Cloud computing je nový model, který umožňuje efektivnější využití výpočetních a jiných zdrojů datových center a poskytovatelů služeb. Jak v praxi funguje, co uživatelům přináší a jak jej zavést do prostředí vlastní organizace?


Málokterý termín je v poslední době v oblasti architektury a budování datových center skloňován tak často jako cloud computing. Objevuje se dokonce tak často, že v nemálo lidech vzbuzuje pocity, že pokud někdo v IT neumí něco vysvětlit, zahrne danou oblast do pojmu „cloud“. S nadějí, že se vyhne vysvětlení detailů.
Přestože lidé pod tímto obtížně přeložitelným pojmem chápou velmi různé koncepty, požadavky na cloud computing jsou téměř vždy stejné:

• z pohledu uživatele jsou k dispozici neomezené zdroje,
• přístup k výpočetním zdrojům funguje na principu služby, tedy platím jen za to, co spotřebuji,
• alokace zdrojů probíhá jen tehdy, kdy je potřebuji, a když již potřeba nejsou, dochází k jejich uvolnění.

Nový obchodní model

Cloud computing je tedy nový obchodní model, který na jedné straně umožňuje efektivnější využití výpočetních a jiných zdrojů datových center a poskytovatelů služeb, na druhé straně uživatelům, tedy oddělením business IT, či přímo obchodním oddělením organizací, umožní splnit jejich požadavky na rychlost zavádění služeb, jejich kvalitu a dostupnost, a to za transparentní cenu.
Není podstatné, zda je poskytovatelem interní IT – v tomto případě mluvíme o takzvaných privátních (private) cloud computing modelech – nebo organizace externí, která poskytuje služby více zákazníkům – zde hovoříme o veřejných (public) cloud computing modelech. V každém případě zde musí být jasná hranice mezi poskytovatelem služby, který vybuduje infrastrukturu pro cloud computing službu, a uživatelem služby.

Změna tradičního přístupu

Tradiční přístup k zavádění nových služeb byl zhruba tento: uživatel specifikoval službu, z ní vyplynuly investice do infrastruktury, programového vybavení, implementační a provozní náklady, zpracoval se projekt a po jeho schválení došlo k investicím a realizaci projektu. Jen ta část projektu, která se týkala zajištění infrastruktury, snadno trvala měsíce.
Cloud computing zásadně mění tento proces v tom, že zde nefigurují žádné jednorázové investice do infrastruktury. Ta je poskytnuta z připravených zdrojů, kdy je třeba, a za předem známých podmínek – finančních, kvalitativních, kvantitativních i časových.
Náhlá jednoduchost obstarání si služeb může vést k nadměrné poptávce po zdrojích, protože zákon nabídky a poptávky platí i v našem případě. Transparentní účtování služeb je tedy dalším požadavkem na cloud computing řešení, protože umožňuje:

• uživateli srovnání cen služeb mezi jejich poskytovateli,
• internímu IT oddělení dlouhodobé strategické plánování a tím i zvýšení vlastní hodnoty v rámci firmy.

Účtovat můžeme téměř cokoli: procesor nebo jádro, procesorový čas, operační paměť, I/O operace, diskovou kapacitu, přenesený objem dat, šířku pásma, síťové aplikační služby. Některé metriky vyžadují systém paušálních plateb, jako platba za procesor nebo diskovou kapacitu, některé zpětnou fakturaci. Připomíná vám to platbu za mobilní telefon? Nejste daleko od pravdy. Nepochybně dojde i k balíčkování služeb, které dávají jako celek smysl.

Klíčová je virtualizace

Podívejme se nyní na technické aspekty prostředí pro cloud computing – prostředí, kde dochází k alokaci zdrojů podle potřeby a jejich abstrakci pro koncového uživatele. Je nutná značná standardizace infrastruktury (serverové, síťové, datových úložišť, loadbalancerů, firewallů apod.), aby mohly být vytvářeny jakési zásobárny vzájemně zaměnitelných zdrojů, ze kterých můžeme čerpat.
Klíčovou roli zde hraje virtualizace – umožňuje vícenásobné využití fyzických zařízení, vybudování logické infrastruktury nad fyzickou a také abstrakci od konkrétních fyzických platforem. V praxi totiž nelze homogenitu fyzického prostředí dlouhodobě udržet, protože dnešní technologie budou nahrazeny novými v horizontu několika let. Tato abstraktní vrstva však umožní použít i starší technologie, které IT již vlastní.


Schéma cloud computingu

Uzly místo serverů

Virtualizace však není všelék, například aplikace náročné na latenci v komunikaci s jinými systémy, kde každá mikrosekunda navíc má vliv na průchodnost aplikace, lépe využije tradiční server. Serverová platforma pro cloud computing by proto měla být plně konfigurovatelná podle konkrétního použití – koncept, kterému se říká stateless computing.
Servery nemají žádné dané vlastnosti, jako firmware, pevné adresy LAN a SAN adaptérů, operační systém a aplikace na interních discích a podobně. Nehovoříme pak o serverech, ale o výpočetních uzlech, ze kterých si nakonfigurujeme server podle potřeb. Získáme volnost přizpůsobit si profil výpočetního uzlu jak pro aplikaci běžící přímo na hardwarové platformě, tak pro spuštění hypervisoru pro běh virtuálních serverů.
Profil může obsahovat například BIOS, počet a typ LAN a SAN adaptérů, požadavky na konektivitu do sítě včetně parametrů na kvalitu služby, způsob spuštění operačního systému a odkaz na systémový disk. Pokud některý z výpočetních uzlů selže, administrační systém spustí stejný profil na jiném výpočetním uzlu, který automaticky získá požadované vlastnosti.

Unifikované sítě

V oblasti sítí klade koncept cloud computingu nové nároky na to, jak se sítě LAN i SAN projektují. Uniformita serverové platformy a požadavek na bezestavost výpočetních uzlů vedou k nutnosti používat výhradně externí úložiště typu NAS nebo SAN. Zde se s velkou výhodou uplatní nové standardy rozšiřující vlastnosti ethernetu pro datová centra. Ta jsou potřebná pro škálování sítí a spolu se standardem FCoE (Fibre Channel over Ethernet) i pro vznik unifikovaných sítí sjednocujících LAN a SAN do jedné ethernetové sítě.
Kromě budování jedné sítě namísto dvou, zjednodušení kabeláže a provozních úspor, například napájení a chlazení, je zde výhodou také možnost používat na výpočetních uzlech stejné připojení pro různé způsoby přístupu k datům – NAS, SAN, iSCSI – vše lze připojit přes jedno médium.

Vazba na virtuální servery

Virtualizace a celková dynamika uvnitř infrastruktury pro cloud computing vyžaduje vazbu sítí nejen na fyzické výpočetní uzly, ale i virtuální servery. Bez vazby na virtuální servery nelze například při přesunu virtuálního stroje z jednoho výpočetního uzlu na druhý přesunout i vlastnosti síťového připojení, zajistit bezpečnost prostředí nebo prostředí jednoduše analyzovat v případě problémů.
Pro datová úložiště potřebujeme vybavení, které nám dovolí alokovat diskový prostor dynamicky a dovolí přístup k němu přes SAN infrastrukturu jednoduchým způsobem. Potřebujeme podporovat různé třídy úložišť podle požadovaných vlastností – rychlost doby odezvy, celková propustnost, počet I/O operací za sekundu – tak, abychom dokázali dynamicky vytvořit potřebnou službu. Datová úložiště musíme být schopni plynule rozšiřovat.

Klíčová je platforma

Kritickým prvkem konceptu cloud computing je platforma, jejímž prostřednictvím uživatelé žádají o služby a která, po schválení požadavků, také zprostředkuje konfiguraci patřičné části prostředí podle zadaných požadavků a poté služby vyúčtuje. Všechna zařízení v rámci infrastruktury cloud computingu včetně virtualizačních prostředků musí poskytovat rozhraní, přes něž mohou být tímto systémem spravována a monitorována.
Jak je vidět, ani technologická stránka věci není jednoduchá a neobejde se bez investic přinejmenším do administrační platformy, na druhou stranu výsledně řešení bude z hlediska celkových nákladů velmi optimalizované a přitom pružné.

Privátní, nebo veřejný?

Konzumentům služby se zdroje cloud computingu musí zdát neomezené. Proto je podmínkou pro dlouhodobé efektivní fungování prostředí dobré kapacitní plánování. Bez něj může dojít jak k velkému přebytku zdrojů, tak k jejich nedostatku, a je možné ptát se, zda je skutečně možné cloud computing použít, zejména v privátní formě, kdy nelze chyby v plánování vyrovnat navzájem mezi více organizacemi.
Je na místě ptát se, zda není lepší model veřejného poskytovatele služeb. Zde však narazíme na otázky zajištění bezpečnosti, možné zvýšené latence v komunikaci, zajištění SLA. Je tedy pravděpodobné, že první organizace využívající cloud computing použijí spíše model privátní, a model veřejný si vyberou pro méně kritické aplikace nebo jako doplněk pro vykrytí náhlých špiček v požadavcích, kterým nejsou schopni vyhovět interně.
V každém případě je tento obchodní model poskytování služeb datových center natolik zajímavý, že je vhodné začít se studiem přechodu na tento model již dnes.

Autor pracuje jako consulting systems engineer ve společnosti Cisco Systems.