Το υπολογιστικό νέφος (cloud computing) είναι η διάθεση υπολογιστικών πόρων μέσω διαδικτύου (π.χ. servers, apps κλπ), από κεντρικά συστήματα που βρίσκονται απομακρυσμένα από τον τελικό χρήστη, τα οποία τον εξυπηρετούν αυτοματοποιώντας διαδικασίες, παρέχοντας ευκολίες και ευελιξία σύνδεσης.[1]
Σχηματικό διάγραμμα της λειτουργίας ένος υπολογιστικού νέφους.
Η έννοια του Υπολογιστικού Νέφους (Cloud Computing) πρωτοεμφανίστηκε τη δεκαετία του 1950 σε εκπαιδευτικά ινστιτούτα και εταιρείες, και η χρήση του πραγματοποιούνταν από κεντρικούς υπολογιστές μεγάλων υπολογιστικών και αποθηκευτικών δυνατοτήτων.[2] Οι χρήστες είχαν πρόσβαση σε αυτούς τους υπολογιστές μέσω τερματικών (dumb terminals), οι οποίοι δεν είχαν ούτε υπολογιστική ισχύ ούτε αποθηκευτικές ικανότητες. Ο όρος του Υπολογιστικού Νέφους έγινε ευρύτερα γνωστός τη δεκαετία του 1970, όταν η IBM και η Google αποφάσισαν να συνεργαστούν στο συγκεκριμένο τεχνολογικό πεδίο. Αρχικά η IBM παρουσίασε το λειτουργικό σύστημα εικονικών μηχανών (VM operating system), το οποίο παρείχε τη δυνατότητα να εργάζονται πολλές εικονικές μηχανές (virtual machines) στο ίδιο μηχάνημα. Κάθε εικονική μηχανή είναι-ήταν μία αυτοτελής οντότητα που εκτελεί το δικό της λειτουργικό σύστημα και παρέχει υπολογιστικούς πόρους, όπως τη-μια κεντρική μονάδα επεξεργασίας, μνήμης και μονάδες εισόδου-εξόδου[3].
Τη δεκαετία του 1980, η πρώτη τακτική χρήση των προσωπικών υπολογιστών συνοδεύτηκε από την υπόσχεση ότι οι χρήστες θα ήταν σε θέση να αποφασίζουν οι ίδιοι για το υπολογιστικό τους περιβάλλον. Η εμφάνιση του Διαδικτύου και του Παγκόσμιου Ιστού, εκτόξευσε τη φήμη του Υπολογιστικού Νέφους .
Τη δεκαετία του 1990 εμφανίστηκαν τα Εικονικά Ιδιωτικά Δίκτυα (Virtual Private Networks). Μέχρι τότε, οι εταιρείες τηλεπικοινωνιών υποστήριζαν τα κυκλώματα δεδομένων σημείο προς σημείο (point-to-point data circuits).
Μέχρι το 2000, κολοσσοί της Πληροφορικής όπως η Amazon, η Microsoft και η Google, ασχολήθηκαν με την ανάπτυξη και την παροχή υπηρεσιών Υπολογιστικού Νέφους[4]. Ακολούθησαν κάποια γεγονότα που θεωρούνται ευρέως ως ορόσημα στην ιστορία του Υπολογιστικού Νέφους.
Το 2006, η Amazon παρουσίασε το Ελαστικό Υπολογιστικό Νέφος (Elastic Compute Cloud(EC2)). Μία εμπορική υπηρεσία βασισμένη στο Παγκόσμιο Ιστό, που παρείχε στο χρήστη τη δυνατότητα να υλοποιεί εφαρμογές σε ενοικιασμένα-ενοικιαζόμενα μηχανήματα.
Το 2008, προωθήθηκε στην αγορά το Eucalyptus, η πρώτη πλατφόρμα ανοικτού κώδικα για ανάπτυξη ιδιωτικών σύννεφων (private clouds). Την ίδια χρονιά, η Google κυκλοφόρησε το Google App Engine, μια πλατφόρμα που υποστήριζε διάφορες υπηρεσίες του Υπολογιστικού Νέφους.
Στη συνέχεια των εξελίξεων το 2011, η IBM παρουσίασε το IBM SmartCloud ενώ το 2012 κυκλοφόρησε το Oracle Cloud. Τελος Microsoft ανακοίνωσε επίσης ότι θα εισαγάγει το cloud computing στην επόμενη μεγάλη ενημέρωση λύσεων Dynamics ERP και θα λειτουργούν μέσω της πλατφόρμας Windows Azure[5].
Η αρχιτεκτονική υπολογιστικού νέφους ορίζει τα στοιχεία και τις επιμέρους συνιστώσες που απαιτούνται για το υπολογιστικό νέφος. Στην απλή μορφή του, τα θεμέλια του υπολογιστικού νέφους μπορεί να ταξινομηθούν σε δυο τμήματα: front-end και back-end, τα οποία είναι συνδεδεμένα μεταξύ τους μέσω ενός εικονικού δικτύου ή του διαδικτύου. Το υπολογιστικό νέφος συντελείται από τις ακόλουθες βασικές δυνατότητες και λειτουργίες:
front end platform (fat client, thin client, mobile device). Οι αρχές του υπολογιστικού νέφους (η front-end πλατφόρμα) ονομάζονται επίσης πελάτες ή cloud clients. Αυτοί οι πελάτες είναι διακομιστές, fat (or thick) clients, zero or ultra-thin client, τα ταμπλέτες και τις κινητές συσκευές. Αυτές οι πλατφόρμες πελατών αλληλοεπιδρούν με την αποθήκευση δεδομένων cloud μέσω μιας εφαρμογής (middleware) και μέσω ενός προγράμματος περιήγησης ιστού ή μέσω μιας εικονικής περιόδου σύνδεσης. Ένας zero or ultra-thin client προετοιμάζει το δίκτυο ώστε να συγκεντρώσει τα απαιτούμενα αρχεία ρυθμίσεων όπου είναι αποθηκευμένα τα εκτελέσιμα OS της[6].
back end platforms (servers, αποθήκευσης),Μια ηλεκτρονική αποθήκευση δικτύου, όπου τα δεδομένα αποθηκεύονται και είναι προσβάσιμα σε πολλούς πελάτες.
η παράδοση με βάση το υπολογιστικό νέφος όπως (IaaS - Infrastructure as a Service), οι πλατφόρμες με περιβάλλον προγραμματισμού (PaaS - Platform as a Service) και το λογισμικό (SaaS - Λογισμικό ως Υπηρεσία), και
Ένα δίκτυο (Internet, Intranet, Intercloud). Τα μοντέλα ανάπτυξης είναι είτε ιδιωτικά (private) είτε δημόσια (internet) είτε σε συνδυασμό των δύο (hybrid/intercloud)..
Μορφές υπολογιστικού νέφους
Τα τέσσερα είδη υπηρεσιών του cloud computing
Υπάρχουν τέσσερις βασικές κατηγορίες μοντέλων "υπηρεσιών σύννεφου":
Software-as-a-Service (SaaS): Αντί να εγκαταστηθεί λογισμικό στο μηχάνημα και στον υπολογιστή του πελάτη επιβαρυνοντάς τον με τακτικές επιδιορθώσεις, συχνές εκδόσεις κτλ., εφαρμογές όπως το Word, CRM (Διαχείριση Σχέσεων Πελατών), ERP (Enterprise Resource) Προγραμματισμός) διατίθενται (φιλοξενούνται) μέσω του διαδικτύου για την κατανάλωση του τελικού χρήστη.[7]
Platform-as-a-Service (PaaS): Αντί ο πελάτης να χρειαστεί να αγοράσει - πληρώσει τις άδειες λογισμικού για πλατφόρμες όπως και τα λειτουργικά συστήματα, τις βάσεις δεδομένων και το ενδιάμεσο λογισμικό, μπορεί να το κάνει χρησιμοποιοντας την πλατφόρμα και τα εργαλεία (όπως το Java, το .NET, Python, Ruby on Rails).[7]
Infrastructure-as-a-Service (IaaS): Πρόκειται για τις απλές-βασικές υλικές συσκευές (raw υπολογιστές) όπως είναι οι εικονικοί υπολογιστές, οι διακομιστές, οι συσκευές αποθήκευσης, η μεταφορά μέσω δικτύου, οι οποίες βρίσκονται φυσικά σε ένα κεντρικό σημείο (κέντρο δεδομένων). Υπάρχει η δυνατότητα να προσπεραστούν και να χρησιμοποιηθούν από το διαδίκτυο χρησιμοποιώντας τα συστήματα ελέγχου ταυτότητας σύνδεσης και τους κωδικούς πρόσβασης από οποιοδήποτε dumb τερματικό ή συσκευή.[7]
Desktop-as-a-Service (DaaS): Η υπηρεσία επιφάνεια εργασίας προσφέρει μια υποδομή εικονικής επιφάνειας εργασίας (Virtual Desktop Infrastructure - VDI) που φιλοξενείται από έναν πάροχο λύσεων λογισμικού cloud και βασίζεται συνήθως σε ένα μοντέλο μηνιαίας συνδρομής. Το DaaS χρησιμοποιεί μια αρχιτεκτονική πολλαπλών μισθώσεων, πράγμα που σημαίνει ότι μια μοναδική εμφάνιση μιας εφαρμογής εξυπηρετείται σε πολλούς χρήστες, που αναφέρονται ως "ενοικιαστές". Ο πάροχος λύσεων λογισμικού cloud είναι υπεύθυνος για τη διαχείριση του cloud και της υποκείμενης υποδομής και το επίπεδο εξυπηρέτησης μπορεί να διαφέρει ανάλογα με τις ανάγκες των χρηστών.Το τελικό αποτέλεσμα αυτής της υποδομής είναι ότι οι χρήστες μπορούν να έχουν πρόσβαση στα δεδομένα και τις εφαρμογές τους από σχεδόν οποιαδήποτε συσκευή, οπουδήποτε.[8]
Μοντέλο ανάπτυξης
Η ανάπτυξη της υπηρεσίας Cloud μπορεί να πραγματοποιηθεί με οποιοδήποτε από τους παρακάτω τρόπους[9]:
Public Cloud: Είναι διαθέσιμο από ένα τρίτο φορέα παροχής υπηρεσιών μέσω του Internet και είναι πολύ αποδοτικό για τα ΜΜΕ να αναπτύξουν λύσεις πληροφορικής. Για παράδειγμα, οι Εφαρμογές Google.
Private Cloud: Είναι εύχρηστο μέσα σε έναν οργανισμό και είναι κατάλληλο για μεγάλες επιχειρήσεις (γίνεται διαχείριση εντός των επιχειρήσεων).
Community Cloud: Χρησιμοποιείται και ελέγχεται από μια ομάδα ανθρώπων, οι οποίοι έχουν κοινά ενδιαφέροντα.
Υβριδικό σύννεφο: Είναι ένας συνδυασμός δημόσιου και ιδιωτικού cloud.
Κόστος απόδοσης - Το Cloud computing είναι πιθανότατα η πιο αποδοτική μέθοδος για τη χρήση, διατήρηση και αναβάθμιση[10] για την χρήση, διατήρηση και αναβάθμιση των πληροφοριών του χρήστη. Ένα παραδοσιακό desktop λογισμικό κοστίζει πολύ, με όρους χρηματοδότησης. Η προσθήκη των τελών αδειών χρήσης για πολλούς χρήστες μπορεί να αποδειχθεί πολύ ακριβή για την εν λόγω εγκατάσταση. Το σύννεφο από την άλλη πλευρά, είναι διαθέσιμο σε πολύ φθηνότερη τιμή και ως εκ τούτου, μπορεί να μειώσει σημαντικά τα έξοδα πληροφορικής. Εκτός αυτού, υπάρχουν πολλές επιλογές πληρωμής, π.χ. pay-as-you-go και άλλες κλιμακωτές διαθέσιμες επιλογές.
Σχεδόν απεριόριστη αποθήκευση[11] - Η αποθήκευση πληροφοριών στο υπολογιστικό νέφος σας δίνει σχεδόν απεριόριστη αποθήκευση / χωρητικότητα.
Δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας και αποκατάσταση - Με δεδομένο πως όλα τα δεδομένα όταν αποθηκεύονται στο υπολογιστικό νέφος, υποστηρίζουν και αποκαθιστούν το ίδιο είναι σχετικά ευκολότερο από την αποθήκευση του ίδιου σε μια φυσική συσκευή. Επιπλέον, οι περισσότεροι πάροχοι υπηρεσιών cloud, είναι συνήθως ικανοί να χειριστούν την ανάκτηση πληροφορών. Ως εκ τούτου, καθιστά το σύνολο της διαδικασίας backup και αποκατάστασης, πολύ απλούστερη από άλλες παραδοσιακές μεθόδους αποθήκευσης δεδομένων.
Αυτόματη ενσωμάτωση λογισμικού - Στο σύννεφο, η ενσωμάτωση λογισμικού γίνεται αυτόματα. Αυτό σημαίνει ότι στο σύννεφο, οι χρήστες δεν χρειάζεται να καταβάλουν πρόσθετες προσπάθειες για να προσαρμόσουν και να ενσωματώσουν τις εφαρμογές τους σύμφωνα με τις προτιμήσεις τους. Η εφαρμογή φροντίζει από μόνη της.
Εύκολη πρόσβαση στις πληροφορίες - Μόλις οι χρήστες εγγραφούν στο Υπολογιστικό Νέφος, μπορούν να έχουν πρόσβαση στις πληροφορίες από οπουδήποτε υπάρχει σύνδεση στο Ιnternet. Αυτή η εύχρηστη λειτουργία επιτρέπει στους χρήστες να κινούνται πέρα από τη ζώνη ώρας και γεωγραφικής τους θέσης.
Γρήγορη ανάπτυξη - Οταν ο χρήστης αποφασίζει να χρησιμοποιήσει το Cloud computing, το σύστημα είναι πλήρως λειτουργικό σε μερικά λεπτά.
Ευκολότερη κλίμακα υπηρεσιών - Eίναι εύκολο για έναν πάροχο να προσαρμοστεί στις απαιτήσεις των χρηστών
Παροχή νέων υπηρεσιών - Κάνει δυνατή την αποδοχή νεών κατηγοριών/ αιτήσεων / παραδόσεων νέων υπηρεσίων που έχουν διαδραστικό χαρακτήρα.
Τεχνικά προβλήματα - Υπάρχουν στιγμές που το σύστημα μπορεί να έχει μερικές πρόσκαιρες δυσλειτουργίες.
Ασφάλεια στο σύννεφο - Ως χρήστης πρέπει να βεβαιώνεται κανείς ότι επιλέγει τον πλέον αξιόπιστο πάροχο υπηρεσιών για την ασφάλεια των πληροφοριών του.
Επιρρέπεια σε επιθέσεις - Η αποθήκευση πληροφοριών στο σύννεφο ενδέχεται να κάνει τα δεδομένα των χρηστών ευάλωτα σε εξωτερικές επιθέσεις χάκερ και διαδικτυακές απειλές.
Πιθανός χρόνος διακοπής - Εδώ παίζει ρόλο η αξιοπιστία της σύνδεσης στο διαδίκτυο.
Έλλειψη υποστήριξης - Σύμφωνα με παρατηρήσεις χρηστών δεν είναι ακόμα ικανοποιητικό για όλους τους ιστοτόπους το επίπεδο εξυπηρέτησης για εφαρμογές ιστού.
