Изменение поведения приложений: Из ЦОД в облако

Перенос приложений из центров обработки данных в облако: не реагировать, а упреждать

Часто предприятия и в государственные учреждения хотят, чтобы их традиционные клиентские или клиент-серверные приложения, прекрасно работающие внутри организации, так же хорошо вели себя и в облачной среде. Для этого необходимо упреждающим образом изменить поведение приложений до их миграции в облако. В этой статье автор рассказывает о кошмаре реактивного поведения, дает примеры упреждающих изменений приложений и предлагает способы сохранения упреждающего подхода при миграции приложений.

Джудит Майерсон, инженер, разработчик архитектуры систем, консультант

Джудит М. Майерсон (Judith M. Myerson) - разработчик архитектуры систем, инженер, писатель. В сферу ее интересов входят технологии промежуточного программного обеспечения, системы масштаба предприятия, технологии баз данных, разработка приложений, управление сетями, распределенные системы, технологии на основе компонентов и управление проектами. С ней можно связаться по электронной почте: jmyerson@bellatlantic.net



05.03.2012

Развить навыки по этой теме

Этот материал — часть knowledge path для развития ваших навыков. Смотри Облачные вычисления: Основы

В хорошо спроектированном приложении одно состояние функции приложения плавно и быстро переходит в состояние другой функции. Приложение доступно всегда, без перерывов, за исключением запланированных остановов на обслуживание.

Рано или поздно разработчик приходит к решению перенести приложение в облачную среду. Рассмотрим сценарий, когда разработчик не действует упреждающим образом. При подготовке к миграции он делает некоторые изменения в приложении, такие как добавление диалогового окна для ввода пользователями своих учетных данных; учетные данные, среди прочего, определяют степень контроля над приложением в зависимости от арендуемого облачного сервиса.

Если разработчик переносит свое приложение, используя концепцию "Программное обеспечение как сервис" (Software as a Service – SaaS), пользователь может управлять только доступом к приложению с настольного компьютера или мобильного устройства для выполнения бизнес-задач (например, биллинг и выписка счетов); в этой схеме пользователь не может управлять операционной системой, аппаратным обеспечением или сетевой инфраструктурой, на которой выполняется SaaS-приложение. Только разработчик может создавать, развертывать, выполнять и осуществлять управление обновлениями и пакетами исправления ошибок для всех функциональных возможностей приложения.

Если разработчик осуществляет перенос приложения, используя концепцию "Платформа как сервис" (Platform as a Service – PaaS), пользователь может управлять приложением в течение всего цикла жизни платформы, например, управлять обработкой электронных таблиц и платежных ведомостей. Пользователь определяет, какие изменения выполнить в приложении (например, добавление новых пунктов в ниспадающий список). Он по-прежнему не может управлять операционной системой, аппаратным обеспечением или сетевой инфраструктурой.

Сразу после завершения процесса миграции разработчик сталкивается с проблемами совместимости и производительности. Время безотказной работы начинает снижаться ниже гарантированного уровня, установленного в соглашении об уровне обслуживания (SLA). Пользователи жалуются на замедление обычной реакции приложения на запросы данных, необходимых для принятия критичных бизнес-решений; пользователи теряют новые бизнес-возможности.

В отчаянном поиске быстрых решений разработчик ведет себя реактивно.

Кошмар реактивности

В отчаянном поиске быстрых решений разработчик ведет себя реактивно. Сначала он останавливает работу в облаке, используя в качестве предлога запланированное обслуживание. В браузерах пользователей он выводит сообщение: "Сервис временно приостановлен. Подождите, пожалуйста". После этого он начинает работать над внутренним приложением.

Разработчик моментально обнаруживает, что ему трудно найти код для расширения ниспадающего списка бизнес-задач (например, для выписки счетов). Он слишком поздно понимает, что приложение, прекрасно работающее внутри предприятия, было написано предыдущим разработчиком в виде одного длинного модуля, а не, скажем, 500 модульных частей.

Он лихорадочно исправляет приложение, добавляя модуль ниспадающего списка и тестируя его в облаке, чтобы оценить равномерность распределения экземпляров ресурсов для работы приложения. Он слишком поздно обнаруживает, что распределение нагрузки выполняется неудачно – один экземпляр ресурса, достигнув максимума мощности, зависает. Другие экземпляры ресурса, достигшие 75% своей максимальной мощности, не могут продолжить бизнес-транзакции из-за зависшего экземпляра.

До миграции разработчик не предусмотрел возможность использования каждого экземпляра ресурса на 50% процентов мощности, чтобы при зависании одного из них работоспособные экземпляры могли его заменить.

Тем временем пользователи жалуются на длительные работы по обслуживанию, начиная подозревать наличие проблем с приложением у разработчика. Они требуют кредитов, возврата денег и бесплатных месяцев обслуживания в качестве компенсации отсутствия сервиса, указанного в SLA. Если неудовлетворительное обслуживание продолжается, пользователи требуют расторжения договора.

В этот момент разработчик рвет на себе волосы, что перед миграцией приложения не выполнил двух действий:

  • Не разбил приложение на модули.
  • Не включил в приложение окно порогового значения ресурса для отслеживания использования экземпляров ресурса.

Разработчик горюет, что потерял сервис, пользователей и репутацию, что не выполнил упреждающие изменения поведения в первую очередь. Если бы он это сделал, мы услышали бы совсем другую историю.


Упреждающие изменения поведения

При упреждающих изменениях поведения разработчик может сохранить своих пользователей, не потерять репутацию и получить новых подписчиков.

Прежде всего он набирает команду для работ по разбиению приложения на модули, каждый из которых концентрируется на изменении поведения. Его команда тестирует модули внутри организации и проверяет их вместе с пользователями, чтобы убедиться в соответствии поведения модулей их требованиям. После этого он выполняет перенос приложения в облако.

Ниже приведены два примера модулей, которые разработчик может включить в приложение:

  • Элемент управления "ниспадающий список".
  • Окно пиктограмм пороговых значений.

Модуль элемента управления "ниспадающий список"

Этот модуль позволяет пользователям сделать выбор из списка взаимоисключающих значений. Одним нажатием кнопки мыши пользователь может выбрать один и только один вариант. Удерживая клавишу Ctrl, пользователь может выбрать несколько вариантов в списке. В стандартном ниспадающем списке пользователь ограничен вариантами, указанными в списке, но в элементе управления "комбинированный список" (combo box), пользователь может ввести значение, отсутствующее в списке.

Один из примеров – ниспадающий список бизнес-задач, которые необходимо активизировать:

  • Обработка платежной ведомости.
  • Электронная таблица.
  • Выписка счетов.
  • Биллинг.

При выборе варианта Обработка платежной ведомости приложение в фоновом режиме подключается к другому приложению для запуска процесса обработки. При выборе варианта Электронная таблица отображается список таблиц. Затем можно выбрать конкретную электронную таблицу для просмотра и редактирования или добавить новую таблицу.

При выборе варианта Выписка счетов отображается список счетов. Затем можно выбрать счет для просмотра и распечатки. Можно вызвать пустой бланк для заполнения и отправки адресату по электронной почте. При выборе варианта Биллинг выбирается счет для просмотра и осуществления платежа.

Если значение отсутствует в списке, а пользователь знает о том, что в приложение была добавлена новая задач, он может ввести в комбинированный список, скажем, пункт invoicing2.

Вот еще один ниспадающий список, отображающий четыре варианта пороговых значений:

  • Ресурс.
  • Пользователь.
  • Запрос данных.
  • Инструментальная панель.

При выборе кнопкой мыши только одного варианта модуль окна пиктограмм пороговых значений (рассматривается в следующем разделе) отображает окно, демонстрирующее корректность выполнения приложением выбранной функции.

Например, при выборе варианта Ресурс на экране появляется окно с пиктограммой использования ресурсов. Если затем выбрать только вариант Пользователь, появится окно с пиктограммой статуса пользователя. При выборе первых двух вариантов удерживайте клавишу CTRL для отображения расположенных рядом окон для обоих вариантов. Для отображения первых трех вариантов в одном окне (каждый на отдельном уровне) выберите вариант Инструментальная панель.

Модуль окна пиктограмм пороговых значений

Этот модуль отображает окно пиктограмм, активизируемое при выборе варианта в ниспадающем списке пороговых значений. Окно отображает в режиме реального времени корректность работы приложения относительно уровня пороговых значений, установленных поставщиком в политике пороговых значений, которая должна быть частью соглашения SLA.

Если модуль определяет, что при выполнении приложения не превышается оговоренный уровень пороговых значений, значит, приложение работает в запланированном режиме, гарантируя непрерывность эксплуатации. Если пороговый уровень превышен, а максимальный еще нет, это означает, что работа приложения может быть прервана из-за нехватки ресурсов для завершения задачи, невыхода пользователя по завершении работы с сервисом или чрезмерного количества запросов данных в очереди.

Если такое прерывание длится несколько миллисекунд, обычно оно не заметно для пользователя, что гарантирует непрерывность эксплуатации.

Если, по вашему мнению, установлен слишком высокий уровень пороговых значений, необходимо связаться с поставщиком по поводу уменьшения уровня до более приемлемых значений.

Следующий вопрос: как сохранить упреждающий подход?


Как можно сохранить упреждающий подход

После успешных изменений приложения для работы в облачной среде сохраняйте упреждающий подход. Задайте себе вопросы о:

  • политиках пороговых значений;
  • ограничениях, присущих браузерам;
  • сохранении текущего состояния приложения;
  • механизмах восстановления после сбоев;
  • проблемах безопасности.

Политики пороговых значений

Рассмотрим три типа политик пороговых значений – ресурс, пользователь и запросы данных. При тестировании приложения для каждого типа политики можно получить уровни пороговых значений, отличающиеся от рабочей версии. Заранее запланируйте мощность системы, чтобы подготовиться к реализации политик пороговых значений.

Политика пороговых значений ресурсов гарантирует динамическое распределение потребления ресурсов приложениями в облаке. Уровень пороговых значений устанавливается ниже максимального числа дополнительных экземпляров ресурсов, которые могут потребляться. Эти дополнительные ресурсы распределяются при превышении уровня во время пиковых рабочих нагрузок. Когда нагрузка возвращается к нормальному уровню, ресурсы освобождаются и используются в других целях.

Политика порогового количества пользователей гарантирует возможность одновременного доступа к приложению количества пользователей, ограниченного лицензией поставщика. Например, лицензия ограничивает количество пользователей значением 3000, но только 2500 пользователей могут одновременно обращаться к сервису. Если число одновременно работающих пользователей ниже установленного уровня, приложение доступно постоянно, но при условии, что потребляемые ресурсы и запросы данных не превышают соответствующие пороговые значения.

Политика пороговых значений для запросов данных гарантирует немедленную обработку приложением запросов данных. Пороговый уровень устанавливается ниже максимального числа и максимального размера запросов данных, которые пользователи могут отправить одновременно. Если число запросов данных превышает пороговый уровень, должно отобразиться сообщение, указывающее количество ожидающих обработки запросов данных, находящихся в очереди.

Ограничения, присущие браузерам

Знаете ли вы, что Mozilla Firefox загружает страницы быстрее и использует меньше памяти, чем Internet Explorer? Основное ограничение Firefox состоит в том, что он может завершить свою работу или начать медленно реагировать, если недоступны:

  • Дополнительные ресурсы после достижения максимального объема потребления ресурсов экземплярами.
  • Окна пиктограмм граничных уровней, предупреждающие о превышении установленного уровня потребления ресурсов.

Для решения этой проблемы убедитесь, что потребление ресурсов ниже уровня пороговых значений и что работает резервное восстановление после сбоев.

Если окно пиктограмм показывает, что потребление ресурсов превысило граничный уровень, должны отобразиться:

  • Предупреждение о чрезмерности потребления.
  • Предложение закрыть браузер или выполнить автоматическое удаление системой процессов firefox.exe и повторно запустить браузер.

Сохранение текущего состояния функций приложения

Знаете ли вы, насколько хорошо выполняется сохранение текущего состояния функций приложения? Сохранение текущего состояния (statefulness) говорит о том, насколько хорошо ведет себя одно состояние функции приложения при переходе к следующим состояниям других функций в облаке.

Рассмотрим очень упрощенный пример. В облаке состояние функции проверки информации о кредитной карте, используемой при покупке товара, должно быстро перейти в состояние функции отправки информации в банковский счет, а затем в состояние функции уведомления клиента о доставке заказанного товара по указанному адресу.

Если переход из одного состояния в другое приводит к замедлению работы приложения в облаке по сравнению с внутренним приложением, рассмотрите следующие причины:

  • Ошибки в логике обработки бизнес-транзакций.
  • Слишком высокий установленный уровень пороговых значений для ресурсов, пользователей и/или запросов данных.
  • Неэффективные экземпляры ресурсов, приводящие к преждевременному сохранению текущего состояния.
  • Пользователи или запросы данных, конкурирующие за одни и те же экземпляры ресурсов.

Механизмы восстановления после сбоев

Механизмы восстановления после сбоев гарантируют непрерывность работы во время неизбежных аварий оборудования, нехватки ресурсов или затянувшихся задержек времени ожидания. Исключения составляют форс-мажор, запланированный поставщиком останов для технического обслуживания, случайное повреждение оптического кабеля.

Вот некоторые примеры механизмов восстановления после сбоев:

  • Избыточность распределения нагрузки. Две или несколько систем загружены не более чем на 50% от общей нагрузки. При аварии на одном устройстве второе принимает на себя нагрузку с небольшим прерыванием и корректировкой уровней пороговых значений или без нее.
  • Избыточность экземпляров ресурсов. Два или несколько экземпляров ресурсов загружены не более чем на 50% от общей нагрузки. При аварии на одном из экземпляров ресурсов другие экземпляры принимают нагрузку на себя с небольшой корректировкой уровней пороговых значений или без нее.
  • Избыточность очередей запросов данных. Две или несколько очередей запросов данных загружены не более чем на 50%. При аварии в одной очереди другие очереди принимают на себя нагрузку с небольшим прерыванием или без него.
  • Попытка альтернативного подключения. Если прерывание обмена по сети длится более двух минут, выполняется подключение к другому физическому серверу или виртуальной машине через альтернативные сетевые соединения.

Проблемы безопасности

Если доход компании составляет более 1 миллиона долларов в год, закрытые облака могут быть более эффективными, чем открытые. Закрытое внутреннее облако обладает многими бизнес-характеристиками, аналогичными открытому облаку, но с намного более высокими уровнями управления безопасностью, доступностью и механизмами восстановления после сбоев, чем у компаний с доходом менее 1 миллиона долларов.

Внутреннее закрытое облако позволяет сохранять данные и извлекать их из известных мест в конкретной юрисдикции (например, США или Канаде). Это удобно при сохранении важных, нормативных, секретных и тестовых данных.

В отличие от этого, в открытом облаке данные могут сохраняться в неизвестных местах и могут быть получены не с такой легкостью. Неизвестные места не подходят для хранения важных, секретных, нормативных и тестовых данных.

Одной из проблем безопасности является возможность доступа администратора поставщика к вашим данным, хранящимся в известных местах без вашего разрешения. Еще одной проблемой является то, что данные могу храниться географически в таких местах, где действуют иные правила безопасности и соблюдения нормативов, нежели в знакомых вам странах. В разных странах могут быть разные законы в отношении экспорта данных.

До предоставления полномочий в контракте должны быть озвучены обязанности администратора: что он может и чего не может делать с вашими данными, каких правил экспорта данных должен придерживаться, какие политики должен реализовать для снижения рисков создания хакерами центров управления и контроля (Command and Control – CnC) в облаке.

Хакеры обладают инструментами обнаружения обмена данными между вашим настольным компьютером и неизвестным месторасположением и наоборот. Платформы PaaS использовались как центры CnC для прямых операций ботнетов, выполняющих распределенные атаки типа "отказ в обслуживании" и для установки в облаке вредоносных (malware) приложений. Хакеры могут разработать и развернуть вредоносные приложения в целях:

  • размещения экземпляров вредоносных ресурсов;
  • переустановки пороговых уровней в нереально высокие значения;
  • изменения состояния функций приложения в следующие состояния вредоносных функций.

Заключение

Изменение поведения внутренних приложений для работы в облаке требует предварительного планирования решения проблем сохранения упреждающего подхода при выполнении изменений в поведении после миграции приложений. Разработчики, пользователи и бизнес-аналитики должны совместно работать над установкой политик пороговых значений, преодолением присущих браузерам ограничений, настройкой механизмов восстановления после сбоев и решением проблем безопасности в облаке. Решение этих проблем намного упрощает задачу сохранения упреждающего подхода при выполнении изменений в поведении приложения.

Ресурсы

Научиться

Получить продукты и технологии

Обсудить

Комментарии

developerWorks: Войти

Обязательные поля отмечены звездочкой (*).


Нужен IBM ID?
Забыли Ваш IBM ID?


Забыли Ваш пароль?
Изменить пароль

Нажимая Отправить, Вы принимаете Условия использования developerWorks.

 


Профиль создается, когда вы первый раз заходите в developerWorks. Информация в вашем профиле (имя, страна / регион, название компании) отображается для всех пользователей и будет сопровождать любой опубликованный вами контент пока вы специально не укажите скрыть название вашей компании. Вы можете обновить ваш IBM аккаунт в любое время.

Вся введенная информация защищена.

Выберите имя, которое будет отображаться на экране



При первом входе в developerWorks для Вас будет создан профиль и Вам нужно будет выбрать Отображаемое имя. Оно будет выводиться рядом с контентом, опубликованным Вами в developerWorks.

Отображаемое имя должно иметь длину от 3 символов до 31 символа. Ваше Имя в системе должно быть уникальным. В качестве имени по соображениям приватности нельзя использовать контактный e-mail.

Обязательные поля отмечены звездочкой (*).

(Отображаемое имя должно иметь длину от 3 символов до 31 символа.)

Нажимая Отправить, Вы принимаете Условия использования developerWorks.

 


Вся введенная информация защищена.


static.content.url=http://www.ibm.com/developerworks/js/artrating/
SITE_ID=40
Zone=Облачные вычисления
ArticleID=800515
ArticleTitle=Изменение поведения приложений: Из ЦОД в облако
publish-date=03052012