«Облачные» сервисы удобны. А выгодны?

Спектр предложений «облачных» услуг расширяется с каждым днем, а их поставщики сулят существенное сокращение издержек по сравнению развертыванием приложений в локальных ЦОД. Насколько эффективна миграция в «облака» и решит ли она в действительности проблемы оптимизации ресурсов?

На прошлой неделе в Портленде (США) состоялась конференция HotCloud 2011, на которой обсуждались различные аспекты функционирования и внедрения «облачных» сред. Один из докладов, представленный учеными Пенсильванского государственного университета, представлял собой системное исследование условий, которые существенным образом влияют на эффективность миграции в «облачные» среды.

На самом деле работ, посвященных данной проблеме, достаточно много, ею занимаются как экономисты, так и специалисты в сегменте ИТ. Даже очевидные, на первый взгляд, преимущества «облаков» вроде эластичности или упрощения управления ИТ системами (развертыванием, поддержкой ПО и оборудования, сетей) отдельные эксперты ставят под сомнение. Нет единого мнения и касательно того, насколько эффективно применение «облачных» ресурсов по сравнению с локальными.

Несмотря на многие потенциальные преимущества, которые сулят «облака» в общем случае, некоторые из них могут вообще не иметь никакого значения в условиях отдельной организации. Самый простой пример – оплата по факту использования не принесет большой экономии, если рабочая нагрузка приложений практически неизменна. Кроме того, не все элементы общей стоимости владения легко рассчитать. Например, потребность в оборудовании определить достаточно просто, а вот трудовые затраты – намного сложнее, ведь необходимо оценивать время администраторов, расходуемое на поддержку каждого приложения из используемого стека.

Таким образом, экономия на использовании «облаков» зависит от множества факторов: интенсивности рабочих потоков, числа одновременно используемых приложений в настоящее время и в ближайшей перспективе, стоимости лицензирования используемого ПО, потребностей в объемах хранения – утверждают авторы доклада «To Move or Not to Move: The Economics of Cloud Computing».

В работе исследователи спроектировали несколько примеров многоуровневой рабочей нагрузки на основе тестов Transaction Processing Performance Council TPC-W и TPC-E, которые эмулируют онлайновые транзакции брокерской компании, а затем рассчитали стоимость функционирования этих потоков в течение 10 лет при использовании локальных ресурсов, работе с «облачными» сервисами (хостируемыми в Amazon EC2 или Microsoft Azure) и в случае гибридных инфраструктур. При этом предполагалось, что локальное оборудование и приложения должны обновляться раз в 4 года. При расчете парка серверов, необходимого для обслуживания рабочих потоков в будущем, применялся закон Мура. В работе изучались разные наборы приложений (открытое ПО и лицензионное, интерактивные приложения, программы с высокой пропускной способностью, коммерческие и научные), различные облачные службы (IaaS и SaaS) и характеристики объемов нагрузки (рост, снижение, равномерная, пиковая).

Оказалось, что в случае небольшой рабочей нагрузки (до 20 транзакций в секунду) с ростом на 20% ежегодно, годовые издержки на «облачные» сервисы составят в среднем $1 тыс, а при исполнении во внутренних ресурсах компании – около $10 тыс. При большой нагрузке ситуация абсолютно противоположная – доступ к «облачным» ресурсам оказывается дороже поддержки собственного ЦОД и со временем разница в цене растет неимоверными темпами. Так, при реализации внутри компании стоимость годового обслуживания (900 транзакций в секунду) составит около $400 тыс в первый год и на 10-м году дорастет до $600 тыс. При полной миграции в «облако» услуги в первый год также обойдутся в сумму $400 тыс, но к концу 10-летнего периода превысят $1 млн в год. Для компаний со средней нагрузкой (около 100 транзакций в секунду) «облачные» службы оказываются эффективными, если рассматривать горизонт работы одного приложения 2-3 года, при более длительной эксплуатации экономически выгоднее доставлять приложение из собственного ЦОД.

Кроме того, исследователи изучили эффективность гибридных сред, «вертикально разделенных», в которых некоторое ПО (например серверы приложений) работают на локальной аппаратуре, а другие программы (скажем СУБД) – в «облаке»; и «горизонтально-разделенные», в которых все ПО работает из локального ЦОД, а в случае пиковых нагрузок из «облака» запускаются дополнительные копии. Оказалось, что во многих случаях использование «вертикально-разделенных» инфраструктур может оказаться дорогим удовольствием, в основном за счет значительных (30-70% стоимости хостинга!) расходов на транспорт данных в «облако». Оказалось, что такие комбинации как размещение серверов приложений внутри ЦОД компании, а баз данных в данных Amazon RDS и Microsoft SQL Azure дороже, чем использование чисто внутренних и чисто «облачных» сервисов не только при условии роста объема рабочей нагрузки, но и в условиях ее падения на 20% в год. Что касается «горизонтально разделенных облаков», то они выгодны только в если не требуют дополнительной закупки оборудования и используются действительно в очень ограниченные периоды времени.

Существенным фактором, негативно сказывающемся на стоимости «облачных» служб может оказаться емкость хранилища. Так, для средней (300 транзакций в секунду) рабочей нагрузки при росте +20% в год и объеме используемой базы данных 4,5 ТБ локальное размещение потребует значительных начальных инвестиций для приобретения высокоемких RAID-массивов – поэтому в первый год стоимость функционирования локального ЦОД оказывается на 50% выше, чем услуги EC2 или в EC2 комбинации с SQL Server, но уже на 6-м году эксплуатации разница поточных расходов сокращается до 25%, а через 10 лет – практически сравнивается. Если же рабочая нагрузка высокая (900 транзакций в секунду), при прочих равных условиях стоимость локальной системы, хоть и оказывается несколько выше вначале, но сравнивается с EC2 на 3-м году эксплуатации и с EC2 комбинации с SQL Server – в начале 5-го года эксплуатации, после чего расходы на сервисы растут в несколько раз быстрее, чем на локальный ЦОД.

Вообще, значительно более медленный рост показателя чистой приведенной стоимости (NPV) обслуживания из локального ЦОД по сравнению с «облачными» сервисами – общий тренд, характерный для всех исследуемых комбинаций объема рабочей нагрузки и его изменения со временем. В некоторой степени это объясняется методикой расчетов NPV – для оценки мощности оборудования в будущем использовался закон Мура, и если объем нагрузки не растет теми же темпами, со временем потребность в локальном оборудовании сокращается. В то же время, расчетная стоимость облачных услуг вообще не зависит от регулярного апгрейда оборудования сервис-провайдером, поскольку определяется исходя из совершенно других параметров, и не слишком варьируется на всем горизонте планирования. В исследовании она предполагалась постоянной, и в большой степени это подтверждается на практике. Скажем, начала работы EC2 в 2006 г. стоимость единицы вычислительной мощности/памяти в расчете на экземпляр остается практически неизменной, за все пять лет цена незначительно снижалась только один раз. Даже если применить эту ценовую динамику, в среднесрочной перспективе «облако» для больших компаний все равно будет менее экономически эффективным – за счет высокой стоимости растущего объема трансфера данных.

Конечно, на основании отдельных научных работ неразумно делать радикальные выводы и давать рекомендации на все случаи жизни. Тем не менее, это исследование (хоть в нем и не учтены такие, например, аспекты как стоимость адаптации ПО для доставки из «облака», расходы на переквалификацию технического персонала, возможности оптимизации за счет лицензирования ПО) лишний раз дает повод взвесить все «за» и «против» миграции. Когда речь идет о крупных и средних предприятиях, эффективность внедрения «облачных» служб зависит от слишком большого числа параметров, а выбор оптимальной модели требует довольно тонких расчетов. Определенно, «облачные» сервисы предпочитают небольшие рабочие нагрузки с относительно невысокими (в среднесрочной перспективе) темпами роста.