalpojumu sniedzēji izmanto komunālās skaitļošanas modeli, kas ir analogs tam, kā tiek patērēti tradicionālie komunālie pakalpojumi, piemēram, elektroenerģija, savukārt citiem tiek piemērota abonēšanas maksa. Dalot patērējamo un "nemateriālo" skaitļošanas jaudu vairākiem "nomniekiem", var uzlabot izmantošanas rādītājus (jo serveri nepaliek dīkstāvē), kas var ievērojami samazināt izmaksas, vienlaikus palielinot lietojumprogrammu izstrādes ātrumu.

Šādas pieejas blakusefekts ir tas, ka "ievērojami palielinās datoru jauda", jo klientiem nav jāprojektē maksimālās slodzes. Pieņemšanu ir veicinājis "lielāks ātrgaitas joslas platums", kas ļauj saņemt tādu pašu atbildes laiku no centralizētas infrastruktūras citās vietās.

Nodrošinātāji

Mākoņdatošanu virza tādi pakalpojumu sniedzēji kā Google, Amazon.com un Yahoo!, kā arī tradicionālie piegādātāji, tostarp IBM, Intel, Microsoft un SAP. To var izmantot visu veidu lietotāji - gan privātpersonas, gan lieli uzņēmumi. Lielākā daļa interneta lietotāju pašlaik izmanto mākoņpakalpojumus, pat ja viņi to neapzinās. Piemēram, tīmekļa e-pasts ir mākoņpakalpojums, tāpat kā Facebook un Wikipedia, kā arī kontaktu sarakstu sinhronizācija un tiešsaistes datu dublēšana.

Vēsture

Mākonis ir metafora, kas apzīmē internetu vai vispārīgāk - komponentus un pakalpojumus, kurus pārvalda citi.

Šī koncepcija aizsākās 1960. gadā, kad Džons Makkartijs (John McCarthy) pauda viedokli, ka "kādu dienu skaitļošanu varētu organizēt kā sabiedrisko pakalpojumu", un termins "mākonis" tika komerciāli lietots jau 90. gadu sākumā, lai apzīmētu lielus ATM tīklus. Līdz 21. gadsimta mijai tirgū sāka parādīties mākoņdatošanas risinājumi, lai gan lielākā uzmanība šajā laikā tika pievērsta programmatūrai kā pakalpojumam.

Uzņēmumam Amazon.com bija būtiska loma mākoņdatošanas attīstībā, kad pēc "dot-com bubble" uzpūšanās modernizēja savus datu centrus un 2002. gadā nodrošināja piekļuvi savām sistēmām, izmantojot Amazon Web Services, izmantojot komunālo skaitļošanu. Tā atklāja, ka jaunā mākoņdatošanas arhitektūra ļāva ievērojami uzlabot iekšējo efektivitāti.

2007. gadā bija vērojama pastiprināta aktivitāte, tostarp Google, IBM un vairākas universitātes uzsāka plaša mēroga mākoņdatošanas pētniecības projektus, un šis termins sāka iegūt popularitāti masu presē. Līdz 2008. gada vidum tas bija aktuāla tēma, un bija ieplānoti daudzi mākoņdatošanas pasākumi.

2008. gada augustā Gartner norādīja, ka "organizācijas pāriet no uzņēmuma īpašumā esošās aparatūras un programmatūras uz modeļiem, kas balstīti uz pakalpojumu izmantošanu" un ka "prognozētā pāreja uz mākoņdatošanu dažās jomās izraisīs strauju IT produktu pieaugumu, bet citās jomās - ievērojamu samazinājumu".

Politiskie jautājumi

Mākoņi šķērso daudzu valstu robežas un "iespējams, ir galīgais globalizācijas veids". Tā kā tas ir sarežģītu ģeopolitisku jautājumu objekts, pakalpojumu sniedzējiem ir jāatbilst daudziem juridiskiem ierobežojumiem, lai sniegtu pakalpojumus globālajā tirgū. Tas aizsākās jau interneta pirmsākumos, kad libertārisma piekritēji uzskatīja, ka "kibertelpa ir atsevišķa vieta, kurai vajadzīgi savi likumi un juridiskas institūcijas"; rakstnieks Nīls Stīvensons (Neal Stephenson) savā klasiskajā zinātniskās fantastikas romānā "Kriptonomikons" (Cryptonomicon) to iecerēja kā mazu datu oāzi uz salas.

Lai gan ir bijuši centieni pielāgoties juridiskajai videi (piemēram, ASV un ES "Drošā osta"), tādi pakalpojumu sniedzēji kā Amazon Web Services parasti darbojas starptautiskajos tirgos (parasti Amerikas Savienotajās Valstīs un Eiropas Savienībā), izvietojot vietējo infrastruktūru un ļaujot klientiem izvēlēties savu valsti. Tomēr joprojām pastāv bažas par indivīdu drošību un privātumu dažādos valdības līmeņos (piemēram, USA PATRIOT Act un nacionālās drošības vēstuļu izmantošana un Electronic Communications Privacy Act II sadaļa, Stored Communications Act).

Juridiskie jautājumi

2007. gada martā Dell pieteicās preču zīmei "mākoņdatošana" Amerikas Savienotajās Valstīs. Tā 2008. gada jūlijā saņēma "Paziņojumu par atļauju", kas pēc tam 6. augustā tika anulēts, un pēc mazāk nekā nedēļas tika oficiāli noraidīts preču zīmes pieteikums.

2007. gada novembrī Brīvās programmatūras fonds izdeva Affero vispārējo publisko licenci (saīsināti Affero GPL un AGPL) - GPLv3 versiju, kas izstrādāta, lai novērstu juridisko nepilnību, kas saistīta ar brīvo programmatūru, kuru paredzēts izmantot tīklā, jo īpaši programmatūru kā pakalpojumu. Saskaņā ar AGPL licenci lietojumprogrammu pakalpojumu sniedzējiem ir pienākums publiskot visas izmaiņas, ko tie izdara AGPL atvērtajā pirmkoda kodā.

Arhitektūra

Mākoņu arhitektūra ir mākoņdatošanas nodrošināšanā iesaistīto programmatūras sistēmu (piemēram, aparatūras, programmatūras) arhitektūra, ko izstrādājis mākoņu arhitekts, kurš parasti strādā mākoņu integratora uzņēmumā. Tā parasti ietver vairākus mākoņa komponentus, kas savā starpā sazinās, izmantojot lietojumprogrammu saskarnes (parasti tīmekļa pakalpojumus).

Tas ir ļoti līdzīgi Unix filozofijai, kas paredz, ka vairākas programmas, kas labi dara vienu lietu, strādā kopā, izmantojot universālas saskarnes. Sarežģītība tiek kontrolēta, un rezultātā izveidotās sistēmas ir vieglāk pārvaldāmas nekā to monolītās versijas.

Mākoņa arhitektūra attiecas arī uz klientu, kur piekļuvei mākoņa lietojumprogrammām tiek izmantotas tīmekļa pārlūkprogrammas un/vai programmatūras lietojumprogrammas.

Mākoņglabāšanas arhitektūra ir brīvi saistīta, un metadatu operācijas ir centralizētas, ļaujot datu mezgliem izvērsties simtos, katram no tiem neatkarīgi piegādājot datus lietojumprogrammām vai lietotājiem.

Galvenie raksturlielumi

• Kapitāla izdevumi samazināti līdz minimumam, tāpēc ir zema ienākšanas barjera, jo infrastruktūra pieder pakalpojumu sniedzējam un nav jāpērk vienreizējiem vai reti sastopamiem intensīviem skaitļošanas uzdevumiem. Pakalpojumi parasti ir pieejami mazumtirdzniecības patērētājiem un maziem uzņēmumiem vai ir īpaši paredzēti mazumtirdzniecības patērētājiem un maziem uzņēmumiem.
• Neatkarība no ierīces un atrašanās vietas, kas ļauj lietotājiem piekļūt sistēmām neatkarīgi no atrašanās vietas vai lietotās ierīces (piemēram, personālais dators, mobilais telefons utt.).
• Daudzfunkcionālais lietojums, kas nodrošina resursu (un izmaksu) koplietošanu starp lielu lietotāju kopumu, ļaujot:

• Infrastruktūras centralizācija vietās, kur ir zemākas izmaksas (piemēram, nekustamais īpašums, elektrība).
• Palielinās maksimālās slodzes kapacitāte (lietotājiem nav jāprojektē visaugstākajiem iespējamajiem slodzes līmeņiem).
• Sistēmu, kas bieži tiek izmantotas tikai 10-20% apmērā, izmantošanas un efektivitātes uzlabošana.

• Veiktspēja tiek uzraudzīta un ir konsekventa, taču to var ietekmēt nepietiekams joslas platums vai liela tīkla slodze.
• Uzticamība, pateicoties vairākām dublētām vietnēm, kas to padara piemērotu darbības nepārtrauktībai un avāriju seku novēršanai, tomēr IT un uzņēmumu vadītāji var maz ko darīt, kad tos skar darbības pārtraukums. Mākoņdatošanas incidentu datubāzē ir apkopoti vēsturiskie dati par mākoņdatošanas darbības pārtraukumiem.
• mērogojamību, kas ātri atbilst mainīgajām lietotāju prasībām, bez nepieciešamības pielāgoties maksimālajām slodzēm. Liela mērogojamība un lielas lietotāju bāzes ir ierasta, bet ne obligāta prasība.
• Drošība, kas parasti uzlabojas, pateicoties datu centralizācijai, lielākiem uz drošību vērstiem resursiem u.c., bet kas rada bažas par kontroles zaudēšanu pār noteiktiem sensitīviem datiem. Piekļuves parasti tiek reģistrētas, bet piekļuve pašiem audita žurnāliem var būt sarežģīta vai neiespējama.
• Ilgtspēja, uzlabojot resursu izmantošanu, efektīvākas sistēmas un oglekļa neitralitāte.

Sastāvdaļas

Pieteikums

Mākoņa lietojumprogramma ietekmē programmatūras arhitektūras mākoņa modeli, bieži vien novēršot nepieciešamību instalēt un palaist lietojumprogrammu klienta datorā, tādējādi samazinot programmatūras uzturēšanu, nepārtrauktu darbību un atbalstu. Piemēram:

• Vienādranga/brīvprātīgo skaitļošana (Bittorrent, SETI@home, Skype).
• Tīmekļa lietojumprogramma (Facebook)
• Programmatūra kā pakalpojums (Google Apps, Salesforce)
• Programmatūra un pakalpojumi (Microsoft tiešsaistes pakalpojumi)

Klients

Mākoņklients ir datortehnika un/vai datorprogrammatūra, kas lietojumprogrammu piegādē paļaujas uz mākoņiem vai kas ir īpaši izstrādāta mākoņpakalpojumu piegādei un kas abos gadījumos bez mākoņiem būtībā ir bezjēdzīga. Piemēram:

• Mobilais (Android, iPhone, Windows Mobile)
• Plāns klients (CherryPal, Zonbu gOS bāzētas sistēmas)
• Biezs klients/pārlūkprogramma (Google Chrome,Mozilla Firefox)

Infrastruktūra

Mākoņinfrastruktūra (piemēram, infrastruktūra kā pakalpojums) ir datoru infrastruktūras (parasti platformas virtualizācijas vides) piegāde kā pakalpojums. Piemēram:

• Pilnīga virtualizācija (GoGrid, Skytap)
• Grid skaitļošana (Sun Grid)
• Pārvaldība (RightScale)
• Paravirtualizācija (Amazon Elastic Compute Cloud)

Platforma

Mākoņplatforma (piemēram, platforma kā pakalpojums) (skaitļošanas platformas un/vai risinājumu kopuma piegāde kā pakalpojums) atvieglo lietojumprogrammu izvietošanu bez izmaksām un sarežģījumiem, kas saistīti ar pamatā esošās aparatūras un programmatūras slāņu iegādi un pārvaldību. Piemēram:

• Web lietojumprogrammu ietvari

• Python Django (Google App Engine)
• Ruby on Rails (Heroku)

• Web hostings (Mosso)
• Patentēts (Azure, Force.com)

Pakalpojums

Mākoņpakalpojums (piemēram, tīmekļa pakalpojums) ir "programmatūras sistēma, kas izstrādāta, lai atbalstītu sadarbspējīgu mijiedarbību starp mašīnām tīklā", kurai var piekļūt citi mākoņdatošanas komponenti, programmatūra (piemēram, programmatūra plus pakalpojumi) vai tieši galalietotāji. Piemēram:

• Identitāte (OAuth, OpenID)
• Integrācija (Amazon Simple Queue Service)
• Kartēšana (Google Maps, Yahoo! Maps)
• Maksājumi (Amazon elastīgo maksājumu pakalpojums, Google Checkout, PayPal)
• Meklēšana (Alexa, Google pielāgotā meklēšana, Yahoo! BOSS)
• Citi (Amazon Mechanical Turk)

Uzglabāšana

Mākoņglabāšana ir datu glabāšanas kā pakalpojuma sniegšana (tostarp datu bāzei līdzīgi pakalpojumi), par ko bieži vien maksā, izmantojot skaitļošanas pakalpojumu (piemēram, par gigabaitu mēnesī). Piemēram:

• Datu bāze (Amazon SimpleDB, Google App Engine BigTable datu krātuve)
• Tīkla krātuve (MobileMe iDisk komponents, Nirvanix CloudNAS)
• Sinhronizācija (Live Mesh Live Desktop komponente, MobileMe push funkcijas)
• Tīmekļa pakalpojums (Amazon Simple Storage Service, Nirvanix SDN)

Tradicionālo datu glabāšanas sistēmu ražotāji nesen ir sākuši piedāvāt savu mākoņglabāšanas veidu, dažkārt kopā ar saviem esošajiem programmatūras produktiem (piemēram, Symantec Online Storage for Backup Exec). Citi koncentrējas uz jauna veida aizmugurējās datu glabāšanas nodrošināšanu, kas ir optimāli izstrādāta mākoņglabāšanas nodrošināšanai (EMC Atmos), ko kategoriski dēvē par mākoņglabāšanas optimizētu krātuvi.

Lomas

Nodrošinātājs

Mākoņdatošanas pakalpojumu sniedzējam vai mākoņdatošanas pakalpojumu sniedzējam pieder mākoņdatošanas sistēmas, un tas tās pārvalda un apkalpo kādu citu. Parasti tas prasa jaunu datu centru būvniecību un pārvaldību. Dažas organizācijas gūst daļu no mākoņdatošanas priekšrocībām, kļūstot par "iekšējiem" mākoņdatošanas pakalpojumu sniedzējiem un apkalpojot pašas sevi, lai gan tās negūst labumu no tādiem pašiem apjomradītiem ietaupījumiem un tām joprojām ir jāprojektē maksimālās slodzes nodrošināšanai. Ieejas barjera ir arī ievērojami augstāka, jo ir nepieciešami kapitālieguldījumi, un rēķinu sagatavošana un pārvaldība rada zināmas pieskaitāmās izmaksas. Tomēr ievērojamas darbības efektivitātes un ātruma priekšrocības var sasniegt pat mazas organizācijas, un serveru konsolidācija un virtualizācija jau tiek ieviesta. Amazon.com bija pirmais šāds pakalpojumu sniedzējs, modernizējot savus datu centrus, kas, tāpat kā lielākā daļa datortīklu, vienlaicīgi izmantoja tikai 10 % no savas jaudas, lai atstātu vietu gadījuma rakstura kāpumiem. Tas ļāva nelielām, ātri strādājošām grupām ātrāk un vieglāk pievienot jaunas funkcijas, un 2002. gadā tās sāka to atvērt ārējiem lietotājiem kā Amazon Web Services uz komunālās skaitļošanas pamata.

Sastāvdaļā Sastāvdaļas uzskaitītie uzņēmumi ir pakalpojumu sniedzēji.

Lietotājs

Lietotājs ir mākoņdatošanas patērētājs. Mākoņdatošanas lietotāju privātums kļūst aizvien aktuālāks. Arī lietotāju tiesības ir jautājums, kas tiek risināts, izmantojot kopienas centienus izveidot tiesību likumprojektu (pašlaik tiek izstrādāts projekts).

Pārdevējs

Pārdevējs pārdod produktus un pakalpojumus, kas atvieglo mākoņdatošanas piegādi, ieviešanu un izmantošanu. Piemēram:

• Datortehnika (Dell, HP, IBM, Sun Microsystems)

• Uzglabāšana (3PAR, EMC, MogileFS)
• Infrastruktūra (Solace Systems, Layer 7 Technologies, F5 Networks)

• Datorprogrammatūra (3tera, GigaSpaces, Hadoop)

• Operētājsistēmas (Windows Azure, Linux un Solaris)
• Platformu virtualizācija (Citrix, Microsoft, VMware, Sun xVM)

Standarti

Mākoņdatošanas standarts ir viens no vairākiem esošajiem (parasti viegliem) atvērtajiem standartiem, kas ir veicinājuši mākoņdatošanas izaugsmi, tostarp:

• Pieteikums

• Sakari (HTTP, XMPP)
• Drošība (OAuth, OpenID, SSL/TLS)
• Sinhronizācija (Atom)

• Klients

• Pārlūkprogrammas (AJAX)
• Bezsaistes režīmā (HTML 5)

• Infrastruktūra

• Virtualizācija (OVF)

• Platforma

• Risinājumu paketes (LAMP, uz kosmosu balstīta arhitektūra)

• Pakalpojums

• Dati (XML, JSON)
• Tīmekļa pakalpojumi (REST)

• Uzglabāšana