Как заставить САПР летать: обзор технологий облачных вычислений

Самая свежая новость здесь – анонс грядущей версии CATIA on the Cloud, которая - на основе платформы V6 PLM – будет доступна уже до конца 2010 г. Ранее компания Dassault Systemes уже показывала SolidWorks в облаках (на конференции пользователей SolidWorks World 2010), а не так давно объявила о доступности своей облачной технологии для других разработчиков, которые могут лицензировать ее у дочерней компании Spatial.

Компания Autodesk, лидер в архитектурно-строительных САПР и массовых решений для машиностроения, объявила о своей облачной стратегии еще в 2008 г., а в 2009 сделала пару конкретных шагов в ее реализации. Во-первых, запустила Project Twitch, в рамках которого обеспечивается доступ к флагманским продуктам компании AutoCAD, Inventor и Revit через Интернет. Для работы не требуется загружать и устанавливать программное обеспечение, достаточно лишь браузера. Во-вторых, выпустила Project Butterfly – приложение, позволяющее в реальном времени работать в веб-среде с файлами DWG - просматривать, редактировать, обсуждать с коллегами и клиентами – опять же без необходимости загрузки и установки на компьютер какого-либо ПО. Уже в текущем году Autodesk упрочила свои позиции лидера среди САПР-вендоров в области облачных вычислений, анонсировав бета-версии первых облачных приложений для инженерных расчетов Centaur и Cumulus.

Лидер отечественного сапростроения компания АСКОН вообще опередила всех в мире, объявив о старте собственного проекта CAD@ONLINE еще в 2008 г.

Облачные вычисления становятся темой номер 1 на многих САПР-конференциях, где обсуждаются самые разные их аспекты. Перечислим лишь самые волнующие темы:

• Возможность избежать покупки лицензии, оплачивая лишь конкретное время работы
• Отсутствие необходимости устанавливать конкретную САПР на свой компьютер, а затем обновлять ее до новых версий
• Запуск конкретной САПР из всех возможных операционных систем на самых разных устройствах вплоть до смартфонов, что навсегда снимает проблему отсутствия нужной САПР для требуемой платформы
• Возможность хранить собственные данные на том же сервере, где ведутся вычисления, и обмениваться ими с другими пользователями
• Возможность фотореалистичного рендеринга трехмерной модели в реальном времени на обычных нетбуках и смартфонах
• Мгновенные инженерные расчеты
• Совместная работа онлайн

Вообще, термин облачные вычисления (от англ. cloud computing) используется для обозначения способа вычислений на компьютере с использованием динамически масштабируемых виртуализируемых ресурсов. Приложения в рамках облачных вычислений обычно доступны через веб-браузер, а сами программы и файлы данных хранятся на серверах. Слово "облако" используется в данном случае как метафора для обозначения Интернет/интранет. Перекладывая вычислительную нагрузку на сервер, пользователь может получать доступ к высокопроизводительным приложениям с клиента, запущенного на почти любом устройстве. Таким образом, в основе облачных вычислений лежит архитектура клиент-сервер.

Еще одной важной архитектурной характеристикой облачных вычислений является отсутствие необходимости установки ПО на устройство клиента (настольный компьютер, ноутбук, нетбук, смартфон). Правда, вместо этого обычно требуется установить тот или иной модуль расширения к веб-браузеру, но, во-первых, такой модуль установить намного проще, а во-вторых, будучи установленным, часто он может обслуживать разные приложения.

В переходный период, когда пользователи еще не готовы работать «в облаках» (известный блогер Дилип Менезес предрекает, что этого не произойдет до тех пор, пока Интернет-подключение не станет таким же доступным, привычным и надежным, как электричество ), многие вендоры используют облачные вычисления для того, чтобы позволить пользователям ознакомиться со своими программами без необходимости их установки на компьютер. Российская компания ЛЕДАС запустила подобный сервис еще в 2006 г., разработав на основе технологии Adobe Flash демо-приложение Flash-LGS, позволяющее любому пользователю оценить мощь аппарата параметрического черчения на основе геометрических ограничений. Технически приложение реализует типичный клиент-серверный сценарий: клиент здесь моделирует двумерные геометрические примитивы и отвечает за взаимодействие с пользователем, а сервер осуществляет расчеты (решает заданные пользователем ограничения с помощью геометрического решателя LGS 2D), а также позволяет хранить созданные параметрические чертежи для их последующего использования.

В 2007 г. израильский старт-ап Visual Tao использовал ту же технологию Flash для разработки web-редактора DWG-файлов, аналогичного по функциональности AutoCAD, который планировалось продавать согласно концепции SaaS (ПО как услуга). Серверная часть здесь использовалась для хранения файлов и для организации совместной работы нескольких пользователей над одним чертежом. (С 2010 г. данный продукт известен как Autodesk Project Butterfly.)

Российская компания Cadezy начала разработку аналогичной системы в 2009 г. Взяв за основу платформу для создания приложений DWGdirect, компания планировала создать две версии AutoCAD-подобного приложения: DeskCAD для Windows, Mac OS и Linux, а также WebCAD, запускающуюся в окне браузера. За хранение чертежей должна была отвечать Data Storage System, доступ к которой можно было получать как из DeskCAD, так и из WebCAD (и даже из AutoCAD – с помощью специального плагина). Разработчики Cadezy планировали к реализации ряд подлинно революционных идей в области облачных вычислений. Например, модульность WebCAD – при работе пользователя система должна была автоматически подгружать модуля с требуемой функциональностью. Или специальный сервис On-Line Plugin And Extensions Shop, представляющий из себя Интернет магазин наподобие AppStore, где сторонние разработчики смогут создавать и размещать свои приложения, а пользователи смогут приобретать или брать их в аренду приложения. К сожалению, все это так и не было реализовано – выпустив альфа-версию WebCAD, компания Cadezy прекратила свое существование, не сумев привлечь требуемые инвестиции для разработки.

Образованная в 1999 г. канадская компания Aftercad сначала специализировалась на трансляции CAD-данных из проприетарных форматов в SVG - формат, позволяющий публиковать двумерные чертежи в Интернет. Постепенно развивая свой бизнес, разработчики пришли к модели облачных вычислений, позволяющих пользователям обмениваться CAD-данными в разных форматах, публиковать их в веб и организовывать совместную работу над ними. Запатентованная технология Aftercad WebView обладает следующими чертами:

• Поддержка форматов DWG (2D) и COLLADA (3D)
• Безопасность: CAD-данные никогда не покидают сервер
• Поддержка разных устройств; для работы из веб-браузера не требуется установка дополнительных плагинов, ActiveX или Java-модулей
• Быстродействие при передаче CAD-файлов через Интернет
• Поддержка неограниченного числа уровней визуализации
• Развитый набор средств разметки, проведения измерений и организации совместной работы

Aftercad Live Web представляет собой решение для публикации двумерных и трехмерных CAD-данных. Пользователь может загрузить свои файлы на сервер, преобразовать их в нужный формат, пригласить других пользователей аннотировать их.

В январе 2010 г. Aftercad и Альянс по Открытому Проектированию заключили соглашение о совместной разработке инструментов для визуализации CAD-данных через web: вскоре эти технологии станут доступны всем 2000 компаниям-членам альянса, позволяя последним создавать широкий спектр облачных приложений.

Компания Spatial (часть PLM-империи Dassault Systemes) давно предлагает разработчикам САПР свой продукт RADF – среду для быстрой разработки САПР-приложений с использованием компонентной технологии, в т.ч. ACIS (ядра геометрического моделирования) и 3D InterOp (библиотеки для обмена данными САПР в разных форматах). В новой версии RADF R3 появилась возможность разрабатывать не только Windows, но и web-приложения (на основе технологии ASP .NET). Исходный код Windows-приложения теперь может быть повторно использован в web-клиенте, что существенно упрощает разработку облачных приложений. Архитектурно RADF состоит из Core-части, Desktop-части (элементы GUI, характерные для Windows-приложений, высокопроизводительный рендеринг, архитектура для подключения плагинов) и Web-части (клиент-серверная инфраструктура, позволяющая создавать интерактивные браузерные клиенты, управляющие полнофункциональным 3D-приложением, выполняющимся на сервере, коммуникации с которым осуществляются посредством Python). В браузере на клиентской части требуется установка модуля расширения X3D. Все трехмерное моделирование (создание и модификация твердых тел) осуществляется на сервере, который лишь передает клиенту фасетную модель для визуализации. Похожая технология была использована на SolidWorks World 2010 при демонстрации запуска SolidWorks на Mac OS.

По другому пути пошли в компаниях АСКОН и Autodesk. Проекты CAD@ONLINE и Project Twitch, позволяющие запускать обычные Windows-приложения в окне браузера, основаны на концепции виртуализации приложений. Например, АСКОН использовал технологии компании Citrix, мирового лидера в этой области. Citrix XenApp является системой доставки приложений Windows в web-браузер на компьютере клиента. При виртуализации приложений по сети передаются только клики и движения мыши, нажатия клавиш клавиатуры (от клиента к серверу) и изменения экрана (от сервера к клиенту). Такая концепция позволяет полностью стереть границы между работой в Windows и в web. Конечно, скорость отклика системы несколько отличается, но никаких функциональных или интерфейсных отличий нет в принципе. Данная схема очень удобна для привлечения новых пользователей – ведь чтобы попробовать заинтересовавший продукт, теперь не требуется скачивать и устанавливать его на свой компьютер.

За какой из описанных технологий открывается будущее облачных вычислений? Вряд ли на этот вопрос существует однозначный ответ. Все технологии имеют свои достоинства и недостатки – как с точки зрения разработчиков, так и пользователей. Возможно, каждой из них уготована своя ниша в будущих облачных приложениях САПР. Публикацией настоящего материала мы приглашаем читателей к дискуссии на эту тему, итоги которой подведем 21 сентября 2010 г. в Москве на конференции isicad-2010/COFES-Russia в рамках Рабочей группы номер 5 «Новые бизнес-модели рынка САПР/PLM (облачные вычисления, открытый код, бесплатность платформы …)».