реферат. 1. История и ключевые факторы развития Определение облачных вычислений
 Скачать 69.47 Kb.
|
|
Содержание 1. История и ключевые факторы развития 2. Определение облачных вычислений 3. Референтная архитектура 4. Соглашение об уровне сервиса 5. Методы и средства защиты в облачных вычислениях 6. Безопасность облачных моделей 7. Аудит безопасности 8. Расследование инцидентов и криминалистика в облачных вычислениях 9. Модель угроз 10. Международные и отечественные стандарты 11. Территориальная принадлежность данных 12. Государственные стандарты 13. Средства обеспечения защиты в облачных технологиях Вывод Литература Введение 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. Uptime 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. Целью исследования будет являться обзор имеющегося рынка облачных вычислений и средств для обеспечения безопасности в них. облачное вычисление безопасность информация 1. История и ключевые факторы развития Впервые идея того, что мы сегодня называем облачными вычислениями была озвучена J. C. R. Licklider, в 1970 году. В эти годы он был ответственным за создание ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network). Его идея заключалась в том, что каждый человек на земле будет подключен к сети, из которой он будет получать не только данные но и программы. Другой ученый John McCarthy высказал идею о том, что вычислительные мощности будут предоставляться пользователям как услуга (сервис). На этом развитие облачных технологий было приостановлено до 90-х годов, после чего ее развитию поспособствовал ряд факторов. 1. Расширение пропускной способности Интернета, в 90-е годы не позволило получить значительного скачка в развитии в облачной технологии, так как практически ни одна компания и технологии того времени не были готовы к этому. Однако сам факт ускорения Интернета дал толчок скорейшему развитию облачных вычислений. 2. Одним из наиболее значимых событий в данной области было появление Salesforce.com в 1999 году. Данная компания стала первой компанией предоставившей доступ к своему приложению через сайт. По сути данная компания стала первой компанией предоставившей свое программное обеспечение по принципу - программное обеспечение как сервис (SaaS). 3. Следующим шагом стала разработка облачного веб-сервиса компанией Amazon в 2002 году. Данный сервис позволял хранить, информацию и производить вычисления. 4. В 2006, Amazon запустила сервис под названием Elastic Compute cloud (EC2), как веб-сервис который позволял его пользователям запускать свои собственные приложения. Сервисы Amazon EC2 и Amazon S3 стали первыми доступными сервисами облачных вычислений. 5. Другая веха в развитие облачных вычислений произошла после создания компанией Google, платформы Google Apps для веб-приложений в бизнес секторе. 6. Значительную роль в развитии облачных технологий сыграли технологии виртуализации, в частности программное обеспечение позволяющее создавать виртуальную инфраструктуру. 7. Развитие аппаратного обеспечения способствовало не столько быстрому росту облачных технологий, сколько доступности данной технологии для малого бизнеса и индивидуальных лиц. Что касается технического прогресса, то значительную роль в этом сыграло создание многоядерных процессоров и увеличения емкости накопителей информации. 2. Определение облачных вычислений Согласно определению Национального института стандартов и технологий CША: Облачные вычисления (Cloud computing) (англ. Cloud - облако; computing - вычисления) - это модель предоставления повсеместного и удобного сетевого доступа по мере необходимости к общему пулу конфигурируемых вычислительных ресурсов (например, сетей, серверов, систем хранения, приложений и сервисов), которые могут быть быстро предоставлены и освобождены с минимальными усилиями по управлению и необходимостью взаимодействия с провайдером услуг (сервис-провайдером). Облачная модель поддерживает высокую доступность сервисов и описывается пятью основными характеристиками (essential characteristics), тремя сервисными моделями/моделями предоставления услуг (service models) и четырьмя моделями развертывания (deployment models). Программы запускаются и выдают результаты работы в окно стандартного веб-браузера на локальном ПК, при этом все приложения и их данные, необходимые для работы, находятся на удаленном сервере в интернете. Компьютеры, осуществляющие cloud computing, называются "вычислительным облаком". При этом нагрузка между компьютерами, входящими в "вычислительное облако", распределяется автоматически. Простейшим примером cloud computing являются p2p-сети. Для реализации облачных вычислений используются промежуточные программные продукты, созданные по специальным технологиям. Они служат промежуточным звеном между оборудованием и пользователем и обеспечивают мониторинг состояния оборудования и программ, равномерное распределение нагрузки и своевременное выделение ресурсов из общего пула. Одной из таких технологий является виртуализация в вычислениях Виртуализация в вычислениях - процесс представления набора вычислительных ресурсов, или их логического объединения, который даёт какие-либо преимущества перед оригинальной конфигурацией. Это новый виртуальный взгляд на ресурсы составных частей, не ограниченных реализацией, физической конфигурацией или географическим положением. Обычно виртуализированные ресурсы включают в себя вычислительные мощности и хранилище данных. По-научному, виртуализация - это изоляция вычислительных процессов и ресурсов друг от друга. Примером виртуализации являются симметричные мультипроцессорные компьютерные архитектуры, которые используют более одного процессора. Операционные системы обычно конфигурируются таким образом, чтобы несколько процессоров представлялись как единый процессорный модуль. Вот почему программные приложения могут быть написаны для одного логического (виртуального) вычислительного модуля, что значительно проще, чем работать с большим количеством различных процессорных конфигураций. Для особо крупных и ресурсоёмких вычислений используются грид-вычисления. Грид-вычисления (grid - решётка, сеть) - это форма распределённых вычислений, в которой "виртуальный суперкомпьютер" представлен в виде кластеров соединённых с помощью сети, слабосвязанных, гетерогенных компьютеров, работающих вместе для выполнения огромного количества заданий (операций, работ). Эта технология применяется для решения научных, математических задач, требующих значительных вычислительных ресурсов. Грид-вычисления используются также в коммерческой инфраструктуре для решения таких трудоёмких задач, как экономическое прогнозирование, сейсмоанализ, разработка и изучение свойств новых лекарств. Грид с точки зрения сетевой организации представляет собой согласованную, открытую и стандартизованную среду, которая обеспечивает гибкое, безопасное, скоординированное разделение вычислительных ресурсов и ресурсов хранения информации, которые являются частью этой среды, в рамках одной виртуальной организации. Паравиртуализация Ї это метод виртуализации, который предоставляет виртуальным машинам программный интерфейс, подобный, но не идентичный базовым аппаратным средствам. Задачей этого модифицированного интерфейса является сокращение времени, затрачиваемого гостевой операционной системой на выполнение операций, которые в виртуальной среде выполнить значительно труднее, чем в невиртуализированной. Существуют специальные "крюки" (hooks), позволяющие гостевой и хозяйской системам запрашивать и подтверждать выполнение этих сложных задач, которые можно было бы выполнить и в виртуальной среде, но значительно медленнее. Гипервизор (или Монитор виртуальных машин) - в компьютерах программа или аппаратная схема, обеспечивающая или позволяющая одновременное, параллельное выполнение нескольких или даже многих операционных систем на одном и том же хост-компьютере. Гипервизор также обеспечивает изоляцию операционных систем друг от друга, защиту и безопасность, разделение ресурсов между различными запущенными ОС и управление ресурсами. Гипервизор также может (но не обязан) предоставлять работающим под его управлением на одном хост-компьютере ОС средства связи и взаимодействия между собой (например, через обмен файлами или сетевые соединения) так, как если бы эти ОС выполнялись на разных физических компьютерах. Гипервизор сам по себе в некотором роде является минимальной операционной системой (микроядром или наноядром). Он предоставляет запущенным под его управлением операционным системам сервис виртуальной машины, виртуализируя или эмулируя реальное (физическое) аппаратное обеспечение конкретной машины, и управляет этими виртуальными машинами, выделением и освобождением ресурсов для них. Гипервизор позволяет независимое "включение", перезагрузку, "выключение" любой из виртуальных машин с той или иной ОС. При этом операционная система, работающая в виртуальной машине под управлением гипервизора, может, но не обязана "знать", что она выполняется в виртуальной машине, а не на реальном аппаратном обеспечении. Модели облачных служб Варианты предоставления вычислительных мощностей сильно отличаются. Все, что касается Cloud Computing, обычно принято называть словом aaS, - расшифровывается просто - "as a Service", то есть "как сервис", или "в виде сервиса". Программное обеспечение как услуга (SaaS) - провайдер предоставляет клиенту готовое к пользованию приложение. Приложения доступны из различных клиентских устройств или через интерфейсы тонких клиентов, такие как веб-браузер (например, веб-почта) или интерфейсы программ. Потребитель при этом не управляет базовой инфраструктурой облака, в том числе сетями, серверами, операционными системами, системами хранения и даже индивидуальными настройками приложений за исключением некоторых пользовательских настроек конфигурации приложения. В рамках модели SaaS заказчики платят не за владение программным обеспечением как таковым, а за его аренду (то есть, его использование через веб-интерфейс). Таким образом, в отличие от классической схемы лицензирования ПО, заказчик несет сравнительно небольшие периодические затраты, и ему не требуется инвестировать существенные средства для приобретения ПО и его поддержки. Схема периодической оплаты предполагает, что в случае, если необходимость в программном обеспечении временно отсутствует - заказчик может приостановить его использование и заморозить выплаты разработчику. С точки зрения разработчика, модель SaaS позволяет эффективно бороться с не лицензионным использованием программного обеспечения (пиратством), поскольку само программное обеспечение не попадает к конечным заказчикам. Кроме того, концепция SaaS часто позволяет уменьшить затраты на развертывание и внедрение информационных систем. Платформа как услуга (PaaS) - провайдер предлагает клиенту программную платформу и инструменты для проектирования, разработки, тестирования и развертывания приложений пользователя. Потребитель при этом не управляет базовой инфраструктурой облака, в том числе сетями, серверами, операционными системами и системами хранения данных, но имеет контроль над развернутыми приложениями и, возможно, некоторыми параметрами конфигурации среды хостинга. Инфраструктура как услуга (IaaS). - провайдер предлагает клиенту вычислительные ресурсы в аренду: серверы, системы хранения, сетевое оборудование, операционные системы и системное ПО, системы виртуализации, системы управления ресурсами. Потребитель при этом не управляет базовой инфраструктурой облака, но имеет контроль над операционными системами, системами хранения, развернутыми приложениями и, возможно, ограниченный контроль выбора сетевых компонентов (например, хост с сетевыми экранами). Дополнительновыделяют такие сервисы, как: Коммуникации как услуга (Com-aaS) - подразумевается, что в качестве сервисов предоставляются услуги связи; обычно это IP-телефония, почта и мгновенные коммуникации (чаты, IM). Облачное хранилище данных - пользователю предоставляется некий объём пространства для хранения информации. Так как информация хранится распределенно и дублируется, подобные хранилища обеспечивают гораздо большую степень сохранности данных, чем локальные серверы. Рабочее место как услуга (WaaS) -пользователь, имея в своём распоряжении недостаточно мощный компьютер, может купить у поставщика вычислительные ресурсы и использовать свой ПК как терминал, для доступа к услуге. Антивирусное облако - инфраструктура, которая используется для обработки поступающей от пользователей информации с целью своевременно распознать новые, ранее неизвестные угрозы. Облачный антивирус не требует от пользователя никаких лишних действий - он просто отправляет запрос по поводу подозрительной программы или ссылки. При подтверждении опасности все необходимые действия выполняются автоматически. Модели развёртывания Среди моделей развёртывания выделяют 4 основных вида инфраструктуры Частное облако (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 (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 (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 (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. Основные свойства NIST в своем документе `The NIST Definition of Cloud Computing` определяет следующие характеристики облаков: Самообслуживание по требованию (On-demand self-service). У потребителя есть возможность получить доступ к предоставляемым вычислительным ресурсам в одностороннем порядке по мере потребности, автоматически, без необходимости взаимодействия с сотрудниками каждого поставщика услуг. Широкий сетевой доступ (Broad network access). Предоставляемые вычислительные ресурсы доступны по сети через стандартные механизмы для различных платформ, тонких и толстых клиентов (мобильных телефонов, планшетов, ноутбуков, рабочих станций и т.п.). Объединение ресурсов в пулы (Resorce pooling). Вычислительные ресурсы провайдера объединяются в пулы для обслуживания многих потребителей по многоарендной (multi-tenant) модели. Пулы включают в себя различные физические и виртуальные ресурсы, которые могут быть динамически назначены и переназначены в соответствии с потребительскими запросами. Нет необходимости в том, чтобы потребитель знал точное местоположение ресурсов, однако можно указать их местонахождение на более высоком уровне абстракции (например, страна, регион или центр обработки данных). Примерами такого рода ресурсов могут быть системы хранения, вычислительные мощности, память, пропускная способность сети. Мгновенная эластичность (Rapid elasticity). Ресурсы могут быть эластично выделены и освобождены, в некоторых случаях автоматически, для быстрого масштабирования соразмерно со спросом. Для потребителя возможности предоставления ресурсов видятся как неограниченные, то есть они могут быть присвоены в любом количестве и в любое время. Измеряемый сервис (Measured service). Облачные системы автоматически управляют и оптимизируют ресурсы с помощью средств измерения, реализованных на уровне абстрации применительно для разного рода сервисов ( (например, управление внешней памятью, обработкой, полосой пропускания или активными пользовательскими сессиями). Использованные ресурсы можно отслеживать и контролировать, что обеспечивает прозрачность как для поставщика, так и для потребителя, использующего сервис. Достоинства и недостатки облачных вычислений Достоинства · снижаются требования к вычислительной мощности ПК (непременным условием является только наличие доступа в интернет); · отказоустойчивость; · безопасность; · высокая скорость обработки данных; · снижение затрат на аппаратное и программное обеспечение, на обслуживание и электроэнергию; · экономия дискового пространства (и данные, и программы хранятся в интернете). · Живая миграция - перенос виртуальной машины с одного физического сервера на другой без прекращения работы виртуальной машины и остановки сервисов. · В конце 2010 года в связи с DDoS атаками против компаний, отказавшихся предоставлять ресурсы WikiLeaks, выяснилось еще одно преимущество технологии cloud computing. Атакованы были все компании, выступившие против WikiLeaks, но только Amazon оказалась нечувствительна к этим воздействиям, так как использовала средства cloud computing. ("Anonymous: serious threat or mere annoyance", Network Security, N1, 2011). Недостатки · зависимость сохранности пользовательских данных от компаний, предоставляющих услугу cloud computing; · постоянное соединение с сетью - для получения доступа к услугам "облака" необходимо постоянное соединение с сетью Интернет. Однако в наше время это не такой и большой недостаток особенно с приходом технологий сотовой связи 3G и 4G. · программное обеспечение и его изменение - есть ограничения по ПО которое можно разворачивать на "облаках" и предоставлять его пользователю. Пользователь ПО имеет ограничения в используемом ПО и иногда не имеет возможности настроить его под свои собственные цели. · конфиденциальность - конфиденциальность данных хранимых на публичных "облаках" в настоящее вызывает много споров, но в большинстве случаев эксперты сходятся в том, что не рекомендуется хранить наиболее ценные для компании документы на публичном "облаке”, так как в настоящее время нет технологии которая бы гарантировала 100% конфиденциальность хранимых данных. Именно поэтому применение шифрования в облаке - обязательно. · надежность - что касается надежности хранимой информации, то с уверенностью можно сказать что если вы потеряли информацию хранимую в "облаке”, то вы ее потеряли навсегда. · безопасность - "облако” само по себе является достаточно надежной системой, однако при проникновении на него злоумышленник получает доступ к огромному хранилищу данных. Еще один минус это использование систем виртуализации, в которых в качестве гипервизора используются ядра стандартные ОС такие, как Linux, Windows и др., что позволяет использовать вирусы. · дороговизна оборудования - для построения собственного облака компании необходимо выделить значительные материальные ресурсы, что не выгодно только что созданным и малым компаниям. 3. Референтная архитектура Референтная архитектура облачных вычислений NIST содержит пять главных действующих субъектов - актёров. Каждый актёр выступает в роли и выполняет действия и функции. Референтная архитектура представлена как последовательные диаграммы с увеличивающимся уровнем детализации. Облачный Потребитель - лицо или организация, поддерживающая бизнес-отношения и использующая услуги Облачных Провайдеров. Облачные Потребители разбиваются на 3 группы: SaaS - использует приложения для автоматизации бизнес-процессов. PaaS - разрабатывает, тестирует, развертывает и управляет приложениями, развернутыми в облачном окружении. IaaS - создаёт, управляет сервисами ИТ-инфраструктуры. Облачный Провайдер - лицо, организация или сущность, отвечающая за доступность облачной услуги для Облачных Потребителей. SaaS - устанавливает, управляет, сопровождает и обеспечивает ПО, развернутое на облачной инфраструктуре. PaaS - предоставляет и управляет облачной инфраструктурой и связующим ПО. Предоставляет инструменты разработки и администрирования. IaaS - предоставляет и обслуживает сервера, базы данных, вычислительные ресурсы. Предоставляет облачную структуру потребителю. Деятельность Облачных Провайдеров делится на основные 5 типовых действий: • Развёртывание сервисов: o Частное облако - обслуживается одна организация. Инфраструктура управляется как самой организацией, так и третьей стороной и может быть развёрнута как у Провайдера (off premise), так и у организации (on premise). o Общее облако - инфраструктура используется совместно несколькими организациями со схожими требованиями (безопасность, соответствие РД). o Публичное облако - инфраструктура используется большим количеством организаций с разными требованиями. Только off premise. o Гибридное облако - инфраструктура объединяет различные инфраструктуры по принципу схожих технологий. • Управление сервисами o Уровень сервиса - определяет базовые сервисы, предоставляемые Провайдером. |