Preuzmite 11. a. samcovic cloud okruzenje i više Vodiči, Projekti, Istraživanja u PDF od Računarstvo i informatika samo na Docsity!
XXX Simpozijum o novim tehnologijama u poštanskom i telekomunikacionom saobra ć aju – PosTel 2012, Beograd, 04. i 05. decembar 2012.
CLOUD COMPUTING OKRUŽENJE U
MREŽAMA NAREDNE GENERACIJE
Andreja Samčović Univerzitet u Beogradu – Saobraćajni fakultet
Sadržaj: Cloud computing se poslednjih par godina nametnuo kao novo okruženje za hostovanje i isporuku servisa preko interneta. Cloud computing je postao atraktivan za provajdere servisa, jer im omogu ć ava da krenu sa malim resursima i da ih pove ć avaju relativno jednostavno ukoliko postoji pove ć ana potreba za njima. Me đ utim, uprkos tome što cloud computing pruža zna č ajne pogodnosti kod informaciono-komunikacionih tehnologija, ovaj koncept je još na samom po č etku, pri č emu na brojna pitanja treba tek da se odgovori. Cilj ovog rada je bolje upoznavanje sa pojmom cloud computing-a, arhitekturom, kao i modelima oblaka. Iako su prednosti usvajanja cloud computing-a brojne, postoje i neke zna č ajne prepreke, od kojih je najbitnije pitanje bezbednosti.
Klju č ne re č i: cloud computing, internet, mreže, infrastruktura, bezbednost, korisnici
1. Uvod
Sa ubrzanim razvojem tehnika za obradu i memorisanje informacija, kao i uspehom interneta, računarski resursi postaju snažniji, dostupniji i jeftiniji više nego ikada. Trend razvoja informacionih i komunikacionih tehnologija (ICT) omogućio je uvođenje i realizaciju novog okruženja koje se naziva cloud computing (računarstvo u oblaku) kod koga se resursi iznajmljuju na zahtev korisnika preko interneta. U cloud computing okruženju tradicionalna uloga provajdera servisa se razdvaja na dve nove uloge: provajdera infrastrukture i provajdera servisa. Provajder infrastrukture upravlja cloud platformama i iznajmljuje resurse prema modelu tarifiranja na osnovu korišćenja infrastrukture. Sa druge strane, provajderi servisa rentiraju resurse od jednog ili više provajdera infrastrukture kako bi opslužili krajnje korisnike. Cloud computing je uticao na informacione i komunikacione tehnologije poslednjih par godina tako što su velike kompanije kao što su Google , Amazon i Microsoft uspostavile snažne, pouzdane i efikasne cloud platforme i na taj način uticale na poslovno okruženje da ostvaruje dobiti od ovog novog koncepta. Sama ideja cloud computinga nije tako nova. Termin oblak je korišćen u drugom kontekstu pri opisu velikih mreža sa asinhronim transfer modom (ATM) u 1990-im godinama. Međutim, tek nakon što je Eric Schmidt iz kompanije Google uveo ovaj pojam za opis modela poslovanja provajdera servisa preko interneta 2006. godine, koncept cloud computing je počeo ubrzano da dobija na popularnosti. U literaturi postoji preko dvadeset definicija ovog pojma. Po američkom Nacionalnom institutu za standarde i tehnologiju, cloud computing je model kojim se obezbeđuje pogodan pristup mreži na
zahtev raspodeljenim resursima, koji mogu biti mreže, serveri, memorije, aplikacije i servisi. Pri tome resursi mogu da budu obezbeđeni i realizovani uz minimalnu interakciju provajdera servisa [1]. Glavni razlog za postojanje različitih percepcija cloud computing -a leži u tome što to, u stvari, nije nova tehnologija, već novi model koji dovodi niz postojećih tehnologija u poslovno okruženje na novi način. S tim u vezi, cloud computing utiče na postojeće informacione i komunikacione tehnologije da odgovore na današnje tehnološke i ekonomske zahteve. Cloud computing koristi model tarifiranja pay-as-you-go. Provajderi servisa nemaju potrebe za investiranjem u infrastrukturu, tako da mogu bez tih ulaganja da počnu da ostvaruju dobit kroz jednostavno korišćenje oblaka prema svojim potrebama i plaćanju za korišćenu uslugu [2]. Resursi u cloud computing okruženju mogu da se brzo alociraju i ponovno lociraju prema zahtevu. Prema tome, provajderi servisa nemaju više potrebe da usklađuju kapacitete prema vršnom opterećenju. Time se obezbeđuju značajne uštede, pošto se resursi čuvaju kada je zahtev za servisima relativno nizak. Servisi koji se nalaze u oblaku su generalno web orijentisani. Zbog toga su jednostavno dostupni preko internet konekcija brojnim uređajima kao što su stoni, laptop i tablet računari, ili mobilni telefoni. Izmeštanjem infrastrukture servisa u oblake, provajder servisa pomera rizike svog poslovanja prema provajderima infrastrukture, koji su često bolje opremljeni za upravljanje rizicima. Osim toga, provajderi servisa mogu time da otklone troškove vezane za održavanje hardvera i obuku personala. Posle uvodnog dela, u drugom delu rada razmotrena je cloud computing arhitektura. Sledeće poglavlje opisuje model isporuke cloud computing servisa. U narednom poglavlju predstavljeni su modeli oblaka: javni, privatni, hibridni i virtuelni privatni oblaci. U nastavku su razmotreni neke prednosti i nedostaci cloud computing okruženja. Poslednje poglavlje obuhvata neka zaključna razmatranja.
2. Cloud computing arhitektura
Arhitektura za cloud computing okruženje može da se podeli u četiri sloja,: hardverski sloj, sloj infrastrukture, sloj platforme i sloj aplikacije, što je pokazano na Slici 1. Hardverski sloj je odgovoran za upravljanje fizičkim resursima oblaka, uključujući servere, rutere, kao i sisteme za energiju i hlađenje. U praksi, hardverski sloj se tipično implementira u data centrima. Data centri uobičajeno sadrže hiljade servera koji su povezani preko svičeva i rutera. Hardverski sloj uključuje konfiguraciju hardvera, sistem za toleranciju na greške, upravljanje telekomunikacionim saobraćajem, kao i upravljanje energetskim i sistemom za hlađenje. Infrastrukturni sloj se često naziva i sloj virtuelizacije, a u sebi uključuje računarske resurse, kao i sisteme za memorisanje informacija. Sloj se dobija podelom fizičkih resursa koristeći tehnike virtuelizacije. Infrastrukturni sloj je osnovna komponenta za cloud computing , pošto se, recimo, dodela dinamičkih resursa odvija preko tehnologija virtuelizacije.
Slika 2.Model isporuke cloud servisa [3]
3.1 Softver-kao-Servis (SaaS, Software-as-a-Service)
Koncept Softver-kao-Servis ( SaaS) modela se sastoji u tome da korisnik iznajmljuje softver od strane proizvođača koji ga drži u svom data centru i pruža pristup sistemu preko interneta na bazi pretplate. Korisnik može da pristupi servisu preko bilo kog uređaja za pristup. Pri tome postoje dva osnovna modela: prvi je klasični, licencni softver, koji radi na web serveru, a koji vlasnik softvera instalira, implementira i održava. Drugi model predstavlja tkz. hostovano rešenje. To znači da vlasnik softvera brine o hostingu, platformi, kao i o svim ostalim tehničkim detaljima vezanim za poslovni softver na webu. Filozofija iza SaaS modela počiva na konceptu prodaje softvera kao kompletnog seta usluga nasuprot prodaji licenci softvera bez uračunatih troškova implementacije, integracije i održavanja. Softver je hostovan kod proizvođača koji poseduje fizičke, tehničke i ljudske resurse za rad, održavanje i podršku. Ovaj koncept bi trebalo da omogući dostupnost softvera 24 časa dnevno, 7 dana u nedelji. Poenta je u prebacivanju fokusa sa krajnjeg korisnika na vlasnika softvera ili na provajdera koji pruža uslugu korišćenja neke aplikacije. Umesto da korisnik brine o serverima, kao i njihovom održavanju u softverskom i hardverskom smislu, vlasnik licence softvera brine o svemu tome. Prednosti SaaS modela ogledaju se u sledećem:
- SaaS omogućava brži pristup novim tehnologijama;
- Naglasak je na poslovnom modelu, pre nego na tehnologiji;
- Bržem razvoju i otklanjanju grešaka;
- Poboljšanoj sigurnosti, performansama i dostupnosti aplikacija;
- Pristupu podacima bilo kada, bilo sa koje lokacije;
- Mogućnosti proširenja i prilagođavanju promeni poslovnih procesa;
- Nižim inicijalnim troškovima;
- Lakšem predviđanju troškova, kao i
- Izbegavanju „zarobljavanja” u tehnologiju. Primeri za SaaS model bili bi servisi koje Google isporučuje besplatno korisnicima interneta, kao što su Google Document i Google Calendar.
3.2 Platforma-kao-Servis (PaaS, Platform-as-a-Service)
PaaS model obezbeđuje aplikaciju ili razvoj platforme kod koje korisnici sami kreiraju aplikacije koje će pokrenuti na oblaku bez potrebe da prethodno instaliraju odgovarajući alat. Sam korisnik kontroliše aplikacije koje se pokreću u tom okruženju, ima određena prava korišćenja, ali nema potpuna prava nad operativnim sistemom, mrežom, ili hardverom koji ta aplikacija koristi. PaaS rešenja se uobičajeno isporučuju kao integrisani sistem pružajući istovremeno razvojnu platformu i infrastrukturu na kojoj će se aplikacije izvršavati. PaaS predstavlja platformu koja omogućava kreaciju web aplikacija brzo i jednostavno, pri tome izbegavajući kupovinu i održavanje softvera i neophodne infrastrukture. Za razliku od SaaS modela, PaaS je rešenje za kreaciju aplikacija koje se isporučuju preko weba. Karakteristike PaaS modela omogućuju razvoj, testiranje, primenu, hostovanje i održavanje aplikacija u istom integrisanom razvojnom okruženju. Korisnički interfejs preko weba pomaže pri kreiranju, modifikaciji, testiranju i primeni različitih scenarija. Arhitektura platforme omogućava da više korisnika istovremeno koristi odgovarajuće aplikacije. Osim toga, integracija sa web servisima i bazama podataka može da se ostvaruje preko odgovarajućih standarda. PaaS omogućuje alate za upravljanje pretplatom i modelima tarifiranja. Primeri za PaaS modele su Google AppEngine , Microsoft Azure Services , kao i Force.com platforma. Google AppEngine predstavlja platformu za razvoj skalabilnih web aplikacija koje se izvršavaju na vrhu infrastrukture servera kompanije Google. Pri tome se obezbeđuje prednost korišćenja dodatnih Google -ovih usluga kao što su Mail i Datastore.
3.3 Infrastruktura-kao-Servis (IaaS, Infrastructure-as-a-Service)
Model Infrastruktura-kao-Servis ( IaaS ) se odnosi na praksu korišćenja infrastrukture na bazi virtuelnih ili fizičkih resursa od strane korisnika na sličan način na koji se koriste komunalne usluge. To znači da korisnik plaća usluge koje zaista i koristi (utrošenu procesorsku snagu, prostor za memorisanje na disku, operativni sistem i sl.). Korisnici se tarifiraju na bazi ostvarene potrošnje ( pay-per-use ) i imaju mogućnost da postave svoju aplikaciju na vrhu resursa koji se hostuju i upravljaju u data centrima vlasnika oblaka. Tarifiranje se obično obavlja preko iznajmljivanja po satima korišćenja, ili na mesečnoj bazi. Pri tome se plaćaju samo oni resursi koji se zaista i koriste, za razliku od tradicionalnog pristupa kod koga se plaća fiksni iznos, iako se ne koriste svi raspoloživi resursi.
Slika 3. Javni oblak
4.2 Privatni oblaci
Privatni (interni) oblak se formira za eksluzivno korišćenje samo jednog korisnika, omogućavajući maksimalnu kontrolu nad podacima, bezbednošću, pouzdanošću i kvalitetom usluga. Kompanija poseduje kompletnu infrastrukturu, i ima kontrolu nad aplikacijama koje se isporučuju u privatnom oblaku. Privatni oblak se može nalaziti u prostorijama kompanije koja ga koristi, a može se nalaziti i na nekoj posebnoj lokaciji, na primer računskom centru zaduženom za taj privatni oblak. Slika 4 ilustruje privatni oblak.
Slika 4. Privatni oblak
Privatne oblake može da izgradi sama kompanija koja ga koristi, a može to da prepusti nekom spoljnom provajderu. Privatni oblaci se razlikuju od javnih po tome što se
MEMORIJA SERVERI
ENERGIJA I HLAĐENJE
UPRAVLJANJE SOFTVEROM
MREŽA
mrežna i računarska infrastruktura dodeljuju samo jednom korisniku (postoji samo jedan zakupac oblaka). Motivacija da se oformi privatni oblak u okviru neke kompanije leži u tome da se maksimiziraju i optimiziraju resursi unutar kuće. Osim toga, aspekt bezbednosti i privatnosti informacija čini privatni oblak interesantnom opcijom [5]. Troškovi prenosa podataka iz lokalne IT infrastrukture ka javnom oblaku su relativno prihvatljivi. Privatni oblaci su pogodan model u akademskim institucijama za obrazovne i istraživačke aktivnosti. Međutim, često se kritikuje koncept privatnih oblaka zbog toga što su slični tradicionalnom modelu serverskih farmi.
4.3 Hibridni oblaci
Kompanije uvek mogu da odluče da istrovremeno koriste i javni i privatni oblak. Na primer, mogu da postoje strogo poverljivi podaci koji ne smeju da napuste prostorije kompanije i ne smeju da budu izloženi mogućnosti da neko drugi do njih dođe. Za takve podatke se koristi privatni oblak. Međutim, isto tako, kompanija može imati veliku količinu podataka koji služe za razne proračune i koji nisu toliko poverljivi, a opet zahtevaju mnogo računarskih resursa pa je za njih pogodniji javni oblak kako bi se uštedelo na dodatnim ulaganjima u infrastrukturu. Kombinacijom javnog i privatnog oblaka dobija se hibridni oblak, što je pokazano na Slici 5. Na taj način se postiže optimizacija bezbednosti i privatnosti uz smanjene ICT investicije. Hibridni oblak predstavlja kombinaciju javnog i privatnog oblaka i pokušava da prebrodi ograničenja oba modela. Deo servisne infrastrukture koji je osetljiv u pogledu bezbednosti ostaje u privatnom, dok se drugi deo nalazi u hibridnom oblaku. Hibridni oblaci pružaju veću fleksibilnost od druga dva modela. Omogućuju bolju kontrolu i bezbednost nad aplikacijama u poređenju sa javnim oblacima, zadržavajući pri tome mogućnost njihove nadgradnje. Sa druge strane, projektovanje hibridnog oblaka zahteva pažljivije razdvajanje između komponenata privatnog i javnog oblaka.
Slika 5. Hibridni oblak
PRIVATNI OBLAK
JAVNI OBLAK
HIBRIDNI OBLAK
Korisnici sve više aktivnosti obavljaju preko web pretraživača, od pregleda elektronske pošte, pisanja dokumenata pa do gledanja video zapisa i filmova, kao i slušanja muzičkih sadržaja. Pri tome se izbegavaju lokalne instalacije programa, dok se sadržaj često prikazuje samo u toku podataka i ne ostaje trajno zapisan. Kako korisnici sve više prihvataju pristup svemu preko interneta, ideja oblaka na koje poslovni korisnici stavljaju svoje aplikacije sve je privlačnija. Umesto kupovine sopstvene opreme, mogu da pružaju razne usluge uz relativno nisku cenu, a u današnjem svetu je raznim kompanijama sve važnije da deo svog poslovanja obavljaju na internetu. Moguće je da će u budućnosti korisnici većinom da pređu na operativne sisteme koji uopšte ne instaliraju aplikacije lokalno, već svemu pristupaju preko interneta. Primer za takav operativni sistem je Google Chrome. U takvoj budućnosti tehnologije i modeli poslovanja vezani za oblak postaće neozabilazni većini kompanija. Pri tome postoje brojni negativni aspekti vezani za cloud computing , počev od bezbednosti informacija pa do problema vlasništva i tarifiranja, koji pri tom moraju da budu adekvatno rešeni.
Literatura
[1] Weiss A., ‘Computing in the Clouds’ netWorker , Vol.11, No.4, pp. 16-25, 2007. [2] Zhang Q., Cheng L., Boutaba, ‘Cloud computing: state-of-the-art and research challenges’, Journal Internet Serv. Appl , Springer, No.1, pp 7-18, 2010. [3] Choo K.K.R., ‘Cloud computing: Challenges and future directions’, Trends & issues in crime and criminal justice , No. 400, Australian Institute of Criminology, Australia, pp. 1-6, 2010. [4] Mather T., Kumaraswamy S., Latif S., Cloud Security and Privacy , First edition, O’Reilly, USA, 2009. [5] Carlin S., Curran K., ‘Cloud Computing Security’, International Journal of Ambient Computing and Intelligence , UK, pp. 14-19, January-March 2011. [6] Nick J., Cohen D., Kaliski B., ’Key enabling Technologies for Virtual Private Clouds’, Handbook of Cloud Computing , Springer, USA, 2010.
Abstract: Cloud computing has emerged over the past few years as a new environment for hosting and delivering services over the Internet. Cloud computing has became attractive to service providers, because it allows to start from the small resources and to increase them if there is a rise in service demand. However, despite that cloud computing offers important advantages to the information-communication technologies, this concept is still at its start, with many questions still to be answered. The aim of this paper is to provide a better understanding with the term of cloud computing, architecture and cloud deployment models. Although there are many benefits to adopting cloud computing, there are also some significant barriers, and the most important are security issues.
Keywords : cloud computing, Internet, networks, infrastructure, security, users
CLOUD COMPUTING ENVIRONMENT IN THE NEXT GENERATION NETWORKS Andreja Samčović
