Файл: Облачные сервисы (Повышение эффективности облачных технологий).pdf

Введение

В технологиях распределенной обработки данных в последние годы наметилась тенденция предоставления арендуемых вычислительных мощностей в виде облачных Интернет-сервисов. Происходит сосредоточение очень большой вычислительной мощности в специализированных центрах обработки данных (ЦОД) облачных провайдеров по всему миру в разных странах (например, в США, Великобритании, государствах Евросоюза, Японии, России и в других странах). Современная оперативная доступность ЦОД в различных точках Земли за счет стремительного увеличения пропускной способности сети Интернет, привели к созданию геоинформационной инфраструктуры, основанной на огромном количестве разнообразных разного назначения Web-сервисов, серверы которых территориально рассредоточены по всему миру, но реально совместно работают в больших информационных проектах.

За последнее десятилетие облачные вычисления уже успели зарекомендовать себя, в частности, в сфере образования. Следует отметить, что эффективность современных образовательных учреждений в настоящее время попала в существенную зависимость от информационных технологий. С одной стороны - информационные технологии позволяют автоматизировать процессы управления учреждением, обеспечивать дистанционное обучение, в целом - повышать качество подготовки. С другой стороны - требует значительных финансовых вложений как на приобретение и обслуживание различной компьютерной техники и программного обеспечения, так и на привлечение квалифицированных специалистов. Сейчас требования к образовательному контенту, обеспечению доступа к ресурсам через мобильные устройства определяются уже самими пользователями - преподавателями и учащимися.

В этой связи не случайно, что повышение эффективности функционирования информационных систем для удовлетворения потребностей образовательных учреждений осуществляется, в том числе, за счет использования облачных сервисов.

В настоящей работе рассматриваются возможности облачных сервисов на примере сервиса «Google Диск», который представляет собой один из вариантов реализации облачных технологий.

Объектом исследования данной работы является облачный сервис «Google Диск». Предмет исследования – сущность облачной технологии, особенности использования «Google Диск» в образовательном процессе.

Целью работы является исследование сущности облачных сервисов. В качестве средства достижения данной цели будут изучены некоторые возможности одного из указанных сервисов, а именно - «Google Диск».

Задачи в работе следующие:

- раскрыть сущность облачных сервисов, кратко рассмотреть историю появления первых идей и дальнейшего развития данной технологии;

- оценить преимущества и недостатки облачных технологий (в том числе применительно к образовательному процессу);

- рассмотреть модели и технологи облачных сервисов;

- оценить возможности повышения эффективности облачных технологий и минимизации рисков их применения;

- показать особенности использования в образовательном процессе сервиса «Google Диск».

Структура курсовой работы состоит из введения, двух глав, раскрывающих предмет исследования, заключения, списка использованных источников, приложения.

1. Общая характеристика облачных сервисов

1.1. Понятие, преимущества и недостатки облачных технологий

Сегодня одной из наиболее интересных развивающихся технологий являются «Cloud computing», которая в переводе с английского языка называется «облачными вычислениями». Впервые идея таких вычислений была предложена в 1961 году Джоном Маккарти (John McCarthy), которая заключалась в том, что вычисление могут быть проданы как электричество и вода, т.е. вычислительные мощности будут предоставляться пользователям как услуга. Считается, что при этом он предложил фактически идею облачных сервисов.^[1]

В 1963 году Ж.С.Р. Ликлидер (J. C. R Licklider) начал исследовать идею глобальной доступности сети компьютеров. По его мнению, глобальная доступная сеть позволила бы человеку получать выход к компьютерным программам и данным из любого месторасположения в мире. Он сформулировал самые ранние идеи глобальной компьютерной сети, в результате которых появилось сегодняшнее сетевое пространство, в пределах которого существуют облачные сервисы.^[2]

В исследовании компаний Forrester Research делается прогноз, что к 2020 г. объем мирового рынка облачных вычислений вырастет практически вшестеро по сравнению с 2011 годом, т. е. с 40,7 млрд. долл. до более 241 млрд. долл.

При этом стоимость «публичного облака», т. е. приложений и услуг, предоставляемых компаниям и индивидуальным пользователям через общедоступный Интернет, за тот же период увеличится еще больше с 25,5 млрд. долл. до 159,3 млрд. долл.^[3] Прогноз компаний Forrester Research способствовал увеличению тех компаний, которые готовы предлагать своим заказчикам услуги публичного облака.

Вообще характеристики сегодняшних облачных вычислений с учетом их особенностей определены в стандартах США в следующем: самообслуживание по требованию (англ. self service on demand), универсальный доступ по сети, объединение ресурсов (англ. resource pooling), эластичность и учет потребления.

Облачные технологии постепенно входят в нашу повседневную жизнь. Применение их связано с рядом проблем организационно-правового характера, решение которых будет способствовать развитию не только науки, а ускорит процесс вычисления в финансово-экономической сфере. Облачные технологии развиваются в системе образования и науки, банковском секторе и др.

Говоря о преимуществах и недостатках облачных сервисов, можно выделить следующие преимущества:

1) Экономическая эффективность. Облачные вычисления являются наиболее экономически эффективным способом для использования, поддержки и модернизации информации, требует меньше расходов на ИТ-инфраструктуру компании, в сравнении с традиционными.

2) Неограниченные объемы для хранения информации. Хранение информации в облаке дает почти неограниченную емкость.

3) Отказоустойчивость, резервное копирование и восстановление. Все данные хранятся в облаке, резервное копирование и восстановления гораздо проще, чем другие традиционные методы хранения данных.

4) Автоматическая интеграция программного обеспечения. Настройка и интеграция программного обеспечения и приложений в облаке происходит автоматически в соответствии с требованием потребителя.

5) Легкий доступ к информации. После регистрации в облаке, можно получить доступ к информации из любой точки, где есть подключение к Интернету.

Также существуют и недостатки, к которым относят:

1) Технические вопросы. В условии доступности информации система может иметь серьезные дисфункции, связанные в поставке облачных сервисов. Необходим высокоскоростной Интернет и техническое обеспечение.

2) Безопасность. Безопасность и конфиденциальность информации в облаке не предусмотрены в законодательстве Российской Федерации.

3) Склонность к атаке. Хранение информации в облаке может сделать компанию уязвимой к внешним атакам и угрозам. Сокрытие конфиденциальных данных усложняется.

4) Зависимость от иностранных поставщиков. Поставка облачных услуг на рынок России осуществляется в основном от иностранных операторов.

5) Расчет и взаиморасчет услуг. Отсутствие облачных услуг в законодательстве России создает проблемы в валютном расчете с иностранными партнерами - операторами поставщика услуг^[4].

Применительно к образовательной деятельности эти преимущества и недостатки имеют свою специфику (см. таблицу 1 в приложение 1).

1.2. Модели облачных сервисов и технологии, лежащие в их основе

Различают облака в зависимости от формы предоставления услуг - публичные, частные и гибридные. Публичные облака в основном применяются в повседневной жизни, где нет необходимости в конфиденциальности информации, частные - в локальной корпоративной сети, а гибридные - одновременно используют и публичное и частное облака.

В настоящее время облачные услуги предоставляются в зависимости от обслуживания в следующих моделях сервиса:

- IaaS модель (англ. Infrastructure-as-a-Service, инфраструктура как услуга) предоставляется как возможность использования облачной инфраструктуры для самостоятельного управления ресурсами обработки, хранения, сетей и другими фундаментальными вычислительными ресурсами;

- SaaS модель (англ. Software-as-a-Service, программное обеспечение как услуга), в которой потребителю предоставляется возможность использования прикладного программного обеспечения провайдера, работающего в облачной инфраструктуре и доступного из различных клиентских устройств или посредством тонкого клиента, из браузера (например, вебпочта) или интерфейс программы;

- PaaS модель (PaaS, англ. Platform-as-a-Service, платформа как услуга), когда потребителю предоставляется возможность использования облачной инфраструктуры для размещения базового программного обеспечения с последующим размещением новых или существующих приложений.^[5]

В основе облачных сервисов лежит технология виртуализации. До 2006 г. виртуализация понималась как возможность развертывания некоторого количества виртуальных серверов на собственном оборудовании, а с появлением Amazon Elastic Compute Cloud стала возможной аренда серверов на чужом оборудовании - в этом заключается суть облачных предложений класса IaaS.

Виртуализация не единственная технология, лежащая в основе современной облачной парадигмы. Среди других технологий, предшествующих современным облачным вычислениям, можно назвать сервис-ориентированную архитектуру (Service-Oriented Architecture, SOA), предоставление приложений в режиме услуг (Application Service Provider, ASP), ITIL/ITSM и др. Востребованными являются высокомасштабируемые облачные системы хранения данных (Scalable Storage Cloud).^[6]

Распространение высокоскоростных каналов интернет-связи сделало возможным интенсивный обмен данными в «облаке». Технологии Web 2.0 позволили выполнять веб-приложения непосредственно в окне браузера, а не запускать их на локальном компьютере или в локальной сети. Успеху облачных вычислений содействовало также развитие интернет-сервисов, которые предоставляют доступ к своим данным через программные интерфейсы (API).

Решения класса PaaS предоставляют дополнительные инструменты, позволяющих разрабатывать сетевые приложения с меньшими затратами.

Один из видов PaaS-решений связан с технологиями распределенных вычислений. Примерами могут являться как отечественные приложения^[7], так и системы интернет-гигантов: Google (файловая система GFS, база данных BigTable), Yahoo (Hadoop).

В облачных решениях, как правило, нет реляционной СУБД и не поддерживается стандартный синтаксис SQL. Например, Google App Engine использует собственную базу данных BigTable с синтаксисом GQL. Вариант развития PaaS-платформы - Windows Azure, являющаяся развитием ОС Windows Server, системы виртуализации Hyper-V и СУБД SQL Server. Azure предоставляет интегрированный набор прикладных сервисов для разработки, размещения, управления и масштабирования приложений с использованием инфраструктуры центров обработки данных Microsoft. Разработчики приложений для Windows Azure могут использовать любую из поддерживаемых технологий программирования, специально оптимизированных для создания масштабируемых приложений: кроме базовых технологий .net поддерживаются также языки Java, PHP и Ruby.

Среди других PaaS-предложений можно упомянуть Engine Yard и Heroku, выстроенные на базе системы разработки Ruby-приложений Ruby on Rails, PaaS-системы с открытым кодом Cloud Foundry от VMware и OpenShift от Red Hat, систему PHP Fog, оптимизированную для языка PHP, и созданную отечественными разработчиками систему Hivext.

Для многих образовательных учреждений первым шагом использования облачных вычислений был перенос в «облака» электронной почты, которая является базовой, достаточно хорошо стандартизированной услугой. Она легко может поддерживаться извне и определенно не является ключевой для работы образовательного учреждения. Предоставляются также приложения для создания документов, позволяющие работать с текстами, электронными таблицами и презентациями, а также создавать веб-сайты. Эти документы могут редактироваться совместно с другими пользователями. Последние получают значительное пространство для хранения документов всех типов, которым они могут пользоваться и после окончания образовательного учреждения. Они также начинают использовать низкоуровневые облачные услуги с целью хранения данных. Это может оказаться выгодным, если безопасность доступа к данным не является приоритетом, например, если видео- и аудиоматериалы предоставляются в качестве открытых образовательных ресурсов.