Облачные вычисления

Ивашнёв Дмитрийemail: 0xff0x666@gmail.com

jabber: xffox@headcounter.org

5 мая 2012 г.

Definition

Облачные вычисления – это модель обеспечения повсеместногои удобного сетевого доступа по требованию к общему пулуконфигурируемых вычислительных ресурсов (например сетямпередачи данных, серверам, устройствам хранения данных,приложениям и сервисам � как вместе, так и по отдельности),которые могут быть оперативно предоставлены и освобожденыс минимальными эксплуатационными затратами.Одной из ключевых технологий является технологиявиртуализации.

Виртуализация

Hardware

HypervisorOS1 OS2

OSN

...Application Application Application

Layers of Cloud Computing(Модели обслуживания)

• Infrastructure as a Service – IaaS(Инфраструктура как услуга)

• Platform as a Service – PaaS(Платформа как услуга)

• Software as a Service – SaaS(Программное обеспечение как услуга)

Layers of Cloud Computing(Модели обслуживания)

SaaSPaaS

IaaS

Server

Hypervisor

OS1 OS2 OSN...

Platform

Software

IaaS

Вычислительные ресурсы предоставляются в качестве сервиса.Пользователь сам выбирает программное обеспечение:операционную систему, платформенное и прикладное ПО.Возможно управление виртуальными системами храненияданных.

IaaS: Предоставление ВМ

Ресурсы предоставляются через экземпляры виртуальныхмашин. Виртуальные образы могут быть выбраны изимеющихся либо сделаны пользователем.Пример шагов по запуску экземпляра виртуальной машины:

1 Выбрать подходящий сервер (предоставляемыевычислительные ресурсы) из пула доступных, выбратьшаблон с ОС для образа ВМ.

2 Загрузить необходимое ПО: драйвера, целевое ПО.3 Настроить ВМ (сетевые и дисковые ресурсы).4 Виртуальный сервер готов к работе.

IaaS: Миграция ВМ

В процессе работы может возникнуть необходимостьпереместить экземпляр ВМ с одного реального сервера надругой. Две техники:

• Live Migration• Regular/Cold Migration

IaaS: Regular/Cold Migration

Для миграции необходимо отключение ВМ. ВМ не обязательнонаходится на общем хранилище.

IaaS: Live migrationМиграция осуществляет без выключения ВМ. ВМ должнанаходится на общем хранилище. Пример алгоритма миграции:

1 Активная ВМ работает на хосте А.2 Отправляется запрос на резервирование ресурсов на хосте

Б.3 С хоста А на хост Б копируются все страницы памяти ВМ.4 ВМ на хосте А останавливается, сетевой трафик

перенаправляется на хост Б. Измененные страницы памятиотправляются на хост Б. ВМ на хосте А все еще являетсяосновной и может быть перезапущена в случае ошибкимиграции.

5 Хост Б отправляет на хост А подтверждение о полученииобраза. ВМ на хосте Б становится основной, копия с хостаА может быть удалена.

6 Донастройка ВМ, отправка оповещения о перемещенииIP-адреса.

PaaS

Предоставляется платформа для разработки. Платформанакладывает ограничение на язык(и) разработки. Содержитготовые решения для типовых задач.Пример Google AppEngine. Языки: Python, Java, Go. Готовыерешения для кэширования в памяти (memcache), почты,мгновенного обмена сообщениями (XMPP).

PaaS

http://www.zoho.com/creator/paas.html

SaaS

Пользовательское ПО находится на удаленном ресурсе.Доступ:

• Тонкий клиент (браузер)• API (HTTP, REST, SOAP, JSON)

Types of Cloud Computing(Модели развёртывания)

• Публичное облако• Частное облако• Гибридное облако

Публичное облако

The Cloud

Off Premises / Third PartyOn Premises / Internal

CC-BY-SA 3.0 Sam Johnstonby

Ресурсы доступны через Internet, облако располагается упровайдера.

Частное облако

The Cloud

Off Premises / Third PartyOn Premises / Internal

CC-BY-SA 3.0 Sam Johnstonby

Ресурсы доступны через внутреннюю сеть, облакорасполагается у клиента.

Гибридное облако

The Cloud

Off Premises / Third PartyOn Premises / Internal

CC-BY-SA 3.0 Sam Johnstonby

Комбинирует публичную и частную модели развертывания.

Scalability (Масштабируемость)

• Вертикальное масштабирование – увеличениепроизводительности машин.

• Горизонтальное масштабирование – увеличение количествамашин.

Пример использования ресурсов

День

Неделя

Пример использования ресурсов

День

Неделя

Definition

OpenStack - это комплекс проектовсвободного программного обеспечения,которое может быть использовано длясоздания вычислительных облаков иоблачных хранилищ, как публичных, так ичастных.

Основные компоненты OpenStack

• Compute (Nova) – контроллер вычислительных ресурсов• Object Storage (Swift) – облачное хранилище• Image Service (Glance) – контроллер виртуальных образов

Все компоненты написаны на Python.

Архитектура OpenStack

Разработка

Compute (Nova)

Компонент Compute позволяет управлять сетью из виртуальныхмашин. Он предоставляет интерфейсы для работы с облаком:пользовательский интерфейс, API. С его помощью можноконтроллировать работу экземпляров виртуальных машин,конфигурировать сети, настраивать доступ для пользователей.Не реализует виртуализацию, вместо этого использует libvirt

для взаимодествия с гипервизорами. Таким образом независит от конкретного гипервизора виртуальных машин.

Object Storage (Swift)

Компонент Object Storage представляет из себя ПО длясоздания избыточных масштабируемых объектных хранилищ сиспользованием кластеров машин. Основной задачей являетсядолговременное хранение данных. Хранилище избыточное –используется механизм репликаций.

Image Service (Glance)

Компонент Image Service позволяет обнаруживать,регистрировать и предоставлять образы виртуальных машин.Поддерживаются различные бэкенды, включая OpenStackObjectStorage.Поддерживаемые форматы образов:

• Raw• Machine (kernel/ramdisk outside of image, a.k.a. AMI)• VHD (Hyper-V)• VDI (VirtualBox)• qcow2 (Qemu/KVM)• VMDK (VMWare)• OVF (VMWare, others)

http://www.ubuntu.com/cloud

Выбор образа

Подготовка ВМ

ВМ готова

Начало работы

Ресурсы

Hello, cruel world

Hello, cruel world

Пример кода сервиса

import xmlrpclib

from SimpleXMLRPCServer import SimpleXMLRPCServer

def fact(n):

if(n > 1):

return fact(n-1)*n

return 1;

server = SimpleXMLRPCServer (("", 8000))

print "Listening�on�port�8000..."

server.register_function(fact , "fact")

server.serve_forever ()

Работа с сервисом

Goodbye, cruel world