Преимущества и риски облачных нативных приложений

Модель облачных вычислений - это способ предоставления ИТ-услуг, при котором ресурсы предоставляются в виде сервиса через Интернет. Эта модель позволяет предприятиям потреблять ресурсы по требованию, не вкладывая средств в инфраструктуру и не управляя ею. Существует три основных типа облачных услуг: инфраструктура как услуга (IaaS), платформа как услуга (PaaS) и программное обеспечение как услуга (SaaS).

IaaS предоставляет заказчикам доступ к виртуальным машинам, системам хранения данных и сетям. PaaS предоставляет заказчикам доступ к платформе приложений, которую они могут использовать для разработки, развертывания и запуска приложений. SaaS предоставляет заказчикам доступ к программным приложениям, которые они могут использовать через Интернет.

Ключевым преимуществом XaaS (anything as a service) является его масштабируемость: поскольку компания платит только за используемую инфраструктуру, она может легко увеличивать или уменьшать ее в зависимости от своих потребностей. Это делает ее идеальной для предприятий с колеблющимся или непредсказуемым спросом и служит основой для бережливых и гибких компаний, понимающих, что им необходимо адаптироваться к требованиям рынка.

Благодаря децентрализованному характеру облачных решений компании могут предоставлять сотрудникам доступ к данным из любого места, что улучшает совместную работу и коммуникации. Прошли те времена, когда разработчикам приходилось делить офисные помещения, а код предоставлялся с помощью устройств хранения данных.

Сегодня мы рассмотрим, что делает облачные нативные приложения таким замечательным решением, а также поговорим о некоторых потенциальных рисках и неудачах, с которыми мы сталкиваемся при переносе бизнеса в облако.

Что такое облачное нативное приложение?

Облачное нативное приложение - это приложение, предназначенное для работы в облаке. Оно использует модель облачных вычислений и построено с использованием архитектуры микросервисов. Облачные нативные приложения отличаются масштабируемостью, отказоустойчивостью и простотой развертывания. Они часто создаются с использованием технологий с открытым исходным кодом и работают на товарном оборудовании.

Проще говоря, облачные нативные приложения строятся на основе микросервисов, развертываются в контейнерах и управляются с помощью средств оркестровки.

Микросервисы - это набор небольших независимых сервисов, которые работают вместе, образуя более крупное приложение. Каждый микросервис имеет определенное назначение и может быть развернут независимо. Один микросервис может отвечать за аутентификацию пользователей, другой - за управление каталогами товаров. Микросервисы часто создаются на разных языках программирования и работают на разных платформах. Они взаимодействуют друг с другом с помощью API. Отрицательной стороной микросервисов является их повышенная сложность и необходимость в более тесном взаимодействии между сервисами.
Контейнеры - это способ упаковки программного обеспечения, позволяющий легко и последовательно развертывать его в различных средах. Например, Docker - популярная контейнерная платформа, позволяющая разработчикам упаковывать свои приложения в контейнеры и запускать их на любом сервере, поддерживающем Docker.
Для управления и автоматизации развертывания микросервисов используются инструменты оркестровки. Например, Kubernetes - это инструмент оркестровки, который может использоваться для управления развертыванием микросервисов на кластере серверов. Средства оркестровки также могут использоваться для управления жизненным циклом микросервисов, включая запуск и остановку сервисов, а также масштабирование сервисов в зависимости от изменения спроса.

Ключевой концепцией здесь является децентрализация. Каждый компонент приложения работает независимо и при необходимости может быть увеличен или уменьшен без ущерба для других компонентов. Это касается как аппаратного, так и программного обеспечения.

Облачные нативные приложения не ограничены одним сервером или операционной системой. Микросервисы могут быть развернуты на нескольких серверах и разработаны для работы на любой операционной системе. Исключение составляют случаи, когда для конкретного микросервиса требуются определенные возможности, предоставляемые конкретным аппаратным обеспечением. В качестве примера можно привести SSD или GPU для задач, требующих интенсивных вычислений.

Традиционные приложения, напротив, обычно монолитны, то есть все приложение создается как единое целое. Кроме того, их сложнее обновлять и поддерживать, чем облачные нативные приложения, поскольку они требуют ручного обновления и развертывания.

Примерами облачных нативных приложений являются:

UBank создал "облачный" интеллектуальный помощник RoboChat с использованием инструментария IBM DevOps. Приложение было разработано для упрощения подачи заявок на получение кредитов на покупку жилья и повышения процента выдачи кредитов на 15 %.
Приложение American Airlines Dynamic Rebooking - это приложение для клиентов, предоставляющее им подробную информацию о маршрутах и рейсах, а также упрощающее процедуру перебронирования билетов.
Компания Think Research создала приложение, которое должно было доставлять врачам последние исследования и актуальную медицинскую информацию по месту оказания медицинской помощи с помощью облачных API на базе микросервисов. Это позволило быстро развернуть решение, не прибегая к крупным инвестициям в локальную ИТ-инфраструктуру.

Как построить облачное приложение

При разработке облачного нативного приложения необходимо учитывать несколько факторов, включая способ развертывания, масштабирования и мониторинга. Разработчики также должны выбрать правильные инструменты и технологии для своего приложения, учитывая как возможности платформы, так и потребности пользователей.

Несколько общих советов:

Используйте контейнеры и микросервисы: Контейнеры и микросервисы являются ключевыми компонентами облачных нативных приложений. Разбив приложение на небольшие автономные части, можно сделать его более масштабируемым и простым в управлении.
Автоматизируйте все: Автоматизация - еще одна важная составляющая облачных нативных приложений. Автоматизация таких задач, как развертывание и масштабирование, позволяет сэкономить время и деньги.
Используйте декларативный подход: При декларативном подходе вы определяете желаемое состояние и позволяете системе позаботиться о деталях. Это противоположно императивному подходу, при котором вы явно указываете каждый шаг, который необходимо выполнить. Декларативные подходы часто оказываются более устойчивыми и простыми в сопровождении в долгосрочной перспективе.
Ориентируйтесь на наблюдаемость: Облачные нативные приложения должны быть разработаны для мониторинга с самого начала. Убедитесь, что у вас есть возможность наблюдать за всеми аспектами работы приложения, чтобы быстро выявлять и устранять проблемы в случае их возникновения.
Развертывание приложений: Используйте конвейеры непрерывной доставки/непрерывного развертывания (CD/CD), чтобы новые версии кода автоматически выводились на рабочие серверы при минимальных усилиях с вашей стороны или со стороны вашей команды.

Создание приложения

После проектирования приложения разработчики могут приступить к его сборке с использованием различных технологий. Они используют контейнеры для упаковки кода и его легкого развертывания на любой облачной платформе. Также используются микросервисы, позволяющие разбить приложение на более мелкие и управляемые части. И наконец, они могут использовать бессерверные вычисления для выполнения своего кода без необходимости предоставления серверов или управления ими.

Следует помнить о следующих моментах:

Облачные нативные приложения чаще всего создаются на Java или PHP, .Net, Python, Golang, Ruby или JavaScript.
Наиболее популярными IDE являются CodePen, JSFiddle, Microsoft Azure Notebooks, Observable, Replit, Codenvy, Google Cloud Shell и Codeanywhere.
Разработчики планируют приложение как набор сервисов. Они будут отделять данные от обработки и использовать микросервисы. Затем они используют сетку сервисов, чтобы обеспечить взаимодействие микросервисов друг с другом и возможность их использования другими приложениями.
К инструментам для создания сетки облачных нативных сервисов относятся Consul, Istio и Kuma.
Примеры инструментов для создания облачных нативных сетей включают Calico, Cilium, Contiv и Flannel.

Выбор архитектуры облака

Традиционный центр обработки данных уже не успевает за темпами развития бизнеса, поэтому необходим новый подход. Облако стало одним из наиболее эффективных решений для многих организаций, поскольку оно обеспечивает гибкость и оперативность, необходимые для быстрого реагирования на изменения условий ведения бизнеса.

Однако не все "облака" одинаковы. Публичные "облака" зачастую менее безопасны и более дороги, чем частные, поэтому многие организации обращаются к гибридным "облакам", которые предлагают лучшее из двух миров. Гибридное облако - это сочетание публичных и частных облаков, объединенных в единую платформу. Это позволяет организациям использовать преимущества гибкости и динамичности публичного облака, сохраняя при этом контроль над своими данными и приложениями. Выбор гибридного облака также возможен в следующих ситуациях:

Когда необходимо соблюдать требования, предписывающие хранить данные в локальной сети.
Если у вас есть конфиденциальные данные, которые вы не хотите доверять третьей стороне
Если вы хотите воспользоваться функциями, доступными только в одном типе облака.
Если вы хотите использовать сочетание локальных и облачных ресурсов для повышения эффективности или снижения затрат.

В отличие от чисто частных или публичных облаков, гибридные облака являются более сложными и требуют больше усилий для создания и поддержки. Поэтому неудивительно, что для небольших бюджетов или быстрых проектов, требующих облачных решений, лучше остановиться на частном или общедоступном варианте.

Подготовка к развертыванию

Перед развертыванием приложения необходимо выполнить ряд задач, включая минификацию файлов, оптимизацию изображений, предварительную обработку CSS, транспиляцию JavaScript, прогон кода через линтер и запуск тестов. Также может потребоваться аннулирование кэшей и создание/перемещение файлов.

Наконец, скомпилированный код должен быть упакован для распространения. Поскольку приложение состоит из микросервисов, каждый сервис может находиться в своем контейнере. Скорее всего, приложение будет разделено на логические части, и каждая часть может находиться в своем контейнере. Например, фронт-энд может находиться в одном контейнере, а бэк-энд приложения - в другом. Таким образом, в зависимости от трафика, который получает приложение, можно запускать новые экземпляры для обработки возросшего объема.

Непосредственно перед развертыванием приложение сначала создается, а затем развертывается в среде постановки. Среда постановки - это копия производственной среды, в которой приложение тестируется на наличие ошибок и проблем с производительностью. Если все в порядке, то приложение может быть развернуто в производственной среде.

Преимущества перехода на облачные технологии

Облачные нативные приложения имеют множество преимуществ, в том числе следующие:

Повышенная гибкость: Облачные нативные приложения разработаны таким образом, что их легче развертывать и обновлять, чем традиционные приложения, поэтому они помогают организациям более гибко реагировать на изменения рынка и потребности клиентов.
Улучшенная масштабируемость: Облачные нативные приложения легче масштабируются, чем традиционные, поэтому они лучше справляются с резкими скачками спроса, не перегружая ресурсы и не приводя к сбоям.
Снижение затрат: Поскольку облачные нативные приложения разработаны с учетом более эффективного использования ресурсов, они помогают организациям экономить на инфраструктуре и эксплуатационных расходах.
Повышение безопасности: Облачные нативные приложения могут использовать преимущества средств защиты, предлагаемых облачными провайдерами, таких как шифрование данных и аутентификация пользователей.
Повышение производительности: Облачные нативные приложения разработаны с учетом использования высокопроизводительных вычислительных возможностей облака, поэтому они обеспечивают более высокую производительность по сравнению с традиционными приложениями.
Повышение эффективности совместной работы: Облачные приложения могут быть доступны и использоваться членами команды из любой точки мира, что позволяет улучшить взаимодействие между сотрудниками.
Экологические преимущества: Поскольку "облачные" приложения разработаны с учетом более эффективного использования ресурсов, они могут способствовать сокращению выбросов углекислого газа в атмосферу.
Доступ к новым функциям: Облачные приложения могут использовать новейшие облачные технологии и сервисы, что позволяет предложить пользователям новые функции и возможности, которые недоступны традиционным приложениям.
Улучшенное аварийное восстановление: Облачные приложения могут быть быстро и легко развернуты на новом месте, если основной центр обработки данных организации поврежден или разрушен.

Риски перехода на "облачно-нативные" приложения

Риски, связанные с переходом на "облачные" приложения, многочисленны и разнообразны, и в целом их можно сгруппировать по следующим направлениям:

Технические риски включают в себя возможность потери или повреждения данных, сбои в работе сервисов и нарушения безопасности.
Организационные риски включают в себя возможность деструктивных изменений в бизнес-процессах.
Культурные риски связаны с конфликтом между традиционными и "облачными" организациями, а также с необходимостью приобретения новых навыков и обучения.
Финансовые риски включают в себя возможность увеличения затрат, снижения рентабельности и необходимость реинвестирования в унаследованные системы.
Нормативно-правовые риски включают в себя возможность появления новых требований к соблюдению законодательства и необходимость адаптации к новым нормативным актам.

Технические риски можно разделить на две большие группы: те, которые относятся к компетенции поставщика услуг, и те, которые возникают по ошибке клиента. В приведенных выше примерах ответственность за перебои в работе лежит на провайдере, а за нарушение безопасности из-за утечки пароля - на клиенте. У каждого провайдера свои подходы к определению ответственности, и прежде чем приобретать его услуги, хорошо бы понять, кто чем занимается.

Что касается организационных и культурных рисков, то внезапные изменения являются разрушительными и при неаккуратном обращении могут привести к разочарованию, недобросовестному соблюдению требований и откровенному неприятию. Переход к "облачным" технологиям - это смена парадигмы, которая легче дается людям, уже привыкшим к микросервисам, DevOps и облачным технологиям, но вызывает недоумение у тех, кто застрял в монолитной архитектуре.

Рассмотрим два пути. С одной стороны, вы всегда можете обучить свою текущую команду, чтобы она узнала больше о микросервисах и облачных решениях, возможно, добавив в команду пару ключевых фигур с опытом работы в этих областях, чтобы помочь другим освоиться. Проводите семинары и стимулируйте людей к прохождению курсов и получению сертификатов.

С другой стороны, для нового проекта или стартапа с небольшой ИТ- или инженерной командой, возможно, лучше создать новую команду, подыскав разработчиков программного обеспечения, которые уже знают и понимают все тонкости работы с подобной архитектурой. Не зря облачные технологии стали столь востребованной специальностью.

Что касается финансовых рисков, то разве облачные нативные приложения не призваны снизить затраты? Да, при условии, что вы максимально используете гибкость, которую обеспечивают микросервисы. Как мы уже говорили выше, возможно, вам нужен GPU для вычислительной мощности, но это может быть не так для каждого микросервиса в вашей архитектуре. Некоторые части вашего продукта могут работать на метафорической картошке и никогда не масштабироваться, в то время как другие могут постоянно колебаться в зависимости от спроса.

Другими словами, микросервисы - это нечто большее, чем просто написание небольших программ. Необходимо по-настоящему принять идею развязанной системы, в которой каждая часть занимается своим делом, а рабочие нагрузки распределяются эффективно. И в этом случае облачный инженер - идеальный специалист.

Что касается регуляторных рисков, то необходимость соответствовать определенным стандартам - естественная часть технологической индустрии. И хотя мы считаем, что стандарты необходимы для обеспечения безопасности и надежности, они также могут быть весьма ограничивающими при работе с инновационными технологиями. Заранее спланируйте и проведите исследование, чтобы убедиться, что решение, которое задумала ваша команда, соответствует текущим отраслевым стандартам и правовой системе, в которой будет работать ваш продукт.

Облачные приложения - это будущее

Нужно быть очень стоическим человеком, чтобы не быть в восторге от перспектив облачных нативных приложений. Технология, которая действует почти как живой организм, изменяясь и адаптируясь к условиям, - это нечто необычное. И хотя монолитным архитектурам всегда найдется место, более крупные продукты требуют большей гибкости и адаптивности в условиях постоянно меняющегося рынка.

Облачно-нативные решения могут стать отличительной чертой вашего проекта, обеспечивая более надежную систему, способную плавно переходить на разные уровни обработки. Конечно, это зависит от подготовки с самого начала и понимания препятствий, возникающих при использовании такой технологии.