Pilvipalvelut 25.4.2016 Jyväskylän kirjasto

PilvipalveluistaLuennolla käsitellään pilvipalveluita yleisesti sekä keskitytään erityisesti palveluiden hyödyntämiseen henkilökohtaisessa käytössä. Esimerkkinä

Googlen pilvipalveluympäristö. Tavoitteena on antaa selkeä kuva pilvipalveluiden roolista nykyaikaisessa tietotekniikassa.

SisällysTeknologiastaMäärittelyä Ominaisuuksia

Mihin esitys perustuu?Hill et al. (2013)Guide to Cloud Computing Principles and Practice.

Rafaels, R. (2015)Cloud Computing From Beginning to End.

Päivän fokus• Tavoitteena on saada yleiskäsitys pilvipalveluiden

tyypeistä eli "missä mennään". • Katsotaan myös palveluiden käytön aiheuttamia

muutoksia käyttäjän tietotekniikassa.• Luento sekä muut aiheeseen liittyvät luennot ovat

verkossa SlideShare-palvelussa (tvtkoulu).

Pilvi muuttaa käyttötapoja•Google Docs-dokumentin jakaminen vrt.

tiedoston lähettäminen sähköpostilla.sovellukset, ajantasainen versio, yhteistyö

• Spotify / YouTube vrt. musiikin kuuntelu levyiltä.•Netflix vrt. elokuvat videovuokraamosta.

Määrittelyä

Pilvilaskennan määritelmä ja periaatteet, palvelu- ja käyttömallien esittelyä

Huomio (Rafaels 2015)”Useimmat ihmiset ovat käyttäneet pilvipalveluja tajuamattaan, että asia on näin.”

Määritelmä pilvilaskennalleToimintojen tekemiseksi tapahtuvaa käyttäjän osittain hallinnoimaa laskentaa, joka tehdään verkossa. Hallinnointiin kuuluvat mm.

• tiedonsyöttö • yhteenvetojen tarkastelu• prosessien käynnistys.

Tiedonsyöttö, yhteenvedot, prosessit

Esimerkkinä Google Photos

• Kuvien lähetys automaattisesti älypuhelimesta (tiedonsyöttö)• Assistentti-toiminto (yhteenvedot)• Albumien luonti (prosessit)

Tiedonsyöttö, yhteenvedot, prosessit

”Virallinen” määritelmä•Pilvilaskenta mahdollistaa jaettujen ja pitkälle

muokattavissa olevien laskentaresurssien käytön verkon välityksellä tarpeen vaatiessa (hyödyke). Resursseja voidaan nopeasti ja pienellä vaivalla varata lisää tai vapauttaa käytöstä.•Pilvilaskennan määritelmään liittyvät oleelliset

periaatteet, palvelumallit sekä käyttöönottomallit.

National Institute of Standards and Technology 2011

Määritelmän lisäykset• Oleellisia periaatteita ovat

• itsepalvelu ja palvelun nopea muutoskyky tarpeeseen vastaten • resurssien yhteiskäyttö virtualisoinnin avulla• käyttöasteen mittaukseen perustuva laskutus• nopea laajakaistayhteys

• Palvelumalleja ovat SaaS (Software as a Service), PaaS (Platform as a Service) sekä IaaS (Infrastructure as a Service).

• Käyttöönottomalleja ovat julkinen, yksityinen, yhteisö ja hybridi.

NIST 2011, Rafaels 2015, Hill et al. 2013

EsimerkkejäSaaS:

Gmail, Drive, Office365, Facebook, Netflix, SpotifyPaaS:

Microsoft Azure, Google Web ToolkitIaaS:

DigitalOcean, Google Cloud, Amazon Web Services

Julkisia pilvipalveluja

Teknologiasta

Pilvilaskennan hyödyntämät resurssit, virtualisointi, SPI sekä käyttöönottomallit

Uuttako? (Hill et al. 2013)” Pilvilaskenta on uusi tuotantomalli tietotekniikalle, joka hyödyntää olemassa olevia IT-resursseja. Pilvi abstrahoi epäoleelliset yksityiskohdat käyttäjältä.”

Olemassa olevat resurssit?• Web 1.0 -> 2.0, kohti vuorovaikutuksellisuutta

(Palvelulähtöinen arkkitehtuuri, SOA)• Virtualisointi - useita järjestelmiä yhdellä fyysisellä

laitteella, käytön monipuolinen optimointi.• Autonominen laskenta - tavoitteena järjestelmät, jotka

hallitsevat itse itseään ja sopeutuvat myös ennalta arvaamattomiin muutoksiin (IBM 2012).

• Laajakaistayhteydet - käyttö mahdollista missä vain, kunhan on nopea verkkoyhteys.

Web 2.0, virtualisointi, autonominen laskenta, laajakaista

Vuorovaikutteinen Web 2.0• Käyttäjien itsepalvelua ja algoritmeihin perustuvaa

data-analyysiä (O'Reilly 2005).• Minimaalinen vuorovaikutteinen verkkosovellus

käyttää useita tekniikoita kuten mm. HTTP, XHTML, CSS, JavaScript, XML, PHP sekä tietokannat.• HTTP hoitaa kommunikaation asiakkaan ja

palvelimen välillä, HTML ja CSS määrittelevät verkkosivun ulkoasun, JavaScript ja PHP sekä tietokannat tekevät sivusta dynaamisen.

Itsepalvelua ja ohjelmointitekniikoita

Virtualisoinnin perusteita•Tietokoneelle asennetaan hyperviisori (HV) eli

sovellus, joka luo virtuaalikoneita (VK).•HV:n kautta asennetaan VK:t, jotka ovat omia

erillisiä järjestelmiään ja kommunikoivat tietokoneen kanssa HV:n välityksellä.• Esimerkiksi Linux-järjestelmiä Windows-

ympäristössä (VirtualBox).

Hyperviisori hallinnoi virtuaalikoneiden joukkoa

Hardware (CPU | RAM | DISK | LAN)

Hyperviisori (Native / Hosted)

VK VKVK VKApp

App

App

AppApp

App

AppApp

App

AppApp

App

Virtualisoinnin ominaisuuksia• Useampi VK käytössä samalla fyysisellä koneella.

• Jokaisella VK:lla voi olla erilainen käyttöjärjestelmä sekä sovellukset.

• Jos yksi VK "menee sekaisin" (ohjelmisto), muut jatkavat toimintaansa ilman ongelmia.

• VK voidaan tallentaa kokonaisuudessaan ja siirtää (kloonata) toiselle fyysiselle laitteelle.• Ongelmatilanteessa liikenteen ohjaus muualle.• Tekniset päivitykset.• Resurssien optimikäyttö ja käyttöasteiden tasaaminen.

Useita järjestelmiä yhdellä fyysisellä laitteella, varmistus,…

Virtualisointi ja Google?•Googlen palvelut peruskäyttäjälle hyödyntävät

virtualisoinnissa kapselointia (lmctfy).•Kapselointi perustuu Linuxin sovelluksia

toisistaan erottavaan tekniikkaan (cgroups).•Kapseloidut osat käyttävät jaettua

käyttöjärjestelmäresurssia, VK:t käyttävät erillisiä järjestelmäresursseja.

Kapselointi vs. virtuaalikoneet

Fyysinen kerros (palvelimet, verkot, hallintajärjestelmä)

SPI-malli

IaaS (virtuaalipalvelimet; DigitalOcean, Google Cloud)

PaaS (kehitysympäristöt; Azure, GWT, GAE)

SaaS (sovellukset; Gmail, Docs, Outlook, Office365)

SPI-malli (Rafaels 2015)Sovellukset

Data

Ajon (run) hallinta

Apuohjelmat

Käyttöjärjestelmä

Fyysinen kerros

IaaSSovellukset

Data

Ajon (run) hallinta

Apuohjelmat

Käyttöjärjestelmä

Fyysinen kerros

PaaSSovellukset

Data

Ajon (run) hallinta

Apuohjelmat

Käyttöjärjestelmä

Fyysinen kerros

SaaS

oikeudetei oik.

IaaS• Käyttö osittain samanlaista kuin tekstipohjaisella

tietokoneella. Hyödyntäminen vaatii ohjelmointitaitoa sekä järjestelmänvalvojan osaamista.

• Käyttäjä vastaa käyttöjärjestelmästä, apuohjelmien valinnasta, päivityksistä, sovellusten kehittämisestä ja joistakin tietoturvatekijöistä (mm. tietokannan suojaus).

• Etuina pilven skaalautuvuus tarpeen mukaan, pienet aloituskustannukset ja nopea käyttöönotto. Esimerkiksi DigitalOcean.

Virtuaalipalvelimen tai –palvelimien vuokrausta

PaaS• Ohjelmointiympäristö tai muu alusta luovaa tekemistä

varten. Hyödyntäminen vaatii usein ohjelmointitaitoa sekä tietokoneen hyvää käyttötaitoa.• Käyttäjä hallinnoi sovellusten ominaisuuksia (malli,

näkymät, toiminnallisuus; MVC) käyttäen kehitystyön välineitä (kääntäjät, ohjelmakirjastot, apuohjelmat,…).• Etuna suoraan toimivat ja ylläpidetyt kehitystyökalut,

ongelmana valmiiden sovellusten siirrettävyys. Esimerkiksi Google Web Toolkit (GWT).

Kehitysympäristö avaimet käteen -periaatteella

SaaS• Verkkorajapinta eli selain tai app sovelluksen käyttöön.

Hyödyntäminen vaatii tietokoneen peruskäyttötaitoa tai esimerkiksi bisneslogiikan tuntemusta (Zoho CRM).

• Käyttäjä tekee valitsemiaan toimintoja sovelluksilla, jotka käsittelevät käyttäjän antamia käskyjä pilvikoneella.

• Etuina mm. • Ei tarvitse asentaa järjestelmiä tai sovelluksia• Kaikilla käyttäjillä uusin versio sovelluksista• Yhteiskäyttö ja tiedon jakaminen • Automaattinen synkronointi (varmistus)

Pilvipalveluiden käyttäjän valinta

Käyttöönotosta (Rafaels 2015)”Ensimmäinen askel pilven käyttöönotossa on selvittää, mitä omaan IT-ympäristöön kuuluu.”

Käyttöönottomallit• Yksityinen - järjestelmä rakennetaan itse tai ostetaan

vain omaan käyttöön palveluntarjoajalta.• Julkinen - palvelu ostetaan palveluntarjoajalta kuten

Google tai Microsoft, joka tarjoaa palvelua myös muille.• Yhteisö - yhteisen asian puolesta työskentelevät

toimijat käyttävät pilvipalvelua, jonka omistaa ja jota hallinnoi yksi tai useampi toimijoista.• Hybridi - käytetään julkista ja yksityistä pilveä, toiminta

yhdistetään sopivalla teknisellä ratkaisulla.

Julkinen, yksityinen, yhteisö ja hybridi

Ominaisuuksia

Haasteita, pilviaj sosiaalinen media, organisaatiolle, tietoturvasta, yhteenvetoa

Kontrollin puute (Stallman 2008)”One reason you should not use web applications to do your computing is that you lose control.”

Data lock-in (ENISA 2009, O’Reilly 2005)

•Pilvipalveluiden muotoa määrittävät standardit ovat kehitysvaiheessa. • Siirtyminen toiselle palveluntarjoajalle voi olla

hankalaa, sillä moniulotteinen tieto on yhden toimijan ei-standardimuotoisessa järjestelmässä.• Esimerkiksi Google: kalenteri, yhteystiedot,

dokumentit, valokuvat, käyttöhistoria,…

Ongelmana standardiratkaisujen puute tallennukselle

Sosiaalinen media (Hill et al. 2013)”Pilvityökalujen avulla ihmiset voivat erittäin nopeasti keskustella yhdessä, tuoda esiin ja edistää ratkaisuja ongelmatilanteisiin.”

Organisaationäkökulma• Pilvi tuo pienille yrityksille ja organisaatioille

suuryritystason työkaluja, resursseja sekä tietoturvaratkaisuja (Hill et al. 2013).• Ei tarvetta investoida ennakkoon, käyttöoikeuksien

hankinta tarpeen mukaan riittää. Nämä osana liikevaihtoa vrt. "kiinteät" tehotietokoneet. • Toiminnan hallinta kysynnän mukaan onnistuu

joustavasti.

Pienille organisaatioille isojen resursseja edullisesti

Tietoturvasta (Rafaels 2015)• Pilveä käytettäessä voidaan saavuttaa parempi tietoturva, mm.

• Suurilla toimittajilla on palkattuna alaan erikoistunutta henkilöstöä.• Pilvijärjestelmä on yhtenäinen - helpompi suojata kuin erilliset

järjestelmät.• Laitteen tuhoutuessa tiedon palautusprosessi on nopea.

• Toisaalta kohdataan uusia tietoturvaongelmia:• Pilvijärjestelmän monimutkaisuus tuo enemmän

hyökkäysmahdollisuuksia. • Jaettu usean asiakkaan ympäristö saman VK:n hallinnoimana.• Kontrollinen menetys tiettyihin aspekteihin kuten datan ja prosessien

hallinta. Lisäksi mm. sisäiset uhkat ja käyttöoikeudet (SLA).

Parannuksia ja uusia uhkatekijöitä

Google SaaS tietoturvasta• Google käyttää kertakirjautumisen periaatetta sekä 2-

vaiheista vahvistusta.• Google tarjoaa Gmail-turvatarkistuslistan, joka on

kattava tietoturvapaketti sisältäen mm. • Salasanan vahvuuden tarkistus• Tilin palautusvaihtoehdot• 2-vaiheisen vahvistuksen käyttöönotto• Sovellukset, joilla oikeus käyttää Gmail-tiliä.

• Palvelun käyttö VPN-yhteydellä parantaa tietoturvaa.

Kertakirjautuminen, 2-vaiheinen vahvistus ja turvatarkistuslista

Yhteenvetoa

Mitä on pilvilaskenta (Hill et al. 2013)?”Jos pilvilaskenta pitäisi tiivistää neljällä avainsanalla, valitsisimme sanat verkko, elastisuus, hyödyke ja skaalautuvuus.”

Lisätietoa & KiitoksetKiitokset luennolle osallistumisesta .tvtkoulu.fi/google

Johdantoa Googlen palveluihintvtkoulu.blogspot.fi

Tiedotukset luennoista, materiaaleista yms. SlideShare, käyttäjänimi tvtkoulu

Tietotekniikan käyttäjän sanastoa