Облачные вычисления. Основные этапы развития аппаратного и программного обеспечения.

Основные главы по теме:

1. Основные этапы развития облачных вычислений
2. сущность, особенности и основные этапы развития облачных вычислений
3. Основные модели предоставления услуг облачных вычислений
4. Модели развертывания облачных вычислений
5. Анализ современных тенденций развития аппаратного обеспечения, приведших к появлению технологий облачных вычислений
6. Облачные сервисы развертывания и автоматизации тестирования программных приложений
7. Виртуализация в облачных вычислениях
8. Анализ развития облачных вычислений
9. Обзор популярных платформ облачных вычислений
10. Характеристики облачных вычислений
11. Проблемы и пути совершенствования облачных вычислений
12. Сервисные модели облачных вычислений....
13. Облачные вычисления и виртуализация
14. Понятие и сущность облачных вычислений
15. Инфраструктура облачных вычислений
16. Облачные сервисы проектирования информационных систем

Краткое содержание глав:

Основные этапы развития облачных вычислений
Развитию облачных технологий предшествовал непростой и длительный путь. Впервые идеи виртуализации вычислений получили развитие в пятидесятых годах прошедшего века при оптимизации работы больших вычислительных машин (мейнфреймов). Основной проблемой в то время было обеспечить максимальную загрузку компьютеров, чтобы уменьшить время простоя вычислительных мощностей. Именно тогда возникла идея обеспечения временного удалённого доступа пользователей к мейнфреймам для возможности полной загрузки компьютеров. Развитие персональных компьютеров привело к отходу от дорогих мейнфреймов в сторону недорогих серверов, поэтому дальнейшего развития технологии облачных вычислений не получили.
…

сущность, особенности и основные этапы развития облачных вычислений
1.1. Понятие и сущность облачных вычислений
Облачные вычисления (cloud computing) – это модель обеспечения повсеместного и удобного сетевого доступа по требованию к общему пулу конфигурируемых вычислительных ресурсов (например, сетям передачи данных, серверам, устройствам хранения данных, приложениям и сервисам – как вместе, так и по отдельности), которые могут быть оперативно предоставлены и освобождены с минимальными эксплуатационными затратами и/или обращениями к провайдеру [4, с.37].
Облачный сервис представляет собой особую клиент-серверную технологию – использование клиентом ресурсов (процессорное время, оперативная память, дисковое пространство, сетевые каналы, специализированные контроллеры, программное обеспечение и т.д.
…

Основные модели предоставления услуг облачных вычислений
3.1 SaaS
SaaS (software as a service – программное обеспечение как услуга) – модель продажи и использования программного обеспечения, при которой поставщик разрабатывает веб-приложение и самостоятельно управляет им, предоставляя заказчику доступ к программному обеспечению через Интернет. Основное преимущество модели SaaS для потребителя услуги состоит в отсутствии затрат, связанных с установкой, обновлением и поддержкой работоспособности оборудования и работающего на нём программного обеспечения.
В модели SaaS:
– приложение приспособлено для удалённого использования;
– одним приложением пользуется несколько клиентов (то есть приложение коммунально);
– оплата взимается либо в виде ежемесячной абонентской платы, либо на основе объёма операций;
– техническая поддержка приложения включена в оплату;
– модернизация и обновление приложения происходит оперативно и прозрачно для клиентов [24, с.16].
…

Модели развертывания облачных вычислений, т.е. cloud computing:
Модели развертывания облачных вычислений представлены на рисунке 3.

Рисунок 3 – «Модели развертывания облачных вычислений»

1. Частное облако (Private Cloud) – инфраструктура, которая предназначена для использования облачных вычислений в масштабе одной компании
2. Облако сообщества (Community Cloud) – облачная инфраструктура, которая предназначена для исключительного использования облачных вычислений определенным сообществом потребителей от организаций, которые решают общие проблемы.
3. Публичное облако (Public Cloud) – инфраструктура, которая предназначена для свободного пользования облачных вычислений большим количеством пользователей одновременно
4. Гибридное облако (Hybrid Cloud) – это совокупность различных облачных моделей (публичных, частных и т.д.
…

Анализ современных тенденций развития аппаратного обеспечения, приведших к появлению технологий облачных вычислений

2.1 Анализ развития облачных вычислений
В апреле 2011 года аналитическая компания Forrester Research опубликовала прогноз развития рынка публичных облачных вычислений до 2020 г. Согласно сведениям отчета, к 2020 г. объем облачного рынка составит $160 млрд.
…

Облачные сервисы развертывания и автоматизации тестирования программных приложений

1. Travis CI – бесплатный облачный сервис непрерывной интеграции для автоматизации тестирования разработанного программного кода, хранимого в репозиториях системы GitHub. При каждом изменении репозитория Travis прогоняет все тесты проекта. И если что-то пошло не так (например, забыли закоммитить файл), программист сразу  получаете уведомление [19]. Для подключения Travis нужно:
• Авторизоваться на сайте Travis с помощью OAuth GitHub.
• Добавить Git-хук.
• Добавить в проект файл конфигурации: .travis.yml.
Особенности применения:
1. В момент, когда файл .travis.yml попадает в корень github-репозитория, работа начинается только тогда, когда освободится любой один обработчик (worker) для языка проекта.
2. Тестированию подвергаются все активные бранчи проекта, в которых присутствует файл .travis.yml.
3. Состояние программной среды между сборками не сохраняется.
…

Виртуализация в облачных вычислениях
Одной из трех основных особенностей облачных вычислений является изменение модели доставки сервисов конечным пользователям. Данная технология сменила направленность с продажи большего количества информационной продукции заказчику на «заманивание» заказчика в область предоставления услуг, доставляющих ему необходимую информацию в требуемом объеме. Именно виртуализация делает облачные вычисления реализуемыми с точки зрения технологической и экономической эффективности.
Если говорить технологию виртуализацию, то это в широком смысле отделение представления системы от ее реализации. Виртуализация сама по себе присутствует в любом аспекте информационных технологий, в том числе в операционных системам, хранилищах данных, веб-браузерах и многом другом. Но в концепции облачных вычислений наибольшее значение имеет виртуализация серверов, приложений и настольных компьютеров.
…

Анализ развития облачных вычислений
В апреле 2011 года аналитическая компания Forrester Research опубликовала прогноз развития рынка публичных облачных вычислений до 2020 г. Согласно сведениям отчета, к 2020 г. объем облачного рынка составит $160 млрд.

Рисунок 1 – «Облачный рынок»
NIST в своем документе «The NIST Definition of Cloud Computing» определяет следующие характеристики облаков:
• возможность самообслуживания без участия человека со стороны провайдера;
• наличие широкополосного доступа к сети;
• сосредоточенность ресурсов на отдельных площадках для их эффективного распределения;
• быстрая масштабируемость — ресурсы могут неограниченно выделяться и высвобождаться с большой скоростью в зависимости от потребностей;
• управляемый сервис — система управления облаком автоматически контролирует и оптимизирует выделение ресурсов, основываясь на измеряемых параметрах сервиса (размер системы хранения, ширина полосы пропускания, число активных пользователей и т. д.).
…

Обзор популярных платформ облачных вычислений
В информационных технологиях под термином «платформа» в ши­роком смысле обычно понимается совокупность компонентов: аппаратно­го решения, операционной системы, прикладных программных решений и средств для их разработки. А в более узком смысле выделяют программ­ную, прикладную и аппаратную платформы.
Облачную платформу можно рассматривать как совокупность ин­струментов для развертывания и использования облачных вычислений на пользовательском компьютере без дополнительной установки специали­зированного программного обеспечения и приобретения дополнительного оборудования.
В общем случае модель архитектуры облачных вычислений можно представить следующим образом (рис. 2.1).
Инфраструктура как сервис (IaaS)
Платформа как сервис (PaaS)

Программное обеспечение как сервис (SaaS)

Рис. 2.
…

Характеристики облачных вычислений
Национальный институт стандартов и технологий США определил «пять основных характеристик» облачных вычислений:
1. Самообслуживание по требованию. Потребитель может в одностороннем порядке определять и изменять возможности вычисления, такие как серверное время, скорости доступа и обработки данных, объём хранимых данных без взаимодействия с представителем поставщика услуг.
Процесс происходит по мере необходимости автоматически, не требуя взаимодействия человека с каждым поставщиком услуг.
2. Универсальный доступ по сети. Услуги доступны потребителям по сети через стандартные механизмы, которые способствуют использованию разнородных тонких или толстых клиентских платформ. Передача данных осуществляется вне зависимости от используемого терминального устройства.
3. Объединение ресурсов.
…

Проблемы и пути совершенствования облачных вычислений

3.1 Достоинства и недостатки облачных вычислений
Достоинства облачных вычислений:
1. Доступность – облака доступны всем, из всякой точки, где есть интернет-источники, с любой компьютерной техники, имеющей браузер. Это разрешает всем пользователям (предприятиям) сокращать затраты в связанные с приобретением высокопроизводительного, дорогого компьютерного оборудования. Еще работники фирм становятся больше мобильными так, как имеют все шансы получить доступ к собственному рабочему пространству из всякой точки земного шара, применяя ноутбук, нетбук, планшет или же мобильный телефон. Нет надобности в приобретения лицензионного ПО, его опции и обновлении, вы элементарно входят на обслуживание и используются как предложения, заплатив за фактическое внедрение.
…

Облачные вычисления и виртуализация

1.1. Понятие облачных вычислений
Облачные вычисления представляют собой метафору и компьютерный термин, основанный на утилитах и использовании вычислительных ресурсов. Облачные вычисления включают в себя развертывание групп удаленных серверов и сетевое программное обеспечение, которые обеспечивают возможность централизованного хранения данных и онлайн-доступ к компьютерным ресурсам и услугам. Обобщенная структура облачных вычислений представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Структура облачных вычислений

Облачные ресурсы могут быть общественными, приватными или гибридными (рисунок 2). Критика облачных вычислений чаще всего основана на их социальных последствиях. Это случается, когда владельцем удаленного сервера является частое лицо, которое может использовать приватные данные пользователей в личных целях.
…

Понятие и сущность облачных вычислений
Облачные вычисления (cloud computing) – это модель обеспечения повсеместного и удобного сетевого доступа по требованию к общему пулу конфигурируемых вычислительных ресурсов (например, сетям передачи данных, серверам, устройствам хранения данных, приложениям и сервисам – как вместе, так и по отдельности), которые могут быть оперативно предоставлены и освобождены с минимальными эксплуатационными затратами и/или обращениями к провайдеру [4, с.37].
Облачный сервис представляет собой особую клиент-серверную технологию – использование клиентом ресурсов (процессорное время, оперативная память, дисковое пространство, сетевые каналы, специализированные контроллеры, программное обеспечение и т.д.
…

Инфраструктура облачных вычислений

2.1. Инфраструктура как услуга. Модель IaaS
Первый слой услуг облачных вычислений представляет собой инфраструктуру, то есть предоставление пользователю сетевой и компьютерной инфраструктуры (серверов, хранилищ, сетевого оборудования), а также их обслуживания как услуги в форме виртуализации, т.е. виртуальной инфраструктуры. Другими словами, на базе физической инфраструктуры дата-центров или центров обеспечения доступа поставщик создает виртуальную инфраструктуру, которую предоставляет пользователям как сервис. Средства виртуализации позволяют преобразовать физическую инфраструктуру дата-центров в виртуальную. Именно таким образом создается первый слой облачных услуг – IaaS.
В наиболее базовой модели облачных услуг и в соответствии с IETF (Internet Engineering Task Force), поставщики IaaS предлагают компьютерные физические или чаще виртуальные ресурсы.
…

Заключения по теме:

В результате проведенного исследования можно сделать следующие выводы. Облачные вычисления представляют собой такой подход к размещению, предоставлению и потреблению приложений и компьютерных ресурсов, при котором приложения и ресурсы становятся доступны через глобальную сеть Интернет в виде сервисов, потребляемых на различных платформах и устройствах. Облачные вычисления – это новая парадигма, предполагающая распределённое и удалённое хранение и обработку различных данных.

Распространение облачных технологий оказывает значительное вли­яние на характер ведения бизнеса, как в РФ, так и к мировой практике. Многообразие моделей развертывания и обслуживания предоставляет широкий набор технических решений и сценариев для построения кросс - платформенных, распределенных приложений и комплексных ре­шений для решения практически любой прикладной задачи. Работа с технологиями облачных вычислений требует от ИТ - специ­алиста специализированных знаний и специфических навыков не только в области разработки, но и в области развертывания и администрирования, а также в сфере информационной безопасности. На рынке технологий облачных вычислений успешно работает ряд зарекомендовавших себя ИТ - компаний, функциональные возможности облачных платформ рассмотрены в данной работе. Также представляет интерес решение прикладных задач с использованием облачных сервисов.

Выполнение данной работы позволило: • сформировать и усовершенствовать практические навыки научно-исследовательской деятельности; • расширить, закрепить и систематизировать теоретические знаний в области изучаемой дисциплины, применительно к специфике облачных вычислений и методов виртуализации; • развить навыки ведения самостоятельных теоретических и практических исследований в направлении облачных технологий; • приобрести опыт обработки, анализа и систематизации результатов практических исследований и оценке их практической значимости в возможной области применения. Проведенный анализ литературных источников позволил выявить и систематизировать основные функциональные возможности и состав облачных систем, определить базовые термины. Приведено описание и принцип работы облачных вычислений и их окружения.

1. Проанализированы базовые принципы работы базовых элементов облачных технологий; 2. Описанные и проанализированы основные типы облачных технологий; 3. Сделанный анализ по вопросам безопасности, конфиденциальности, хранения данных пользователей и пути их подключения к облаку; 4. Разобраны основные принципы работы облачных технологии; 5. Сделанные выводы по возможному дальнейшему развитию и облачных технологий. Список литературы 1. Adami C. (1998) Knowledge Introduction to Artificial Life, Springer-Verlag, p.5. 2. Becerra-Fernandez I., Gonzalez A., and Sabherwal R. (2003) Knowledge Management, Prentice-Hall.

Выполнение данной работы позволило расширить уровень знаний в области облачных технологий, за счет выполнения поставленных задач, заключавшихся в: • анализе специфики и особенностей облачных вычислений; • анализе достоинств и недостатков облачных технологий, моделей их развертывания; • анализе существующих моделей облачных технологий; • обзоре возможностей современных облачных технологий для разработки программного обеспечения; • анализе возможностей современных облачных сервисов прототипирования, проектирования, развертывания и автоматизации тестирования программного обеспечения.

В данной работе мы познакомились с главными моментами исторического развития средств вычислительной техники. Рассмотрели тенденции современных инфраструктурных решений. Облачные вычисления являются динамически масштабируемым способом доступа к внешним вычислительным ресурсам в виде сервиса, который предоставляется посредством Интернета, причем пользователю не нужно ничего знать об инфраструктуре «облака» или обладать навыками управления данной «облачной» технологией.

В рамках данной работы было рассмотрено понятие облачных вычислений. Технология облачных вычислений является сложной комбинацией программных и аппаратных решений, обеспечивающих возможности централизованного хранения данных и сетевого доступа к различным сервисам и услугам в Интернете. Была рассмотрена история становления облачных вычислений, история появления термина и пик в 90-хх годах. Были даны описания пяти основных характеристик облачных вычислений, определенных национальным институтом стандартов и технологий США. Основными характеристиками являются: самообслуживание по требованию, универсальный доступ по сети, объединение ресурсов, эластичность и учёт потребления. Также рассмотрен ряд неосновных характеристик.

В завершении проделанной работы стоит заявить, что на данный момент в современном мире идет функциональная разработка и улучшение технологии облачных вычислений. Но речь идет как раз о разработке, а не о применении. На данный момент стоит опасаться как раз того самого прецедента, что информацию станут беречь посторонние люди. Но все же имеется факт, что практически невозможно допустить утери или кражи данных и он уже подтвержден, немногие готовы поверить аналогичным сервисам. Например, воздействует недостающее детали на данный этап времени, качество, прочность и скорость Интернет-соединений, что делает осязаемые проблемы для создателей. Впрочем, не обращая внимания на эти немаловажные дефекты, плюсы от внедрения предоставленной технологии ясны всем, такие как бережливость для покупателей, борьба с пиратством для создателей, минимизация расходов в IT сфере для бизнеса, унификация сетевых стереотипов для всех пользователей.

В рамках данной работы было рассмотрено понятие облачных вычислений. Технология облачных вычислений является сложной комбинацией программных и аппаратных решений, обеспечивающих возможности централизованного хранения данных и сетевого доступа к различным сервисам и услугам в Интернете. Была рассмотрена история становления облачных вычислений, история появления термина и пик в 90-хх годах. Были даны описания пяти основных характеристик облачных вычислений, определенных национальным институтом стандартов и технологий США. Основными характеристиками являются: самообслуживание по требованию, универсальный доступ по сети, объединение ресурсов, эластичность и учёт потребления. Также рассмотрен ряд неосновных характеристик.