IaaS คืออะไร ? รู้จักบริการเช่าโครงสร้างพื้นฐานบนคลาวด์ ว่าเป็นอย่างไร ?

Infrastructure as a Service (IaaS) คืออะไร ?

ในยุคของที่ความเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัล และความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเป็นไปอย่างรวดเร็ว การมีอยู่ของ Infrastructure as a Service (IaaS) จึงเป็นทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับธุรกิจแทบทุกขนาด แทนที่จะลงทุน และบำรุงรักษาโครงสร้างพื้นฐานทางกายภาพที่มีค่าใช้จ่ายสูงด้วยตนเอง IaaS นำเสนอทางเลือกที่มีความยืดหยุ่น และใช้ทรัพยากรได้คุ้มค่ากว่า ด้วยการอาศัยผลประโยชน์จากเทคโนโลยี คลาวด์ (Cloud)

ข้อมูลเพิ่มเติม : On-Premise กับ On-Cloud คืออะไร ? ระบบเซิร์ฟเวอร์ ทั้ง 2 ต่างกันอย่างไร ?

IaaS ช่วยให้ธุรกิจสามารถปรับขนาดทรัพยากรได้ตามความต้องการในการใช้งาน ควบคุมรายจ่ายตามขนาดทรัพยากรที่ต้องการใช้ และยังสามารถเข้าถึงระบบจากทุกที่ ทุกอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับ อินเทอร์เน็ต (Internet) ได้ ทำให้การจัดการโครงสร้างสะดวกมาก

บทความนี้จะมาอธิบายว่า Infrastructure as a Service (IaaS) คืออะไร ? มีข้อดี และข้อเสียอะไรบ้าง ?

IaaS คืออะไร ? (What is Infrastructure as a Service ?)

Infrastructure as a service (IaaS) เป็นรูปแบบหนึ่งของการประมวลผลแบบคลาวด์ (Cloud Computing) ที่ให้บริการทรัพยากรโครงสร้างพื้นฐานด้านไอที (IT Infrastructure) ที่สำคัญ เช่น การประมวลผล, เซิร์ฟเวอร์  (Server), เครื่องเสมือน (Virtual Machine), เครือข่าย (Network), และ ที่เก็บข้อมูล (Storage) ให้กับผู้ใช้บริการผ่าน อินเทอร์เน็ต โดยมีการคิดค่าบริการตามการใช้งานจริง

ภาพจาก : https://simplehelix.com/improve-efficiency-with-iaas/

IaaS มีความน่าสนใจตรงที่โครงสร้างพื้นฐานด้านไอทีแบบเดิม ต้องใช้ทั้งเวลา และเงินทุนจำนวนมาก ต้องมีพื้นที่สำหรับจัดวางฮาร์ดแวร์, สร้างห้องที่มีระบบไฟฟ้า และการทำความเย็นแบบพิเศษ แล้วยังต้องมีผู้เชี่ยวชาญในการดูแล บำรุงรักษาระบบอีกด้วย แต่ด้วย IaaS ผู้ใช้ต้องวุ่นวายกับสิ่งเหล่านั้นเลย เพราะทางผู้ให้บริการ IaaS ได้จัดเตรียมไว้ให้หมดแล้ว แถมยังเลือกจ่ายตามขนาดโครงสร้างที่ต้องการใช้ เลือกปรับขยาย หรือลดขนาดได้ตลอดเวลาอย่างอิสระ มีความยืดหยุ่นสูงมาก

โดยบริการ Cloud ในรูปแบบนี้ ผู้ใช้บริการสามารถเข้าถึง และจัดการข้อมูลผ่าน Dashboard หรือ APIs บนเครื่องจำลอง (Virtual Machine) ได้อย่างอิสระ จึงไม่จำเป็นที่จะต้องมีฮาร์ดแวร์เป็นของตัวเองแต่อย่างใด ช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในส่วนของการซ่อมบำรุงและดูแลฮาร์ดแวร์ไปได้ไม่น้อยเลยทีเดียว

บริการ IaaS สามารถประยุกต์ใช้ได้หลากหลายรูปแบบ ทั้งการทำ เว็บแอปพลิเคชัน (Web Application), ประมวลผล Big Data, รัน CRM (Customer Relationship Management), จัดเก็บข้อมูล, Backup, สร้างแผนกู้คืนข้อมูล (Disaster Recovery) หรือบริการอื่น ๆ ตามความเชี่ยวชาญของผู้ให้บริการ IaaS

IaaS ทำงานอย่างไร ? (How does Infrastructure as a Service work ?)

Infrastructure as a Service (IaaS) เป็นการเช่าทรัพยากรจากทางผู้ให้บริการคลาวด์ (Cloud Service Provider (CSP)) เพื่อใช้วาง IT Infrastructure ต่าง ๆ โดยที่ทาง CSP จะรับผิดชอบการจัดการ และดูแลรักษาโครงสร้างพื้นฐานให้กับผู้ใช้ ดังนั้น ผู้ใช้งานก็จะรับผิดชอบแค่ในส่วนของซอฟต์แวร์เป็นหลัก

โดยทั่วไปแล้ว ผู้ให้บริการ IaaS ยังมีบริการเพิ่มเติม เช่น การจัดการการเรียกเก็บเงินอย่างละเอียด (Billing Management), การบันทึก (Logging), การตรวจสอบ (Monitoring) และความปลอดภัย (Security) 

ลูกค้าที่ใช้ IaaS จะเข้าถึงทรัพยากร และบริการผ่าน เครือข่ายพื้นที่กว้าง (Wide Area Network) เช่น อินเทอร์เน็ต และใช้บริการของผู้ให้บริการคลาวด์ เพื่อการติดตั้งองค์ประกอบต่าง ๆ ยกตัวอย่างเช่น ผู้ใช้สามารถเข้าสู่แพลตฟอร์ม IaaS เพื่อสร้างเครื่องเสมือน (VMs), ติดตั้งระบบปฏิบัติการในแต่ละ VM, นำ มิดเดิลแวร์ (Middleware) มาใช้ เช่น ฐานข้อมูล (Database) เพื่อสร้างที่เก็บข้อมูลสำหรับการทำงาน และสำรองข้อมูล

ตัวอย่างผู้ให้บริการ IaaS ได้แก่ Amazon Web Services (AWS) และ Google Cloud ทั้งนี้ ผู้ใช้อาจเลือกที่จะปรับใช้ คลาวด์ส่วนตัว (Private Cloud) ร่วมกับ ไฮบริดคลาวด์ (Hybrid Cloud) ด้วยก็ได้

ส่วนประกอบของ สถาปัตยกรรม IaaS (Infrastructure as a Service Architecture Components)

IaaS มีองค์ประกอบหลายอย่าง ประกอบไปด้วยกลุ่มของทรัพยากรทั้งทางกายภาพ (Physical Resources) และทรัพยากรเสมือน (Virtualized Resources) เพื่อให้ผู้ใช้บริการ สามารถใช้เป็นโครงสร้างพื้นฐานในการรันแอปพลิเคชัน และการทำงานในคลาวด์ได้ 

ศูนย์ข้อมูลทางกายภาพ (Physical Data Center)

เนื่องจากบริการ IaaS ต้องทำระบบให้สามารถเข้าถึงจากที่ไหนก็ได้ทั่วโลก มันจึงจำเป็นต้องมี ศูนย์ข้อมูล (Data Center) พร้อมให้ผู้ใช้บริการสามารถเข้าถึงได้จากอินเทอร์เน็ต

การจำลอง (Virtualization)

IaaS พึ่งพาเทคโนโลยีการจำลอง (Virtualization) ในการทำงานค่อนข้างเยอะ ไม่ว่าจะเป็นการประมวลผล, ระบบเครือข่าย หรือการเก็บข้อมูล ทั้งหมดนี้อยู่ในรูปแบบของ Virtual Machines (VM) ที่ทำงานอยู่บนคลาวด์ โดย VM ถูกใช้ในการจำลองคอมพิวเตอร์ขึ้นมาได้หลายเครื่อง แต่ละเครื่องสามารถมี ระบบปฏิบัติการ (OS) และซอฟต์แวร์ที่แตกต่างกัน

โดยทางผู้ให้บริการจะใช้ไฮเปอร์ไวเซอร์ (Hypervisor) หรือที่อาจรู้จักในอีกชื่อว่า Virtual Machine Monitors (VMM) ในการบริหาร โดยมันจะกำหนดทรัพยากรการประมวลผล, หน่วยความจำ และพื้นที่เก็บข้อมูล ให้แต่ละเครื่องเสมือนที่ถูกจำลองขึ้นมา

การทำงานอัตโนมัติ (Automation)

เนื่องจากปริมาณของเครื่องจำลอง และองค์ประกอบต่าง ๆ มีเป็นจำนวนมาก ระบบการทำงานของ IaaS หลายอย่างจึงถูกออกแบบมาให้ การจัดการโครงสร้างพื้นฐานสามารถทำงานอัตโนมัติ (Automation) ได้หลายส่วน เช่น การปรับขนาดอัตโนมัติ, การปรับสมดุลของการโหลด, การสำรอง และกู้คืนข้อมูล และการตรวจสอบประสิทธิภาพ เพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งาน และให้ประสบการณ์ที่ดีแก่ผู้ใช้

ความปลอดภัยของ IaaS (IaaS Security)

ผู้ให้บริการ IaaS จะคอยดูแลความปลอดภัยบนคลาวด์ (Cloud Security) และข้อปฏิบัติ (Frameworks) ผ่านโมเดลแบบความรับผิดชอบร่วมกัน (Shared Responsibility) โดยที่ผู้ให้บริการคลาวด์จะคอยจัดการความปลอดภัยทางกายภาพของศูนย์ข้อมูล เช่น กล้องวงจรปิด และเจ้าหน้าที่รักษาความปลอดภัย รวมไปถึงความปลอดภัยของโครงสร้างพื้นฐานเบื้องต้น เช่น การประมวลผล, ที่เก็บข้อมูล และระบบเครือข่าย

ในขณะเดียวกัน ลูกค้าที่ใช้บริการเองก็มีหน้าที่รับผิดชอบในการรักษาความปลอดภัยของการทำงานของซอฟต์แวร์, แอปพลิเคชัน และข้อมูลของตนเอง ด้วยเช่นกัน

คอนเทนเนอร์ (Containers)

IaaS รองรับการใช้คอนเทนเนอร์ (Containers) ซึ่งเป็นการบรรจุโค้ดซอฟต์แวร์ พร้อมกับ ไลบรารี (Library) ของระบบปฏิบัติการต่าง ๆ ที่จำเป็นในการรันโค้ด เพื่อสร้างไฟล์ที่มีน้ำหนักเบาเพียงตัวเดียวรวมไว้ในคอนเทนเนอร์

ในหลายกรณี คอนเทนเนอร์ได้ถูกนำมาใช้งานแทนที่ VM เช่น Kubernetes ระบบที่ใช้ในการจัดการ และประสานงานคอนเทนเนอร์ (Container Orchestration) ที่ช่วยให้นักพัฒนาสามารถปรับใช้, จัดการ, และขยายแอปพลิเคชันที่อยู่ในคอนเทนเนอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งระบบนี้ถูกพัฒนาโดย Google และปัจจุบันเป็น โอเพ่นซอร์ส (Open-Source) ไปแล้วเรียบร้อย

การประมวลผล (Compute)

ทรัพยากรสำหรับการประมวลผล ซึ่งรวมตั้งแต่ หน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ที่ใช้ในการประมวลผลคำขอที่มาจากเว็บไซต์ และการรันแอปพลิเคชัน หรือซอฟต์แวร์ต่าง ๆ ,หน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) และ หน่วยความจำภายใน (RAM)

ระบบเครือข่าย (Networking)

IaaS อาศัยเครือข่ายที่กำหนดด้วยซอฟต์แวร์ Software-Defined Networking (SDN)) ซึ่งฮาร์ดแวร์ระบบเครือข่าย เช่น เราเตอร์, สวิตช์, ไฟร์วอลล์ และตัวกระจายโหลด (Load Balancers) จะควบคุมการใช้งานผ่าน Application Programming Interfaces (API) เพื่อช่วยให้ผู้ใช้บริการสามารถเข้าถึงบริการ IaaS จากที่ใดก็ได้ผ่านอินเทอร์เน็ต หรือจะเป็น เครือข่ายส่วนตัวเสมือน (VPN) ก็ได้

การเก็บข้อมูล (Storage)

IaaS มีรูปแบบการเก็บข้อมูลแบบ Cloud อยู่ 3 ประเภท คือ

การเก็บข้อมูลแบบบล็อก (Block Storage)

เป็นเทคโนโลยีสำหรับการเก็บข้อมูลไฟล์ใน เครือข่ายจัดเก็บข้อมูล (Storage Area Network - SAN) หรือไม่ก็ การจัดเก็บข้อมูลบนคลาวด์ (Cloud Storage) โดยวิธีการนี้เหมาะสำหรับสถานการณ์การประมวลผล ที่ต้องการการขนส่งข้อมูลที่รวดเร็ว มีประสิทธิภาพ และเชื่อถือได้

การเก็บข้อมูลแบบไฟล์ (File Storage)

หรือที่เรียกว่าการโฮสต์ไฟล์ (File Storage Hosting) ช่วยให้ผู้ใช้หลายคน สามารถแชร์ข้อมูลไฟล์เดียวกันเพื่อทำงานร่วมกันได้อย่างง่ายดาย ในกรณีของ IaaS องค์กรจะเก็บข้อมูลไฟล์ไว้ในศูนย์ข้อมูลของผู้ให้บริการคลาวด์ และเข้าถึงได้ผ่านอินเทอร์เน็ต แทนที่จะเก็บไว้ใน การจัดเก็บข้อมูลแบบเชื่อมต่อเครือข่าย (NAS)

การเก็บข้อมูลแบบออบเจ็กต์ (Object Storage)

เป็นสถาปัตยกรรมการเก็บข้อมูลที่เหมาะสำหรับการเก็บ (Storing), บันทึก (Archiving), สำรอง (Backing Up) และจัดการกับข้อมูลที่ไม่มีโครงสร้างจำนวนมาก (Static Unstructured Data) อย่างเชื่อถือได้ มันมีประสิทธิภาพ และต้นทุนค่าใช้จ่ายน้อย ทำให้เป็นประเภทของการเก็บข้อมูลแบบคลาวด์ที่พบได้บ่อยครั้งที่สุด

ภาพจาก : https://www.slideshare.net/slideshow/azure-iaas-architecture-with-high-availability-for-beginners-and-developers-part-2/236743466

ประวัติความเป็นมาของ IaaS (History of Infrastructure as a Service)

IaaS เป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาจากบนพื้นฐานของคลาวด์ โดยผู้ที่เปิดให้บริการรายแรกคือ บริษัท Amazon ในชื่อบริการ "Amazon Elastic Compute Cloud (EC2)" โดยมันเป็นส่วนหนึ่งของแพลตฟอร์ม " Amazon Cloud-Computing"

ภาพจาก : https://medium.com/@vaddenenisrikanth/what-is-amazon-ec2-502e200dec5d

Amazon เริ่มทดสอบ EC2 เวอร์ชัน Beta เป็นครั้งแรก เมื่อวันที่ 25 สิงหาคม ค.ศ. 2006 (พ.ศ. 2549) หลังจากทดสอบเป็นเวลาสองปีกว่า ก็ได้เปิดตัวเวอร์ชันเต็มในวันที่ 23 ตุลาคม ค.ศ. 2008 (พ.ศ. 2551) แล้วได้เปลี่ยนชื่อจาก EC2 เป็น Amazon Web Services (AWS) ในเดือนพฤศจิกายน ค.ศ. 2010 (พ.ศ. 2553)

โมเดล IaaS ที่ Amazon นำร่อง ได้เปลี่ยนแปลงวิธีที่ธุรกิจสามารถเข้าถึงทรัพยากรการประมวลผลบนคลาวด์ให้ง่ายกว่าในอดีตมาก มีหลายองค์กรได้เข้าร่วมกับโครงการ OpenStack (แพลตฟอร์มโอเพ่นซอร์สสำหรับการประมวลผลแบบคลาวด์) ส่งผลให้ความสามารถที่ IaaS สามารถทำได้ มีศักยภาพสูงขึ้น จนมันกลายเป็นเครื่องมือที่ธุรกิจจำนวนมากเลือกใช้

ข้อดี และข้อสังเกต ของ IaaS (Pros and Cons of Infrastructure as a Service)