UNIVERSITATEA ROMÂNO-AMERICANĂ

FACULTATEA DE INFORMATICĂ MANAGERIALĂ

PROGRAMUL DE STUDII UNIVERSITARE DE MASTERAT:

„SISTEME INFORMATICE MANAGERIALE”

CERCETARE STIINTIFICA DE SPECIALITATE

- Cloud-computing -

Realizator: Podaru I.V. Alexandru Mihail

Bucureşti

2013

Introducere în Cloud Computing

Definiție Cloud Computing

Institutul Național de Standarde și Tehnologie din Statele Unite (NIST), ca autoritate în

materie, definește cloud computing ca un model de servicii de acces prin rețea (Internet) la

sisteme distribuite de resurse de calcul configurabile la cerere (de exemplu servere, stocare

de date, aplicații și servicii) care pot fi puse rapid la dispoziție cu eforturi minime de

management și intervenție din partea clientului și a furnizorului. Accesul se poate face de

oriunde, convenabil, fără ca utilizatorul să aibă nevoie să știe în detaliu locația sau

configurația sistemelor care furnizează aceste servicii. Mai simplu spus, aplicatiile și datele

rulează și sunt stocate în altă parte decât pe serverele și stațiile utilizatorului, acesta

accesându-le de la distanță (adică pe Internet, dar nu neapărat).

Fig. 1 Cloud Computing

Caracteristici esențiale ale Cloud Computing

Pentru a putea fi denumit ca atare, un sistem de Cloud Computing trebuie să aibă următoarele

caracteristici esențiale:

Resursele sunt disponibile la cerere. Un consumator poate să-și asigure în mod

unilateral capacități de calcul cum ar fi timpul de server (server-time) și capacitate de

stocare (network storage), după cum are nevoie, în mod automat, fără a necesita

interacțiunea umană cu fiecare din furnizorii de servicii.

Accesul se face prin rețea de bandă largă. Capabilitățile sunt disponibile in rețea și

accesate prin intermediul unor mecanisme standard, care să promoveze utilizarea de

platforme eterogene de tip thin sau thick client (de exemplu telefoane mobile,

laptopuri, tablete sau statii de lucru).

Resursele sunt folosite în comun. Resursele furnizorului de calcul sunt reunite

pentru a servi mai multor consumatori, folosind un model multi-tenant (mai mulți

așa-ziși chiriasi), cu resurse fizice și virtuale diferite atribuite dinamic în funcție de

cererea consumatorilor. Se introduce notiunea de independență de locația in care se

asigura resursele, în care clientul nu are în general nici un control sau cunoștințe

asupra localizarii exacte a resurselor oferite, dar se poate preciza locația la un nivel

mai ridicat de abstractizare (de exemplu in ce țară, oras sau centru de date). Exemple

de resurse partajate: capacitati de stocare, de procesare, memorie si banda de rețea.

Elasticitate/Scalabilitate. Capabilitățile sunt “elastice”, în unele cazuri în mod

automat, pentru a scala rapid in “sus” sau in “jos” in functie de cererea de resurse.

Pentru consumator, capacitatea de calcul disponibila pare a fi nelimitata și poate fi

atribuita în orice cantitate, in orice moment.

Este un serviciu măsurat. Sisteme de control din Cloud monitorizeaza si

optimizeaza automat utilizarea resurselor prin mecanisme de măsurare la un nivel de

abstractizare adecvat tipului de serviciu (de exemplu stocarea de date, prelucrarea,

lățimea de bandă și numarul de conturi de utilizatori activi). Gradul de utilizare a

resurselor poate fi monitorizat, controlat și raportat pentru asigurarea transparenței,

atât furnizorului cat și consumatorului de servicii utilizate.

Scurtă istorie a Cloud Computing

Termenul de Cloud (“Nor” în română) este folosit ca o metaforă pentru Internet, pe baza

desenului unui nor folosit în trecut pentru a reprezenta rețeaua de telefonie și mai târziu

pentru a descrie Internetul în diagramele rețelelor de calculatoare, ca o reprezentare abstracta

a infrastructurii sale de bază.

Accesul de oriunde și disponibilitatea rețelelor de calculatoare de mare capacitate având

costuri scăzute, și a dispozitivelor de stocare, precum și adoptarea pe scară largă a tehnicilor

de virtualizare, arhitectura de tip “service-oriented”, autonoma, si puterea de calcul ca

utilitate au condus la o creștere spectaculoasă a serviciilor de tip Cloud Computing. Detaliile

implementarii sunt transparente pentru utilizatorii finali, care nu mai au nevoie de expertiză

sau control asupra infrastructurii si tehnologiilor din “cloud”, carora li se oferă doar un

serviciu.

Conceptul de bază de Cloud Computing datează din anii ’60, când John McCarthy a apreciat

că “puterea de calcul va putea fi oferită într-o zi ca o utilitate publică”. Aproape toate

caracteristicile moderne ale conceptului (elasticitate, caracteristica de “utilitate”,

disponibilitate on-line, iluzia de resursă infinită), comparația cu sectorul public de energie

electrică și de utilizare a formelor de cloud public, guvernamental, privat și comunitar, au

fost explorate în amănunt în 1966 de Douglas Parkhill în cartea “The Challenge of the

Computer Utility”.

Alți cercetători au arătat că rădăcinile sale merg înapoi până în anii ’50, când omul de știință

Herb Grosch (autorul Legii lui Grosch) a postulat că întreaga lume va funcționa cu terminale

fără putere proprie de calcul (dumb în engleză în original), iar puterea de calcul va fi furnizată

de aproximativ 15 centre de date de mari dimensiuni.

Conform unui articol publicat de PC-world, cloud computering nu este o revoluție ci o

evoluție.

Fig. 2 - Evolutia Cloud Computing

Termenul actual de “Cloud” este împrumutat din telefonie, în sensul că societățile de

telecomunicații, care până în 1990 au oferit în principal conexiuni de date dedicate punct-la-

punct, au inceput sa ofere retele virtuale private (Virtual Private Network – VPN), adica

servicii la o calitate comparabilă dar la un cost mult mai mic. Prin re-routarea traficului

pentru a echilibra utilizarea retelelor, ei au fost capabili să utilizeze mai eficient latimea de

banda de care dispuneau. Simbolul de Cloud a fost folosit pentru a desemna punctul de

demarcație între responsabilitatea furnizorului și responsabilitatea utilizatorului. Cloud

computing extinde această limită pentru a acoperi servere și infrastructura de rețea.

După ceea ce a rămas în istoria recentă a Internetului ca “bula dot-com”, Amazon a jucat un

rol-cheie în dezvoltarea cloud computing, prin modernizarea centrelor de date proprii care, la

fel ca cele mai multe rețele de calculatoare, erau folosite la mai puțin de 10% din capacitate

în orice moment, doar pentru a avea rezerve pentru vârfuri de sarcini ocazionale.

După ce a constatat că noua arhitectură a condus la îmbunătățiri semnificative ale eficienței

interne, Amazon a inițiat un efort de dezvoltare a produsului pentru a oferi clienților externi

servicii de tip “cloud computing” și a lansat în 2006 Amazon Web Service (AWS) ca

“utilitate de calcul” (utility computing).

La începutul anului 2008, Eucalyptus a devenit prima platformă open-source, compatibilă la

nivel de API cu AWS, de implementare a arhitecturii de Cloud privat. La începutul anului

2008, OpenNebula, consolidat în cadrul proiectului RESERVOIR finanțat de Comisia

Europeană, a devenit primul software open-source care permitea implementarea modelelor de

Cloud Private și Hybrid, precum și “cloud federation” (citation needed). În același an,

eforturile s-au concentrat pe furnizarea de QoS (Quality of Service) garantat (în conformitate

cu cerințele aplicațiilor interactive în timp real) infrastructurilor bazate pe cloud, în cadrul

proiectului IRMOS finanțat de către Comisia Europeană, rezultând un mediu de Cloud în

timp real.

Pe la jumătatea anului 2008, Gartner a văzut o oportunitate pentru cloud computing “, pentru

a modela relațiile dintre consumatorii de servicii IT, cei care folosesc servicii IT și cei care le

vând”, și a observat că “organizatiile trec de la hardware și software propriu la modele de

servicii bazate pe gradul de utilizare”, astfel că” trecerea prevazuta la cloud computing … va

duce la o creștere dramatică de produse IT în anumite domenii și reduceri semnificative în

alte domenii. “

Implementare și modele de servicii

Modele de implementare:

- Private Cloud. Infrastructură de tip cloud prevăzută pentru utilizarea exclusivă de către o

singură organizație care cuprinde mai mulți consumatori (de exemplu, business units). Acesta

poate fi deținut, administrat și operat de către organizație, o companie terță sau o combinație

a acestora și poate exista fizic în interiorul sau în afara organizației (‘on-premises’ sau ‘off-

premises’).

- Community Cloud. Infrastructura de tip cloud este prevăzută pentru utilizarea exclusivă de

către o comunitate specifică de consumatori din organizații care au preocupări sau interese

comune (de exemplu misiunea, cerințele de securitate, politică sau considerente de

conformitate). Aceasta poate fi deținută, administrată și operată de către una sau mai multe

dintre organizațiile din comunitate, o terță parte sau o combinație a acestora și poate exista

fizic în interiorul sau în afara organizației.

- Public Cloud. Infrastructura de tip cloud este prevăzută pentru utilizarea deschisă de către

publicul larg. Aceasta poate fi deținută, administrată și operată de catre o organizație

comercială, academică, guvernamentală sau o combinație a acestora. Ea există la sediul

furnizorului de Cloud Computing.

- Hybrid Cloud. Infrastructura de tip cloud este o combinație de două sau mai multe

infrastructuri Cloud distincte (Community, Private sau Public), care rămân entități unice, dar

sunt legate împreună de o tehnologie proprietară sau standardizată, care permite portabilitatea

datelor și aplicațiilor la cerere (un exemplu de utilizare este echilibrarea utilizării resurselor

în cazul vârfurilor de solicitare).

Fig. 3 – Modele de implementare

Infrastructura de Cloud Computing este o colecție de sisteme hardware și software care fac

posibile cele cinci caracteristici esențiale serviciilor de tip Cloud Computing. Ea conține un

nivel fizic și un nivel de abstractizare. Nivelul fizic este format din resurse hardware care

sunt necesare pentru a sprijini serviciile de cloud oferite și include de obicei servicii de tip

server, de stocare și componente de rețea. Nivelul de abstractizare este format din software-ul

implementat pe infrastructura hardware și care manifestă caracteristicile esențiale ale

conceptului de Cloud Computing. Conceptual nivelul de abstractizare se află deasupra

nivelului fizic.

Pornind de la modelele de bază, implementările practice pot combina două sau mai multe

modele de bază, în funcție de cerințele clienților. Un exemplu este un Cloud virtual privat

care creează un Cloud privat într-un Cloud public și conectarea aceastei resurse la centrul de

date al clientului prin intermediul unei rețele private virtuale (VPN).

Modele de servicii uzuale bazate pe Cloud Computing:

Fig. 4 – Platforme Cloud Computing

Software ca Serviciu (SaaS). Clienții utilizează aplicațiile puse la dispoziție de către

furnizor, iar acestea sunt găzduite pe o infrastructură de tip cloud. Aplicațiile sunt accesibile

“la cerere”, de pe dispozitive diferite, printr-o interfață de tip web-browser (de exemplu

webmail-ul), sau prin interfața unei aplicații dedicate. Consumatorul nu are nevoie să

administreze sau să controleze infrastructura de bază din spatele aplicațiilor (inclusiv rețea,

servere, sisteme de operare, stocare de date) sau chiar aplicația în sine, cu posibila excepție a

limitărilor impuse de setările aplicației bazate pe tipurile de utilizatori.

Platforma ca Serviciu (PaaS). Capacitatea furnizată consumatorului de a implementa,

instala, utiliza pe infrastructura de Cloud a furnizorului, a aplicațiilor create sau achiziționate

de către client, folosind limbajele de programare, bibliotecile, serviciile și instrumentele

suportate de furnizor. Consumatorul nu administrează sau controlează infrastructura de bază,

inclusiv de rețea, servere, sisteme de operare, de stocare – dar are control asupra aplicațiilor

instalate și a setărilor de configurare, și eventual asupra mediului în care sunt găzduite

aplicațiile. PaaS permite implementarea de aplicații-client fără costurile și complexitatea pe

care le implică achiziționarea și gestionarea resurselor hardware și software de bază, a

asigurării capacităților de găzduire și de gestionare a licențelor.

Infrastructura ca Serviciu (IaaS). Capacitatea furnizată consumatorului prin asigurarea de

putere de calcul, de spațiu de stocare, de conectivitate, precum și alte resurse fundamentale

de calcul, caz în care consumatorul este capabil să implementeze și să ruleze software-client

propriu, și care include utilizarea la alegere a sistemelor de operare și aplicațiilor.

Consumatorul nu administrează sau controlează infrastructura de bază, dar are control asupra

sistemelor de operare, de stocare și aplicațiilor pe care le-a instalat, precum și, eventual, un

control limitat al selectării componentelor de rețea. În loc să cumpere servere, software sau

echipamente de rețea, clienții închiriază aceste resurse ca pe un serviciu.

Fig. 5 – Modelul de referinta Cloud Computing

Securitatea datelor în Cloud Computing

Preocupările legate de securitatea datelor specifice modelelor bazate pe Cloud Computing

sunt probabil cele mai importante bariere în adoptarea acestor modele de servicii – și în mare

măsura pe bună dreptate. În timp ce riscurile de securitate, contra-măsurile și abordările de

reducere a riscurilor au fost bine cunoscute, aplicate și beneficiază de o bază consistentă de

“bune practici”, trecerea la Cloud presupune totuși adevărate provocări pentru întreprinderi,

instituții și utilizatori privați.

În practică, un mare număr de întrebări legate de securitate au rămas fără răspuns în

contractele și SLA-urile pe care furnizorii le prezintă clienților. Când vorbim despre

securitatea informațiilor în Cloud, vorbim despre datele consumatorului de servicii de cloud,

date care sunt stocate pe infrastructura unei terțe părti și care circulă pe Internet (în principal,

între utilizatorul final și furnizorul de cloud).

Principalele întrebări pe care un viitor consumator de Cloud trebuie să le adreseze

furnizorului înainte de semnarea contractului:

Unde sunt datele mele stocate fizic ?

Cine are acces la acestea? (doar angajații mei desemnați sau și tehnicienii

furnizorului? În ultimul caz, sunt aceștia nominal certificați?)

Cat de bine protejează furnizorul datele mele? (Cine ar mai putea avea acces la

date? Care sunt măsurile efective de securitate?)

Sunt datele mele protejate în caz de atacuri informatice? (aici urmează o lungă

listă de posibile amenințări, cum ar fi atacuri DDoS, viruși, furtul de date,

modificarea cu rea intenție a datelor)

Acestea sunt doar câteva dintre chestiunile care au împiedicat practic răspândirea pe scară

largă a serviciilor de cloud computing în rândul firmelor mici sau mijlocii în ultimii

aproximativ cinci ani.

Cu toate acestea, în prezent, furnizorii sunt pregătiți mai mult decât oricând să răspundă

acestor întrebări. “Dezbaterea cloud computing este finalizată”, a declarat Dan Burton, senior

vicepresident pe politici publice la Salesforce.com, în cadrul unei conferințe guvernamentale

pe teme de tehnologie din USA la începutul lui 2012. “În primul rând este finalizată în

sectorul public și guvernamental, acesta era și scopul nostru aici, pentru că nu există nici un

furnizor, nu există nici un integrator, nu există nici un consultant care sa spună ca Cloud nu

este calea de urmat. Deci, toata lumea isi da seama ca inevitabil guvernul federal, la fel ca și

guvernele locale si de stat, vor face transferul la platforme de cloud, infrastructuri cloud,

aplicatii cloud, si ca trenul a plecat deja din gara.”

Potrivit lui Burton, noțiunea de Cloud poartă o etichetă nedorită de “nesigur” din primele

faze ale evoluției sale – și probabil o va mai purta ceva timp de acum. Totuși, se pare că, în

final, furnizorii au rezolvat problemele, iar o parte din ei au obținut certificări care să

dovedească clienților faptul că furnizorii lor sunt conformi cu standardele de securitate uzuale

din industrie (ISO 27001, PCI DSS, GLBA, SOX).

Virtualizare

Definitie - virtualizare

Virtualizarea este o tehnologie care partajeaza si aloca resursele hardware ale unui server in

mai multe “masini virtuale” (VM=virtual machine), operatiune care va permite sa aveti o

rata de utilizare medie a resurselor fizice de 10 ori mai mare. Altfel spus, prin virtualizare

hardware-ul se transforma in software si se creeaza posibilitatea rularii simultane a mai

multor sisteme de operare pe un singur computer.

Aparitia virtualizarii a schimbat dramatic abordarea “traditionalista”. Astfel, in cazul in care o

aplicatie inceteaza sa mai functioneze nu va antrena si caderea celorlalte, deoarece aplicatiile

ruleaza pe masini virtuale independente, separate, chiar daca ele se afla pe acelasi spatiu fizic.

Aditional, chiar daca serverul hardware se prabuseste, virtualizarea are functionalitatea de a

trece virtual si in timp real toate informatiile pe un alt server, iar intreaga activitate a firmei

nu este deloc afectata.

Obiectivele virtualizării:

Creșterea utilizării resurselor hardware

Management redus și cost redus

Îmbunătățirea flexibilității afacerii

Securitate îmbunătățită și perioadă de nefuncționare redusă

Avantajele și dezavantajele utilizării Cloud Computing

Avantaje:

Sincronizarea datelor utilizatorului care folosește mai multe dispozitive legate

la cloud (de ex. un smartphone, o tabletă, un notebook, dar și un PC) este simplificată.

Documentele online din cloud se pot prelucra cu ajutorul unor aplicații web.

Viteză de calcul și capacitate de stocare sporite, dar fără investiții în propria

configurație.

Datele nu pot fi furate, purtătorul de date nu se poate defecta etc.

Dezavantaje:

E necesară o legătură la Internet rapidă și stabilă

Securitatea necesară a datelor din cloud poate prezenta probleme și poate produce

neîncrederea utilizatorilor

Situația legală este de obicei complexă, deoarece utilizatorul nu află nici măcar în ce

țară sau în ce țări se află serverele care îi găzduiesc datele sale.

Concluzii

Could Computing furnizează servicii de calcul în mediul competitiv de astăzi într-un mod

extrem de scalabil, încercând să fie cât mai fiabil, personalizat, dinamic, elastic și robust cu o

calitate garantată a serviciilor.

Bibliografie

1. http://www.eurocloud.ro/wp-content/uploads/webinar-Romanian-cloud-market-ep-5-

Despre-Cloud-revC.pdf

2. http://www.gocloud.ro/cloud-computing/

3. http://www.ijarcsse.com/docs/papers/february2012/volume_2_issue_2/V2I20109.pdf

4. Barrie Sosinsky, Cloud Computing Bible, 2010.

5. http://www.techsoup.ro/sites/default/files/Cloud%20Report%20Executive%20Summa

ry_Romania.pdf

6. Lenuța Alboaie; Cloud Computing –note de curs, Programare Concurenta și Distribuită –http://www.info.uaic.ro/~adria

7. http://www.eurocloud.ro/

8. http://cloud-computing.findthebest.com/

9. http://www.windowsazure.com/en-us/pricing/calculator/?scenario=cloud