Cloud computing a jeho komplexní správa

*publikováno v časopise Professional Computing 2010/03

Je tomu již několik let, co mnoho velkých společností začalo prosazovat přesun výpočetního výkonu IT do velkých datových center. Byl to logický krok. Decentralizované systémy měly vysoké provozní náklady a jejich sloučení na jedno místo vyřešilo mnohá bolavá místa firemních IT. S masivním nástupem virtualizace se tento proces ještě více zefektivnil. Díky virtualizaci tak dochází k úsporám nákladů na IT v řádech desítek procent. Vše má také své ALE.

Díky naddimenzování infrastruktury datových center někteří provozovatelé zjistili, že nejsou schopni využít veškerý výkon sami pro sebe. Nabídli proto přebytečný výkon dalším subjektům, interním i externím zákazníkům. Díky tomuto volnému výpočetnímu výkonu se začala rozvíjet oblast cloud computingu, vycházející částečně z dobře známých hostingových služeb.

Cloud computing poprvé

 

Cloud computing je podle jedné definice „obecný pojem pro všechno, co se týká poskytování hostovaných služeb přes internet“. Tyto služby lze v zásadě rozdělit do tří kategorií: infrastruktura-as-a-Service (IaaS), Platform-as-a-Service (PaaS) a Software-as-a-Service (SaaS). Jméno cloud computing byl inspirován symbolem oblaku, který je často používán k zobrazení internetu ve vývojových diagramech a schématech“. Tolik definice. 

Veškeré zdroje a služby datového centra, které jsou poskytovány zákazníkům, jsou prezentovány právě tímto „oblakem“. Cloud computing se odlišuje od tradičního hostingu především tím, že nabízené služby jsou poskytovány pružně, na základě aktuálních potřeb zákazníka. Změna parametru poskytované služby může trvat jen určitou dobu a zákazník přitom nemusí řešit, zda bude jeho hardware na zvýšenou zátěž stačit. Využívá totiž stále stejný počítač, přistupující ke službě samotného cloudu. Uživatelé následně neplatí (za předpokladu, že je služba placená) za vlastní software, ale za jeho užití. Nabídka se pohybuje od kancelářských aplikací, přes systémy pro distribuované výpočty, až po operační systémy provozované v prohlížečích. Mezi obecně známé příklady služeb cloud computingu patří např. P2P sítě, Google Apps nebo Web 2.0.

Základní prvky Cloud Computingu jsou tedy zejména:

  • Virtualizace a automatizace
  • Zaměnitelné (zastupitelné) zdroje, jako jsou servery, úložiště a sítě
  • Řízení těchto zdrojů jako jediného prvku
  • Pružná kapacita reagující na obchodní požadavky
  • Aplikace, které mohou být škálovatelné(včetně nástrojů pro jejich vývoj)
  • Zaměření na služby poskytované pro podnikání

Oblaky mohou být soukromé nebo veřejné. Služby veřejného cloudu jsou prodávány komukoli na Internetu, kdežto služby soukromého oblaku jsou proprietární sítě nebo datová centra, která poskytují hostované služby pro omezený počet lidí (např. uvnitř jedné korporace).

Dost teorie, podíváme se na konkrétní řešení.

Cloud Computing podruhé

Společnost Microsoft nabízí řešení pro všechny výše zmíněné oblastí cloud computingu včetně řešení pro poskytování Platformy as a Service, kterou pojmenovala Windows Azure. Tato platforma slouží jako „operační systém“ pro vývoj, poskytování a prostředí pro správu aplikací určených pro Windows Azure  hostovaných v rámci datových center společnosti Microsoft.

Tato flexibilní platforma podporuje několik jazyků a je možno ji propojit se stávajícím zákaznickým prostředím. Pro vytváření aplikací a služeb pro Windows Azure mohou vývojáři využít odborných znalostí s produktem Microsoft Visual Studio. Kromě toho Windows Azure podporuje běžné standardy a protokoly, včetně SOAP, REST, XML a PHP, ale o tom až později.

Microsoft Cloud Continuum

V oblasti Infrastructure as a Service Microsoft poskytuje produkty, technologie a nabídky pro dva typy oblaků, z nichž každý vychází z koncepce zaměřené na virtualizaci, jednotnou správu, dynamickou a pružnou škálovatelnost a je určený pro poskytování služeb uživatelům.

První z těchto oblaků „Private Cloud“ je prostředí orientované na služby a optimalizované pro výkon a cenu, které je nasazeno v rámci datového centra zákazníka. Prostředí oblaku je založeno na maximálním využití stávajících produktů, včetně operačních systémů Windows Server, virtualizační platformě Hyper-V a produktech System Center, což zajišťuje kompatibilitu se stávajícími aplikacemi a možnost využít stávající znalosti.

Microsoft Private Cloud se zaměřuje na řízení služeb včetně vytvoření dynamického datového centra a umožňuje spravovat jednotlivé komponenty jako celek, a tím zajistit škálovatelnost aplikací i pracovní zátěže. Pro snazší přechod k „Private Cloud“ bude v první polovině roku 2010 k dispozici nástroj „Dynamic Infrastructure Toolkit for System Center”, pomocí kterého bude možné dynamicky řídit a spravovat zdroje datového centra. Součástí nástroje budou postupy a rady pro konfiguraci a nasazení infrastruktury oblaku, webový portál a jednoduchý nástroj pro poskytování služeb s úzkou integrací s nástroji System Center a v neposlední řadě i rady a tipy pro partnery s cílem pomoci jim snadno rozšířit funkčnost řešení.

V případě druhého oblaku „Public Cloudu“ mohou zákazníci využít dvou typů nabídek řešení: Infrastructure as a Service od hostingových partnerů a platformu Azure, umožňující flexibilní využití datových center společnosti Microsoft na základě potřeb zákazníka v rámci nabídky Platform as a Service.

Poskytovatelům hostingových služeb dnes společnost Microsoft nabízí řešení umožňující vybudovat Dynamické datové centrum umožňující nabídnout veřejnosti služby „Public Cloudu“, založené na stávajících technologiích a prostředí, které jsou známé a mají důvěru. Patří mezi ně Windows Server 2008 R2 s Hyper-V, osvědčená vývojová prostředí, sada nástrojů pro správu System Center, bezpečnostní nástroje Forefront. Všechny tyto produkty jsou využity k vybudování Public Cloudu, bez potřeby zavádění dalších složitých a neprověřených technologií.

Pro vlastní vytvoření „Public Cloud“ jsou již nyní k dispozici nástroje Microsoftu, pomocí kterých bude možné zjednodušit poskytování virtualizované IT infrastruktury a řízení služeb pro zákazníky. Použitím „Dynamic Data Center Toolkit pro Hosters“ získají partneři především know-how, které mohou použít k vybudování škálovatelné virtualizované infrastruktury, ukázkové kódy, osvědčené postupy a marketingové materiály. S využitím této flexibilní a známé platformy, budou moci poskytovatelé hostingových služeb zvýšit rozsah služeb, tak aby zahrnovaly podporu scénářů pro dynamické přidávání zdrojů při změně v poptávce uživatelů.

V současné době již několik partnerů v České republice připravuje popsaná řešení a v nejbližší době je nabídnou zákazníkům. Ti i tak budou moci pronajímat infrastrukturu podle aktuální potřeby.

Windows Azure

Variantou k využívání tradičních hostovaných serverů je hostování aplikací s využitím nabídky Platform as a Service poskytované Microsoftem z vlastních datových center. Díky Windows Azure lze přidat možnosti webových služeb do stávajících komerčních aplikací, vytvářet, měnit a distribuovat aplikace na web s minimálními lokálními zdroji, poskytovat služby (pro velké objemy dat, pro vysoký výpočetní výkon nebo dávkové zpracování) mimo prostory zákazníka, vytvářet, testovat, ladit a distribuovat webové služby, snížit náklady na vybudování a rozšiřování lokálních zdrojů, snižovat náklady na správu IT.

Windows Azure snižuje překážky pro vytváření spolehlivých a škálovatelných webových aplikací, protože je založena na známých technologiích společnosti Microsoft, včetně ASP.NET, IIS, FastCGI, .NET a Visual Studio 2008. Vývojáři mohou využít své stávající schopnosti a efektivně vytvářet, testovat, nasazovat a spravovat webové služby. Windows Azure podporuje standardy a protokoly, včetně SOAP, REST, XML a PHP. Windows Azure poskytuje škálovatelnou platformu a bohaté vývojové prostředí, které umožňuje vývojářům soustředit se na obchodní logiku aplikace, bez obav z provozních omezení. Technologie „Fabric Controller“ na platformě Windows Azure umožňuje měnit bez problémů parametry aplikací, a to v závislosti na nabídce a poptávce. Zabudované služby pro management přidávají schopnost monitorování a sledování kapacit.

Co je v pozadí?

Jak již bylo zmíněno v předešlém textu, platforma Windows Azure vychází z prostředí Microsoft Windows Serveru a virtualizační vrstvy Hyper-V, databázovém serveru SQL Server 2008, vývojových nástrojích, které jsou upraveny pro nasazení v cloudu. Windows Azure dělá především dvě věci. Za prvé provozuje aplikace a za druhé ukládá provozní data.

Provozování aplikací

Aplikace na Windows Azure mají běžně několik instancí, přičemž v každé běží veškerý kód nebo pouze část aplikačního kódu. Každá taková instance běží ve vlastním systému Windows Virtual Machine (VM) poskytovaným hypervisorem, který je speciálně navržen pro použití v oblaku. Vývojář následně vytváří aplikace Web role a / nebo Worker role, které řeknou Windows Azure kolik instancí každé úlohy se bude spouštět. Windows Azure tiše vytváří VM pro každou instanci, následně běží aplikace v těchto VM.

Jednotlivé instance Web role přijímají příchozí HTTP (nebo HTTPS) požadavky přes Internet Information Services (IIS) 7. Web role mohou být implementovány pomocí ASP.NET, WCF nebo jiných technologií, které spolupracují s IIS. Windows Azure má zabudovaný load balancing, který jednotlivé požadavky distribuje v rámci instancí, které jsou součástí stejné aplikace. Web role jsou určeny k přijímání a zpracování požadavků HTTP pomocí IIS.

Ne všechny procesy ale běží jako webové aplikace. Proto je zde druhý typ instance – Worker role. Tato role je velmi podobná webové roli. Hlavní rozdíl je, že Worker role nevyžaduje předem běžící IIS, a tak na rozdíl od Web role nejsou instance Worker role hostované v IIS. Worker role instance může přijímat požadavky, nicméně vývojáři mohou provozovat i jiný webový server, například Apache.

Každý VM obsahuje také agenta Windows Azure, který umožní aplikaci komunikovat s vrstvou Windows Azure. Agent zpřístupňuje Windows Azure API, které umožňuje například najít kořen místních prostředků, v jeho případě VM.

Pro vývojáře tvořící aplikace pro Windows Azure je výhodou podobnost s tvorbou běžných aplikací pro Windows. Microsoft Visual Studio nabízí šablony projektů pro tvorbu webových rolí Windows Azure, Worker rolí nebo jejich kombinací a vývojáři mají možnost použít jakýkoli programovací jazyk systému Windows.

 

Využití Windows Azure

Pochopení jednotlivých komponent je důležité, ale ne dostačující. Pro lepší pochopení platformy se pojďme podívat na to v jakých případech je možné Windows Azure využít. Nabízí se pět základních scénářů použití: budování rozšiřitelné WEBové aplikace, aplikace pro paralelní výpočty, Webová aplikace s relačními daty, Web aplikace s výpočty na pozadí a konečně využití jako úložiště dat ze systémů on-premise nebo hostovaných. To vše při zajištění vysoké dostupnosti a bezpečnosti uložených dat.

Všechny tyto scénáře ukazují, že síla Windows Azure je v přizpůsobení konkrétním požadavkům daného zákazníka. Ať již potřebuje vysoký výkon pro rendering videa, výkonný web nebo „jen“ uložit data.

Zajištění a kontrola nad dostupností služeb

Ať už v případě budování vlastních cloudů nebo platformu Winodws Azure. Zajištění velmi vysoké dostupnosti služeb celého prostředí vyžaduje nasazení kvalitních nástrojů, které ji budou monitorovat a spravovat. Protože všechny řešení vycházejí technologií Windows jsou logickou volbou nástrojů pro správu produkty Microsoft System Center. Automatizace procesů, dohled, správa, zálohování, Disaster Recovery pro virtualizaci, to vše je samozřejmostí.

Co říci závěrem, výhody Cloud Computingu jsou dané:

  • Uživatel nemusí znát princip funkce počítače ani operačního systému
  • Snažší vzdálená podpora
  • Sdílení HW prostředků umožňuje lépe přerozdělovat výkon mezi jednotlivé uživatele
  • Rozšíření funkce / zvýšení výkonu probíhá přímo v datovém centru. Tento systém šetří čas, náklady, dopravu i životní prostředí
  • Uživatel se může k datacentru připojit kdekoliv, nezávisle na platformě (PC, mobilní telefon, auto…)
  • Datové centrum může nabídnout vyšší výkon pro jednoho uživatele než běžný počítač
  • Naopak v případě, že výkon není třeba, dokáže tento systém šetřit prostředky
  • Zvýšená bezpečnost prostředí

Informace na webu:

http://www.microsoft.com/windowsazure/

http://blogs.technet.com/ddcalliance/default.aspx

http://www.microsoft.com/virtualization/en/us/cloud-computing.aspx

Pavel Řepa, Microsoft MVP

IT senior konzultant, DIGI TRADE s.r.o.

Reklamy

Zanechat Odpověď

Vyplňte detaily níže nebo klikněte na ikonu pro přihlášení:

WordPress.com Logo

Komentujete pomocí vašeho WordPress.com účtu. Odhlásit / Změnit )

Twitter picture

Komentujete pomocí vašeho Twitter účtu. Odhlásit / Změnit )

Facebook photo

Komentujete pomocí vašeho Facebook účtu. Odhlásit / Změnit )

Google+ photo

Komentujete pomocí vašeho Google+ účtu. Odhlásit / Změnit )

Připojování k %s

%d bloggers like this: