Akademik Bilişim '10 10 - 12 Şubat 2010 Muğla

Bulut Hesaplama Teknolojisi: Mimarisi ve Uygulama AlanlarıBahadır Karasulu, Serkan Ballı, Serdar Korukoğlukullanılarak büyütülmesine olanak sağlayarak,hızlı iş yükü akışları ile karşılaşılması sırasındahizmet bakımı yapılmasını da sağlayabilmektedir.Bunlar genellikle Web 2.0 uygulamalarınıdestekleyen depolama bulutları’nda kullanılmaktadırlar.Bazen bunlara “dalgalanan hesaplama”(surge computing) da denilebilmektedir,böyle bir durumda halka açık bir bulut, bu halkaaçık bulut tarafından kolayca yapılabilecek peryodikbir işi yapmak üzere özel bir bulut tarafındankullanılabilir. Melez bulutlar karmaşıklığıda beraberinde getirirler. Burada zor olankısım uygulamaların halka açık ile özel bulutlararasında nasıl dağıtılacağının belirlenmesidir.Burada veri ve işlem kaynakları arasındaki ilişkigöz önüne alınmalıdır. Eğer veri küçük veyauygulama durumsuz (yapılan işlem hakkındakayıt tutmuyor) ise, bu melez bulut oldukça başarılıolabilmektedir. Fakat özel bulut’tan halkaaçık bulut’a büyük miktarda veri transferi yapılmasıbaşarı oranını düşürmektedir [3, 4].4. Bulut Mimarisi KatmanlarıBulut mimarisi, geleneksel donanım mimarilerinive bunlara ait olan hizmetleri de içerebilecekşekilde tasarlanmıştır. Bulut hizmetsağlayıcıların sağladıkları hizmetler baz alındığındaüç temel kategori sayılabilir. Bunlar; Birhizmet olarak yazılım (Software as a Service,SaaS), bir hizmet olarak platform (Platform asa Service, PaaS), bir hizmet olarak altyapı (Infrastructureas a Service, IaaS).4.1 Bir Hizmet Olarak YazılımBir hizmet olarak yazılım, istek anında hizmetolarak sunulan komple bir yazılımdır. Yazılımınbir örneği (kopyası) bulut üzerinde çalışırve çoklu son kullanıcılara veya organizasyonlarahizmet verir. Buna örnek olarak salesforce.com (şu an force.com sitesi altında) sitesindekiuygulama ve Google App Engine ’daki uygulamalarverilebilir.4.2 Bir Hizmet Olarak PlatformBir hizmet olarak platform yazılımın bir katmanınızarflamaktadır (encapsulation) ve onu132daha yüksek seviyeli hizmetlerin oluşturulmasıiçin kullanılabilecek bir hizmet olaraksağlamaktadır. PaaS oluşturan bir şahıs; birişletim sistemi, middleware (ara katman yazılımı),uygulama yazılımı ve bir geliştirmeçevresini tümleştirmiş olur, böylece bunu birhizmet olarak müşteriye (istemciye) sunabilir.PaaS kullanan bir şahıs ise; bir API vasıtasıylakendine sunulan zarflanmış hizmeti görebilmektedir.Müşteri (istemci) bu API vasıtasıylaplatform ile etkileşir ve platform verilenhizmet seviyesine göre yönetim ve ölçeklemeiçin ne gerekiyor ise onu kendiliğinden yapar.Sanal uygulamalar, PaaS’in örnekleri (kopyaları)olarak da sınıflandırılabilirler. Bir içerikanahtarlama (sanal) uygulaması, örneğin,müşteriden tüm yazılımın bileşenlerinin gizlitutulması ile, sadece bir API veya Grafik KullanıcıArayüzü (GUI) aracılığıyla verilen hizmetinkurulması ve ayarlarının yapılmasınaolanak tanır. PaaS, yazılım geliştirme ve testişlemlerinin her bir aşaması için sağlanılabilirveya belirli bir alan etrafında özelleştirilebilir,bu duruma örnek olarak “içerik yönetimi”verilebilir [3, 4]. Ticari uygulamalarda, örnekolarak Google App Engine (http:// appengine.google.com) motoru, Google’ın altyapısındakiuygulama- lara (Python dili ile yazılmış olan)hizmet etmektedir. Fakat PaaS hizmetleri bulutsağlayıcısı’nın yetenekleri ile kısıtlanmış durumdabulunabilmektedir.4.3 Bir Hizmet Olarak AltyapıBir hizmet olarak altyapı, ağ üzerinden standartlaştırılmışhizmetler şeklinde hesap yeteneklerinive temel depolamayı sunmaktadır.Sunucular, depolama sistemleri, anahtarlamacihazları, yönlendiriciler ve diğer sistemler,uygulama bileşenlerinden yüksek başarımlıhesaplama uygulamalarına kadar bir aralıktakiiş yükünü idare edebilecek bir biçime getirilirve bir havuza alınırlar. IaaS’in ticari birörneği olarak Joyent (http://www.joyent.com/)verilebilir. 2004 yılında kurulan Joyent, buluthesaplama alanında üç ana ürün ile hizmet sağlamaktadır.Bunlar; halka açık bulut, bulut yönetimi,akıllı platform olarak sayılabilir.5. Bulut Uygulama Programlama ArayüzleriBulut Hesaplama’yı standart iş çevrelerindekihesaplama ortamlarından ayıran anahtar özelliklerdenbir tanesi de kendi altyapısının programlanabilirolmasıdır. Sunucuları, depolama veuygulamaları destekleyen ağ kaynaklarını fizikselolarak oluşturmak yerine geliştiriciler, aynısanal bileşenlerin nasıl ayarlandığı ve birbirlerinebağlandıklarını belirlerler. Bu ara-bağlantılarve ayarlamalar sanal makine görüntüleri veverilerinin nasıl depolandığı ve bir depolamabulutu’ndan nasıl elde edilebildiğini de içermektedir.Örnekleyecek olursak; bir bulut hesaplamaAPI’si bir Dosya Transfer Protokolü (FTP) ’nünkontrol kanalına benzemektedir. FTP protokolününaksine, bulut API’lerinde bir standartlaşmasöz konusu olmadığından her bir bulut sağlayıcısıkendi hizmetlerini yönetmek için kendi özelAPI’lerini kullanmaktadırlar [3, 4].6. Bulut HesaplamanınBeraberinde Getirdiği KazanımlarBulut Hesaplama’nın kazanımlarından faydalanmakiçin, yazılım geliştiricileri uygulamalarınıtekrar düzenleyerek bu mimariye uygunhale getirmelidirler. Böylece uygulamalarınçalışma zamanları ve cevap verme süreleriazaltılabilir. Fiziksel altyapı kullanmanın getirmişolduğu riskler ve maddi maliyetler en azaindirgenebilir.6.1 Kazanım ÖrnekleriBulut teknolojisini kullanan uygulamalar temelprensipte yığın görevlerini icra etmek içinoluşturulurlar. Bu tarz yapılanmalarda, 1000ve üzeri sayıda sunucu aynı bir görevi, bir teksunucunun icra edeceği sürenin (ideal koşullarıörnek olarak verecek olursak) 1/1000 katı gibioldukça kısa bir süre zarfında icra edecektirler.Bu sırada, dağıtık sistemlerden alışık olduğumuzmantık ile “işçi” makineler bulut içerisindeuygun yerlerde kullanılmakta ve uygunölçeklendirilmeye göre görevin icrasına yadahil olmakta ya da görevi terk etmektedirler.Bu tarz işlemci (CPU) yoğun uygulamalar içinAkademik Bilişim’10 - XII. Akademik Bilişim Konferansı Bildirileri10 - 12 Şubat 2010 Muğla Üniversitesi133hizmet kalitesi göz önüne alındığında bulut teknolojisikaçınılmaz bir ister haline gelmektedir.Örneğin FatTree (veya Clos olarakta anılır)anahtarlama mimari teknolojisi optimal çözümüretmekte kullanılabilen bulut altyapısı ile ilgilibir teknoloji olarak karşımıza çıkmaktadır [5].Altyapı oluşturmanın ve kullanımının doğurduğurisk de bulut teknolojisi kullanımı ile en azaindirgenmektedir. Altyapının büyüklüğü veyaküçüklüğü, bulut sağlayıcısının ilgileneceği birsorun olduğu için, son kullanıcı kendi uygulamasınınne koşullarda ve nasıl çalıştığı ile değil,daha çok doğru çalışıp/çalışmadığı ile ilgilenmektedir.Ayrıca, altyapı riski dalgalanan hesaplamayoluyla da en aza indirgenebilir. Bunaörnek olarak özel bir bulut’a sahip bir firmanınkendi iş yükünü halka açık bulut’a göndermesiverilebilir. Bu örnekte altyapı tasarımının bu işlemiyapabilecek şekilde oluşturulmuş olduğugöz önüne alınmalıdır. Kaynak kullanımı da buörnekte sorun listesinden böylece çıkartılmışolur. Hesap çevrimlerinin dışarıdan edinilmesimaliyetleri de en aza indirger [1, 3, 4].7. SanallaştırmaSanallaştırma, tüm bulut hesaplama mimarileriiçin önemli bir unsurdur. İnsanların ve uygulamalarınkullanacağı fiziksel BT kaynaklarınınonlardan soyutlanması ve platformun sanallaştırılmasıoldukça önemli bir konudur. Busayede, sanallaştırma; sunuculara, depolamacihaz-larına ve diğer donanımlara bir kaynakhavuzu olarak davranılmasını sağlar. Böyleceistek anında bu kaynakların yapılan iş için ayrılmasıve o işe atanması oldukça hızlı ve kolayolmaktadır [6]. Genel bakış açısıyla, birkaçteknik bulut hesaplama için ön plana çıkmaktadır.Bunlar; yarı-sanallaştırma (paravirtualization)ve kümeleme (clustering) olarak verilebilir.Yarı-sanallaştırma tekniği [7], özetle tekbir sunucunun birden çok sanal sunucular gibidavranması diye tabir edilebilir. Kümeleme ise,birden çok sunucunun tek bir sunucu gibi davranmasıolarak tabir edilebilmektedir. Fizikselkaynakların zarflanması yönüyle sanallaştırmabirden çok güçlükle baş edebilecek yapıdadır.