Облачные технологии и модели: от SaaS к EDGE
Российский облачный рынок начал активно развиваться в конце 2000-х годов, и этот период ознаменовался рождением первых стартапов, специализирующихся на предоставлении услуг SaaS (программное обеспечение как услуга). Среди них можно выделить такие компании, как Asoft, «Мегаплан», «МойСклад», которые стали пионерами в этой области. Параллельно с развитием SaaS-проектов появились и другие инновационные инициативы, например, проекты по автоматизации бухгалтерской отчетности, такие как «СКБ Контур» и «Калуга Астрал», сервис проведения онлайн-конференций «Вебинар». Они значительно упрощали повседневные задачи бизнеса, предоставляя возможность решать их без необходимости установки программ на персональные компьютеры, просто с использованием веб-браузера.
Собственно, облачная модель предоставления тех или иных услуг практикуется уже много лет. Основными моделями являются SaaS (Software as a Service) — это облачная модель предоставления программного обеспечения, PaaS (Platform as a Service, платформа как услуга) — это способ предоставления вычислительных ресурсов в облаке, когда пользователь получает уже готовый сервис или платформу для запуска своего кода и хранения данных, и IaaS (Infrastructure as a Service, инфраструктура как услуга) — модель, по которой потребителям предоставляются по подписке фундаментальные информационно-технологические ресурсы — виртуальные серверы с заданной вычислительной мощностью, операционной системой и доступом к сети. Существует интересное и популярное разъяснение разницы между этими моделями, которое выглядит так: «IaaS — корова в аренду, PaaS — молокозавод, а SaaS — молоко в супермаркете».
Особую эффективность облачные сервисы показывали не только там, где они заменяли традиционное программное обеспечение, но и там, где они позволяли заменять оборудование – в коммуникационной сфере, заменяя железную АТС на виртуальную (ВАТС) или сервер видеоконференций (ВКС) – такой как Polycom или Cisco – на облачный сервис того же «Вебинара». Уже тогда они делали доступной связь для малого и среднего бизнеса, а сейчас, после пандемии Covid-19 и вхождения (похоже, что необратимого) в нашу жизнь «удалёнки», даже крупный бизнес не представляет своих процессов без таких сервисов.
В России насчитывается порядка 10 различных сервисов облачных видеоконференций. Большинство из них появились в последние несколько лет, когда каждая крупная цифровая компания считала своим долгом написать еще одну российскую ВКС. Все они очень похожи по своей функциональности просто потому, что никто не стал заморачиваться и писать с нуля свою систему ВКС, а брал за основу популярные open source-проекты вроде Jitsi. Jitsi — это набор бесплатных и открытых мультиплатформенных приложений для голосовой связи, видеоконференций и мгновенных сообщений для веба и клиентов популярных операционных систем.
Вопрос, конечно же, не только в функциональности облачных систем видеоконференций. Именно в пандемию резко возросло число пользователей таких сервисов и, соответственно, нагрузка на облачную инфраструктуру. Например, сейчас многим клиентам требуется возможность одномоментно подключать к вещанию тысячи пользователей — и тот же «Вебинар» вполне справляется с подобными нагрузками.
Рынок SaaS в России долгие годы формировали в основном зарубежные игроки, такие как Microsoft, Google, Atlassian, Zoom, а также упомянутые выше российские стартапы. Если смотреть на структуру всего российского рынка облачных услуг, то до начала цифровизации и роста доверия к облачной модели со стороны крупного бизнеса SaaS занимал порядка 2/3 всего рынка. Рост спроса на IaaS/PaaS в последние пять лет уменьшил рыночную долю SaaS до 50%. А по итогам 2022 года темпы роста рынка SaaS сократились практически до нуля, а по оценкам ряда экспертов сам сегмент даже несколько сократился. Это связано с тем, что зарубежные игроки ушли с российского рынка, а заместить все их сервисы в моменте довольно сложно: это не просто инфраструктура, а программное обеспечение, которое много лет писали команды разработчиков глобальных компаний, и для ряда инструментов на сегодняшний день очевидной замены не существует, хотя ее активно ищут.
С другой стороны, уход ряда западных игроков с российского рынка за последние два года, рост спроса на импортозамещение – это ключевые факторы ренессанса в российском SaaS-сегменте. Российские SaaS-компании показывают стабильный рост и активно решают проблемы российского бизнеса.
Но давайте перейдём от SaaS к инфраструктуре, которая развёрнута под ним.
IDC (International Data Corporation) опубликовала отчет по глобальному рынку инфраструктурных облаков. Несмотря на сложную геополитическую обстановку, макроэкономические вызовы и высокую инфляцию, аналитики считают, что отрасль будет продолжать стабильно расти.
По их данным расходы на публичный IaaS будут демонстрировать CAGR (Compound Annual Growth Rate, среднегодовые темпы роста) на уровне 11,6%, и к 2027 году их объем достигнет $109,7 миллиарда. Это будет составлять примерно 70% от общего объема инвестиций в облачные платформы. В то время как в сегменте частных облаков прогнозируется более низкий CAGR в размере 10,7%, и его предполагаемый объем составит $47,0 миллиарда к концу прогнозируемого периода. (1)
А что же у нас?
В части инфраструктурных облаков развитие российского рынка началось несколько позже и с существенным отставанием от США и Европы, где уже с начала 2000-х начал формироваться новый способ предоставления IT-услуг. Этот подход получил название MSP (Managed Service Provider), он охватывает не только облачные услуги, но и другие виды IT-сервисов. Именно в этот период начали появляться провайдеры, предоставляющие профессиональную облачную инфраструктуру на базе коммерческих дата-центров. Они использовали MSP-лицензии от вендоров, таких как VMware и Microsoft, для построения своей инфраструктуры и предлагали основные услуги, такие как хостинг виртуальных машин и хранилища данных. А параллельно начал формироваться рынок гиперскейлеров – таких как Amazon Web Services (AWS) и Microsoft Azure, которые создавали услуги не только класса IaaS, но и PaaS.
В России в начале прошлого десятилетия развитие IaaS пошло в двух направлениях. Первое – перепродажа услуг зарубежных провайдеров и гиперскейлеров с рядом сопутствующих услуг вроде помощи в миграции, техподдержке и биллинге. Этим направлением занимались российские дистрибьюторы и интеграторы. Направление успешно развивалось до середины 2022 года и вносило весомый вклад в российский облачный рынок. Второе – создание собственной облачной инфраструктуры в коммерческих ЦОД. В этом направлении сначала начали работать вчерашние хостеры и системные интеграторы, позже в гонку включились операторы связи, банки и сами поставщики услуг ЦОД.
Лидирующим стеком построения облаков для корпоративного сектора долгое время оставался VMware, тогда как облака для веб-нагрузок строили на базе KVM/OpenStack. Это определялось тем, что корпоративные клиенты для внутренних нагрузок использовали виртуализацию VMware и не хотели менять привычный стек при миграции в облако, поэтому они просили интеграторов использовать ту же платформу. VMware изначально предлагала очень качественные решения и для корпоративной виртуализации, и панели управления для облаков. Кроме того, некоторые провайдеры писали поверх вендорской панели управления свою собственную, потому что это давало большую гибкость и лучше соответствовало запросам клиентов. Однако помимо управления облакам нужен еще и биллинг.
C точки зрения тарификации и биллинга IaaS представляет собой более сложный тип сервисов, чем SaaS. Конечная стоимость услуги зависит в среднем от пяти-шести параметров, которые в течение отчетного периода изменяются, тогда как у большинства SaaS тарификация зависит от числа пользователей и/или двух-трех типов функциональных возможностей, объединенных в тарифные планы. Это, кстати, роднит облака с услугами операторов связи, где конечному клиенту также предлагается комплексный тарифный план с набором включенных минут, SMS и Гб. Помимо фиксированных тарифных планов, в инфраструктурных облаках предлагается тарификация по принципу pay-as-you-go – с оплатой за фактическое потребление, когда стоимость единицы ресурса существенно выше, чем стоимость этой же единицы в комплексном тарифе, но появляется возможность гибкого подхода к нагрузке. В связи с этим на рынке появился отдельный класс систем – облачные биллинги, которые были востребованы у начинающих провайдеров, так как существенно упрощали выход на рынок.
В период пандемии крупный бизнес активно выносил нагрузки в облако, чтобы обеспечить работоспособность и непрерывность процессов. Но спрос рос неравномерно. Несмотря на увеличение спроса на облачные ресурсы в некоторых отраслях, в других отраслях наблюдается стагнация, что привело к снижению потребления информационных технологий, включая облачные вычисления. Однако в целом бизнес стал больше доверять облакам, а спрос на цифровую трансформацию подтолкнул к использованию не только простого IaaS, но и контейнерной виртуализации и элементов PaaS, таких как искусственный интеллект, машинное обучение, аналитика данных и блокчейн-технологии. Разработчики и предприниматели получили доступ к широкому спектру инструментов и сервисов, предоставляемых облачными провайдерами. Они включают в себя базы данных, хранилища данных, DevOps-инструменты, мониторинг и управление, а также инструменты для разработки и развертывания приложений. Использование такой экосистемы облачных продуктов упрощает процесс разработки и сокращает затраты на этапе создания цифровых продуктов.
Упомянутая выше контейнерная виртуализация представляет собой важное инфраструктурное направление у большинства современных российских провайдеров. Контейнерная виртуализация — это методология построения облачной инфраструктуры, которая позволяет упаковывать приложения и их зависимости в контейнеры, которые могут быть запущены и работать в изолированном окружении. Например, Google использует свою платформу для запуска миллионов контейнеров каждую неделю. Инженеры компании, собственно, и создали в середине прошлого десятилетия систему управления контейнерами Kubernetes, которая стала стандартом в отрасли.
Контейнеры, по сути, это миниатюрные виртуальные машины, которые обеспечивают внутри себя все необходимое для функционирования приложения: операционную систему, библиотеки, исполняемые файлы и конфигурационные настройки. Однако в отличие от традиционных виртуальных машин, контейнеры более легковесны и, как следствие, на одном и том же оборудовании их можно разместить более плотно, чем классические виртуальные машины. Контейнеры могут быть развернуты практически везде, где есть поддержка контейнерной виртуализации, вне зависимости от операционной системы или инфраструктуры. Это позволяет разработчикам создавать приложения, которые легко могут быть перенесены между разными средами – разрабатывать приложение можно на ПК, а потом запускать его на промышленном компьютере или даже роутере. К другим преимуществам контейнеров можно отнести то, что с их помощью разработчики могут точно определить окружение, в котором будет работать их приложение. Это позволяет избегать конфликтов между зависимостями и облегчает управление версиями. Также стоит отметить, что контейнеры идеально подходят для микросервисных приложений, позволяя каждому сервису работать в своем собственном контейнере, что способствует легкости сопровождения и разработки масштабируемых систем. А микросервисы, в свою очередь, это ключевой тренд архитектуры современных cloud ready-систем. Эта технология помогает компаниям быстро адаптироваться к изменяющимся рыночным условиям и сокращать время от идеи до релиза. С развитием инфраструктуры и инструментов для контейнерной виртуализации она становится незаменимой частью современной разработки программного обеспечения.
И всё же вернемся пока к классической виртуализации в облачной инфраструктуре. В 2022 году ряд вендоров популярных систем виртуализации и управления облаками покинули Россию, как ушли и зарубежные провайдеры и гиперскейлеры. Согласно данным экспертов RCCPA, до 2022 года зарубежные провайдеры составляли порядка 30% общего прироста объема облачного рынка в России. Основной вклад в этот прирост внесли компании Microsoft и AWS, а также VMware, предоставляющие программное обеспечение для провайдеров и внутренней виртуализации. Уход зарубежных провайдеров вылился во взрывной рост спроса на российскую облачную инфраструктуру. При этом российские провайдеры с радостью были готовы принять новых клиентов, не забывая повышать цены, а клиенты имели возможность переносить свои приложения и данные в привычное окружение VMware, поскольку многие провайдеры продолжают предоставлять свои услуги на основе этой платформы, даже если у нее отсутствует официальная поддержка от производителя. С другой стороны, некоторые крупные облачные поставщики готовы предоставить услуги по миграции на KVM, иногда даже бесплатно.
Параллельно многие провайдеры начали задумываться о том, как развиваться дальше. Далеко не у всех была своя импортозамещенная платформа для построения облаков. К тому же, потеряв поддержку от зарубежных вендоров, провайдеры потеряли и обновления, включая критичные обновления безопасности.
Ряд провайдеров до сих пор занимает выжидательную позицию, ожидая возвращения западных вендоров – как ушли, так и вернутся. В качестве временного решения можно воспользоваться возможностью не платить отчисления за ПО, а за технической поддержкой обратиться к российским интеграторам, которые забрали многих сотрудников той же VMware.
Другой вариант – переход на собственное решение или решение на базе открытого кода – тот же OpenStack. Преимущество этого подхода заключается в том, что не нужно платить сторонним организациям. Оборотная сторона – требуется наличие собственной команды разработчиков или хорошо подготовленных специалистов по открытым решениям (либо можно купить команду, которая умеет готовить OpenStack). Этот вариант приемлем для крупных провайдеров с большим штатом разработчиков.
И третий путь – переход на решение по виртуализации от российского вендора. В едином реестре российских программ для ЭВМ и баз данных (ЕРРП) в 2023 году представлен широкий спектр инфраструктурных решений по виртуализации, в том числе облачные и гиперконвергентные платформы. Но не все они подходят для оказания облачных услуг, также не решен и ключевой вопрос – где взять специалистов, умеющих работать с новыми платформами. На российском рынке труда много специалистов по VMware, но очень мало свободных инженеров, которые умеют работать с OpenStack. Причина очевидна: у нас на рынке и до 2022 года было три крупных провайдера, использующих OpenStack, и они «скупали на корню» всю экспертизу, и в первую очередь специалистов по российской виртуализации. Для решения этой непростой задачи некоторые вендоры активно развивают свои и партнерские тренинг-центры, некоторые продают свою экспертизу, а некоторые подошли к этому вопросу еще более изобретательно. Нет специалистов по нашему продукту, но есть специалисты по VMware? Так мы будем развивать интерфейсы нашего продукта, чтобы они были максимально близки к аналогичным продуктам VMware, вплоть до расположения кнопок. Крайне интересная стратегия, которая на глобальном рынке могла бы быть сопряжена с исками от VMware, но в текущих условиях об этом можно не беспокоиться.
Об эволюции моделей облачных услуг
С ростом спроса на цифровую трансформацию, то есть создание цифровых продуктов средним и крупным бизнесом, и с выносом чувствительных данных в облака (те же внутрикорпоративные системы) в мире и в России отчетливо наметился тренд на применение гибридных и мультиоблачных стратегий.
Гибридное облако (Hybrid Cloud) — это облачная компьютерная инфраструктура, которая объединяет в себе элементы двух или более типов облачных вычислений: публичных облаков (public cloud), частных облаков (private cloud) и, иногда, локальных инфраструктурных ресурсов (on-premises) или выделенных серверов (bare metal cloud).
Bare Metal Cloud (или выделенное оборудование в облаке) представляет собой эволюцию облачных вычислений, которая позволяет арендовать выделенное физическое оборудование, такое как серверы, без необходимости виртуализации. Одной из ключевых особенностей Bare Metal Cloud является высокая производительность. Поскольку пользователи имеют полный доступ к физическому оборудованию, они могут оптимизировать его конфигурацию под свои потребности, что позволяет достичь максимальной производительности при выполнении вычислительных задач. Пользователи Bare Metal Cloud имеют гарантированный доступ к ресурсам, без соседей на одном физическом сервере, что обеспечивает предсказуемость работы приложений. Это особенно важно для приложений, требующих стабильности и непрерывной доступности. А поскольку нет виртуализации, снижается риск утечки данных между виртуальными машинами. На физическом сервере нет соседних виртуальных машин, что уменьшает риск шума соседей и повышает безопасность данных, а потенциальные атаки, эксплуатирующие уязвимости класса Spectre/Meltdown/TLBleed из виртуальных сред, обычно не применимы.
Гибридные облака могут быть настроены по-разному в зависимости от потребностей конкретной организации. Это может включать в себя развертывание приложений в частных облаках, а резервное копирование данных в публичные облака, создание гибридных мостов для обмена данными между разными облаками и многое другое. Главное преимущество гибридных облаков заключается в том, что они предоставляют компаниям большую гибкость и контроль над их IT-средой, что в свою очередь позволяет им лучше соответствовать своим бизнес-потребностям и требованиям безопасности. Важность обеспечения безопасности данных и соблюдения законодательных норм и регуляций становится все более критической. Гибридные облака позволяют удовлетворить эти требования, предоставляя более чёткий контроль над данными и уровнем безопасности.
Мультиоблако (Multicloud) — это стратегия использования облаков от нескольких облачных провайдеров для удовлетворения вычислительных потребностей организации. Реализуя мультиоблачную стратегию, компании могут одновременно использовать услуги и ресурсы нескольких облаков, таких как публичные облака, частные облака и гибридные облака. Но в отличие от гибридных облаков, здесь всегда присутствуют несколько провайдеров, что позволяет экономить при общей гибкости решения, но накладывает обязательство по решению задачи управления мультиоблачными средами. Это может быть сложным и требует хорошей координации и интеграции разных облачных платформ, биллингов, систем разграничения прав доступа. Решать эту задачу можно в ручном режиме, сводя биллинг на уровне финансов, или же через платформу-оркестратор или платформу-брокер, которая позволяет командам заказывать услуги от различных поставщиков в едином интерфейсе и с единым биллингом. Это крайне удобно, когда в рамках создания цифровых продуктов компания приобретает, к примеру, платформенные сервисы DataOps или MLOps у гиперскейлера, упрощая процесс разработки, и параллельно для продуктивной среды берёт Bare Metal у другого поставщика. В связи с дефицитом ряда типов оборудования, который сложился в последние два года из-за ограничения поставок, мультиоблачная стратегия является выигрышной – если в данный момент нельзя взять GPU-хостинг (специализированный тип облака, с мощными графическими картами, используемый в том числе и в задачах ИИ) у одного провайдера, то его можно взять у другого, чьи ресурсы свободны. Внутреннему клиенту, который решает свою задачу, может быть непринципиально, в каком ЦОД и от какого поставщика он получит виртуальную машину с требуемыми параметрами. Мультиоблачный поход позволяет бизнесу оптимизировать расходы на облачные услуги, выбирая наилучшие решения и провайдеров для конкретных задач.
Но, безусловно, у такой модели есть плюсы и минусы, и IT-департамент вместе с IT-директором должны иметь четкую стратегию и план управления мультиоблаками, чтобы обеспечить эффективное использование всех выбранных облачных платформ.
Еще один важный аспект, который стоит отметить: гибридные и мультиоблачные стратегии обеспечивают сравнительно высокую доступность данных и приложений для бизнеса, который оперирует приложениями и данными в разных регионах. Это особенно важно для глобальных компаний, так как в разных регионах и странах разное законодательство, которое может определять политику по тем же персональным данным. Сейчас, когда ряд провайдеров разделяет бизнес на российский и зарубежный, изолируя, в том числе и на уровне доступных локаций, ЦОД, а другие провайдеры, наоборот, открывают новые локации в Средней Азии или на Ближнем Востоке, мультиоблачный подход прочно вошел в жизнь тех же поставщиков SaaS и других цифровых продуктов.
От облачных вычислений к граничным
Мы рассмотрели, как облака помогают изменять подходы к внутрикорпоративной инфраструктуре, к внутренним IT-процессам компании, а также становятся движителем цифровизации. Однако ключевой задачей облаков и облачных провайдеров на ближайшие годы будет являться поиск своего места в реальном секторе экономики. То есть им предстоит понять, каким образом они могут прийти на завод или к сельхозпроизводителю, чтобы помочь создать ценность для производственного процесса, как повысить эффективность, управляемость и снизить издержки. Завод и сельское хозяйство приведены в качестве примеров неспроста, так как в отличие от компании, которая располагается в городском офисе, в данных случаях сетевая связанность с ЦОД провайдера может оказаться под вопросом. Данные в тех же SCADA-системах (системы управления производственными процессами) критичны к задержкам, и их нельзя выносить во внешний ЦОД, который расположен за десятки и сотни километров. Массивы информации со множества IIoT-датчиков (сенсоры промышленного Интернета вещей), установленных на станках и конвейерах, передаются в реальном времени в SCADA. При этом требования к безопасности на производстве куда выше, и многие промышленные предприятия не горят желанием выносить свои данные за периметр, опасаясь утечек, атак и промышленного шпионажа. И тут на помощь приходят EDGE-вычисления.
EDGE-вычисления – разновидность облачных моделей, которая позволяет обрабатывать данные и выполнять вычисления непосредственно на устройствах, находящихся близко к месту их создания. В промышленном контексте это могут быть датчики, контроллеры, роботы и другие устройства, используемые на производственных линиях. Главное преимущество EDGE-вычислений заключается в том, что они позволяют обрабатывать данные на месте, минимизируя задержки и потребление сетевых ресурсов.
В EDGE-модели на предприятии может быть развёрнут EDGE-узел (EDGE Node, система серверов и СХД), который способен собирать и обрабатывать информацию изолированно от внешнего ЦОД провайдера, используя те же контейнеры. А вот за жизнеспособность контейнерной виртуализации на EDGE следит уже провайдер, и в случае, если EDGE-узлу не хватает ресурсов, например, для создания резервных копий, то их можно будет передать в централизованный ЦОД провайдера. При этом то, какие данные можно отдавать «наружу», определяет сама IT-служба предприятия.
EDGE-вычисления позволяют проводить мониторинг состояния оборудования в реальном времени: c помощью IoT-датчиков и аналитики данных на месте можно выявлять отклонения и предсказывать отказы оборудования, что позволяет устранять неполадки до их серьезного воздействия на производственный процесс. Параллельно EDGE позволяет анализировать данные с производственных линий и принимать решения на основе этой аналитики в реальном времени, что может включать в себя оптимизацию производственных параметров, планирование производства и управление запасами.
Промышленное производство – одна из областей, которая постоянно стремится к повышению эффективности и улучшению производственных процессов. В этом контексте технологии EDGE-вычислений становятся все более значимыми и позволяют компаниям решать сложные задачи в реальном времени, улучшать безопасность и экономичность производства, а также снижать потребление энергии и ресурсов.
За последние 15 лет рынок облачных услуг претерпел значительные изменения, которые существенно повлияли на бизнесы, потребителей и технологический ландшафт в целом. Облачные технологии стали неотъемлемой частью современного мира, предоставляя огромное количество возможностей для хранения данных, разработки приложений и продуктивных коммуникаций. Мы рассмотрели лишь небольшую часть тех трансформаций, которым подверглись модели предоставления облачных услуг в мире и в России, а также их влияние на бизнес, производство и нашу жизнь.
Литература
[1] Cloud Infrastructure Spending Continued to Grow in the Second Quarter of 2023 Led by Spending on Shared Cloud Infrastructure, According to IDC Tracker, https://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prUS51280423
Об авторе:
Антон Салов, член оргкомитета Russian Cloud Computing Professional Association (RCCPA)