IaaS – облачная инфраструктура как сервис. Основные понятия.

Облачная технология построена на принципе виртуализации. Суть виртуализации заключается в том, что на одном физическом сервере запускаются и могут обособленно работать несколько операционных систем и других программ, которые используют часть выделенных (виртуальных) ресурсов основного сервера для выполнения своей задачи. При этом каждая операционная система использует определенный набор логических ресурсов (процессор, память, накопитель) от общего сервера, а управляет этим процессом распределения ресурсов гипервизор.

Хостовая операционная система — это операционная система, которая установлена на реальное физическое оборудование. В рамках этой операционной системы устанавливается программное обеспечение виртуализации (гипервизор), как обычное приложение.

Гипервизор представляет собой программу, обеспечивающую все взаимодействия между виртуальным и реальным оборудованием. Он создает, управляет ВМ, а также создает изоляцию между ресурсами, их защиту и безопасность.

Хостовая операционная система вместе с гипервизором представляет собой эмулятор виртуальных машин, которые и создают виртуальные машины для заказчика.

Виртуальная машина (VM) – итоговый комплекс ресурсов, который выделяется заказчику под его необходимость. В этом заключается услуга по принципу IaaS. Заказчик получает виртуальные ресурсы, объединенные в виртуальную машину, а все дальнейшее управление приложениями и программами внутри VM он осуществляет самостоятельно.

Первой компанией, которая виртуализировала компьютер была VMware. В 1999 году она запустила на одном аппарате на базе процессора intel несколько операционных систем и несколько приложений. Это позволило оптимизировать нагрузку и распределить затраты электроэнергии (увеличение цен на которую и послужили толчком к развитию виртуализации) на все запущенные операционные системы в рамках одного сервера.

В МТС Cloud для удобства клиентов использутся 2 системы виртуализации – на базе VMware и Huawei.

Из чего состоит Виртуальная Машина?

1. vCPU – Виртуальный процессор - основной элемент VM, с помощью которого происходит обработка информации.
2. RAM – виртуальная оперативная память. Служит для временного хранения данных, необходимых для работы ПО во время его работы.
3. Дисковое пространство - используется для хранения всех данных VM заказчика.

Существуют разные типы дисков:

• SSD – самый производительный и быстродействующий
• SAS – средний вариант по производительности
• Nl-SAS – медленный, используется для хранения резервных копий и архивных файлов

На виртуальную машину может быть установлено любое ПО и операционная система. Обслуживание физических серверов и распределение ресурсов осуществляет облачный провайдер, а заказчик лишь управляет выделенными ему ресурсами по своему усмотрению.

Таким образом отпадет необходимость в покупке дорогостоящего физического оборудования, организации помещения и условий для его эксплуатации, а также оплаты команды специалистов для обслуживания и настройки. Выбирая облачные сервисы, компания тем самым избавляется от одной из самых затратных статей и переводит CAPEX в OPEX.

Как же работает виртуализация и почему это удобнее и выгоднее, чем физический сервер?

Основной функцией виртуализации является «введение в заблуждение» ПО о том, что используется лишь один сервер, на котором эмулируются виртуальные машины. Программное обеспечение, которое работает на виртуальных машинах, не знает о том, что платформа, на которой оно установлено виртуальная, а считает ее «своей аппаратной».

Это является главным элементом виртуализации – возможность изоляции. Это значит, что все приложения, которые работают на устройстве, идентифицируют себя как самостоятельные объекты и работают независимо друг от друга. Таким образом, если происходит сбой в одной системе, остальные работают, как и прежде.

Преимущества виртуализации очевидны – это, прежде всего, экономия, как финансов, так и ресурсов. Виртуализация позволяет компаниям быть гибкими и иметь возможность быстро реагировать на изменения бизнес-среды. Теперь не нужно покупать дорогое оборудование, а можно просто подключать необходимые ресурсы у облачного провайдера. Это также экономит время на запуск проекта и позволяет масштабировать его за считанные минуты, так как для добавления или отключения ресурсов нужно просто нажать кнопку.

Дата центр

Все сервера, мощности которых берут в аренду клиенты облачных провайдеров, размещены в специальном Центре обработки данных (ЦОД). Это специализированное помещение, оборудованное специальных образом для хранения физического оборудования. Там поддерживается нужная температура, влажность, обеспечивается бесперебойное питание и каналы связи для серверов. Все это обслуживается техническими специалистами облачного провайдера.

Основной показатель работы ЦОД — отказоустойчивость.

Дата центр, в зависимости от своей надежности, имеет различные уровни (tier). Это классификация Uptime Institute, по которой оценивают надежность и безопасность дата-центра.

Существует 4 уровня Tier - соответственно Tier I, II, III и IV. На данный момент уровень Tier 3 являет наивысшим уровнем надежности ЦОД в Беларуси.

Классификация Tier:

Уровень Tier 1:

Плановые или экстренные работы проводятся только при полной остановке дата-центра, так как данный уровень не предусматривает резервирование инфраструктуры и источники бесперебойного питания.

Уровень Tier 2:

Имеет источники резервного питания и электроснабжения, но во время работ ЦОД все равно вынужден останавливаться.

Уровень Tier 3:

Имеет двойные каналы электроснабжения, бесперебойное питание, один канал из которых активен постоянно. Имеет возможность проводить работы без остановки дата-центра. Имеет уровень отказоустойчивости 99,98%.

Уровень Tier 4:

Работает практически без остановок. Имеет дублирование всех каналов. Может работать при отказе любого узла инфраструктуры. Имеет максимальный уровень отказоустойчивости.

Различие параметров на уровнях Tier3 и Tier4 минимальны, однако стоимость поддержания 100% отказоустойчивости достаточно велика, поэтому и стоимость размещения в таких дата-центрах значительно выше. В Беларуси сейчас нет дата-центров уровня Tier4.