Cloud computing | wanneer computerdiensten worden geleverd door een plaats buiten de plaats waar ze worden gebruikt

Korte

Vergelijkingen

Cloud computing wordt vaak verward met andere ideeën:

• grid computing: een vorm van gedistribueerd computergebruik waarbij een "super- en virtuele computer" bestaat uit een cluster van genetwerkte, losjes gekoppelde computers die samenwerken om zeer grote taken uit te voeren.
• utility computing: de verpakking van computermiddelen, zoals berekeningen en opslag, wordt verstrekt als een gemeten dienst waarvoor moet worden betaald, vergelijkbaar met een traditionele openbare nutsvoorziening zoals elektriciteit.
• autonomic computing: computersystemen die in staat zijn tot zelfbeheer.

Cloud computing maakt vaak gebruik van grid computing, heeft autonome kenmerken en wordt gefactureerd als nutsvoorzieningen, maar cloud computing kan worden gezien als een natuurlijke volgende stap van het grid-utility model. Sommige succesvolle cloudarchitecturen hebben weinig of geen gecentraliseerde infrastructuur of factureringssystemen, zoals peer-to-peer netwerken zoals BitTorrent en Skype.

Architectuur

Het merendeel van de infrastructuur voor cloud computing bestaat momenteel uit betrouwbare diensten die worden geleverd via datacenters die zijn gebouwd op computer- en opslagvirtualisatietechnologieën. De diensten zijn overal ter wereld toegankelijk, waarbij The Cloud verschijnt als één enkel toegangspunt voor alle computerbehoeften van consumenten. Commerciële aanbiedingen moeten voldoen aan de kwaliteitseisen van klanten en bieden doorgaans service level agreements. Open standaarden en open source software zijn ook cruciaal voor de groei van cloud computing.

Kenmerken

Aangezien afnemers over het algemeen geen eigenaar zijn van de infrastructuur of alle details ervan kennen, hebben zij voornamelijk toegang tot of huren zij, zodat zij middelen als een dienst kunnen consumeren, en betalen zij mogelijk voor wat zij niet nodig hebben, in plaats van voor wat zij daadwerkelijk moeten gebruiken. Veel aanbieders van cloud computing gebruiken het utility computing-model, dat analoog is aan hoe traditionele openbare nutsvoorzieningen zoals elektriciteit worden verbruikt, terwijl andere op abonnementsbasis worden gefactureerd. Door verbruikbare en "immateriële" rekenkracht te delen tussen meerdere "huurders" kan de bezettingsgraad worden verbeterd (omdat servers niet ongebruikt blijven), wat de kosten aanzienlijk kan verlagen en tegelijkertijd de snelheid van de applicatieontwikkeling kan verhogen.

Een neveneffect van deze aanpak is dat "de computercapaciteit drastisch toeneemt" omdat klanten niet hoeven te werken voor piekbelastingen. De invoering is mogelijk gemaakt door de "toegenomen hogesnelheidsbandbreedte", waardoor het mogelijk is om dezelfde reactietijden te ontvangen van gecentraliseerde infrastructuur op andere locaties.

Aanbieders

Cloud computing wordt aangedreven door aanbieders als Google, Amazon.com en Yahoo! en traditionele leveranciers als IBM, Intel, Microsoft, HP en SAP. Alle soorten gebruikers, zowel particulieren als grote ondernemingen, kunnen er gebruik van maken. De meeste internetgebruikers maken momenteel gebruik van clouddiensten, ook al realiseren ze zich dat niet. Webmail bijvoorbeeld is een clouddienst, net als Facebook en Wikipedia en de synchronisatie van contactlijsten en online back-ups van gegevens.

Geschiedenis

De Cloud is een metafoor voor het internet, of meer in het algemeen voor componenten en diensten die door anderen worden beheerd.

Het onderliggende concept gaat terug tot 1960 toen John McCarthy zijn mening gaf dat "computation may someday be organised as a public utility" en de term Cloud werd al in het begin van de jaren 1990 commercieel gebruikt om te verwijzen naar grote ATM-netwerken. Aan het begin van de 21e eeuw verschenen er cloud computing-oplossingen op de markt, hoewel de meeste aandacht in die tijd uitging naar Software as a Service.

Amazon.com speelde een sleutelrol in de ontwikkeling van cloud computing toen het na de dot-com bubble zijn datacenters opwaardeerde en in 2002 op basis van utility computing toegang verschafte tot zijn systemen via Amazon Web Services. Zij ontdekten dat de nieuwe cloudarchitectuur leidde tot aanzienlijke interne efficiëntieverbeteringen.

In 2007 nam de activiteit toe, waaronder Google, IBM en een aantal universiteiten die grootschalige cloud computing-onderzoeksprojecten startten, rond de tijd dat de term aan populariteit begon te winnen in de reguliere pers. Medio 2008 was het een hot topic en waren er talrijke cloud computing-evenementen gepland.

In augustus 2008 merkte Gartner op dat "organisaties overschakelen van hardware- en softwareactiva in bedrijfseigendom naar op diensten gebaseerde modellen per gebruik" en dat de "verwachte verschuiving naar cloud computing zal resulteren in een dramatische groei van IT-producten op sommige gebieden en in aanzienlijke verminderingen op andere gebieden".

Politieke kwesties

Clouds overschrijden vele landsgrenzen en zijn "misschien wel de ultieme vorm van globalisering". Als zodanig is het onderwerp van complexe geopolitieke kwesties, waarbij providers aan vele wettelijke beperkingen moeten voldoen om diensten te kunnen leveren aan een wereldwijde markt. Dit gaat terug tot de begindagen van het internet, toen libertaire denkers van mening waren dat "cyberspace een aparte plaats was die om eigen wetten en juridische instellingen vroeg"; auteur Neal Stephenson zag dit als een klein data-eiland in zijn sciencefictionklassieker Cryptonomicon.

Hoewel er pogingen zijn ondernomen om de juridische omgeving aan te passen (zoals US-EU Safe Harbor), gaan providers zoals Amazon Web Services gewoonlijk om met internationale markten (meestal de Verenigde Staten en de Europese Unie) door lokale infrastructuur in te zetten en klanten de mogelijkheid te bieden hun land te kiezen. Er bestaat echter nog steeds bezorgdheid over de veiligheid en privacy van individuen via verschillende overheidsniveaus (bijvoorbeeld de USA PATRIOT Act en het gebruik van nationale veiligheidsbrieven en titel II van de Electronic Communications Privacy Act, de Stored Communications Act).

Juridische kwesties

In maart 2007 vroeg Dell een handelsmerk aan voor de term "cloud computing" in de Verenigde Staten. Het ontving in juli 2008 een "Notice of Allowance", die vervolgens op 6 augustus werd geannuleerd, waardoor de merkaanvraag minder dan een week later formeel werd afgewezen.

In november 2007 heeft de Free Software Foundation de Affero General Public License (afgekort als Affero GPL en AGPL) uitgebracht, een versie van de GPLv3 die bedoeld is om een vermeende juridische leemte op te vullen die verband houdt met Vrije software die via een netwerk wordt uitgevoerd, met name software als een dienst. Volgens de AGPL-licentie zijn leveranciers van toepassingsdiensten verplicht om alle wijzigingen die zij aanbrengen in een AGPL open source code vrij te geven.

Architectuur

Cloudarchitectuur is de systeemarchitectuur van de softwaresystemen die betrokken zijn bij de levering van cloud computing (bv. hardware, software) zoals ontworpen door een cloudarchitect die doorgaans werkt voor een cloudintegrator. Het gaat meestal om meerdere cloudcomponenten die met elkaar communiceren via toepassingsprogramma-interfaces (meestal webservices).

Dit lijkt sterk op de Unix-filosofie van meerdere programma's die één ding goed doen en samenwerken via universele interfaces. De complexiteit wordt beheerst en de resulterende systemen zijn beter beheersbaar dan hun monolithische tegenhangers.

Cloudarchitectuur strekt zich uit tot de client, waar webbrowsers en/of softwaretoepassingen worden gebruikt om toegang te krijgen tot cloud-toepassingen.

De cloudopslagarchitectuur is losjes gekoppeld, waarbij metadatabewerkingen worden gecentraliseerd zodat de dataknooppunten tot in de honderden kunnen schalen en elk onafhankelijk gegevens leveren aan toepassingen of gebruikers.

Belangrijkste kenmerken

• Minimale kapitaaluitgaven, dus lage toetredingsdrempel, aangezien de infrastructuur eigendom is van de aanbieder en niet hoeft te worden aangeschaft voor eenmalige of infrequente intensieve computertaken. Diensten zijn doorgaans beschikbaar voor of specifiek gericht op consumenten en kleine bedrijven.
• Apparaat- en locatieonafhankelijkheid waardoor gebruikers toegang hebben tot systemen ongeacht hun locatie of welk apparaat ze gebruiken (bijvoorbeeld pc, mobiel,... enz.).
• Multitenancy maakt het delen van middelen (en kosten) onder een grote groep gebruikers mogelijk, waardoor:
• Centralisatie van infrastructuur in gebieden met lagere kosten (bijv. onroerend goed, elektriciteit)
• Piekbelastingscapaciteit neemt toe (gebruikers hoeven niet te werken voor de hoogst mogelijke belastingsniveaus)
• Gebruiks- en efficiëntieverbeteringen voor systemen die vaak slechts 10-20% worden gebruikt.
• De prestaties worden gecontroleerd en zijn consistent, maar kunnen worden beïnvloed door onvoldoende bandbreedte of hoge netwerkbelasting.
• Betrouwbaarheid door middel van meerdere redundante sites, waardoor het geschikt is voor bedrijfscontinuïteit en disaster recovery, maar IT- en bedrijfsmanagers kunnen weinig doen wanneer een storing hen treft. Historische gegevens over clouduitval worden bijgehouden in de Cloud Computing Incidenten Database.
• Schaalbaarheid die snel voldoet aan veranderende gebruikerseisen, zonder dat u zich moet voorbereiden op piekbelastingen. Enorme schaalbaarheid en grote gebruikersbestanden zijn gebruikelijk, maar geen absolute vereiste.
• Beveiliging die doorgaans verbetert door centralisatie van gegevens, meer op beveiliging gerichte middelen, enz. maar die bezorgdheid oproept over het verlies van controle over bepaalde gevoelige gegevens. Toegang wordt meestal gelogd, maar toegang tot de auditlogs zelf kan moeilijk of onmogelijk zijn.
• Duurzaamheid door een beter gebruik van hulpbronnen, efficiëntere systemen en CO2-neutraliteit.

Veiligheid en privacy

Cloud computing levert privacyproblemen op omdat de dienstverlener te allen tijde toegang heeft tot de gegevens in de cloud. Hij kan informatie per ongeluk of opzettelijk wijzigen of verwijderen. Veel cloud providers kunnen informatie delen met derden als dat nodig is voor ordehandhaving zonder bevelschrift. Dat is toegestaan in hun privacybeleid, waarmee gebruikers moeten instemmen voordat zij clouddiensten gaan gebruiken. Oplossingen voor privacy omvatten zowel beleid en wetgeving als keuzes van eindgebruikers voor de manier waarop gegevens worden opgeslagen.

Onderdelen

Toepassing

Een cloudapplicatie beïnvloedt het cloudmodel van softwarearchitectuur, waardoor het vaak niet meer nodig is de applicatie op de eigen computer van de klant te installeren en uit te voeren, waardoor het softwareonderhoud, de lopende werkzaamheden en de ondersteuning afnemen. Bijvoorbeeld:

• Peer-to-peer/vrijwillig computergebruik (Bittorrent, SETI@home, Skype)
• Webtoepassing (Facebook)
• Software als dienst (Google Apps, Salesforce)
• Software plus diensten (Microsoft Online Services)

Klant

Een cloud client is computerhardware en/of computersoftware die afhankelijk is van De Wolk voor de levering van toepassingen, of die specifiek is ontworpen voor de levering van clouddiensten, en die in beide gevallen in wezen nutteloos is zonder een Wolk. Bijvoorbeeld:

• Mobiel (Android, iPhone, Windows Mobile)
• Thin client (CherryPal, Zonbu gOS gebaseerde systemen)
• Dikke client/webbrowser (Google Chrome, Mozilla Firefox)

Infrastructuur

Cloudinfrastructuur (bv. Infrastructure as a Service) is de levering van computerinfrastructuur (doorgaans een platformvirtualisatieomgeving) als een dienst. Bijvoorbeeld:

• Volledige virtualisatie (GoGrid, Skytap)
• Grid computing (Sun Grid)
• Beheer (RightScale)
• Paravirtualisatie (Amazon Elastic Compute Cloud)

Platform

Een cloudplatform (bv. Platform as a service) (de levering van een computerplatform en/of oplossingsstapel als een dienst) vergemakkelijkt de inzet van toepassingen zonder de kosten en complexiteit van de aankoop en het beheer van de onderliggende hardware- en softwarelagen. Bijvoorbeeld:

• Kaders voor webtoepassingen
• Python Django (Google App Engine)
• Ruby on Rails (Heroku)
• Webhosting (Mosso)
• Bedrijfseigen (Azure, Force.com)

Service

Een clouddienst (bv. webdienst) is een "softwaresysteem dat ontworpen is om interoperabele machine-naar-machine-interactie via een netwerk te ondersteunen", waartoe andere cloudcomputingcomponenten, software (bv. software plus diensten) of eindgebruikers rechtstreeks toegang hebben. Bijvoorbeeld:

• Identiteit (OAuth, OpenID)
• Integratie (Amazon Simple Queue Service)
• Kaarten (Google Maps, Yahoo! Maps)
• Betalingen (Amazon Flexible Payments Service, Google Checkout, PayPal)
• Zoeken (Alexa, Google Custom Search, Yahoo! BOSS)
• Anderen (Amazon Mechanical Turk)

Opslag

Cloudopslag is de levering van gegevensopslag als een dienst (inclusief databaseachtige diensten), vaak gefactureerd op basis van utility computing (bv. per gigabyte per maand). Bijvoorbeeld:

• Database (Amazon SimpleDB, Google App Engine's BigTable datastore)
• Network attached storage (MobileMe iDisk-component, Nirvanix CloudNAS)
• Synchronisatie (Live Mesh Live Desktop component, MobileMe push functies)
• Webdienst (Amazon Simple Storage Service, Nirvanix SDN)

Traditionele opslagleveranciers zijn onlangs begonnen met het aanbieden van hun eigen vorm van cloudopslag, soms in combinatie met hun bestaande softwareproducten (bijv. Symantec's Online Storage for Backup Exec Archived 2008-11-27 at the Wayback Machine). Anderen richten zich op het leveren van een nieuw soort back-end storage dat optimaal is ontworpen voor het leveren van cloud storage (EMC's Atmos), categorisch bekend als Cloud Optimized Storage.

Rollen

Aanbieder

Een cloud computing provider of cloud computing service provider bezit en exploiteert cloud computing systemen ten dienste van iemand anders. Meestal moeten hiervoor nieuwe datacenters worden gebouwd en beheerd. Sommige organisaties krijgen een aantal van de voordelen van cloud computing door "interne" cloudproviders te worden en zichzelf te bedienen, hoewel zij niet profiteren van dezelfde schaalvoordelen en nog steeds moeten engineeren voor piekbelastingen. De toetredingsdrempel is ook aanzienlijk hoger: er zijn kapitaaluitgaven nodig en facturering en beheer zorgen voor enige overhead. Zelfs kleine organisaties kunnen echter aanzienlijke operationele efficiëntie- en snelheidsvoordelen behalen, en er wordt al gewerkt aan serverconsolidatie en virtualisatie. Amazon.com was de eerste in zijn soort en moderniseerde zijn datacenters die, zoals de meeste computernetwerken, slechts 10% van hun capaciteit tegelijk gebruikten om ruimte over te houden voor incidentele pieken. Zij stelden deze in 2002 open voor buitenstaanders als Amazon Web Services op basis van utility computing.

Een gebruiker is een consument van cloud computing. De privacy van gebruikers bij cloud computing wordt steeds belangrijker. De rechten van gebruikers is ook een probleem, dat wordt aangepakt via een gemeenschapsinspanning om een bill of rights op te stellen (momenteel in concept).

Verkoper

Een verkoper verkoopt producten en diensten die de levering, de invoering en het gebruik van cloud computing vergemakkelijken. Bijvoorbeeld:

• Computerhardware (Dell, HP, IBM, Sun Microsystems)
• Opslag (3PAR, EMC, MogileFS)
• Infrastructuur (Solace Systems, Layer 7 Technologies, F5 Networks)
• Computersoftware (3tera, GigaSpaces, Hadoop)
• Besturingssystemen (Windows Azure, Linux en Solaris)
• Platformvirtualisatie (Citrix, Microsoft, VMware, Sun xVM)

Normen

Een cloud standaard is een van een aantal bestaande (meestal lichte) open standaarden die de groei van cloud computing hebben vergemakkelijkt, waaronder:

• Toepassing
• Communicatie (HTTP, XMPP)
• Beveiliging (OAuth, OpenID, SSL/TLS)
• Syndicatie (Atom)
• Klant
• Browsers (AJAX)
• Offline (HTML 5)
• Infrastructuur
• Virtualisatie (OVF)
• Platform
• Oplossingsstacks (LAMP, ruimtegebaseerde architectuur)
• Service
• Gegevens (XML, JSON)
• Webdiensten (REST)
• Opslag