Презентация на тему «Облачные технологии»

Слайд 1. Облачные технологии

• Как модель аренды вычислительных ресурсов изменила работу организаций, науки и образования

Доклад: Здравствуйте! Тема моей презентации — облачные технологии. Сегодня это не модное слово, а повседневная инфраструктура: почта, банковское приложение, портал госуслуг и электронная библиотека вуза работают именно в облаке. Я разберу, что скрывается за этим понятием, как оно устроено технически и какие выгоды и риски несёт организации.

Слайд 2. Содержание

• Введение
• Что такое облачные технологии
• Пять существенных признаков облака
• Этапы развития облачных технологий
• Модели обслуживания: три уровня
• Сравнение моделей обслуживания
• Модели развёртывания
• Виртуальные машины и контейнеры
• Как устроен облачный центр обработки данных
• Мировой рынок облачных услуг
• Структура мирового рынка по поставщикам
• Преимущества для организации
• Риски и ограничения
• Почему происходят утечки в облаке
• Как организации перейти в облако
• Облачный рынок России
• Периферийные и бессерверные вычисления
• У истоков облачных вычислений
• Облачные технологии в образовании и науке
• Выводы
• Список литературы

Доклад: Работа построена так: сначала определение и существенные признаки облака, затем история и модели обслуживания и развёртывания, дальше техническая основа — виртуализация и центры обработки данных. Вторая половина посвящена рынку, преимуществам, рискам, безопасности и порядку перехода в облако. Завершают доклад современные направления развития и выводы.

Слайд 3. Введение

• Облачные вычисления стали базовой инфраструктурой цифровой экономики: на них работают государственные порталы, банки, медицина и научные расчёты.
• Модель аренды освобождает организацию от закупки серверов: платят только за фактически использованные мощности.
• Мировой рынок облачных услуг превысил 700 млрд долларов и растёт примерно на 20% в год, российский — заметно быстрее.
• Понимание устройства, возможностей и рисков облаков входит в профессиональный минимум специалиста по информационным технологиям.

Доклад: Актуальность темы объясняется масштабом явления: облачные вычисления обслуживают государственный сектор, финансы, медицину и науку. Экономическая суть проста — организация перестаёт покупать серверы и платит за фактически потреблённые мощности. Мировой рынок уже перевалил за семьсот миллиардов долларов и продолжает расти примерно на пятую часть в год, поэтому разбираться в облаках обязан любой специалист по информационным технологиям.

Слайд 4. Что такое облачные технологии

• Облачные технологии — модель предоставления вычислительных ресурсов (серверов, хранилищ, сетей, готовых приложений) через сеть по требованию, при которой пользователь получает их как услугу, платит за фактическое потребление и не владеет оборудованием.
• 2006 — Появление термина — Выражение «облачные вычисления» прозвучало публично и закрепилось в отрасли
• 5 — Существенных признаков — Именно они отличают облако от обычного удалённого сервера
• 3 — Модели обслуживания — Инфраструктура, платформа и программное обеспечение как услуга

Доклад: Дадим строгое определение. Облачные технологии — это модель предоставления вычислительных ресурсов через сеть по требованию, когда пользователь получает серверы, хранилища и приложения как услугу и не владеет оборудованием. Само выражение вошло в оборот в две тысячи шестом году, а классическая модель включает пять существенных признаков и три уровня обслуживания — о них речь дальше.

Слайд 5. Пять существенных признаков облака

• Самообслуживание — Ресурсы выделяются без участия человека
• Широкий сетевой доступ — Работа с любого устройства через сеть
• Объединение ресурсов — Общий пул мощностей на многих клиентов
• Мгновенная эластичность — Мощность растёт и убывает за минуты
• Измеримость услуги — Точный учёт и оплата по потреблению

Доклад: Именно эти пять признаков отличают настоящее облако от обычного арендованного сервера. Ресурсы выделяются автоматически, без заявок и звонков администратору; доступ возможен с любого устройства; мощности собраны в общий пул и делятся между клиентами; объём услуги меняется за минуты; и всё потребление точно измеряется, а значит, честно оплачивается.

Слайд 6. Этапы развития облачных технологий

• Идея разделения вычислительных мощностей между многими пользователями старше самого интернета.
• От машин коллективного пользования до массового облачного рынка прошло более полувека.
• 1961 — идея вычислений как коммунальной услуги
• 1966 — концепция «компьютерной утилиты»
• 1999 — первые деловые приложения по подписке
• 2006 — запуск публичного облака Amazon
• 2010 — выход на рынок платформы Microsoft Azure
• 2018 — открытие публичного облака Яндекса

Доклад: Идея облака гораздо старше интернета. Ещё в шестьдесят первом году прозвучала мысль, что вычисления однажды будут продаваться как коммунальная услуга, а через пять лет вышла книга о «компьютерной утилите». Практическое воплощение началось на рубеже веков с деловых приложений по подписке, а настоящий рынок открыл запуск публичного облака Amazon в две тысячи шестом. Отечественный этап отсчитывают от появления публичного облака Яндекса.

Слайд 7. Модели обслуживания: три уровня

• Уровни различаются глубиной ответственности провайдера.
• Чем выше уровень, тем меньше забот у клиента, но меньше свободы в настройке.
• Один поставщик обычно предлагает все три уровня сразу.
• Организация чаще всего сочетает их в одной информационной системе.
• Программное обеспечение как услуга — готовое приложение в браузере: почта, документы, учётные системы
• Платформа как услуга — среда разработки, базы данных и очереди сообщений без настройки серверов
• Инфраструктура как услуга — виртуальные машины, диски и сети, которые клиент настраивает сам

Доклад: Услуги облака принято раскладывать на три уровня, как слоёный пирог. Внизу инфраструктура: клиент получает виртуальные машины и сам ставит операционную систему. Посередине платформа: поставщик берёт на себя среду выполнения и базы данных, а программист отвечает только за собственный код. Наверху готовое приложение, где пользователю остаются лишь настройки и права доступа.

Слайд 8. Сравнение моделей обслуживания

• Выбор модели определяется тем, что организация готова администрировать своими силами.
• Чем выше уровень абстракции, тем быстрее запуск, но сильнее зависимость от поставщика.

Доклад: Сравнение уровней показывает главный компромисс: чем выше поднимаемся, тем быстрее запуск и меньше рутины, но тем сильнее зависимость от поставщика. Инфраструктура разворачивается за часы и требует системного администратора, платформа — за минуты и адресована разработчику, а готовым сервисом сотрудник пользуется сразу. Выбор зависит от того, что организация готова обслуживать своими силами.

Слайд 9. Модели развёртывания

• Публичное облако — ресурсы поставщика доступны всем желающим по подписке, оплата помесячная
• Частное облако — инфраструктура создаётся под одну организацию и закрыта от посторонних
• Гибридное облако — чувствительные данные остаются внутри компании, пиковые нагрузки уходят к поставщику
• Общественное облако — совместная площадка нескольких организаций с общими требованиями, например вузов

Доклад: Вторая классификация отвечает на вопрос, чьи это ресурсы. Публичное облако открыто всем по подписке, частное строится под одну организацию, гибридное сочетает оба варианта: чувствительные данные остаются внутри, а пиковые нагрузки уходят наружу. Отдельно выделяют общественное облако — совместную площадку нескольких организаций со схожими требованиями, например группы вузов.

Слайд 10. Виртуальные машины и контейнеры

• В основе облака лежит разделение одного физического сервера между многими независимыми средами. Исторически первой была виртуализация, но за последнее десятилетие её потеснили контейнеры.
• Полная эмуляция компьютера со своей операционной системой
• Запуск занимает минуты, размер образа — гигабайты
• Сильная изоляция: сбой одной среды не задевает соседей
• Подходят для унаследованных приложений и разных операционных систем
• Используют ядро операционной системы сервера-хозяина
• Запуск за доли секунды, размер образа — десятки мегабайт
• На одном сервере размещаются сотни контейнеров
• Основа современных приложений из множества мелких служб

Доклад: Технический фундамент облака — разделение одного мощного сервера между многими независимыми средами. Виртуальные машины эмулируют компьютер целиком: они надёжно изолированы, но тяжелы и стартуют минутами. Контейнеры используют общее ядро операционной системы, весят десятки мегабайт и запускаются за доли секунды, поэтому именно на них строят современные приложения из множества мелких служб.

Слайд 11. Как устроен облачный центр обработки данных

• Тысячи серверов в стойках объединены высокоскоростной сетью и управляются единой системой распределения нагрузки.
• Бесперебойность обеспечивают два независимых ввода электропитания, дизельные генераторы и аккумуляторные батареи.
• До 40% энергии уходит на охлаждение, поэтому крупные площадки строят в холодном климате и рядом с дешёвой электроэнергией.
• Надёжность площадки описывают уровнем отказоустойчивости: высший уровень допускает не более 26 минут простоя в год.

Доклад: Физически облако — это центр обработки данных: залы со стойками серверов, связанные высокоскоростной сетью. Бесперебойность обеспечивают два независимых ввода электропитания, дизельные генераторы и батареи. Обратите внимание на цифру: до сорока процентов энергии тратится на охлаждение, поэтому крупные площадки строят там, где холодно и дёшево электричество, а надёжность нормируют уровнем отказоустойчивости.

Слайд 12. Мировой рынок облачных услуг

• Облака растут быстрее, чем отрасль информационных технологий в целом.
• Массовый переход на удалённую работу дополнительно ускорил спрос.

Доклад: График показывает динамику мирового рынка облачных услуг. За восемь лет объём вырос более чем вчетверо и приблизился к отметке в семьсот шестьдесят миллиардов долларов. Заметный перелом дала эпоха массовой удалённой работы: организации переносили в облако то, что раньше годами держали на своих серверах.

Слайд 13. Структура мирового рынка по поставщикам

• Рынок публичных облаков высококонцентрирован: три поставщика делят около двух третей выручки.
• В России картина иная — там лидируют отечественные площадки.

Доклад: Структура рынка сильно концентрирована: три крупнейших поставщика собирают около двух третей мировой выручки, а на всех остальных приходится менее трети. Для России эта диаграмма справедлива лишь отчасти — после ухода зарубежных площадок отечественный рынок перераспределился в пользу российских провайдеров.

Слайд 14. Преимущества для организации

• Экономия: разовые вложения в серверы превращаются в предсказуемые ежемесячные платежи
• Скорость: среда для нового проекта разворачивается за минуты, а не за недели закупок
• Эластичность: мощности увеличиваются в пик нагрузки и снижаются в спокойный период
• Надёжность: копии данных хранятся сразу в нескольких независимых зонах доступности
• Мобильность: сотрудники работают с любого устройства и из любой точки страны

Доклад: Почему организации выбирают облако? Крупные разовые вложения в оборудование превращаются в предсказуемый ежемесячный платёж. Среда для нового проекта появляется за минуты вместо недель закупок. Мощность растёт в пик нагрузки и снижается в спокойный период. Копии данных лежат в нескольких зонах доступности, а сотрудники работают из любой точки.

Слайд 15. Риски и ограничения

• Зависимость от каналов связи: авария у оператора парализует работу всей организации
• Привязка к поставщику: перенос данных и приложений к конкуренту стоит дорого и долго
• Утрата контроля: заказчик не знает, на каком именно оборудовании физически лежат его данные
• Правовые ограничения: персональные данные граждан России должны храниться на территории страны
• Скрытая стоимость: при постоянной высокой нагрузке аренда обходится дороже собственных серверов

Доклад: Обратная сторона тоже существенна. Организация становится заложником каналов связи: авария у оператора останавливает работу целиком. Перенос данных к другому поставщику стоит дорого, а физическое расположение данных заказчику неизвестно. Добавьте правовое требование хранить персональные данные граждан России внутри страны — и станет ясно, что при постоянной высокой нагрузке собственные серверы иногда выгоднее.

Слайд 16. Почему происходят утечки в облаке

• Большинство инцидентов связано не со взломом поставщика, а с ошибками самого клиента.
• Ответственность разделена: поставщик отвечает за площадку, клиент — за свои данные и настройки.
• Утечка данных клиента
• Открытые хранилища — доступ к файлам оставлен без пароля
• Слабая проверка подлинности — нет второго фактора при входе в панель управления
• Устаревшее программное обеспечение — незакрытые уязвимости в образах машин
• Теневые сервисы — сотрудники заводят облака мимо профильной службы
• Отсутствие шифрования — резервные копии хранятся в открытом виде

Доклад: Разберём причины утечек. Вопреки распространённому мнению, взлом самого поставщика — редкость: обычно виноваты настройки клиента. Открытые для всех хранилища, вход в панель управления без второго фактора, необновлённые образы машин, облака, заведённые сотрудниками мимо профильной службы, и незашифрованные резервные копии — вот типичный набор причин, который и показывает схема.

Слайд 17. Как организации перейти в облако

• Миграция — это проект, а не разовая операция.
• Начинают с некритичных систем и переносят остальное постепенно.
• Гибридная схема позволяет не спешить с переносом чувствительных данных.
• Итог оценивают по совокупной стоимости владения, а не по цене аренды.
• Инвентаризация — составить перечень систем, данных и их взаимных связей
• Оценка — рассчитать стоимость владения на своих серверах и в облаке
• Выбор модели — решить, что уйдёт в публичное облако, а что останется внутри
• Пилотный перенос — начать с тестовых и вспомогательных сервисов
• Промышленная эксплуатация — настроить наблюдение, резервные копии и контроль расходов

Доклад: Переход в облако — это проект с понятной последовательностью шагов. Сначала инвентаризация систем и связей между ними, затем расчёт стоимости владения в обоих вариантах. Дальше выбирают модель развёртывания, проводят пилотный перенос на некритичных сервисах и только потом выходят в промышленную эксплуатацию, настроив наблюдение, резервные копии и контроль расходов.

Слайд 18. Облачный рынок России

• 165 — млрд рублей — Годовой объём российского рынка облачных услуг
• 152-ФЗ — Персональные данные — Базы с данными граждан России должны находиться в стране
• 2018 — Публичное облако Яндекса — Отечественные площадки заняли рынок после ухода зарубежных
• 30% — Ежегодный рост — Российский сегмент растёт быстрее мирового рынка

Доклад: Российский рынок облаков оценивается примерно в сто шестьдесят пять миллиардов рублей и растёт быстрее мирового — около тридцати процентов в год. Его особенность — сильное влияние регулирования: закон о персональных данных требует хранить сведения о гражданах России на территории страны. После две тысячи восемнадцатого года отечественные площадки уверенно заняли освободившиеся ниши.

Слайд 19. Периферийные и бессерверные вычисления

• Классическое облако развивается в двух направлениях: вычисления придвигаются ближе к источнику данных и одновременно всё сильнее скрывают от разработчика сам сервер.
• Обработка данных рядом с источником: на заводе, в автомобиле, на вышке связи
• Задержка снижается с сотен миллисекунд до единиц
• Необходимы беспилотному транспорту и промышленным датчикам
• В облако уходит сжатая сводка, а не весь поток измерений
• Разработчик загружает функцию, а мощности выделяет поставщик автоматически
• Оплата за миллисекунды работы кода, простой не тарифицируется
• Мгновенное масштабирование от нуля до тысяч одновременных вызовов
• Ограничения — время выполнения функции и задержка первого запуска

Доклад: Развитие облаков идёт сразу в двух направлениях. Периферийные вычисления придвигают обработку к источнику данных — на завод, в автомобиль, на вышку связи, — что снижает задержку до единиц миллисекунд. Бессерверные вычисления, наоборот, полностью прячут сервер: разработчик загружает функцию и платит только за миллисекунды её работы.

Слайд 20. У истоков облачных вычислений

• Джон Маккарти, 1927–2011, Автор термина «искусственный интеллект»; в 1961 году предсказал, что вычисления будут продаваться как коммунальная услуга
• Джозеф Ликлайдер, 1915–1990, Сформулировал идею «межгалактической компьютерной сети» — прообраза глобального доступа к вычислительным ресурсам
• Эрик Шмидт, род. 1955, Руководитель компании Google, который в 2006 году ввёл в широкий оборот выражение «облачные вычисления»

Доклад: У истоков облачной идеи стояли конкретные люди. Джон Маккарти ещё в шестьдесят первом году говорил о вычислениях как о коммунальной услуге. Джозеф Ликлайдер описал «межгалактическую компьютерную сеть» — прообраз глобального доступа к ресурсам. А Эрик Шмидт в две тысячи шестом ввёл в широкий оборот само выражение «облачные вычисления».

Слайд 21. Облачные технологии в образовании и науке

• Вузы переносят почту, системы дистанционного обучения и электронные библиотеки в облако, снимая нагрузку с собственных серверов.
• Студент получает виртуальную машину с нужными программами и выполняет лабораторные работы с домашнего ноутбука.
• Научные коллективы арендуют вычислительный кластер на часы расчёта: так обрабатывают геномы, климатические модели и свойства материалов.
• Облачные среды машинного обучения открывают доступ к дорогим графическим ускорителям по подписке.

Доклад: Для вуза облако решает сразу несколько задач: почта, система дистанционного обучения и электронная библиотека переезжают к поставщику и перестают зависеть от одного серверного шкафа. Студент получает виртуальную машину с нужными программами и делает лабораторную работу с домашнего ноутбука. Научные коллективы арендуют кластер на часы расчёта, а не покупают суперкомпьютер.

Слайд 22. Выводы

• Облачные технологии превратили вычислительные мощности в услугу, которую покупают по мере надобности, как электроэнергию.
• Три модели обслуживания и четыре модели развёртывания позволяют подобрать решение под задачи и требования безопасности любой организации.
• Главные выгоды — скорость запуска, эластичность и отказ от крупных разовых вложений; главные риски — зависимость от связи и поставщика, а также правовые ограничения.
• Развитие идёт в сторону периферийных и бессерверных вычислений, поэтому владение облачными инструментами становится обязательным навыком специалиста.

Доклад: Подведём итоги. Облачные технологии превратили вычислительную мощность в услугу, которую покупают по мере надобности, как электроэнергию. Три модели обслуживания и четыре модели развёртывания дают гибкость под любые требования безопасности. Выгоды — скорость, эластичность и отказ от крупных вложений; риски — зависимость от связи и поставщика и правовые ограничения.

Слайд 23. Список литературы

• ГОСТ Р ИСО/МЭК 17788—2016. Информационные технологии. Облачные вычисления. Общие положения и терминология. — М.: Стандартинформ, 2016.
• Мелл П., Гранс Т. Определение облачных вычислений: рекомендации Национального института стандартов и технологий США. — Гейтерсберг, 2011.
• Сафонов В. О. Платформа облачных вычислений Microsoft Azure. — М.: Интернет-Университет информационных технологий, 2013.
• Таненбаум Э., ван Стеен М. Распределённые системы. Принципы и парадигмы. — СПб.: Питер, 2021.
• Федеральный закон от 27.07.2006 № 152-ФЗ «О персональных данных» (в действующей редакции).

Доклад: В списке литературы приведены источники, на которые опирается работа: национальный стандарт по терминологии облачных вычислений, классические рекомендации американского института стандартов, учебные пособия по облачным платформам и распределённым системам, а также действующая редакция закона о персональных данных.

Слайд 24. Спасибо за внимание!

Доклад: На этом доклад завершён. Облачные технологии продолжают развиваться в сторону периферийных и бессерверных вычислений, и владение ими становится обязательным профессиональным навыком. Благодарю за внимание, готов ответить на ваши вопросы.