X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Под облачными вычислениями (cloud computing) понимаются технологии обработки данных, в которых ресурсы (память, процессор, дисковое пространство и пр.) предоставляются пользователю как интернет-сервисы.Пользователь получает доступ к своим данным, при этом вся забота об обслуживании инфраструктуры полностью ложится на поставщика услуг. Термин «облако» выступает в качестве метафоры, которая основывается на изображении интернета на диаграммах компьютерных сетей. В 2008 году IEEE опубликовал документ, в котором определил облачную обработку данных как «парадигму, в рамках которой информация постоянно хранится на внешних серверах и временно кэшируется на клиентской стороне»

Нарастающая скорость распространения облачных вычислений объясняется тем, что за небольшие, в общем-то, деньги заказчик получает доступ к надежнейшей инфраструктуре с необходимой производительностью без необходимости закупки, монтажа и обслуживания дорогостоящих вычислителей системы достигает 99,9% что также позволяет сэкономить на вычислительных ресурсах. И что еще важно - практически неограниченные возможности по масштабируемости.

Приобретая обычный хостинг и попытавшись прыгнуть выше головы (при резком всплеске нагрузки) есть риск получить упавший на несколько часов сервис. В облаке дополнительные ресурсы предоставляются по первому запросу.

Основной проблемой облачных вычислений является негарантированный уровень безопасности обрабатываемой информации, степень защищенности ресурсов и, зачастую, полностью отсутствующая нормативно-законодательная база.

Облачные» услуги сравнительно новый, активно развивающийся сектор ИТ-услуг,но не следует считать применяемые в них технологии революционными, это лишь новая методика доставки услуг. Они представляют очередной и не последний этап давно обозначившейся объективно обусловленной тенденции на распределённое хранение и обработку, виртуализацию ресурсов и отчуждение конечного пользователя от непосредственного управления ими. Существенная их новизна проявляется, пожалуй, в организационном отношении. В отличие от предшествующих технологий, «облачные» услуги зародились прежде всего как коммерческий проект. Соответственно, предоставляются они преимущественно на коммерческой основе, что создаёт дополнительные сложности для анализа их применения, во всяком случае, получить систематические объективные данные по их безопасности из литературных источников пока затруднительно. существуют некоторые руководства по безопасности, выработанные, например, усилиями Cloud Security Alliance (CSA), тем не менее следует признать, что технический стандарт облачных вычислений находится все еще в начальных стадиях разработки .

При этом облачные вычисления как одна из технологий распределения и виртуализации ресурсов, в которой ресурсы и мощности предоставляются пользователю как интернет-сервис,с точки зрения безопасности на первый взгляд имеют преимущества перед традиционными технологиями взаимодействия в сетевых компьютерных структурах. Правда, технологии виртуализации доступа к сетевым ресурсам уже достаточно давно декларировались, в частности в Sun Microsystems, как едва ли не универсальное средство защиты их от несанкционированного использования, но, признавая безусловную эффективность и полезность данного подхода к повышению защищённости информационных ресурсов, панацеей их безопасности он стать, конечно же, не мог. Виртуализация доступа, тем более в отношении публичных сервисов, сама по себе не способна обеспечить информационную безопасность в широком смысле этого слова. Согласно данным CSA , несмотря на наличие встроенных в технологию облачных вычислений механизмов безопасности, при оценке рисков использования «облачных» услуг необходимо принимать во внимание большое количество обстоятельств. Добавим, что они не всегда достаточно определены и могут иметь субъективный характер, что существенно осложняет анализ любой ситуации.

Глава1

Начнем с определения облачных вычислений. Явление это новое, поэтому существует не так много авторитетных источников, где определяется это понятие. Наиболее комплексно и фундаментально подошли к данному вопросу американские специалисты Питер Мелл и Тим Гранс из Лаборатории Информационных Технологий Национального Института Стандартов и Технологий (NIST). В своей работе The NIST Definition of Cloud Computing (Определение облачных вычислений: версия NIST) они пишут следующее. Облачные вычисления – это модель предоставления удобного сетевого доступа в режиме «по требованию» к коллективно используемому набору настраиваемых вычислительных ресурсов (например, сетей, серверов, хранилищ данных, приложений и/или сервисов), которые пользователь может оперативно задействовать под свои задачи и свести к минимуму число взаимодействий с поставщиком услуги или собственных управленческих усилий. Эта модель направлена на повышение доступности вычислительных ресурсов и сочетает в себе пять главных характеристик, три модели обслуживания и четыре модели развертывания.

1. Характеристики

Национальным институтом стандартов и технологий США зафиксированы следующие обязательные характеристики облачных вычислений: Самообслуживание по требованию (англ. self service on demand), потребитель самостоятельно определяет и изменяет вычислительные потребности, такие как серверное время, скорости доступа и обработки данных, объём хранимых данных без взаимодействия с представителем поставщика услуг; Универсальный доступ по сети, услуги доступны потребителям по сети передачи данных вне зависимости от используемого терминального устройства; Объединение ресурсов (англ. resource pooling), поставщик услуг объединяет ресурсы для обслуживания большого числа потребителей в единый пул для динамического перераспределения мощностей между потребителями в условиях постоянного изменения спроса на мощности; при этом потребители контролируют только основные параметры услуги (например, объём данных, скорость доступа), но фактическое распределение ресурсов, предоставляемых потребителю, осуществляет поставщик (в некоторых случаях потребители всё-таки могут управлять некоторыми физическими параметрами перераспределения, например, указывать желаемый центр обработки данных из соображений географической близости); Эластичность, услуги могут быть предоставлены, расширены, сужены в любой момент времени, без дополнительных издержек на взаимодействие с поставщиком, как правило, в автоматическом режиме; Учёт потребления, поставщик услуг автоматически исчисляет потреблённые ресурсы на определённом уровне абстракции (например, объём хранимых данных, пропускная способность, количество пользователей, количество транзакций), и на основе этих данных оценивает объём предоставленных потребителям услуг. С точки зрения поставщика, благодаря объединению ресурсов и непостоянному характеру потребления со стороны потребителей, облачные вычисления позволяют экономить на масштабах, используя меньшие аппаратные ресурсы, чем требовались бы при выделенных аппаратных мощностях для каждого потребителя, а за счёт автоматизации процедур модификации выделения ресурсов существенно снижаются затраты на абонентское обслуживание. С точки зрения потребителя, эти характеристики позволяют получить услуги с высоким уровнем доступности (англ. high availability) и низкими рисками неработоспособности, обеспечить быстрое масштабирование вычислительной системы благодаря эластичности без необходимости создания, обслуживания и модернизации собственной аппаратной инфраструктуры. Удобство и универсальность доступа обеспечивается широкой доступностью услуг и поддержкой различного класса терминальных устройств (персональных компьютеров, мобильных телефонов, интернет-планшетов).

2. Модели развёртывания

Частное облако (англ. private cloud) — инфраструктура, предназначенная для использования одной организацией, включающей несколько потребителей (например, подразделений одной организации), возможно также клиентами и подрядчиками данной организации. Частное облако может находиться в собственности, управлении и эксплуатации как самой организации, так и третьей стороны (или какой-либо их комбинации), и оно может физически существовать как внутри, так и вне юрисдикции владельца. Публичное облако (англ. public cloud) — инфраструктура, предназначенная для свободного использования широкой публикой. Публичное облако может находиться в собственности, управлении и эксплуатации коммерческих, научных и правительственных организаций (или какой-либо их комбинации). Публичное облако физически существует в юрисдикции владельца — поставщика услуг. Гибридное облако (англ. hybrid cloud) — это комбинация из двух или более различных облачных инфраструктур (частных, публичных или общественных), остающихся уникальными объектами, но связанных между собой стандартизованными или частными технологиями передачи данных и приложений (например, кратковременное использование ресурсов публичных облаков для балансировки нагрузки между облаками). Общественное облако (англ. community cloud) — вид инфраструктуры, предназначенный для использования конкретным сообществом потребителей из организаций, имеющих общие задачи (например, миссии, требований безопасности, политики, и соответствия различным требованиям). Общественное облако может находиться в кооперативной (совместной) собственности, управлении и эксплуатации одной или более из организаций сообщества или третьей стороны (или какой-либо их комбинации), и оно может физически существовать как внутри, так и вне юрисдикции владельца. Облачные модели Термин «облачные вычисления» используется весьма широко, однако разные облачные модели имеют принципиальные отличия друг от друга с точки зрения безопасности. Поэтому критически важно, чтобы организации не пользовались универсальным подходом для всех моделей. Облачные модели можно разделить на программное обеспечение, предоставляемое в виде сервиса (Software as a Service, SaaS); платформы, предоставляемые в виде сервиса (Platform as a Service, PaaS), и сервисы интеграции (Integration as a Service, IaaS). При обеспечении безопасности облака необходимо учитывать как различия между этими тремя видами облачных моделей, так и их общие черты. SaaS. Данная модель ориентирована на управление доступом к приложениям. Например, в политиках доступа может быть определено, что агент по продажам имеет возможность загружать из приложения для управления отношениями с клиентами целеуказания на заказчиков лишь по определенной местности или только в рабочее время. По сути, задача директора по безопасности в случае SaaS — подготовить набор ограничений, которые будут регулировать доступ пользователя к приложениям. PaaS. Эта модель ориентирована на защиту данных, что особенно важно в случае хранения, предоставляемого в виде сервиса. Для PaaS обязательно следует учитывать вероятность временного выхода провайдера из строя. С точки зрения безопасности важно обеспечить балансировку нагрузки между провайдерами, чтобы перераспределить ее в случае отказа основного. Еще один ключевой момент — возможность шифрования данных при их хранении на сторонней платформе и знание нормативных актов, применимых к хранению данных в разных странах. IaaS. Эта модель ориентирована на управление виртуальными машинами. Основная задача директора по безопасности — внедрить систему руководства (governance), которая позволит организации регулировать создание и удаление виртуальных машин и тем самым избегать неконтролируемого доступа к ним и потенциальных денежных растрат.