«Облачные вычисления». Взгляд из IBM

Один из примеров удачной реализации частных облаков — проект внедрения Blue Insight в компании IBM. До внедрения данного решения в компании использовалось множество приложений для обеспечения аналитической отчетности. Каждый департамент использовал собственную инфраструктуру и свои программные продукты. Было принято решение заменить все на Cognos BI, установленным в облачную среду. Blue Insight предоставляет информацию из ста различных источников с более чем петабайтом данных, которой пользуются больше половины сотрудников компании. Таким образом, данное решение стало самым большим частным облаком в мире.

Помимо публичных и частных облаков, существует подход к организации вычислений, который был назван гибридным. В данном случае в частном облаке частично используются внешние компоненты, которые компанией было решено отдать на аутсорсинг либо они используются в случае переполнения ресурсов собственной инфраструктуры как временное решение. При этом публичные и частные компоненты облака тесно интегрированы между собой.

Пессимисты утверждают, что публичные облака никогда не найдут массового применения из-за боязни утечки данных или перебоя в обслуживании. На эту тему аналитики The Clipper Group в одной из своих статей приводят удачное сравнение ИТ-инфраструктуры с инфраструктурой современной квартиры. У каждого из нас есть дома водопровод. Мы пользуемся водой в том объеме, который нам нужен. Никто не бурит свою скважину из-за боязни, что какая-нибудь авария случится с централизованным водоснабжением, что вода будет отравлена или ее всю выпьет сосед. Подобно централизованному водоснабжению, облачные вычисления рано или поздно должны стать частью нашей жизни.

Сравнение двух способов организации ИТ-инфраструктуры

Представим себе компанию, которая занимается разработкой программного обеспечения. При возникновения нового проекта руководитель группы разработчиков идет к начальнику ИТ- отдела и пишет запрос на закупку сервера для разработки и сервера для тестирования. Далее идет согласование конфигурации, выбор поставщика. Проводится закупка необходимого оборудования, оно доставляется в компанию, и специалисты ИТ-отдела устанавливают операционную систему и необходимое программное обеспечение.

Это очень распространенный способ решения вопросов, связанных с добавлением новой нагрузки в центре обработке данных в настоящее время, основной недостаток которого - скорость предоставления необходимых сервисов.

Что происходит в случае использования облачных вычислений? Руководитель группы разработчиков посылает запрос на предоставление ему новой платформы для разработки. В зависимости от установленной в компании политики он получает ее автоматически или после проверки специалистом ИТ-отдела. Ежемесячно из бюджета его проекта списывается определенная сумма денег, исходя из реальной загрузки инфраструктуры.

Очевидно, что такой подход в значительной степени экономит время и средства компании при организации новой инфраструктуры.

В качестве примера для сравнения был взят департамент разработки программного обеспечения, но данный подход может быть легко использован и в других сферах.

Выбор аппаратной платформы

При построении облачных вычислений очень важно выбрать правильную аппаратную платформу, которая бы соответствовала всем требованиям по масштабируемости, надежности и  производительности. Необходимо учесть тип нагрузки, которая планируется к запуску в облачной среде и ее привязку к конкретной платформе. Так, например, если приложение работает только в среде MS Windows, то альтернативы x86 платформе нет. А вот если, скажем, приложение требует построения большого количества сложных аналитических отчетов, то, возможно, стоит посмотреть в сторону IBM System z, который использует специальный оптимизатор для такого рода нагрузки — Smart Analytics Optimizer.

Существует распространенное заблуждение, что в облаке аппаратная платформа играет незначительную роль и можно использовать самое дешевое из доступного. Это не так, потому что при правильно подобранном аппаратном обеспечении не только гарантируется надежность в соответствии с требованиями заказчиков решения, но и снижается совокупная стоимость владения. Так, большим преимуществом серверов Power и System z является опция Capacity on Demand, которая позволяет наращивать серверную мощность без реальной закупки оборудования. Не смотря на то, что данная опция существует уже много лет, она как будто была задумана для облачных вычислений, где скорость предоставления ресурсов играет очень большое значение.

Пересмотрев список планируемых задач и подобрав подходящую аппаратную часть, можно использовать гибридный подход, задействовав сервера разных архитектур, объединенные единым программным обеспечением по управлению и мониторингу, для разных задач,.Таким образом, выбор правильной платформы позволит значительно сэкономить время и затраты на их решение.

Управление аппаратной платформой

Если облако построено на большом количестве серверов или их число будет со временем расти, обязательным компонентом системы является средство управления аппаратной платформой. Для техники IBM таким средством является программный продукт IBM Systems Director. Он позволяет централизовать управление серверами, сетевыми устройствами и системами хранения данных, обновлять их микропрограммный код (firmware), получать сообщения в случае их неисправности и даже отсылать соответствующее уведомление в сервисную службу IBM.

Опциональный модуль VM Control позволяет теснее интегрировать гипервизор и аппаратную часть. Например, в некоторых случаях можно предупредить сбой сервера по каким-либо показателям. Допустим у сервера начала повышаться температура. VM Control, зная это, дает команду гипервизору переместить с него на лету все виртуальные машины на серверы, которые функционируют в нормальном режиме. В итоге, выход из строя сервера не приведет к остановке работы приложений.

Роль виртуализации в облачных вычислениях

Практические обязательным аттрибутом облачной платформы является виртуализация. Если для платформ IBM Power и IBM System z выбор сделать не сложно, благодаря проверенным решениям PowerVM и z/VM, то для архитектуры x86 есть ряд альтернатив в виде VMware ESX, Citrix XEN, Microsoft Hyper-V и решений на базе KVM (например, Red Hat Enterprise Virtualization).

Программное обеспечение для управления облачной платформой

В программном обеспечении для управления облачной платформой очень важна интегрированность компонентов друг с другом. Специально для этого компания IBM выпустила Tivoli Service Automation Manager, который включает ряд продуктов для создания запросов по предоставлению сервисов и автоматизации их выполнения, а также тесно интегрируется со средствами учета использования ресурсов и мониторинга.

Одним из компонентов Tivoli Service Automation Manager является библиотека образов программных продуктов. Образы становятся все более и более популярным способом распространения программного обеспечения. Они позволяют значительно снизить время разворачивания ПО, избежать типичных для установки «с нуля» проблем. В упрощенном виде установка программы в виде образа — это простая операция копирования, плюс ряд изменений под конкретную среду, чаще всего связанных с сетевыми настройками.

Правда, стоит учесть, что образы программного обеспечения как уже установленные, так и те, которые являются шаблонами, необходимо поддерживать в актуальном состоянии. Они должны мониториться, обновляться, изменения в них должны отслеживаться. Если этого не выполнять, то преимущество в виде скорости разворачивания быстро исчезнет, и после запуска очередного образа, необходимо будет выполнять целый ряд задач по установке обновлений безопасности, интеграции с существующей инфраструктурой и т.д.

Программное обеспечение IBM Tivoli Monitoring осуществляет мониторинг как аппаратной части, так и отдельного программного обеспечения. Специальные агенты позволяют получать точную информацию о таких продуктах как DB2 или WebSphere Application Server и централизованно предоставлять возможность доступа к ней с портала системы мониторинга. Система уведомлений позволяет отправлять сообщения оператору, если произошел сбой в одном из критичных компонентов инфраструктуры.

Для учета затрат при использовании традиционного подхода к организации ИТ-инфраструктуры, средства на реализацию того или иного ИТ-проекта выделяется как правило из бюджета департамента, который будет являться конечным пользователем запрашиваемого сервиса, или централизованно из  всего ИТ-бюджета компании. В случае же использования облачных вычислений, в которых одна инфраструктура используется несколькими подразделениями компании, необходимо распределение затрат. IBM Tivoli Usage and Accounting Manager, тесно интегрируясь с виртуальной средой, позволяет подсчитывать использование ресурсов каждым из подразделений и предоставлять соответствующие отчеты. Такой подход существенным образом  облегчает процесс управления облачной платформой в вопросах учета затрат на ее функционирование.

Пример архитектуры типичного облака

Архитектура облака не является универсальной. Все компоненты, за исключением средств управления сервисами, являются опциональными. Виртуализация? Есть ряд задач, для которых она не требуются и решение все равно будет считаться облачным. Например, предоставление аналитических отчетов различным подразделениям компании. Все процессы могут долгое время проходить в пределах единой установки Cognos BI. Система приема заявок? Они могут обрабатываться вручную оператором, принимающим их по почте. Мониторинг? Возможно, вместо продвинутых автоматических программ администратор предпочтет использовать базовые средства операционной системы. Исходя из всего перечисленного, представленная на рисунке ( рис.1 ) архитектура не претендует на звание единственного правильного решения. В каждом случае она может быть выполнена с использованием различных компонентов, которые зависят от каждой конкретной задачи.

Рис. 1. Архитектура типичного «облака»

В нашем случае с точки зрения аппаратной части облако представляет собой шасси IBM BladeCenter H с необходимым количеством серверов HS22 на Intel-архитектуре. К встроенному в шасси SAN коммутатору подключается внешняя система хранения данных DS5020. Один сервер выделен под управление, компоненты которого не рекомендуется ставить как виртуальные машины гипервизора. Два других используются под менее критичные средства управления облачной средой. На оставшиеся устанавливаются виртуальные машины с пользовательскими приложениями. В качестве гипервизора был выбран VMware ESX.

Управляющие компоненты разделены на две части. Первые работают под управлением Windows 2003 по той причине, что VMware Virtual Center — средство управление VM Ware ESX, не доступно под другие платформы. Эти компоненты нельзя поставить в виртуальную среду, потому что они сами ею управляют. Virtual Center позволяет быстро диагностировать проблемы с виртуальной инфраструктурой. Systems Director управляет аппаратной платформой и с помощью модуля VM Control обеспечивает надежность виртуальной среды по предсказаниям аппаратных сбоев. Большинство компонентов облака находится на внешней системе хранения данных, потому что данные должны быть доступны с нескольких серверов одновременно.

Вторая группа управляющих компонентов работает под управлением гипервизора и предоставляет базовые облачные сервисы, такие как управление сервисами, управление образами программного обеспечения, разворачивание новых приложений, мониторинг, учет использования ресурсов.

Ускоряем внедрение

Как видно из описания выше, не смотря на достаточную простоту архитектуры типичного облака, его реализация — трудоемкий процесс. Для минимизации времени внедрения компания IBM выпустила решение под названием Delivery Manager for System x. Это программное обеспечение, доступное в виде образов под выбранный гипервизор (VMware, Xen, KVM). После его разворачивания в графическом интерфейсе задаются необходимые параметры, которые применяются при первом запуске виртуальных машин. Таким образом, полное время внедрения облака от принятия архитектуры до реализации можно сократить до одной недели.

Заключение

Некоторое время назад компания IBM, предвидя экономический кризис, объявила об инициативе создания динамической инфраструктуры, целью которой является увеличение эффективности уже приобретенных ИТ-активов. Облачные вычисления удивительно вписываются в ее концепцию, так как их задача консолидировать ИТ-инфраструктуру и увеличить скорость предоставления бизнесу сервисов. Это увеличивает конкурентные преимущества компании на рынке и позволяет эффективнее использовать существующие аппаратные компоненты. Сделайте свою инфраструктуру динамичной, переходите к использованию облачных вычислений!