Гибрид и мультиоблако
Большинство стартапов избавляется от больших капитальных затрат на покупку собственного оборудования, выбирая облачные решения. Однако стабильно работающие компании чаще выбирают гибридный подход. То есть часть основных и критически важных бизнес-приложений располагаются в собственном ЦОДе, а остальная часть данных – в облаке.
Кроме того, популярна мультиоблачность, когда данные находятся в облаках разных провайдеров. Например, некритичная информация может размещаться в бесплатном облаке, в то время как важные данные – в арендованном. Также разные облачные поставщики могут выбираться под разные услуги, которые представлены у одного более выгодно/качественно, чем у другого.
Облачные технологии. Облачно или ясно?
Говоря совсем просто, облако — это возможность всегда иметь гарантированный и безопасный доступ ко всей своей личной информации, а также уход от необходимости держать в своем кармане много лишних вещей (всяких флешек, дисков, проводов и всего такого прочего) или покупать новый компьютер/комплектующие/программы/игры и пр. Несомненно, что на данный момент, облачные технологии являются одной из самых востребованных и интересных тем в IT-сфере и всё больше интересных решений, появляющихся в мире, связано именно с ними.
Конечно, обычному пользователю пока сложно в полной мере оценить (и раскрыть) весь их потенциал, но то, что он есть, — видно невооруженным глазом.
Таким образом, вне всякого сомнения, будущее облачных технологий представляется весьма радужным, ибо такие гиганты (Microsoft, Apple и Google) просто так уж точно ничего не делают и совершенно понятно, что если уж они зашли на эту неизведанную территорию, то явно не собираются с неё уходить, ведь еще два года назад концепция «облако» казалась лишь красивой идеей и смелым экспериментом, а сегодня преимущества облачных технологий могут почувствовать даже те люди, которые не связаны с разработкой программ, веб-технологиями и прочими узкоспециализированными вещами (вышеупомянутые Xbox Live, Windows Live, OnLive, Google Docs — яркие тому примеры).
Реализация и архитектура
Как Cloud, так и Fog Computing, используют сходные ИТ-ресурсы: вычислительные устройства (серверы и процессоры компьютеров пользователей), узлы коммутации сети и системы хранения данных. Однако, расширение облака до границ сети не сводится лишь к масштабированию этого облака. Техническая реализация, а также спектр приложений Fog, могут значительно отличаться от Cloud. Fog предназначен, в основном, для приложений и услуг, которые плохо работают в архитектуре Cloud Computing, либо вообще не могут в ней работать. В основном, это область интернета вещей, нарастающее развитие которого не может быть полностью поддержано только при помощи решений Cloud . Развитие IoT столкнулось с необходимостью фильтрации и предварительной обработки данных перед отправкой в облако. В основном, это следующие приложения:
- Приложения, требующие низкой и предсказуемой задержки передачи информации по сети, например, игровые приложения или видеоконференции.
- Приложения для транспорта, такие как: беспилотные автомобили, скоростные поезда, интеллектуальные транспортные системы и др.
- Приложения, требующие локальной обработки данных в реальном времени, такие как: интеллектуальные системы электроснабжения (Smart Grid), интеллектуальные транспортные системы (ИТС), геофизическая разведка недр, управление трубопроводами, сенсорные сети мониторинга окружающей среды и пр.
Fog не является альтернативой для Cloud. Напротив, Fog плодотворно взаимодействует с Cloud, особенно в администрировании и аналитике данных, и такое взаимодействие порождает новый класс приложений.
Основные архитектурные отличия Fog от Cloud:
- Обеспечение качества услуг (QoS, Quality of Service), что требует динамической адаптации приложений к состоянию сети.
- Отслеживание местоположения (Location Awareness) для того, чтобы поддерживать стабильность работы приложения в условиях мобильности терминала.
- Отслеживание контекстной информации (Context Awareness), т.е. способность обнаруживать наличие доступных ресурсов поблизости, чтобы задействовать их в работе приложения, с возможностью горизонтального взаимодействия.
В архитектуре Fog сетевые узлы (Fog Sites), расположенные ближе к облачным дата-центрам, обладают большей вычислительной мощностью и бóльшим объемом данных в системах хранения. Сетевые узлы, расположенные ближе к сенсорам интернета вещей и мобильным устройствам, обладают большей интерактивностью и быстрым откликом. Отличительной особенностью Fog является то, что в качестве сетевого узла могут выступать устройства пользователя, такие как персональные компьютеры, домашние шлюзы, телеприставки и мобильные устройства. Чтобы устройство пользователя могло работать как узел сети Fog, пользователь должен дать оператору связи соответствующее разрешение на использование вычислительной мощности своего гаджета в фоновом режиме, в обмен на различные льготы со стороны оператора.
Развитие edge/fog computing
В мире
Уже сейчас компании начинают применять граничные и туманные вычисления наряду с облаками. Конечно, на Западе эти технологии более развиты — их используют и крупные корпорации, и стартапы.
Большие компании, которые продают облачные услуги, расширяют ассортимент. Microsoft предлагает не только облако, но и решения с граничными технологиями. Например, систему, которая позволяет перенести часть вычислений на IoT-устройства, или пограничный сервер для обработки данных с искусственным интеллектом. Amazon тоже не отстает и предлагает свой сервис для интернета вещей с граничными вычислениями. При этом компании не забывают про основной продукт — данные не только обрабатываются на периферии, но и передаются в облако.
Новые технологические услуги помогают в обработке данных на производстве, где задержки — серьёзная помеха в работе.
Роман Абзаев, эксперт управления «Цифровое производство» компании Siemens в России
Появляются стартапы, которые фокусируются на применении граничных и туманных вычислений. Например, FogHorn и Pixeom предлагают услуги для компаний в энергетике, телекоме, производстве, ритейле, финансах, безопасности и других сферах. SimShine разрабатывает граничные технологии для камер видеонаблюдения. Компаний, которые предоставляют услуги производству и простым пользователям, становится все больше.
Андрей Тищенко, заместитель директора Департамента вычислительных систем ИТ-компании КРОК
В России
Но и в России туманные и граничные вычисления уже не новые понятия.
Поэтому компания решила использовать граничные вычисления. «В данном случае мы используем более высокопроизводительные вычислители, которые дублируют в себе функционал распознавания, хранят оперативный слепок базы данных и могут работать автономно при потере связи с облачным сервисом. Такой подход повышает требования к производительности вычислителей, их стоимость, но обеспечивает стабильную работу при потере связи с центральным узлом», — рассказывает Юрий Годына, основатель Facemetric.
В России новые технологии будут развиваться и дальше. Как отмечает Юрий Годына, они уже вошли в нашу жизнь:
Юрий Годына, создатель Facemetric
Взаимодействие технологий
Конечно, туманные и граничные вычисления не вытеснят облако. Технологии будут развиваться вместе и дополнять друг друга. Там, где нужны надежные мощные ЦОДы и экономия IT-ресурсов, облако останется в приоритете. А там, где важна скорость принятия решений, будут развиваться edge и fog computing — при этом облако будет хранить важные данные.
Татьяна Бочарникова, глава представительства NetApp в России и СНГ:
«Бытует мнение, что Edge и Fog computing в конечном итоге полностью заменят собой уже ставшие привычными облачные решения. Но это вовсе не так. Да, бывает, что периферийные технологии обеспечивают более серьезные преимущества, чем полностью централизованные облачные платформы, особенно с точки зрения хранения данных. Но всегда ядром корпоративной ИТ-инфраструктуры остается гибридная и мультиоблачная концепция. Иначе говоря, периферийные и туманные вычисления не заменят облачные, так как, по сути, и являются не чем иным, как “расширением” и “продолжением” облака».
Концепция
Туманные вычисления, также называемые пограничными вычислениями, предназначены для распределенных вычислений, когда многочисленные «периферийные» устройства подключаются к облако. (Слово «туман» предполагает периферию или край облака). Многие из этих устройств будут генерировать объемные необработанные данные (например, от датчиков), и вместо того, чтобы пересылать все эти данные на облачные серверы для обработки, идея туманных вычислений состоит в том, чтобы выполнять как можно большую обработку с использованием совместно используемых вычислительных блоков. расположен с устройствами генерации данных, так что пересылаются обработанные, а не необработанные данные, а требования к полосе пропускания снижаются. Дополнительным преимуществом является то, что обработанные данные, скорее всего, потребуются тем же устройствам, которые сгенерировали данные, так что за счет локальной, а не удаленной обработки задержка между вводом и ответом сводится к минимуму. Эта идея не совсем нова: в сценариях, не связанных с облачными вычислениями, специализированное оборудование (например, микросхемы обработки сигналов, выполняющие Быстрые преобразования Фурье ) уже давно используется для уменьшения задержки и уменьшения нагрузки на ЦП.
Сеть тумана состоит из плоскость управления и плоскость данных. Например, на уровне данных туманные вычисления позволяют вычислительным службам находиться на границе сети, а не серверам в центре обработки данных. В сравнении с облачные вычисления туманные вычисления подчеркивают близость к конечным пользователям и целям клиента (например, эксплуатационные расходы, политики безопасности, использование ресурсов), плотное географическое распределение и контекстная осведомленность (что касается вычислительных ресурсов и ресурсов IoT), сокращение задержки и экономия полосы пропускания магистрали для достижения лучшего качество обслуживания (QoS) и пограничная аналитика / потоковый майнинг, что обеспечивает превосходное взаимодействие с пользователем и резервирование в случае отказа, а также его можно использовать в Помощь в проживании сценарии.
Сеть тумана поддерживает Интернет вещей (IoT) концепция, в которой большинство устройств, используемых людьми ежедневно, будут подключены друг к другу. Примеры включают телефоны, носимые устройства для мониторинга состояния здоровья, подключенный автомобиль и дополненная реальность используя такие устройства, как очки Гугл.
SPAWAR, подразделение ВМС США, создает прототип и тестирует масштабируемую и безопасную ячеистую сеть, устойчивую к нарушениям, для защиты стратегических военных объектов, как стационарных, так и мобильных. Приложения для управления машинами, работающие на узлах сети, «берут на себя управление» при потере подключения к Интернету. Примеры использования включают Интернет вещей, например умные рои дронов.
ИСО / МЭК 20248 предоставляет метод, с помощью которого данные объектов, идентифицированных периферийные вычисления с использованием автоматизированных носителей идентификационных данных , штрих-код и / или RFID тег, можно прочитать, интерпретировать, проверить и сделать доступным в «тумане» и на «краю», даже когда тег AIDC переместился.
Применение облачных технологий
Сегодня концепция облачных систем охватывает разные типы услуг и успешно используется в образовании, медицине, логистике, банковской сфере, бизнесе.
Простейший пример применения в личных целях – облачные технологии google. После установки Google Drive пользователь получает хранилище для своих данных, что позволяет ему отказаться от старых способов хранения информации на дисках и флэш-памяти.
Google Doc и Word Online от Яндекс Диск – полноценные редакторы, обеспечивающие работу с документами разных форматов.
Образование
Компьютеры и скоростной интернет способствовали усовершенствованию системы образования, упростили подачу материала, позволили решить другие важные задачи. Вот лишь некоторые из них:
- Организация дистанционного обучения с использованием облачных технологий в образовании.
- Работа учащихся над общим проектом, где каждый член группы и преподаватель могут оставлять комментарии, правки, замечания, добавлять информацию.
- Электронные дневники.
- Передача домашних заданий и их проверка для детей, находящихся на домашнем обучении.
Медицина
Точная и быстрая диагностика, выбор правильной тактики лечения, обмен мнениями с коллегами в режиме реального времени, систематизация медицинской документации – это далеко не полный перечень применения новых решений.
В перспективе облачные технологии могут стать прорывов в здравоохранении, обеспечив доступ к информации о пациенте и результатах лабораторной и инструментальной диагностики. Проще говоря, пациентам не придется заводить карточки во всех больницах – необходимые данные о заболеваниях, результатах анализов будут храниться в одном месте.
Логистика
Облако в логистике объединяет в единую цепочку отправителя, получателя, компанию-перевозчика, оператора. Сервис позволяет отслеживать маршрут отправлений, общаться друг с другом, независимо от места нахождения, оперативно решать проблемы, связанные с задержками грузов.
Онлайн-сервисы также используются как площадки для организации тендеров и выбора подрядчиков, анализа товарных остатков и своевременного его пополнения, хранения данных о перевозках и определении рентабельности маршрутов.
Банки
Конкуренция в банковском секторе высокая, что вынуждает финансовые организации внедрять инновации, чтобы повысить качество и количество предлагаемых услуг и сократить собственные текущие расходы.
Использование облачных технологий позволяет автоматизировать финансовые процессы и решить все перечисленные выше задачи с минимальными издержками.
Бизнес
Бизнес открыт к инновациям и активно их внедряет для создания контакт-центров и виртуальных офисов. Сотрудники виртуальных офисов не привязаны к конкретному компьютеру и месту, что обеспечивает экономию на аренде офисных площадей и оплате коммунальных услуг.
Все диски, папки, программы для экономического планирования и другие данные внутренней сети воспроизводятся в облаке.
What is Cloud Computing?
Starting with the simplest concept, Cloud Computing is the provision of data processing and storage services through data centers, accessed over the internet.
With it, companies can consume a series of computing services, ranging from data storage to the use of servers, in what we call the cloud. Really, the cloud is just an abstract concept for external data storage and resources that eliminate the need for companies to have internal structures, servers, and physical data storage resources within the company.
The benefits of the cloud typically include reduced costs, increased flexibility – so rare in this digital world -, and scalable solutions.
How does it work in practice?
To summarize, Cloud Computing is the substitution of physical structures for virtual ones. This flexibility allows the administrator to establish the application and service delivery for each user, in addition to having public, private or mixed structures.
In practice, Cloud Computing ranges from simple services like Google Drive applications, to the most complex, such as servers in the cloud. The most important thing is to understand your need and find the specific solution to your challenges.
Cloud computing:
Cloud computing is on-demand deliverability of hosted services over the internet. It allows users to access information over the remote location rather than being restricted to a specific place.
The working of cloud computing is divided into two components, which include the front end layer and back end layer.
The front end is the user side, which allows accessing data present in the cloud over the browser or the computing software.
The back end is the system cloud section which is responsible for securing and storing data. Both these components are integrated to provide the user with a seamless networking platform and manage traffic on the ground.
Benefits of Cloud Computing:
- It works on a pay-per-use model where users have to only pay for the services they are availing for a given period.
- Cloud user can increase their functionality quickly by accessing data from anywhere as long as they have net connectivity.
- It enhances cost saving as workloads can be shifted from one cloud to other cloud platforms.
Edge computing is likely to work in tandem with the cloud, not completely replace it
But the important thing about the new edge-computing trend is that even though it’s pushing processing power back to the edge, it’s not leaving the cloud out. Instead, cloud computing still plays an important role.
With self-driving cars, for example, the vehicles typically, at the end of a day of driving, send the data they’ve collected to the cloud. The manufacturers of the autonomous vehicle systems use the data they’ve gleaned from those cars to train and refine their software so the vehicles offer smoother and safer rides.
Robots, phones and web cameras that have built-in facial-recognition systems, and other gadgets that rely on artificial intelligence work in similar ways. The device does much of the initial or immediate processing, but it relies on cloud intelligence to improve how it functions.
The biggest players in cloud computing are all embracing edge computing in one way or another. Amazon offers several services for integrating devices with AWS as does Google with its cloud service.
When Satya Nadella first took over as Microsoft’s CEO, he famously declared the company would pursue a «cloud-first, mobile-first» strategy. Last year, he updated that vision a little bit. Now, Nadella said, Microsoft is about «intelligent cloud and intelligent edge.»
Microsoft CEO Satya Nadella announces the company’s «Intelligent Cloud, Intelligent Edge» motto.
Microsoft
The software giant has an opportunity to help clients make edge devices work better with the software they’re running on Azure, said Sam George, a director at Microsoft who’s leading much of the company’s edge computing efforts.
Some of Microsoft’s big corporate customers are already benefiting from the edge-computing model, George said. One client is using Microsoft’s edge-computing services with its manufacturing robots. The robots have enough artificial intelligence built-in that they can keep working even when the internet goes out. Without that connection, the company could experience «catastrophic downtime,» he said.
«They’re doing the real-time processing on the device itself,» George said.
Ultimately, when it comes to edge and cloud computing, they’re not necessarily in competition; they don’t have to present users with an either-or proposition, George said. Instead, the two can complement each other, and the important thing for technology providers and their customers is figuring out the right balance between how much processing can be done in the cloud and how much should be done on the edge devices.
Обязательные характеристики
Согласно общепринятым требованиям Национального института стандартов и технологий США, существует единый перечень условий, которым должны соответствовать облачные информационные технологии:
- самостоятельное пользовательское обслуживание по требованию (возможность пользователя самому определять степень использования технологических и вычислительных ресурсов в виде скорости доступа к данным, серверного времени их обработки, объема хранилища и т. д., без обязательного согласования или взаимодействия с поставщиком услуг);
- доступ к сети универсального уровня (доступ к передаче данных вне зависимости от используемого типа устройства);
- объединение вычислительных ресурсов (динамическое перераспределение мощностей за счет объединения ресурсов для большого количества пользователей в единый пул);
- эластичность (возможность в любой момент времени предоставить, расширить или сузить спектр услуг в автоматическом режиме и без дополнительных затрат);
- учет услуг, предоставленных потребителям (абстрагирование использованного трафика, количества пользователей и производимых ними транзакций, пропускной способности и т. д.).
Сфера применения
Сферы применения граничных и туманных технологий во многом пересекаются. Главное их преимущество — скорость передачи и анализа данных. Поэтому эти технологии используются там, где важна обработка информации в реальном времени — например, в сферах IoT и VR/AR.
На производстве граничные вычисления нужны для своевременного обслуживания оборудования, в нефтяной индустрии они помогут обнаружить неисправности и протечки, а в банковской сфере технология позволит быстро принять решение по кредиту или обнаружить мошенничество. Во всех примерах граничные вычисления помогают действовать без задержек.
Геннадий Былов, генеральный директор Rockwell Automation
Концепция
Концепция туманных вычислений предполагает дополнительный уровень работы с информацией как локально, так и в глобальной Сети, занимая промежуточное положение между облачными дата-центрами, конечными устройствами и другими элементами инфраструктуры данных. Туманные вычисления, в сравнении с облачными вычислениями, представляют еще один уровень сбора и анализа данных, более близкий к пользователю, в то время как граничные вычисления являются ближайшей к конечным устройствам точкой описываемой сети.
Сеть туманных вычислений представлена двумя плоскостями (уровнями) — плоскостью управления (control plane) и плоскостью данных (data plane). Например, в плоскости данных, туманные вычисления позволяют вычисляющим операторам находиться непосредственно в границах сети, а не на серверах дата-центров.
Будущее развития облачных технологий
Перспектива таких разработок очевидна. Технологии будут развиваться, так как позволяют не тратить бюджет на формирование и расширение собственных мощностей. Процесс не дешевый и требует значительных финансовых затрат. Оптимальней арендовать мощности в «облаке». Особенно в случаях, когда резкое возрастание в их наличии бывает периодически. Основные направления развития будущего облачных технологий:
- PaaS – размещение базового ПО, с возможностью добавления соственного.
- IaaS – платформа предоставляет возможность формировать, управлять, контролировать пользователем.
- SaaS – сервисы, предоставляющие пользователям ПО провайдера во временное пользование;
- *aaS – другие варианты (DaaS, CaaS…) сервисных услуг.
Новые облачные технологии активно разрабатываются ведущими компаниями, корпорацией Microsoft. Направление будет развиваться так как снижает расходы на создание собственных мощностей. По мнению многих экспертов «cloud technologies» изменят IT-процессы, рынок информационных технологий. Благодаря таким изменениям технологией смогут пользоваться владельцы электронных устройств различных видов. При этом не будет необходимости в собственных мощностях планшета, кпкили другого портативного устройства.
What are the Benefits of Fog Computing?
Now we know that fog computing is an extra layer between the edge layer and the cloud layer. What are the benefits of having that extra layer? The initial benefit is efficiency of data traffic and a reduction in latency. By implementing a fog layer, the data that the cloud receives for your specific embedded application is a lot less cluttered. Where a cloud would have to first weed through a pile of unnecessary data before taking any action or returning results, it can now act directly upon the data that it receives from the fog layer.
When looking at the bigger picture, there are a lot more benefits. The amount of storage you would need for your cloud application would be a lot lower. That is because the cloud would only store and process relevant data. The data transfer would be faster as well. That is because the volume of data being sent to the cloud is significantly reduced.
How does fog computing work?
A fog computing fabric can have a variety of components and functions. It could include fog computing gateways that accept data IoT devices have collected. It could include a variety of wired and wireless granular collection endpoints, including ruggedized routers and switching equipment. Other aspects could include customer premise equipment (CPE) and gateways to access edge nodes. Higher up the stack fog computing architectures would also touch core networks and routers and eventually global cloud services and servers.
The OpenFog Consortium, the group developing reference architectures, has outlined three goals for developing a fog framework. Fog environments should be horizontally scalable, meaning it will support multiple industry vertical use cases; be able to work across the cloud to things continuum; and be a system-level technology, that extends from things, over network edges, through to the cloud and across various network protocols. (See video below for more on fog computing from the OpenFog Consortium.)
Концепция
Туманные вычисления, также называемые периферийными вычислениями, предназначены для распределенных вычислений, когда многочисленные «периферийные» устройства подключаются к облаку . (Слово «туман» предполагает периферию или край облака). Многие из этих устройств будут генерировать объемные необработанные данные (например, от датчиков), и вместо того, чтобы пересылать все эти данные на облачные серверы для обработки, идея туманных вычислений состоит в том, чтобы выполнять как можно большую обработку с использованием вычислительных блоков совместно расположены с устройствами генерации данных, так что пересылаются обработанные, а не необработанные данные, а требования к полосе пропускания снижаются. Дополнительным преимуществом является то, что обработанные данные, скорее всего, понадобятся тем же устройствам, которые сгенерировали данные, так что за счет локальной, а не удаленной обработки задержка между вводом и ответом сводится к минимуму. Эта идея не совсем нова: в сценариях, не связанных с облачными вычислениями, уже давно используется специальное оборудование (например, микросхемы обработки сигналов, выполняющие быстрое преобразование Фурье ) для уменьшения задержки и уменьшения нагрузки на ЦП.
Туман сеть состоит из плоскости управления и плоскости данных . Например, на уровне данных туманные вычисления позволяют вычислительным службам располагаться на границе сети, а не серверам в центре обработки данных. По сравнению с облачными вычислениями , туманные вычисления подчеркивают близость к конечным пользователям и целям клиента (например, эксплуатационные расходы, политики безопасности, использование ресурсов), плотное географическое распределение и контекстную осведомленность (что касается вычислительных ресурсов и ресурсов Интернета вещей), сокращение задержки и пропускную способность магистрали. экономия для достижения лучшего качества обслуживания (QoS) и пограничной аналитики / потокового майнинга, что приводит к превосходному удобству работы пользователей и избыточности в случае сбоя, а также его можно использовать в сценариях Assisted Living .
Туманные сети поддерживают концепцию Интернета вещей (IoT), в которой большинство устройств, используемых людьми ежедневно, будут подключены друг к другу. Примеры включают телефоны, носимые устройства для мониторинга состояния здоровья, подключенный автомобиль и дополненную реальность с использованием таких устройств, как Google Glass . Устройства IoT часто ограничены в ресурсах и имеют ограниченные вычислительные возможности для выполнения криптографических вычислений. Узел тумана может обеспечить безопасность устройств IoT, вместо этого выполняя эти криптографические вычисления.
SPAWAR , подразделение ВМС США, создает прототип и тестирует масштабируемую безопасную ячеистую сеть, устойчивую к нарушениям, для защиты стратегических военных активов, как стационарных, так и мобильных. Приложения для управления машинами, работающие на узлах сети, «берут на себя управление» при потере подключения к Интернету. Примеры использования включают Интернет вещей, например, рои умных дронов.
ISO / IEC 20248 предоставляет метод, с помощью которого данные объектов, идентифицированных с помощью граничных вычислений с использованием автоматизированных носителей идентификационных данных (AIDC), штрих-кода и / или RFID- метки, могут быть прочитаны, интерпретированы, проверены и сделаны доступными в «тумане» и т. Д. «Edge», даже когда тег AIDC переместился.
