Cloud Computing – Računanje u oblacima


Cloud computing ili računanje u oblaku možemo definisati kao kompjutersku evoluciju započetu prije 30 godina, a predstavlja integraciju nekoliko tehnologija (Autonomic Computing, Grid Computing, Utility Computing and Virtualization) smještenu u udaljenim i čuvanim data centrima. Iako je samo par godina u širokoj upotrebi, uveliko je promijenila način na koji koristimo kompjuter ne samo u poslovnom domenu, već i u drugim društvenim segmentima. Društvene mreže, mobilne tehnologije, te usluge na internetu poput Skypa i drugih servisa za komunikaciju, dijeljenje datoteka i fotografija, industrija zabave i dr. bazirani su na cloud computing tehnologiji, a da toga nismo ni svjesni.

Od ENIAC-a do Oblaka – kratka historija

Kroz kratku historiju, kompjuterska nauka prošla je nekoliko faza. Danas se mnogi slažu da kompjuterska era započinje na samom kraju II Svjetskog rata, odnosno pojavom ENIACa – prvog kompjutera, 1945 godine. Ovaj po dimenzijama gigantski kompjuter projekat je američke vojske koja je nastojala ubrzati izračunavanje elemenata za gađanje artiljerijskih oruđa. Odmah nakon završetka ovog projekta započinju drugi projekti sličnog tipa, a nedugo zatim Von Neumann udara temelje arhitekture savremenog računara koja je i danas aktuelna. Sve do pojave integralnih kola računari koji su izrađivani predstavljali su gigantske mašine sa mogućnostima manjim od današnjeg prosječnog mobitela. Od šesdesetih godina prošlog vijeka računari su izrađivani od integralih kola tzv. mikročipova, u koje su mogle stati stotine tranzistora, pa se dimenzije mainframe računara znatno smanjivale tokom narednih godina. Pojavom tranzistora primjena kompjutera i kompjuterske nauke počela je dobijati sve veći primat u raznim privrednih granama, institutima a posebno u industriji zabave. Kompanija Intel je 1971. godine proizvela prvi mikroprocesor „Intel 4004“, koji je predstavljao je cjelokupnu procesorsku jedinici na jednom čipu. Ovo se smatra i početkom četvrte generacije računara, a obilježena je i pojavom danas najvećih i najznačajnijih kompanija Microsoft i Apple. Ove kompanije zajedno sa Dell i Intelom započinju masovnu proizvodnju kućnih računara. Kućni odnosno personalni računari (PC) imali su neusporedivo manje dimenzije u odnosu na mainframe računare. Poređenja radi, prvi PC-evi imali su dimenzije slične današnjim desktop računarima, sa dijagonalama monitora oko 14”. U to vrijeme najpopularniji kućni računari koji su najviše prodavani bili su Commodore 64 , Amiga, ZX Spectrum i dr. PC-ovi ove generacije bili su jeftini u tolikoj mjeri da su se mogli kupovati od strane entuzijasta i profesionalca. Ulazno izlazne jedinice ovih računara predstavljali su tastature slične današnjim, te  kasetofone i televizijske ekrane.

zxspectrum48k

Početkom osamdesetih godina započinje prodaja kućnih računara sa operativnim sistemom koji su razvijani u Microsoftu u početku MS DOS (od kraja 70-tih) a zatim Windows (od 1985. godine), Apple koji razvija Mac OS (od 1984. godine), te Linux (od 1991.godine) koji je predstavljao i početak ere otvorenog koda (en. open source).

Devedesete godine prošlog vijeka označene su kao početak informatičke revolucije koja je na izvjesan način izmjenila svijet. Kućni računari postaju standard bez kojih se ne može zamisliti bio koja ljudska aktivnost. Kompanije povezuju kompjutere u mrežu iza koje stoje serveri koji obslužuju klijentske kompjutere podacima, bazama podataka, mail serverima, pristupom na interent i dr. Drugim riječima devedesete godine označavaju početak nove kompjuterske ere nazvane: Klijent-Server.  Kao posljedica Klient-Server arhitekture započinje masovna upotreba interneta, koji je početom 21. stoljeća omogućio pojavu društvenih mreža koje postepeno preuzimaju ulogu osnovnog medija za komunikaciju.

Vrhunac razvoja današnje kompjuterske nauke predstavlja pojava tzv. računanja u oblacima (en. Cloud Computing) ili kratko Oblak (en. Cloud),  pri kojem korisnik uz pomoć bilo kojeg uređaja povezanog na internet pristupa na cjelokupnu kompjutersku infrastrukturu, koja je smještena u velikim data centrima rasprostranjenim po svijetu. Ovim se Klijent-Server arhitektura zamjenjuje novom paradigmom arhitekture u oblacima.

Oblak omogućava optimizirano korištenje Klijen-Server arhitekture na način da se koristi onda kada je potrebna i u onom kapacitetu koji je potreban. S druge strane cijena koštanja ovakve usluge plaća se samo onda kada se i realno koristi. Ovakav koncept iz temelja mijenja način korištenja IT infrastrukture.
Danas, najveći cloud provideri su Microsoft, Amazon, IBM i Google.

Zašto Cloud Computing

Danas svaka veća kompanija pa čak i one koje zapošljavaju desetak ljudi imaju svoje IT sektore koji se bave poslovima oko instalacije, konfuguracije i održavanja IT infrastrukture i servisa. Aktivnosti unutar IT sektora mogu biti raznovrsne: od instalacije, konfiguracije i održavanja lokalnog servera. Na takvim serverima nalaze se osnovni servisi  poput domain kontrolora, file servera, mail servera,  web servera, servera baza podataka, exchange servera. S druge strane svaki od nabrojanih servisa imaju način i procedure instalacije, konfiguracije a kasnije i održavanja. Za to su potrebni ljudski resursi koje čini uglavnom zaposlenici koji moraju proći dodatne škole administracije i konfiguracije pomenutih servisa. Njih uglavnom čine grupe IT administratora, web, db, exchange administratora i sl. Često se kompanije odlučuju da web server hostaju na poznatim hosting providerima, dok administraciju rade sami. Ovo su osnovne aktivnosti koje svaka kompanije ima i koja se svakodnevno susreće.

cloudcomputingPNG
Iako primarni posao kompanije nije IT, ona je prisiljena da u svojoj strukturi ima IT sektora koji obezbjedjuju da kompanija radi. Kad kompanija planira neki projekat obavezna stavka svakog projekta jeste IT infrastruktura, koja se ogleda u nabavci servera, serverskih softvera, mrežne opreme i sl. Za realizaciju ovih stavki projekat mora da izvrši nabavku hardverske i softverske opreme, mora angažovati eksternu kompaniju da istu opremu instalira u koliko nema velike IT serktore. Kada se infrastruktura instalira istu je potrebno održavati. Možemo kazati da svaki projekat u značajnoj mjeri čini IT infrastruktura.
Oblak nudi sve ono što Klijent-Server arhitektura može ponuditi, i to bez kupovine fizičkog hardvera i bez troškova onda kad ta oprema nije potrebna. Kompanije sa Oblakom unapređuju potrebe i poslove nabavke i održavanja IT infrastrukture, a troškove optimizira na način da plaća samo ono što i potroši.

1.    Primjer SQL Servera baze podataka

Uzmimo primjer da kompanija treba novi SQL Server ili Oracle na kojem će vrtiti svoj knjigovodstveni program, kao i nekoliko drugih djelatnosti poput evidencije radnog vremena registracijom ulaska i izlaska sa posla, te praćenja transporta u udaljene prodajne salone ili odjele. Kompanija takodjer ima mjesece u godini u kojim će se prodaja i proizvodnja odnosno transport udvostučuje u odnosu na prosječne mjesece. S druge strane kolektivni godišnji odmor kompanija ima svake godina u kojem se u kompaniji i poslovnicama drži samo minimalan broj zaposlenika. Prodaja je takodjer svedena na minimum što implicira da će zahtjevi za pristupom bazama podataka biti upolovljena od prosjeka.
–    U tu svrhu IT Serktor je planirao nabavku jednog servera na kojem se vrti Windows Server 2012 R2 Standard edicija, sa Instaliranim SQL Serverom 2012 Standard edicijom ili nekom od verzija Oracle. Kako se radi o najmanje 20 radnih mjesta koja trebaju da pristupaju bazi podataka potrebno je jos uračunati u 20 CAL ova.
–    Ne ulazeci u cjene pojedinih usluga investicija o kojoj se ovdje radi prelazi desetak hiljada maraka, kao i to da će u u pogledu realizacije projekta biti uključeno preko 10-tak zaposenika, kao i treće firme u uspostavljanju infrastrukture i umrežavanja.
–    Vrijeme potrebno za realizaciju ovog projekta kreće se i do mjesec dana, u koliko nabavka i instalacija opreme i infrastrukture bila dostupna na skladuištu dobavljača.
–    U pogledu ljudskih resursa potrebno je edukovana osoba za instalaciju hardvera, te osoba za instalaciju Windows i SQL Servera.
Ukoliko bi ovu istu uslugu zakupili u oblaku, cijeli projekat od početka do kraja trajao bi svega nekoliko minuta, a cjelokupan posao bi mogao izvrsiti u običan referent nabave. Dok će plaćanje biti samo za zakup SQL baze podatake, bez da kupuje Windows Server OS.
Kompanija u koliko se odluči kupiti uslugu SQL Servera u oblaku, kupiti samo uslugu zakupa SQL baze podataka, i to tako da će kupiti samo onoliko memorijskog prostora koliko joj je zaista potrebno. Ona to može učiniti na način da u prvoj godini naruči samo 1 GB bazu podataka jer očekuje da joj baza neće preći tu granicu.
Ovakav scenario je dosta čest u praksi, a predstavlja jedan od čestih scenarija kad kompanije odlučuje o prelasku na Cloud.

2.    Primjer zakupa Web Sajta

Pretpostavimo da kompanija želi da razvija svoj vlastiti web Sajt u kome joj je potrebno baza podataka koja će servisirati ovaj sajt, a takodjer biće joj potrebno i prošireni servisi poput slanja push notifikacija na mobilne telefone klijenata koji su pretplaćeni za određene usluge na sajtu. S druge strane, Web Sajt ima neravnomjeru posjećenost, te se u određenim vremenskim periodima očekuje iznimno velika posjećenost web sajtu. U periodu velike posjećenosti sajta, postojaće dnevni vremenski intervali od nekoliko sati u kojem se očekuje iznimno velika posjećenost. S druge strane web sajt će u određenim vremenskim periodima imati vrlo malu ili skoro nikakvu posjećenost u kojem se očekuje samo nekoliko posjetilaca dnevno. Mobilni servisi koji će biti dostupni na sajtu imaće mogućnost slanja informacija pretplaćenim korisnicima informacije u obliku push notifikacija na sve tri mobilne platforme: Windows Phone, Android te iOS. Očekuje se da će push notifikacije u početu imati vrlo malo korisnika, koji bi se vremenom postupno povećavali. Baza podataka koja će servisirati Web Sajt takodjer će vremenom zahtjevati sve veći memorijski prostor.
–    Ovakav scenario vrlo je čest i zahtjeva poprilično investiranje kako u infrastrukturu tako i softver. Pored hardvera kompanija mora voditi računa o internetskoj vezi koja može da zadovolji ovakav scenario.
–    Održavanje web sajta odnosno web servera pretstavlja značajnu stavku ovakog projekta. Potrebno je zaposliti barem jednog administratora da administrira ovaj web sajt. Isto tako zbog optimizacije troškova ovaj administrator mora da zna administrirati bazu podataka, kao i održavati ostale servise na serveru.
–    O financijskoj strani ovdje ne treba ni spominjati kao je projekat vrlo zahtjevan i iziskuje popriličnu sumu novaca.
–    Implementacije cjelokupnog sistema, u smislu instalacije, konfiguracije deploymenta i testiranja trajala bi najmanje mjesec dana testnog perioda, da bi se Web server podesio na optimalan način.
Kada bi ovakav scenaio trebali implementirati u oblaku, cjelokupna konfiguracija i deployment bi mogao trajati jedan dan, je usluga koja bi se mogla zakupiti za ovaj scenario nepredviđa nikakvu dodatnu instalaciju sistemskog softvera.
Internet pristup ovom sajtu je odgovornost provajdera u ovom slučaju Microsoft Data Centra koji garantira 99,9% dostupnost. Baza podataka bi se konfigurirala kao i u prethodnom slučaju, a povećavala bi se shodno potrebi.
Pri instalaciji web sajta u Oblaku nije potrebno razmisljati o web serveru, niti o protoku, on se dinamicki može podešavati, a placa se samo onliko koliko je potroseno.
Ista je situacija kada se kompanije odluči da hosta svoje web rješenje na neke od klasičnih hosting providera. U tom slučaju Cloud platforma je u prednopsti je je skaliranje rješenja odnosno rezervisanje resursa koje je potrebno fleksibilno u odnosu na standardne providere. Na Cloud platformi moguće je raditi AutoScaling gdje se je moguće postići optimalan balans izmedju resursa koje zakupljujemo i stvarnih potreba koje su potrebne da vaše rješenje bude dostupno klijentima.

3.    Primjer zakupa Virtualnih masina

Kompanija treba testno okruženje u kojem će testirati proizvod koji trenutno razvija. Za testiranje novog proizvoda potrebno je 3 Windows Server 2012 R2 koja su povezana u klaster. Na sve tri mašine potrebno je instalirati standardnu grupu alata. Konfiguracija klastera omogućuje nesmetan rad Workflowa koji vrše prenos podataka iz jednog sistema u drugi. Proizvod koji se testira predstavlja skup Workflowa koji se pokreću na nekoliko načina. Jedan od načina jeste preko slanja REST zahtjeva, drugi način predstavlja pokretanje od strane WCF servisa, dok treći način jeste da se Workflowi pokreću jednaput i vrte se u neprekidnoj petlji sa određenom pauzom između petlji.

On premise rješenje bez virtualizacije

  • U nekom od scenarija bilo bi potrebno kupiti 3 fizičke mašine,
  • Zatim mrežnu opremu i sve ostalo što ide uz to.

On premise rješenje sa virtualizacijom

  • Nabavka hardverske opreme dostatne da se može instalirati 3 vritualne mašine koje bi se povezale u klaster, a onda instalirali potrebni servisi, serverske komponente, te konfigurisalo okruženje.
  • Kupovina ostale opreme

U oba slučaja pitanje vremena realizacije ovakvog scenarija ne može biti manje od nekoliko dana. S druge strane, fizička oprema koju smo kupili ostaje u trajnom vlasništvu i kompanija trpi troškove održavanja bez obzira da li se oprema poslije koristi ili ne.

U oblaku ovaj scenario se implementira za nekoliko sati, zakupom 3 virtualne mašine, te zakupom i konfiguracijom virtualne mreže, koje bi se sinhronizirala sa mrežom kompanije. AD useri bi se mogli sinhronizirati. Cjelokupni procec bi trajao dosta kraće. Primjer instalacije jedne virtualne mašine sa Windows OS u Microsoft Azure ne traje više od 3 minute [13], pa se cjelokupni proces instalacije i konfiguracije smanjuje na minimum.

Ono što u ovom scenariju je najvažnije jeste to da kad više ne trebamo da testiramo rješenje, i onda kada više ne trebamo virtualne mašine, mi ih jednostavno obrišemo, a samim tim više nemamo nikakvih financijskih obaveza.

Zadnji primjer predstavlja plastičan primjer kako hardverska oprema koju kompanija treba privremeno može biti zamjenjena cloud servisima koje zakupimo na određeni vremenski period, a samim tim izbjegavamo kupovinu opreme koju poslije testnog perioda moramo skladištiti, održavati i čekati neki drugi projekat ili da je iskoristimo za neku drugu svrhu, ili da je prodamo pod polovnu opremu trećem licu.

Uvod i osnovni pojmovi Cloud Computinga

Cloud Computing (CC) ili kraće Cloud odnosno Oblak,  predstavlja aktivnost pri kojoj se klijentski uređaj (mobitel, tablet, PC, i dr.) putem interneta spoji na udaljeni računar, radi korištenja određenog cloud servisa. Najjednostavniji primjer korištenja oblaka jeste pregled mailova na poznatim mail serverima: Hotmail, Gmail i td. Primjer korištenja Skype usluge također predstavlja oblak, jer Skype usluga se nalazi na udaljenim serverima koji su globalno dostupni sa bilo kojeg uređaja: PC, tablet, mobitel, TV i sl. Iz primjera vidimo da se korištenje servisa na udaljenim serverima pojavio i prije nego što se Oblak pojavio kao usluga. Međutim, Oblak predstavlja mnogo širi i veći pojam, a navedeni primjeri čine samo jedan od mnogobrojnih servisa koje Oblak nudi.

Kada se govori o Oblaku važno je znati da kad nešto nije u Oblaku, kažemo da je „On Premise“ ili „On Prem“. „On Premise“ je engleski izraz kada  želimo kazati da je softver kojeg koristimo instaliran u zgradi odnosno prostoriji u kojoj se nalazimo.
Osnovni pojam Oblaka jeste „Cloud Servis“ ili prevedeno kao servis u oblaku, ponekad ćemo ga zvati samo servis. Cloud Servise predstavlja servis koji je dostupan korisniku preko pristupne tačke (en. endpoint) a smješten je u udaljenom datacentru,  kojem korisnik pristupa preko interneta.
Drugi jako čest pojam Oblaka jeste „Cloud Clients“ ili cloud klijenti koji predstavljaju konzumente cloud servisa. Cloud klijenti mogu biti desktop kompjuteri, laptopi, tableti, pametni telefoni, IoT (internet of things) uređaji odnosno svaki uređej koji posjeduju internet vezu i internet pretraživač mogu doprijeti do pristupne tačke cloud servisa. Neki od cloud servisa poput vistualnih mašina ili baze podataka zahtjevaju posebne aplikacije za pristup. RDP Remote Desktop Protokol aplikacija može se koristi pri pristupu udaljenih Windows ili Linux virtualnih mašina. Ili SQL Managment Studio za prstup SQL baze podataka.
Svaka usluga koja se naručuje od Cloud Providera isporučuje se u obliku cloud servisa, kojem je poznata pristupna tačke. Npr. ukoliko smo od Cloud Providera naručili virtualnu mašinu određenih karakteristika Cloud Provider nam je obezbijedio endpoit, u ovom slučaju ip adresu preko koje pristupamo toj virtualnoj mašini. U koliko smo zakupili bazu podataka u oblaku, cloud provider nam je obezbjedio pristupnu tačku u obliku stringa konekcije. Znači svaka cloud usluga isporučuje se u obliku cloud servisa kojem pristupamo preko pristupne tačke.
Pojam oblak (en. Cloud) predstavlja skup servisa smještenih na udaljenoj fizičkoj lokaciji, a koji su globalno dostupni s bilo kojeg uređaja pomoću Interneta. Servisi su instalirani u velikim datacentrima rasporedjeni na svim kontinetima i koji su međusobno povezani. Prema vrsti usluga koje Oblak nudi, Cjelokupnu Cloud Platformu možemo podijeliti na tri kategorije:
1.    Infrastruktura kao servis, (en.Infrastructure As A Service, IAAS),
2.    Platforma kao servis, (en. Platform As A Service, PAAS) i
3.    Softver kao servis, (en. Software As A Service, SAAS).

screen-shot-2015-06-09-at-2-13-05-pm1
Pored podjele prema vrsti usluga, Oblak se može podijeliti i prema vrsti isporuke (deployment):
•    Privatni Oblak, Private Cloud
•    Javni Oblak, Public CLoud
•    Hibridni Oblak,  Hybrid Cloud

Infrastruktura kao servis, IAAS

Osnovni način korištenja oblaka jeste kroz korištenje IAAS servisa. Kad kažemo IAAS servis prvenstveno se misli na korištenje virtualnih mašina u oblaku. Razvojem virtualizacijske tehnologije koja se danas ogleda kroz korištenje tri najpopularnije tehnologije VMWare, VirtualBOX  i Hyper-V virtualizacija je razvijena do savršentsva. Gotovo da ni ne postoji okolina i scenario da se preko pobrojanih tehnologija, u većoj ili manjoj mjerni, ne može virtualizirati. Ustvari bez razvoja virtualizacije oblak sigurno ne bih ni postojao danas.

Koncept IAAS sastoji se u korištenju hardverske infrastrukture u oblaku kroz korištenje virtualnih mašina, virtualnih mreža, i ostale infrastrukture. Cloud provideri koji nude ovu vrstu cloud servisa izgradili su cloud operativne sisteme koji podržavaju veliki broj virtualizacijskih mašina, koje se skaliraju prema zahtjevima korisnika. Skaliranje virtualnih mašina korisnik definiše kako na samom početku instalacije, tako i tokom samog korištenja mašine. Primjera radi Microsoft Azure omogućuje skaliranje virtualnih mašina na bilo kojem nivou i vremenu. A pored skaliranja, virtualne mašine se mogu povezivati u tzv. dostupne skupove (en. „aviability sets“) koji omogućavaju kontinualni prelazak na drugu virtualnu mašinu u slučaju pada sistema prve. Pored virtualnih mašina IAAS nudi dodatne resurse u obliku virtualnih diskova, blokova za pohranu podataka,  prostora za spremanje datoteka, firewallova, load balancers i sl.

Platform As A Service, PAAS

PAAS usluga u oblaku jedna je od najraširenijih i najpoznatijih usluga. PAAS usluga podrazumijeva da će cloud provider osigurati korisniku svu potrebnu hardversku infrastrukturu, operativni sistem, te skup softvera koji čini platformu, dok u domenu korisnika je obezbjeđenje aplikativnog softvera i podataka. Najbolji primjera PAAS usluge jeste baza podataka. Cloud provider obezbjeđuje svu potrebnu hardversku opermu, Operativni sistem, te platformu, koja je u ovom slučaju server baze podataka, to je najčešće Microsoft SQL Server, Oracle ili neki drugi server baze podataka. Kupac ovakve usluge ne treba da brine ni o hardverskim problemima, niti o zakrpama ili redovnim nadogradnjama kako za operativni sistem tako i za softver koji čini platformu, a koji se pojavljuju u toku korištenja ove usluge. Ono o čemu kupac u ovom slučaju vodi računa jeste klijentski softver koji pristupa bazi podataka kao i o samim podacima.

Software as A Servie, SAAS

Software as a service podrazumijeva kompletnu uslugu gdje cloud provider obezbijedjuje hardversku i mrežnu opremu, operativni sistem, i ostali potreni softver. Korisnik u ovom slučaju samo koristi preinstalirani softver, koji će koristiti podatke od korisnika. Najbolji primjer ovakve vrste cloud servisa jeste korištenje nekog od poznatih mail servisa, poput Outlook.com, GMAil.com i sl. U zadnje vrijeme sve više PAAS usluga se pojavljuje na internetu. Microsoft je nekoliko svojih najpopularnijih proizvoda osigurao kako na tradicionalan način tako i u obliku PAAS usluge. Najbolji primjer ovoga jeste Office365 koji predstavlja skup proizvoda iz familije Microsoft proizvoda poput Word, Excel, PowerPoint i sl. Drugi primjer ovakve usluge jeste Skype, Sharepoint i sl.

 

About Bahrudin Hrnjica

PhD in Mechanical Engineering, Microsoft MVP for .NET. Likes .NET, Math, Mechanical Engineering, Evolutionary Algorithms, Blogging.

Posted on 02/06/2016, in .NET, Knjige and tagged . Bookmark the permalink. Leave a comment.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s