+7 (925) 507-98-19
к.э.н. Лавлинский Н. Е., технический директор ООО «Метод Лаб»,
доцент кафедры информатики РЭУ им. Г. В. Плеханова
Последние несколько лет активно обсуждается идея так называемой «облачной инфраструктуры» (cloud infrastructure). Применение этой технологии предполагает замену традиционного способа организации ИТ-инфраструктуры. Волна «облачности» является второй инкарнацией движения в пользу повсеместной виртуализации. Если первая волна виртуализации была направлена на внутреннюю консолидацию серверов и повышение эффективности инфраструктуры за счет использования меньшего количества более мощных систем, то волна облачности призывает компании и частных пользователей переходить от собственной инфраструктуры к арендованной в «облаке». Любопытно, что облачные технологии основаны как раз на виртуализации вычислительных ресурсов в большом масштабе. При этом активисты движения по виртуализации и облачности приводят примерно одни и те же аргументы в пользу того или иного решения: уменьшение совокупной стоимости владения, увеличение управляемости, снижение рисков, экономия на масштабе.
Цель этой статьи — рассмотреть экономические аспекты использования облачной инфраструктуры в сфере интернет-проектов, а также провести сравнительный анализ с классической технологией размещения веб-сайтов. Несмотря на то, что такое сравнение включает в себя определенное количество допущений, его актуальность представляется высокой в свете активного маркетингового давления со стороны провайдеров облачных решений.
Как правило, под инфраструктурой интернет-проекта подразумевается хостинг веб-сайта. Хостинг это услуга по предоставлению ограниченного объема вычислительных ресурсов на сервере, доступном из сети Интернет (как правило, находящемся в дата-центре). Объем выделенных ресурсов может быть негарантированным (виртуальный или shared хостинг) или гарантированным (виртуальный выделенный сервер или VPS/VDS, выделенный сервер). Кроме того, существует возможность приобретения собственных серверов и размещения их в дата-центре (аренда места в стойке или собственный дата-центр).
Наиболее интересным представляется сравнение стоимости владения для обычного хостинга и облачного. Для корректного сравнения необходимо выбрать предложения обоих видов на рынке, которые предоставляют похожую вычислительную емкость. Кроме того, так как облачные ресурсы предоставляются в виде услуги, то с облаком удобнее сравнивать хостинг в виде аренды сервера. При этом структура расходов будет максимально совпадать.
Сразу нужно отметить, что добиться полностью аналогичной конфигурации и производительности для аренды сервера и виртуальной машины в облаке не удастся. Во-первых, существуют технические издержки виртуализации, которые снижают производительность. Во-вторых, провайдеры облачных услуг не указывают точных характеристик виртуальных машин для аренды (например, для дисковому массивов и процессоров). Эти различия мы будем игнорировать и трактовать в пользу облачных решений (как новой технологии).
В качестве провайдеров облачных услуг стоит исследовать двух основных игроков на рынке: Amazon Web Services (AWS) и Google Cloud Platform (GCP). Это крупные компании с обширным опытом эксплуатации инфраструктуры масштаба десятков дата-центров и сотен тысяч серверов. Amazon Web Services существует на рынке несколько лет и является пионером на рынке, Google представил свое решение недавно. Логично, что Google Cloud Platform во много копирует успешные решения Amazon Web Services. Например, сопоставимы условия предоставления виртуальных машин, размер их ресурсов, похож набор базовых услуг (хотя Amazon предоставляет больше дополнительных сервисов). Политика ценообразования также настроена на прямую конкуренцию решений.
Для целей хостинга нужно задействовать три вида услуг облачных провайдеров:
Эти три услуги вместе образуют аналог стандартной услуги аренды сервера в дата-центре. Разница между арендой физического сервера и облачной виртуальной машины состоит в тарификации интернет-трафика. Обычно при аренде физического сервера трафик предоставляется условно бесплатно. Условие безлимитного трафика: соотношения входящего к исходящему не более 1:4. В то же время при аренде виртуальной машины в облаке интерне-трафик платный всегда, при этом есть разделение на зоны (Америка, Европа, Азия и т. д.) Бесплатным трафик в облаках бывает только внутри дата-центров провайдера облака.
В связи с разной политикой тарификации трафика нужно установить объем потребления трафика для получения его стоимости. Для этой цели можно сделать допущение о потреблении 1000 Gb исходящего трафика в месяц. Этот объем соответствует объему потребленного трафика реальным выделенном сервером для хостинга с нагрузкой ниже среднего. Кроме того, будем учитывать, что трафик будет потребляться в России (это обстоятельство влияет на тарифы).
Выбор виртуальной конфигурации для AWS для сравнения начинается с размера виртуальной машины, то есть с доступных ресурсов в виде процессорных ядер, оперативной памяти и виртуального диска (без постоянного хранения данных). Для AWS был выбран следующий тариф: группа Heavy Utilization Reserved Instances, подгруппа High-CPU Instances, тариф High-CPU Extra Large, регион расположения Ireland (EU). Условия оплаты — 1 год использования. Характеристики виртуальной машины следующие:
Стоимость использования этой виртуальной машины: $0,25 в час, первоначальный взнос за резервирование: $2000. Сервис постоянного хранилища данных EBS имеет стоимость $0,11 за Gb в месяц (оплата объема) + $0,11 за миллион операций ввода/вывода (I/O). Объем операций ввода/вывода — еще одно допущение для сравнения с традиционной арендой сервера. Для этого исследования примем за среднемесячный объем 26 миллионов операций — это основанный на статистике использования реального веб-сервера показатель (согласованный с объемом исходящего трафика в 1000 Gb в месяц). Стоимость трафика составляет $0,12 за Gb исходящего трафика (для зоны Ireland (EU).
Выбор виртуальных конфигураций в сервисе GCP немного уже. Для нашего сравнения мы выбрали n1-standard-2-d ($0,29 в час), он имеет следующие характеристики:
Как видно из характеристик, количество процессорных ядер меньше, чем для AWS, однако мощность одного ядра различается и нет точных данных об их соответствии реальной мощности процессора. Также объем временного хранилища меньше, но этот ресурс не является критичным для веб-приложений (необходимо постоянное хранилище). В дополнение к виртуальной машине нужно подключить сервис хранения: Persistent Disk, стоимость которого $0,10 в месяц за Gb + $0,10 за миллион операций ввода/вывода. Стоимость трафика в этом сервисе зависит от места назначения, для России это регион EMEA — $0,12 за Gb исходящего трафика.
В качестве предложений по аренде выделенных серверов были выбраны два варианта:
Конфигурация сервера высокой плотности размещения:
Конфигурация стандартного 1U сервера:
Необходимо заметить, что оба предложения по аренде предлагаются в дата-центре в России, с использованием специализированного серверного оборудования.
Произведем расчет первых двух лет эксплуатации всех выбранных вариантов инфраструктуры. Для перевода цен иностранных сервисов будем использовать курс доллара ЦБ РФ на 11.10.2012 г. (31,16).
| Вариант | AWS | GCP | Аренда выс. пл. | Аренда станд. |
|---|---|---|---|---|
| Первоначальный взнос, руб. | 62320 | 0 | 0 | 0 |
| Стоимость за месяц, руб. | 5608,8 | 6506,2 | 4500 | 9248 |
| Стоимость трафика за месяц, руб. | 3739,2 | 3739,2 | 0 | 0 |
| Стоимость хранения за месяц, руб. | 1802,9 | 1639 | 0 | 0 |
| Стоимость месяца, руб. | 11150,9 | 11884,4 | 4500 | 9248 |
| Стоимость за 2 года аренды, руб. | 329941,6 | 285225,6 | 108000 | 221952 |
Из табл. 1 видно, что лидером среди облачных сервисов стал GCP. Однако, нужно помнить, что процессорная мощность этого решения сильно ограничена даже по сравнению с AWS.
Важно заметить, что стоимость аренды виртуальных решений оказалась неожиданно высокой и в любом случае больше, чем аренда выделенных серверов. Однако, если не брать высокоэффективное решение с высокой плотностью, то цены на аренду виртуальных и физических решений сопоставимы (+48,6% (AWS) и +28,5% (GCP) к стоимости от аренды 1U сервера). Вариант с высокой плотностью размещения является полноценным выделенным сервером и имеет непревзойденные параметры экономической эффективности. На данный момент распространенность таких решений довольно низкая ввиду своей новизны. Низкая стоимость объясняется высокой плотностью — 8 или 12 серверов на 3U. Таким образом, операционные издержки хостинг-провайдера снижаются (оплата места в стойке). Также эти решения энергоэффективны за счет использования общего блока питания и системы охлаждения.
Можно сделать вывод о том, что чистая стоимость аренды виртуальной инфраструктуры значительно выше, чем аренда физических серверов. Так как сравнение решений производилось с допущения в пользу виртуальных услуг, реальная стоимость хостинга проектов в облаках может оказаться значительно выше по следующим причинам:
В своих расчетах мы учитывали только чистую стоимость аренды инфраструктуры, при этом виртуальная машина и сопутствующие виртуальные услуги закупались на постоянное использование. Одним из основных плюсов виртуальной инфраструктуры является возможность гибкого масштабирования мощности вверх и вниз. Однако, реализация такого сценария требует дополнительных вложений в разработку приложения (изначальная интеграция или доработка функций масштабирования) и регулярных платежей за сервисы масштабирования и балансировки нагрузки. Кроме того, задачи масштабирования относятся к проекта более крупного масштаба, к которым применимы скидки по объему аренды физической инфраструктуры.
Итак, посмотрим, каким образом совокупная стоимость аренды облачной инфраструктуры может оказаться ниже стоимости аренды физических серверов. Действительно, при продвижении облачных услуг компании указывают для своих решений нулевые затраты на персонал, обслуживающий инфраструктуру. Однако, это не совсем так.
Выделим основные статьи затрат на эксплуатацию инфраструктуры:
Приведем сопоставление этих видов затрат различным вариантам реализации инфраструктуры. Для полноты сравнения включим вариант с собственным оборудованием, размещенным в дата-центре (услуга co-location).
| Компонент | Аренда в облаке | Аренда сервера | Размещение сервера |
|---|---|---|---|
| Выбор аппаратной конфигурации | Нет | Да/Нет | Да |
| Настройка оборудования | Нет | Нет | Да |
| Установка, обновление операционной системы и приложений | Да | Да/Нет | Да/Нет |
| Аренда места в дата-центре | Нет | Нет | Да |
| Аренда интернет-канала | Да | Нет | Нет |
| Оплата электричества и охлаждение | Нет | Нет | Да/Нет |
| Запчасти для замены и работа персонала | Нет | Нет | Да |
| Настройка приложений, оптимизация производительности | Да | Да | Да |
| Резервное копирование | Да | Да | Да |
| Восстановление после программных сбоев | Да | Да | Да |
Для ответов «Да/Нет» предполагаются различные варианты предоставления услуг. Например, оплата дополнительного электричества при размещении сервера наступает при превышении установленного лимита потребления. В целом, можно сделать вывод, что большинство статей расходов для аренды серверов присутствуют при аренде виртуальных машин в облаке. Таким образом, утверждение о нулевых затратах на персонал при использовании облаков является ложным. Тем не менее, мы можем обнаружить отсутствие затрат на эксплуатацию как одно из основных преимуществ облачной инфраструктуры в обосновании их экономической эффективности с точки зрения провайдеров этих услуг.
Что мы имеем в итоге? Во-первых, облачные услуги не так дешевы, как представляют маркетологи. То есть многие ресурсы, которые включены стандартную аренду сервера, в облаке нужно покупать отдельно.
Во-вторых, использование облачной инфраструктуры как полного аналога обычного хостинга невыгодно. Если уж и использовать облака, то пользоваться всеми их преимуществами, а именно — динамически масштабировать вверх и вниз количество виртуальных машин в зависимости от нагрузки, чтобы иметь минимально необходимый резерв мощностей.
В-третьих, с точки зрения совокупной стоимости владения облачная инфраструктура практически не отличается от аренды традиционной инфраструктуры (аренды сервера). При сравнении с размещением собственного сервера или использовании собственного дата-центра разница конечно будет, но там другие («оптовые») цены на единицу оборудования.
Наконец, наиболее жизнеспособным и экономически обоснованным вариантом будет использование гибридной инфраструктуры для большинства проектов с жизненным циклом более нескольких месяцев.
