Облако и отраслевые приложения : Часть 1. Передовой опыт и шаблоны PaaS

Концепции практических отраслевых решений, шаблоны и модели, поддерживающие облачные вычисления

эта статья является первой частью серии, посвященной применению облачных вычислений в отраслевых решениях. В этом введении описываются основы концепции облачных вычислений и приводится информация об отраслевых решениях. Вы узнаете о требованиях и функциях трех моделей реализации отраслевых решений — «инфраструктура как услуга» (IaaS), «платформа как услуга (PaaS)» и «программное обеспечение как услуга» (SaaS), а также ознакомитесь с передовым опытом и шаблонами применения системы PaaS, в частности, для развертывания и поддержки облачных решений. В следующей статье этой серии мы обсудим применение облачных вычислений в нефтехимической и телекоммуникационной отраслях.

Юй Чэнь Чжоу, старший технический сотрудник и ведущий архитектор, IBM

Доктор Юй Чэнь Чжоу — старший технический сотрудник IBM Research в КНР. Будучи ведущим архитектором отдела облачных вычислений и проектирования решений Китайского центра по проектированию систем SOA отдела передовых технологий IBM SWG SOA, он организовал и возглавил ряд перспективных проектов, в том числе по отраслевым решениям, поддерживающим облачные вычисления, интегрированному управлению метаданными и политикам SOA. Является старшим членом IEEE и ACM, ведущим изобретателем IBM, членом технологической академии IBM; был членом рабочих групп W3C и TOG. Является основным автором книги Service Oriented Computing (Сервис-ориентированные вычисления), опубликовал 17 статей в материалах конференций IEEE, отчетах о научных исследованиях IBM и на портале IBM developerWorks.



Cи Нин Ван, штатный программист и ведущий разработчик, IBM

Xi Ning Wang photoСи Нин Ван — штатный программист и ведущий разработчик облачной инфраструктуры отдела передовых технологий IBM SOA подразделения IBM Software. Занимался проектированием и разработкой технологий и решений SOA в ряде важных проектов. В настоящее время занимается облачными вычислениями и отраслевыми решениями. Публикует статьи на IBM developerWorks с 2009 года.



Синь Пэн Лю, программист-консультант и ведущий разработчик, IBM

Xin Peng Liu photoСинь Пэн Лю — программист-консультант и ведущий разработчик облачных услуг отдела передовых технологий IBM SOA подразделения IBM Software. Занимался проектированием и разработкой технологий и решений SOA в ряде важных проектов. В настоящее время занимается облачными вычислениями и отраслевыми решениями.



Лян Сюэ, менеджер, IBM

Liang Xue photoЛян Сюэ — менеджер отдела передовых технологий IBM SOA подразделения IBM Software. Занималась проектированием и разработкой технологий и решений SOA. В настоящее время занимается облачными вычислениями и отраслевыми решениями.



Сяо Син Лян, штатный программист, IBM

Xiao Xing Liang photoСяо Син Лян — штатный программист отдела производительности бизнеса и оптимизации услуг подразделения IBM Software. Имеет богатый опыт разработки решений и технологий SOA, BPM и Web 2.0.



Чан Хуа Сунь, штатный программист, IBM

Chang Hua Sun photoЧан Хуа Сунь — штатный программист отдела производительности бизнеса и оптимизации услуг подразделения IBM Software. Занимается разработкой технологий и решений SOA и BPM.



Лян Шуан, программист, IBM

Shuang Liang photoШуан Лян — программист отдела производительности бизнеса и оптимизации услуг подразделения IBM Software. Имеет богатый опыт разработки решений и технологий SOA и BPM.



16.07.2012

Концепция облачных вычислений повышает оперативность бизнеса за счет предоставления инфраструктур, платформ и приложений в качестве услуг. В общих чертах ее можно определить как применение масштабируемых вычислительных ресурсов, предлагаемых в качестве услуг в среде, расположенной за пределами компании, с оплатой по мере потребления. Компания пользуется только тем, что ей нужно, и платит только за это. Она может пользоваться любыми ресурсами облака в любое время и из любого места через Интернет и не беспокоиться при этом об обслуживании этих ресурсов. Тем не менее предприятия часто сталкиваются со сложностями в применении облачных вычислений в рамках традиционных отраслевых решений.

Для успешного применения облачных вычислений в организациях заказчиков и в своих собственных организациях предприятия должны пересмотреть свои бизнес-модели. В этой серии статей основополагающие принципы облачных вычислений транслируются в практические отраслевые сценарии. Эта первая статья представляет три модели — «инфраструктура как услуга» (IaaS), «платформа как услуга» (PaaS) и «программное обеспечение как услуга» (SaaS) и поясняет, как, в частности, PaaS может помочь в предоставлении отраслевых решений. На рисунке 1 показана многоуровневая структура облачных вычислений с тремя упомянутыми моделями.

Рисунок 1. Многоуровневая структура «облачные вычисления как услуга» для отраслевых решений
Layered cloud computing as a service for industry solutions

Описание модели

Модель IaaS предоставляет потребителю отраслевых решений базовую инфраструктуру, в частности, необходимое оборудование и каналы передачи данных. Потребитель должен сам настроить платформу и приложения, например, установить операционную систему и необходимые программные компоненты. Отраслевые решения на базе IaaS используют ту же систему управления разработкой, тестированием и внедрением, что и любой традиционный метод реализации, но они могут в полной мере пользоваться преимуществами облачных вычислений, включая резервирование решений и полную загрузку аппаратных ресурсов.

Модель PaaS предлагает базовую инфраструктуру и платформу для развертывания приложений. Потребителю не нужно заботиться о настройке платформы или о резервировании аппаратных ресурсов. Обычно модель PaaS предоставляет API для разработки, тестирования и развертывания отраслевых решений. Эта модель очень удобна для приложений с так называемым «длинным хвостом». Традиционно, согласно принципу Парето или правилу 80-20, примерно 80 процентов прибыли приходится примерно на 20 процентов продуктов или решений. Оставшаяся большая часть решений приносит лишь небольшую долю прибыли. Однако в приложениях с «длинным хвостом» все больше и больше прибыли приходится на решения, находящиеся в «длинном хвосте». В качестве примера можно привести телекоммуникационную отрасль. На рисунке 2 показан «длинный хвост» телекоммуникационных услуг.

Рисунок 2. «Длинный хвост» телекоммуникационных услуг
Long tail of telecom services

Для привлечения и обслуживания большего числа потребителей провайдеры телекоммуникационных услуг заинтересованы в применении услуг и решений, нацеленных на «длинный хвост». В результате услуги и решения становятся более специализированными и персонализированными и основываются на многократном использовании компонентов в разных комбинациях. Модель PaaS можно легко применить для разработки таких решений с многократным использованием большого числа компонентов. Эта модель нацелена на компромисс между сложностью реализации для провайдера и гибкостью для потребителя.

Модель SaaS предоставляет разным потребителям функции приложений, полностью расположенных в облаке, но гибкость потребителей при этом ограничена. Модель SaaS позволяет существенно сократить время продвижения отраслевых решений на рынок.

Используя любую из трех моделей облачных вычислений, отраслевые решения могут использовать как преимущества облачных вычислений, так и преимущества модели реализации, такие как сокращение времени продвижения на рынок и многократное использование компонентов.


Подробнее о PaaS

Модель PaaS представляет собой один из подходов для поставщиков программного обеспечения, которые в первую очередь хотят сосредоточиться на разработке программ и монетизации новых приложений, избегая затрат на обслуживание соответствующих инфраструктур и сервисов для разработки, тестирования, развертывания и размещения приложений.

Как правило, системы PaaS представляют собой работающие в среде поставщика Web-платформы для разработки приложений, предлагающие комплексную или, в некоторых случаях, неполную среду для полноценной онлайновой разработки программного обеспечения. Разработчики использовать возможности существующих SaaS-систем или разрабатывать новые Web-приложения, а пользователям не нужно заботиться о разработке, размещении, обновлении и поддержке приложений или о сохранении данных.

Основу информационной системы предприятия составляет бизнес-процесс, и на предприятиях, опирающихся на систему управления бизнес-процессами (BPM), он всегда связан с применением программных пакетов и управлением информационными инфраструктурами для моделирования ориентированных на бизнес процессов и проектирования, развертывания и мониторинга ИТ-ориентированных процессов. Ключом к повышению эффективности коммерческих операций — и в конечном итоге к бизнес-инновациям — является отделение проблем, связанных с информационными технологиями, от бизнес-анализа конкретных бизнес-процессов. Одним из способов такой трансформации бизнеса является онлайновая платформа с поддержкой PaaS, построенная вокруг процесса.

Для BPM-приложений, основанных на отраслевых решениях, ускорению конструирования решений может препятствовать неконтролируемый рост сложности. Поэтому для получения максимальных преимуществ от применения ориентированной на бизнес-процесс модели PaaS в среду PaaS можно заранее встроить библиотеки настраиваемых отраслевых решений вместе с готовыми шаблонами виртуальных машин. Саму PaaS-систему можно для надежности реализовать в виде специализированного устройства с web-консолью администрирования, доступной исключительно в качестве портала для защищенного управления и получения запросов на настройку со стороны клиента.

Для удовлетворения требований отраслевых решений уровня предприятия мы создали ориентированную на бизнес-процесс систему PaaS, получившую название CloudLand. Она поддерживает следующие возможности:

  • Создание не требующего программирования рабочего пространства разработчика Web 2.0 для выполнения разработки и реализации извне
  • Защищенное программно-аппаратное решение с возможностью настройки
  • Построение шаблонов отраслевых решений
  • Управление жизненным циклом
  • Коллективная аренда систем BPM

На основе предложенной системы PaaS мы разработали несколько отраслевых решений, поддерживающих облачные вычисления и отвечающих различным отраслевым требованиям. В их числе:

  • Поддерживающая облачные вычисления самообслуживаемая платформа для предоставления телекоммуникационных услуг: для поддержки персонализированных приложений «длинного хвоста» в открытом сообществе разработчиков и публичном облаке, основанном на телекоммуникационных услугах, таких как услуги, привязанные к местоположению (LBS), службы передачи коротких сообщений (SMS), службы передачи мультимедийных сообщений (MMS), вызовы третьей стороны и службы конвергентных коммуникаций.
  • Поддерживающая облачные вычисления интегрированная информационная система для нефтехимических процессов, поддерживающих ключевые показатели эффективности (KPI) и композитные бизнес-сервисы, интеграцию производственно-сбытовой цепи и корпоративные SaaS в частном и гибридном облаке.
  • Поддерживающее облачные вычисления решение для здравоохранения для электронных медицинских приложений, основанных на ведении записей, работающих в гибридном и частном облаке.
  • Поддерживающее облачные вычисления решение для обработки данных финансового рынка: для гибридного облака.

Модель PaaS

С точки зрения бизнеса размещенное в публичном облаке общее решение PaaS использует следующие сценарии:

  • Все платформы и приложения размещаются в одной среде, принадлежащей одному поставщику.
  • Приложения в основном разрабатываются с нуля в рамках формализованной модели программирования.
  • Услуги, предоставляемые поставщиками (например, база данных и сервер для Web-приложений), отличаются единообразием и стабильностью.
  • При разработке полной среды для облачных услуг роли бизнес-моделей с самого начала являются стабильными.
  • В платформе отсутствуют сервисы и приложения, относящиеся к конкретным отраслям, что упрощает проектирование и управление платформой.

При реализации модели PaaS на предприятии в контексте конкретной отрасли возникают новые сложности и требования. Таким решениям PaaS свойственны следующие типичные проблемы:

  • Режим частного или гибридного облака: такие отраслевые решения всегда размещаются в частном облаке на территории предприятия и совместно используются несколькими филиалами или подразделениями; но в случае частичного аутсорсинга информационных систем или применения сложной цепочки поставок решения могут размещаться в гибридном облаке.
  • Открытость: интеграция с существующими внутренними или внешними системами.
  • Применение специализированных отраслевых ИТ-стандартов, приложений и сервисов.
  • Неопределенность используемых бизнес-моделей и ролей: наличие специфических для данной отрасли групп пользователей с разными моделями поведения и схемами использования систем, такими как кривые полезной нагрузки системы, требования задачи к ресурсам и возможности системы.
  • Время реализации решения: лишь немногие предприятия обладают достаточным временем для построения новой информационной структуры с нуля, что включает быстрое создание облачной среды вместо старой системы и интеграцию с существующими системами для обеспечения непрерывности деятельности. Таким образом, время развертывания и внедрения становится критическим фактором, влияющим на принятие решения о переходе на PaaS.
  • Разнообразие приложений и типов пользователей: полное отраслевое решение содержит приложения, охватывающие несколько направлений деятельности, разработанные и поддерживаемые разными группами (отдельными пользователями, организациями).
  • Большинство корпоративных пользователей не являются профессионалами в сфере информационных технологий, и их отпугивает применение сложных моделей программирования, таких как Java, Web 2.0 и Web-сервисы, для разработки, развертывания и управления приложениями и системами.
  • Заинтересованные лица и потребители могут выдвигать конкретные бизнес-требования, такие как сокращение времени продвижения на рынок для повышения конкурентоспособности, поддержка оперативности бизнеса за счет быстрой модификации процессов или правил и быстрое масштабирование корпоративной системы.

Кроме того, в систему PaaS могут входить облака для испытаний и разработки, но, как правило, такие решения не затрагивают отраслевого контента.

С точки зрения технологии можно объединить BPM, сервис-ориентированную архитектуру (SOA) и облачные вычисления, чтобы использовать возможности BPM в модели PaaS. Объединение BPM с облачными вычислениями позволяет реализовать процессы вместе с соответствующими событиями, операциями и доступом к базе данных.


Передовой опыт и шаблоны

Архитектура отраслевых решений и способы применения в ней PaaS меняются в зависимости от предприятия, конкретного приложения, бизнес-модели и архитектуры предприятия. Соответственно разнятся и методы интеграции с отраслевыми решениями. Ниже приведен краткий перечень этих методов и дано их описание в контексте архитектуры основанной на бизнес-процессах системы PaaS.

  • PaaS в отраслевом решении: этот шаблон используется в рамках отраслевого решения с внедренным PaaS; другими словами, PaaS становится частью отраслевого решения, такого как поддерживающая облачные вычисления интегрированная информационная система для нефтехимической отрасли. В таком шаблоне только некоторые части компонентов или функций представляются в форме PaaS, в то время как оставшаяся часть отраслевого решения в облаке не размещается.
  • PaaS поверх отраслевого решения: этот шаблон применяется в тех отраслях, которые обычно размещают дополнительные услуги в PaaS на границе своих отраслевых решений. При этом система в целом может работать без PaaS, и ее основные функции и инфраструктуры поддерживаются в необлачной среде. Поддерживающие PaaS дополнительные части являются испытательной площадкой для будущих точек роста. В качестве примера можно привести поддерживающую облачные вычисления самообслуживаемую платформу для предоставления телекоммуникационных услуг, которая позволяет пользователям быстро создавать собственные дополнительные приложения, улучшающие предоставление телекоммуникационных услуг.
  • Отраслевое решение на PaaS: в этом шаблоне и PaaS, и отраслевое решение объединяются в одном облаке. Это решение является исключительно специализированным PaaS, предназначенным для конкретной отрасли. Типичным примером такого решения является поддерживающее облачные вычисления решение для обработки данных финансового рынка. Назначение такого решения заключается в организации специализированного узла обмена информацией для финансового рынка на основе PaaS. Подход PaaS позволяет реализовать всю бизнес-модель предприятия в виде независимого узла в экосистеме конкретной отрасли.

На рисунке 3 показана архитектура ориентированной на процесс системы PaaS для отраслевых решений, поддерживающая все три описанных выше шаблона интеграции.

Рисунок 3. Архитектура ориентированной на процесс системы PaaS для отраслевых решений
Architecture of business process-centric PaaS framework for industry solutions

Как показано на рисунке 3, предлагаемая система PaaS содержит следующие основные компоненты:

  • Основные виртуальные образы, которые могут автоматически предоставляться в инфраструктуре облака в качестве разворачиваемой во время исполнения платформы. Эти образы можно использовать в качестве базовой платформы промежуточного ПО для исполняемых бизнес-процессов, такого как серверы процессов, серверы событий или серверы правил. В зависимости от реализованного шаблона системы разворачиваемая во время исполнения платформа может стать целым отраслевым решением или его частью либо может взаимодействовать с решением.
  • Модель внешнего программирования со средствами разработки, поддерживающими рабочее пространство разработчика, не требующее написания кода. Встроенные в систему функции рабочего пространства включают средства, используемые для редактирования бизнес-процессов, пользовательских интерфейсов гибридных приложений, бизнес-событий и бизнес-правил.
  • Портал самообслуживания с тремя типами услуг: специализированными отраслевыми услугами, услугами, созданными в PaaS, и внешними услугами.
  • Управление коллективной арендой среды BPM для определения и осуществления режима коллективной аренды для всех относящихся к BPM объектов.

Эта система PaaS также предоставляет точки изменчивости для расширения:

  • Точки расширения для самостоятельно изготовленных виртуальных образов, предназначенных для удовлетворения требований специализированных отраслевых решений; такие образы можно легко встраивать в библиотеки виртуальных образов нашей системы.
  • Точки расширения для самостоятельно выбранных внешних средств разработки, которые выходят за пределы встроенных возможностей системы, но необходимы для разработки решений конкретного заказчика. Как правило, рабочее пространство разработчика, не требующее написания кода, оснащается подобными внешними инструментами.
  • Точки расширения для регистрации специализированных отраслевых сервисов, удовлетворяющих потребности разных отраслей, и внешних сервисов для взаимодействия с третьими сторонами.

Прочие соображения

Среди других соображений, касающихся построения облачной инфраструктуры, можно отметить управление ресурсами инфраструктуры и планирование ресурсов. Ресурсы, управляемые в системе PaaS, предоставляются в форме виртуальных машин и связанных с ними ресурсов. Управление ресурсами заключается в управлении виртуальными ресурсами.

В отраслевых решениях разные роли провайдеров услуг требуют применения разных функций и качеств и разных масштабов ресурсов. Все это легко достигается путем настройки виртуальных ресурсов в инфраструктуре облака. Кроме того, некоторые отраслевые сервисы могут повышать требования к ресурсам в процессе расширения бизнеса для повышения качества обслуживания. Встроенные в систему виртуальные шаблоны предлагают такие топологии, как автономные серверы приложений и кластеры — как для нормальной, так и для повышенной пропускной способности системы. Корпоративным пользователям нужно просто указать необходимые параметры качества в портале управления услугами. При этом для обеспечения требуемого качества обслуживания будут автоматически привлечены соответствующие ресурсы виртуальных систем.

Кроме того, для реализации системы управления ресурсами и их масштабирования предоставляется функция планирования ресурсов, ориентированная на разные роли пользователей. Провайдеры отраслевых услуг и деловые партнеры могут наложить ограничения на ресурсы для того, чтобы зарезервировать начальные ресурсы и определить верхний предел потенциального роста в будущем. Также они могут определить политики для описания условий расширения и восстановления ресурсов. Например, когда используемые некоторым пользователем виртуальные ресурсы достигают установленного порога, инфраструктура облака расширяет ресурсы виртуальной машины, резервируя больше памяти и дискового пространства или добавляя в кластер дополнительные узлы для балансировки рабочей нагрузки. И наоборот, если загрузка виртуальной машины на какое-то время окажется меньше установленного порога, свободные узлы удаляются или уменьшается объем памяти.


Заключение

Облачные технологии позволяют объединить системные отраслевые решения и устройства в среде облачных вычислений. В частности, в статье была представлена предложенная авторами система PaaS, и вы ознакомились с требованиями, шаблонами архитектуры и технологиями реализации, позволяющими использовать облачные вычисления в отраслевых решениях. В следующих двух статьях этой серии мы обсудим способы применения этих облачных возможностей в нефтехимической и телекоммуникационной отраслях.

Ресурсы

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=Open source
ArticleID=825943
ArticleTitle=Облако и отраслевые приложения : Часть 1. Передовой опыт и шаблоны PaaS
publish-date=07162012