Zalety rozwiązań cloudcomputing w systemach telekomunikacyjnych

Transkrypt

1 BADUROWICZ Marcin 1 ŁUKASIK Edyta 2 Zalety rozwiązań cloudcomputing w systemach telekomunikacyjnych WSTĘP W tym artykule zaprezentowano główne kategorie rozwiązań cloudcomputing oraz modele ich wykorzystania. Autorzy postarają się zademonstrować zalety wykorzystania rozwiązań chmurowych z odwołaniem do aspektów ekonomicznych, które obecnie są niezmiernie ważną kwestią poruszaną i badaną w wielu gałęziach informatyki, m.in. w obszarze tworzenia algorytmów [12], efektywnych stron internetowych[11] czy aplikacji na urządzenia mobilne[13]. Opisane zostaną również biznesowe implikacje wykorzystania infrastruktury po stronie dostawcy oraz związek pomiędzy rozwiązaniami tego typu i urządzeniami mobilnymi. 1 WYKORZYSTANIE ELEMENTÓW INFRASTRUKTURY IT Przemysł technologii informacyjnych rośnie w sposób bardzo gwałtowny. Komputery i technologie z nimi związane są obecne w każdym aspekcie życia. W 2012 roku, prawie 95% przedsiębiorstw w Polsce wyposażone było w komputery, a 67,6% posiadało stronę internetową Małe Średnie Duże Komputery Strona WWW Rys 1. Przedsiębiorstwa z dostępem do komputerów i posiadających strony internetowe (opracowanie własne na podstawie [8]) Efektywne wykorzystanie komputerów i aplikacji internetowych jest możliwe, jeżeli dostępne jest odpowiednie przyłącze do sieci telekomunikacyjnych. Prawie 94% przedsiębiorstw posiadało dostęp do sieci Internet, z czego 82% miało dostęp szerokopasmowy, a nieco ponad jedna piąta dostęp z wykorzystaniem urządzeń mobilnych, takich jak telefon komórkowy. Liczb urządzeń mobilnych będących własnością przedsiębiorstw i używanych przez ich pracowników rośnie dość gwałtownie. Obecnie nowoczesne smartfony w wielu funkcjonalnościach są w stanie zastąpić komputery. Ponad jedna trzecia małych i średnich firm (MŚP) w Polsce, tj. około 35%, wykorzystuje już urządzenia mobilne do celów biznesowych i liczba ta stale wzrasta. 1 Instytut Informatyki, Politechnika Lubelska, Nadbystrzycka 36B, Lublin, m.badurowicz@pollub.pl Uczestnik projektu "Kwalifikacje dla rynku pracy - Politechnika Lubelska przyjazna dla pracodawcy" współfinansowanego przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 2 Instytut Informatyki, Politechnika Lubelska, Nadbystrzycka 36B, Lublin, e.lukasik@pollub.pl 1546

2 Szerokopasmowe ISDN GSM Rys. 2. Technologie połączenia z Internetem w przedsiębiorstwach (opracowanie własne na podstawie[8]) 2 DEFINICJE CLOUD COMPUTING Jednym z najnowszych trendów w technologiach informatycznych jest wykorzystanie Cloud Computing, zwanej popularnie chmurą obliczeniową. Rozwój rozwiązań w tej gałęzi informatyki jest obecnie bardzo szybki. Cloudcomputing jest modelem dostarczania wszechobecnego, wygodnego dostępu na żądanie, przez sieć, do udostępnianej puli konfigurowalnych przez użytkownika końcowego zasobów. Mogą one być w łatwy i szybki sposób przygotowywane i wdrażanie, z minimalną interwencją administratora lub dostawcy usługi [10]. Chmura definiowana jest przez pięć głównych charakterystyk, trzy modele dostępu oraz cztery modele wdrażania. Trzy główne gałęzie usług, a również modele dostępu i współpracy z innymi systemami informatycznymi, to: Software as a Service (SaaS), Platform as a Service (PaaS), Infrastructure as a Service (IaaS). Najpowszechniej używanym modelem dostępu jest dostęp na żądanie do oprogramowania, czyli Software as a Service oprogramowanie, jako usługa. Klientowi końcowemu dostarczana jest możliwość wykorzystania aplikacji, które nie działają na jego zasobach lokalnych, ale na zasobach dostawcy usługi chmurowej. Aplikacje tego typu są dostępne z szerokiej rzeszy urządzeń, wliczając w to przeglądarki internetowe i coraz powszechniejsze urządzenia mobilne. Klient nie musi zarządzać, ani w żaden sposób nadzorować infrastruktury, na której oparta jest aplikacja, takiej jak serwery, sieci, systemy operacyjne czy nawet wymagania pojedynczej aplikacji. Płaci natomiast za wykorzystanie aplikacji, czas jej pracy, zajęte zasoby dyskowe i tym podobne elementy. Zaletą tego rozwiązania jest niski koszt wykorzystania, brak opłat licencyjnych i tylko konieczność posiadania dostępu do sieci Internet, aby móc wykorzystać rozwiązania nie jest konieczne dbanie o regularne aktualizacje, bo to spoczywa w rękach usługodawcy, co pozwala ograniczyć własny dział IT [9]. Drugim sposobem dostarczania infrastruktury IT jest Platform as a Service platforma, jako usługa, określana skrótowcem PaaS. Tutaj udostępniana jest klientowi możliwość wdrażania do infrastruktury chmurowej własnej stworzonej lub zakupionej aplikacji, stworzonej z wykorzystaniem języków programowania, bibliotek, usług i narzędzi wspieranych przez dostawcę platformy. Klient nie musi i nie może zarządzać sieciami, serwerami, zasobami dyskowymi czy systemami operacyjnymi, ale ma możliwość kontroli nad swoją wdrożoną aplikacją i zmianą ustawień konfiguracyjnych dla jej środowiska wykonywalnego. To pozwala skupić infrastrukturę bazową. Aplikacje tworzone w tym modelu zazwyczaj również mogą posiadać elementy skalowalności, pozwalając na przenoszenie ich na dziesiątki serwerów obsługujące tysiące użytkowników bez konieczności zmiany zależy to od dostawcy platformy. Możliwe jest również dynamiczne alokowanie zasobów, aby ograniczyć koszt i użycie serwerów. Trzecią główną kategorią jest Infrastructure as a Service IaaS. Infrastruktura jako usługa pozwala na dostarczenie użytkownikowi niskopoziomowego dostępu do fundamentalnych zasobów komputerowych, takich jak serwery, sieci, zasoby dyskowe. Klient ma możliwość wdrożenia 1547

3 i uruchamiania określonego przez siebie oprogramowania, wliczając w to systemy operacyjne i aplikacje, bez konieczności zważania na rzeczywistą stronę sprzętową. Jest to model pozwalający na dostarczenie klientom strony hardware owej, bez konieczności opłat za sprzęt i jego konserwację, a pozwalający na opłaty za użytkowanie maszyn. Klient ma pełną kontrolę nad systemami operacyjnymi i aplikacjami, ale ograniczoną możliwość kontroli wyposażenia sieciowego. W związku z tym jednak, własny dział IT jest niezbędny dla tego typu rozwiązań, ale pozwala na tanie wykorzystanie zaawansowanych komputerów [4]. Istnieją cztery kolejne modele wykorzystania usług chmurowych, pod kątem doboru osób, które będą mogły z niej skorzystać. Chmura prywatna to wdrożenie usług chmurowych dla użycia przez tylko jedną organizację i jej klientów. W tym momencie dostawca najczęściej dostarcza jedynie mechanizmy platformy, ale sprzęt dostarczany jest przez klienta lub firmę trzecią. Communitycloud, czyli chmura społecznościowa, to rozwiązanie gdzie infrastruktura chmurowa jest dostarczana dla szerszego grona użytkowników, które łączy wspólny cel wykorzystania misja, wymagania prawne lub techniczne, strategia firmy. Chmura publiczna to najczęściej stosowana opcja przez dużych dostawców do chmury dostęp ma szeroki ogół użytkowników, a ich separacja jest realizowana programowo. Dostawcą może być zarówno organizacja rządowa, jak i środowiska akademickie, oprócz oczywiście przedsiębiorstw zajmujących się tylko taką działalnością. Chmura hybrydowa to połączenie jednego lub więcej z modeli opisanych powyżej możliwe jest połączenie dwóch odrębnych bytów, jak chmury publicznej i prywatnej, zachowując ich odrębność, ale skupiając się na przenośności danych i aplikacji pomiędzy dostawcami niezbędne tutaj jest zachowanie odrębności oprogramowania i sprzętu [1]. Wspominane wcześniej pięć głównych charakterystyk dotyczących rozwiązań chmurowych, to: dostęp na żądanie pozwala na wdrożenie i przygotowanie zasobów chmury kiedykolwiek są one wymagane, na żądanie klienta. Klient musi być w stanie uzyskać dodatkowe zasoby, kiedy chce, w minimalnym czasie, z minimalną ingerencją ze strony dostawcy. To najczęściej jest realizowane poprzez dostępne on-line systemy, gdzie użytkownik jest w stanie w łatwy sposób wyklikać chęć dodatkowych usług; dostęp sieciowy możliwości dostarczane przez chmurę są dostępne przez sieć za pomocą standardowych mechanizmów, pozwalając na wykorzystanie heterogenicznych platform, także w koncepcji cienkiego i grubego klienta dostęp może być zrealizowany zarówno za pomocą stacji roboczych, jak i urządzeń mobilnych; pule zasobów dostawcy usług chmurowych mogą utrzymywać maksymalne obciążenie przy minimalnych zasobach własnych. Zasoby mogą być współdzielone na poziomie infrastruktury, platformy albo samej aplikacji. Wielowarstwowość powoduje, że pojedyncza instancja rzeczywistego serwera może udostępniać wiele oddzielnych środowisk dla klientów, co minimalizuje koszty dla dostawców usług; elastyczność dostarczane przez technologie chmurowe elementy infrastruktury mogą być praktycznie nieograniczone i dostępne w dowolnej ilości oraz w dowolnym czasie dla pojedynczego klienta końcowego; mierzalność wykorzystania systemy mogą automatycznie kontrolować i optymalizować wykorzystanie zasobów, które jest monitorowane, a raporty z monitoringu udostępniane zarówno dostawcy usługi, jak i klientowi, co zapewnia przejrzystość, jak i taryfy opłat zależne od rzeczywistego wykorzystania powierzonych zasobów. 3 GŁÓWNE ZALETY CLOUD COMPUTING I EKONOMIA WYKORZYSTANIA Technologie Cloud Computing zmuszą przedsiębiorstwa do zmian, z powodu zestawu interesujących cech opartych o charakterystykę rozwiązań tego typu. Może to mieć znaczenie nie tylko dla dużych przedsiębiorstw, ale przede wszystkim dla sektora MSP, a nawet sektora publicznego i organizacji rządowych. Do najważniejszych zalet Cloud Computing należą[3, 7]: 1548

4 zmniejszenie kosztów, ponieważ technologie chmurowe pozwalają na płatności zgodne z rzeczywistym użyciem, oszczędzając pieniądze; zwiększenie powierzchni dyskowej, gdyż organizacje będą w stanie przechowywać więcej danych niższym kosztem niż jest to możliwe na prywatnych systemach informatycznych; wysoka automatyzacja, bo możliwa jest rezygnacja z pracowników wewnętrznego działu IT, jako, że koszt aktualizacji i konserwacji oprogramowania i sprzętu spada na zewnętrznego dostawcę rozwiązań; elastyczność, ponieważ pracownicy będą w stanie mieć dostęp do informacji i potrzebnych im aplikacji niezależnie gdzie są, korzystając także z urządzeń mobilnych, zamiast być przywiązanymi do swoich biurek; przeniesienie nacisku brak konieczności martwienia się o aktualizacje oprogramowania, konserwacje sprzętu i inne problemy komputerowe pozwoli działom IT przedsiębiorstw i samym przedsiębiorstwom w branży IT na skupieniu się na dostarczaniu nowych, innowacyjnych rozwiązań. 3.1 Ekonomia technologii chmurowych Warto rozważyć trzy szczególnie przekonujące przypadki wykorzystania chmury, które pokazują wyższość technologii chmurowych nad klasycznymi rozwiązaniami informatycznymi. Pierwszym z nich jest sytuacja, kiedy obciążenie usługi zmienia się z czasem. Przygotowanie serwerowni i innej niezbędnej infrastruktury dla szczytowego obciążenia, które może trwać tylko kilka dni w miesiącu, może spowodować, że przez pozostały czas będzie ono pozostawało bezczynne. Cloudcomputing pozwoli płacić tylko za wykorzystane godziny rzeczywistego użycia zasobów serwerowych, podczas gdy rozwiązanie klasyczne zwiększy koszty stałe, takie jak zwiększony dział IT czy koszt utrzymywania sprzętu. Zastosowanie technologii chmurowych w tym scenariuszu prowadzi do oszczędności. Drugi przypadek następuje, kiedy nie jest znane z wyprzedzeniem obciążenie usługi. Może to dotyczyć na przykład serwisów internetowych, które są w stanie stać się popularne nagle, co powoduje znaczący wzrost ich użycia. Później może się zdarzyć, iż część użytkowników zostanie, jednak znacząca część z nich odejdzie. Zakup infrastruktury na wyrost mógłby spowodować jej niedostateczne wykorzystanie po nagłym spadku popularności, a i sam koszt tej operacji mógłby być zbyt duży dla sektora start-upów. Zbyt słaba zakupiona infrastruktura mogłaby z kolei spowodować, że część użytkowników nie byłaby wstanie uzyskać dostępu do usługi, ze względu na nadmierne obciążenie, co oznacza stratę potencjalnych klientów. Ostatni przypadek to wykorzystanie dużej ilości maszyn naraz. Będzie o wiele szybsze wykorzystanie 1000 maszyn pracujących przez godzinę, niż jednej maszyny pracującej przez 1000 godzin. W przypadku rozwiązań chmurowych koszt takiego rozwiązania może być porównywalny, jednak zysków z powodu dostarczenia rozwiązania o wiele szybciej nie da się oszacować [1]. Ekonomiczne uzasadnienie technologii chmurowych ma miejsce zarówno w odniesieniu do sprzęt, jak i wykwalifikowanej kadry. Płatności zgodne z rzeczywistym użyciem ( pay as you go ) dają większe zyski ekonomiczne kupującemu. Godziny pracy maszyn zakupione u dostawcy mogą być wykorzystane w sposób nieokreślony w czasie (np. dziś jedna serwerogodzina, a jutro 20 serwerogodzin, pojutrze żadna). Wśród dostawców łącza praktyka sprzedawania pakietów danych jest popularna od pewnego czasu [2]. Przedsiębiorstwa mogą oczekiwać największych zysków w trzech obszarach zademonstrowanych na rysunku 3. Kolor jasnoszary to kwestie finansowe, kolor szary to usprawnienie wykorzystania istniejących zasobów, a kolor czarny to dostęp do profesjonalistów. 1549

5 Dostęp do profesjonalistów Usprawnienie poziomów SLA Zmniejszenie problemów z objętością Zwiększenie szybkości Redukcja kosztu wsparcia i zarządzania Redukcja inwestycji kapitałowych Redukcja kosztu infrastruktury IT Rys. 3. Spodziewane zyski dzięki zastosowaniu chmury (opracowanie własne na podstawie [9]) Inne przeprowadzone ankiety wskazują, że 479 z przedsiębiorstw w Unii Europejskiej już teraz wykorzystuje chmurę i ma z tego powodu konkretne benefity. 81% respondentów odpowiedziało, że jest to niższy koszt utrzymania usług IT od 10 do 20%, a 12% powiedziało, że koszt IT spadł powyżej 30%. Pozostałe zyski wymienione przez uczestników badania to m.in. możliwość bardziej efektywnej pracy w ruchu (46 procent), wyższa produktywność (41%), lepsze wykorzystanie standardowych procesów biznesowych (35 procent), lepszy dostęp do nowych obszarów rynku (33%) oraz możliwość zaistnienia w nowych rejonach (32 procent). Możliwe jest śmiałe stwierdzenie, że chmura jest obiecującą technologią z istotnymi zaletami dla biznesu [5]. W Polsce około 40% sektora MŚP korzysta z chmur publicznych do przetwarzanie danych i zbliżona ich liczba około 43% wdraża chmury prywatne [6]. WNIOSKI Cloudcomputing zmienia sektor IT, ale także sektor MŚP. Jest oczywistością, że każdy potencjalny użytkownik musi zapytać siebie, czy bardziej ekonomicznie jest przenieść istniejące rozwiązania do chmury, czy też nie zostawić ich w obecnej formie. Istnieje szereg powodów, dla których rozwiązania chmurowe są interesujące. Głównymi zaletami są tutaj niższe koszty wykorzystania infrastruktury i zwiększenie operatywności przedsiębiorstw, a także nieograniczony dostęp do zasobów chmury z urządzeń przenośnych tj. tablet czy smartfon. Użycie chmury obliczeniowej znacznie ułatwia start niewielkim i średnim firmom na konkurencyjnym rynku, redukując koszty zakupu dość drogiego sprzętu komputerowego. Streszczenie W artykule przedstawiono ekonomiczne uzasadnienia dla wykorzystania rozwiązań typu cloudcomputing w systemach informatycznych przedsiębiorstw. Technologia chmury obliczeniowej jest obecnie jedną z najszybciej się rozwijających gałęzi informatyki. Opisano i zdefiniowano trzy najważniejsze modele dostępu chmury wraz z ich zaletami dla użytkowników końcowych, w szczególności dla użytkowników urządzeń mobilnych.. Wymieniono także pięć głównych charakterystyk tej technologii oraz zaprezentowano cztery różne modele dotyczące wdrażania usług dla różnego typu odbiorców. W kolejnej części artykułu zostały opisane zalety rozwiązań chmurowych w odniesieniu do usług dostarczanych tradycyjnie oraz główne aspekty ekonomiczne przemawiające za wyborem nowo rozwijanych rozwiązań. Dziedziny, w których zysk z zastosowania chmury jest najwyraźniejszy, obejmują wykorzystanie dużych mocy obliczeniowych w niezdefiniowanych z góry warunkach czasowych. 1550

6 Benefits of cloudcomputing in telecommunication systems Abstract The paper presents economic justification for usage of the cloud computing technologies in companies telecommunication systems. The cloud is currently one of the most rapidly growing branches of computer science. The three most important access models are described including their advantages for end users, especially mobile devices users. The five main characteristics were detailed as well as four different models of deployment, each for different kind of customer. The next part of the article shows benefits of cloud computing in comparison to traditionally available application, hosting and infrastructure services. The economic aspects important for small and medium businesses and advantages for choosing this news set of technologies are described. The main fields of cloud computing usage are high performance computing, especially when time constraints are undetermined. BIBLIOGRAFIA 1. Ambrust M. et al., A view of cloud computing, Communications of the ACM,Vol.53, Ambrust M. et al., Above the Clouds: A Berkeley View of Cloud Computing, Tech.Rep. CB/EECS , EECS Department, U.C. Berkeley, Baner E., Adams R., Reability and avalibility of cloud computing, Wiley, Betts D. et al., Moving Application to the Cloud, Microsoft, Bradshaw D., Folco G., Cattaneo G., Kolding M., Quantitative Estimates of the Demand for Cloud Computing in Europe and the Likely Barriers to Uptake, IDC Analize de Future, Czajkowska K., Rozwój przetwarzania danych w chmurze w Polsce, Administrator 2/2013, Geelan J., Six Benefits of Cloud Computing, GUS, Społeczeństwo informacyjne w Polsce, Szczecin, McNee B., SaaS and Cloud After the Storm, Saugatuck Technology Inc., Mell P., Grance T.: The NIST Definition of Cloud Computing, National Institute of Standards and Technology Special Publication , September 2011, [ ] 11. Pańczyk B., Effective web applications development, Actual Problems of Economics, nr 11, Pańczyk M., Improving computation efficiency by parallel programming, Actual Problems of Economics, nr 3, Żyła K., Economic aspects of user-oriented modeling for mobile devices, Actual Problems of Economics, nr 4,