Автор Анна Евкова
Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Облачные технологии (облачные вычисления)

Содержание:

Введение

Слово «облако» (cloud) использовалось в 1990-х годах для метафорического обозначения Интернета: тогда Глобальная сеть представлялась чем-то загадочным, неопределенным в своих пространственных границах, неотличимым от своих внутренних элементов и быстро изменяющимся. Согласно документу IEEE, опубликованному в 2008 году, «Облачная обработка данных -- это парадигма, в рамках которой информация постоянно хранится на серверах в интернете и временно кэшируется на клиентской стороне, например, на персональных компьютерах, игровых приставках, ноутбуках, смартфонах и т. д.»

Целью моей курсовой работы является определить понятия облачных вычислений и облачных хранилищ данных.

облако хранилище диск

Глава 1. Облачные вычисления

1.1 Общие сведения

Одной из парадигм развития современных информационных технологий являеся направление Cloud Computing («облачные вычисления» или «облачная обработка данных»). Cloud Computing содержит специализированный спектр технологий обработки и передачи данных, когда компьютерные ресурсы и мощности предоставляются пользователя как Интернет-сервисы.

Облачные технологии представляют собой технологии вида «клиент-сервер», которые состоят из виртуального сервера (или группы серверов) и нескольких клиентов, которые подклчаются к нему с помощью сети Интернет.

Хотя термин «облачные вычисления» является устоявшимся, в русском языке он имеет другое значение, нежели оригинал. «Cloud» помимо облака имеет и иное значение, а именно рассеяный; собственно значение «рассеянный» и подразумевается в англоязычной терминологии.

Облачная обработка данных как концепция включает в себя понятия:

· инфраструктура как услуга,

· платформа как услуга,

· программное обеспечение как услуга.

1.2 Развитие облачных вычислений

Концепция «облачных вычислений» зародилась в 1960 году, когда Джон Маккарти высказал предположение, что когда-нибудь компьютерные вычисления будут производиться с помощью «общенародных утилит».

Но все же датой отсчета современной истории Cloud Computing стал 2006 год, когда компания Amazon, которая уже на тот момент была одной из самых крупных, презентовала миру свою инфраструктуру Web-сервисов, которая была способна обеспечить пользователю не только хостинг, но и предоставить удаленные вычислительные мощности клиенту. Новинку восприняли и одобрили такие гиганты как, Google, Sun и IBM, а в 2008 году о своем интересе в этой области заявила корпорация Micrsoft.

1.3 Основные характеристики

1) Сервис самообслуживания, по мере необходимости (On-demand self-service). Потребитель может самостоятельно обеспечивать себя вычислительными возможностями (средствами и ресурсами), такими как серверное время и сетевые хранилища, по мере необходимости запрашивая их у сервис-провайдера в одностороннем автоматическом режиме, без необходимости взаимодействия с персоналом, представляющим сервис-провайдера.

2) вободный сетевой доступ (Broad network access). Запрашиваемые сервисы доступны по сети через стандартные механизмы, поддерживающие использование гетерогенных платформ тонких и толстых клиентов (например, мобильных телефонов, ноутбуков и КПК).

3) Обьединение ресурсов (Resource pooling). Вычислительные ресурсы провайдера организованы в виде совокупности для обслуживания различных потребителей в многопользовательской модели с возможностью динамического назначения и переназначения различных физических и виртуальных ресурсов в соответствии потребителей. Особое значение имеет независимость размещения ресурсов, при котором пользователь, в общем случае, не знает и не контролирует точное физическое местоположение предоставляемых ресурсов, но может специфицировать их расположение на более высоком уровне абстракции (например, страна, штат или центр обработки данных). Примерами таких ресурсов являются системы хранения, обработка данных, память, пропускная способность сети, виртуальные машины.

4) Быстрая эластичность (Rapid elasticity). Вычислительные возможности могут быть предоставлены быстро и эластично в ряде случаев - автоматически, для оперативного повышения масштабируемости и быстрого освобождения для уменьшения масштабов потребления. Для потребителя эти ресурсы часто представляются как доступные в неограниченном обьеме, и могут быть приобретены в любой момент времени в любом количестве.

5) Измеримый сервис (Measured Service). Облачные системы автоматически контролируют и оптимизируют использование ресурса, за счет использования его на определенном уровне абстракци, соответсвующему типу сервиса (например, обьема хранения, обработки данных, полосы пропускания и активных учетных записей пользователей). Использованиересурсов может подвергаться мониторингу, быть контролируемым и сопровождаться отчетностью, обеспечивая прозрачность потребления и для провайдера, и для потребтеля использованного сервиса.

1.4 Модели развертывания

1) Частное облако (англ. private cloud) -- инфраструктура, предназначенная для использования одной организацией, включающей несколько потребителей (например, подразделений одной организации), возможно также клиентами и подрядчиками данной организации. Частное облако может находиться в собственности, управлении и эксплуатации как самой организации, так и третьей стороны (или какой-либо их комбинации), и оно может физически существовать как внутри, так и вне юрисдикции владельца.

2) Публичное облако (англ. public cloud) -- инфраструктура, предназначенная для свободного использования широкой публикой. Публичное облако может находиться в собственности, управлении и эксплуатации коммерческих, научных и правительственных организаций (или какой-либо их комбинации). Публичное облако физически существует в юрисдикции владельца -- поставщика услуг.

3) Гибридное облако (англ. hybrid cloud) -- это комбинация из двух или более различных облачных инфраструктур (частных, публичных или общественных), остающихся уникальными объектами, но связанных между собой стандартизованными или частными технологиями передачи данных и приложений (например, кратковременное использование ресурсов публичных облаков для балансировки нагрузки между облаками).

4) Общественное облако (англ. community cloud) -- вид инфраструктуры, предназначенный для использования конкретным сообществом потребителей из организаций, имеющих общие задачи (например, миссии, требований безопасности, политики, и соответствия различным требованиям). Общественное облако может находиться в кооперативной (совместной) собственности, управлении и эксплуатации одной или более из организаций сообщества или третьей стороны (или какой-либо их комбинации), и оно может физически существовать как внутри, так и вне юрисдикции владельца.

1.5 Модели обслуживания

1) Программное обемпечение как услуга - SaaS (Cloud Software as a Service). Пользователю предоставляються программные стредства - приложения провайдера, выполняемые на облачной инфраструктуре. Прилоджения доступны с различных клиентских устройств через интерфейс тонкого клиента, такой как браузер. Пользователь не управляет и не контролирует саму облачную инфраструктуру, на которой выполняется приложение, будь то сети, серверы, операционные системы, системы хранения или даже некоторые специфичные для приложений возможности. В ряде случаев, пользователю может быть предоставлена возможность доступа к некторым пользовательским конфигурационным настройкам.

2) Платформа как услуга - PaaS (Cloud Platform as a Service). Пользователю предоставляются платфрормы с определенными характеристиками для разработки, тестирования, развертывания, поддержки Web-applications и т.д. Благодаря модели PaaS весь перечень операций по разработке, тестированию и разворачиванию Web-applications можно выполнить в одной интегрированной среде, тем самым исключив затраты на поддержку отдельных сред для конкретных этапов. Это позволяет существенно снизить затраты как на приобретение и поддержку оборудования, так и на обслуживание самого сервиса. Яркий пример использования для такой модели - услуги хостинга для Web-сайтов.

3) Инфраструктура как улсуга - IaaS (Cloud Infrastructure as a Service). Пользователю предоставляются средства обработки данных, хранения, сетей и других базовых (фундаментальных) вычислительных ресурсов, на которых пользователь может развертывать и выполнять произвольное программное обеспечени, включая операционные системы и приложения. Пользователь не управляет и не контролирует саму облачную инфраструктуру, но может контролировать операционные системы, средства хранения, развертываемые приложения и, возможно, обладать ограниченным контролем над выбранными сетевыми компонентами.

1.6 Типы облаков

Облака могут быть публичными или частными.

1) Частное облако -- инфраструктура, предназначенная для использования одной организацией, включающей несколько потребителей (например, подразделений одной организации). Частное облако может находиться в собственности, управлении и эксплуатации как самой организации, так и третьей стороны (или какой-либо их комбинации), и она может физически существовать как внутри так и вне юрисдикции владельца.

2) Публичное облако (англ. public cloud) -- инфраструктура, предназначенная для свободного использования широкой публикой. Публичное облако может находиться в собственности, управлении и эксплуатации коммерческих, научных и правительственных организаций (или какой-либо их комбинации). Публичное облако физически существует в юрисдикции владельца -- поставщика услуг.

3) Гибридное облако (англ. hybrid cloud) -- это комбинация из двух или более различных облачных инфраструктур (частных, публичных), остающихся уникальными объектами, но связанных между собой стандартизованными или частными технологиями передачи данных и приложений (например, кратковременное использование ресурсов публичных облаков для балансировки нагрузки между облаками).

4) Общественное облако (англ. community cloud) -- вид инфраструктуры, предназначенный для использования конкретным сообществом потребителей из организаций, имеющих общие задачи. Общественное облако может находиться в кооперативной (совместной) собственности, управлении и эксплуатации одной или более из организаций сообщества или третьей стороны (или какой-либо их комбинации), и она может физически существовать как внутри так и вне юрисдикции владельца

На практике границы между всеми этими типами вычислений размыты.

1.7 Архитектура облачных систем

Представленные характеристики и модели, разумеется, не позволяют однознано определить понятие облачных систем. Это скорее всего попытка систематизировать реальный опыт построения сервис-ориентированных систем, имеющихся на сегодняшний день. Вышеописанные модели не являются пустым теоретизированием - примеры конкретных реализаций каждой из них уже существуют в реальном мире.

Различаются следующие уровни архитектуры облачных вычислений:

1) Уровень клиента - это клиентское программное обеспечение, используемое для доступа к облачным сервисам (например, Web-браузер).

2) Уровень сервисов - это сами сервисы, используемые через облачную модель.

3) Уровень приложений - это программы, доступные через облако и не требующие инсталяции на компьютере пользователя.

4) Уровень платформы - это программная платформа, объединяющая полный набор инструментов для развертывания и использования облачных вычислений на пользовательском компьютере.

5) Уровень памяти - поддержка хранения данных пользователя и доступа к ним через облако.

6) Уровень инфраструктуры - предоставление полной виртуализованной платформы через облако.

В архитектуре реализованы следующие требования:

1) Создание эластичного пула вирттуальных ресурсов.

2) Обеспечение эластичного масштабирования.

3) Механизм доставки сервисом on-demand.

4) Безопасность систем и процессов.

5) Автоматизация процессов управления ИТ.

1.8 Достоинства облачных вычислений

· снижаются требования к вычислительной мощности ПК (непременным условием является только наличие доступа в интернет);

· отказоустойчивость;

· безопасность;

· высокая скорость обработки данных;

· снижение затрат на аппаратное и программное обеспечение, на обслуживание и электроэнергию;

· экономия дискового пространства (и данные, и программы хранятся в интернете).

1.9 Недостатки облачных вычислений

· зависимость сохранности пользовательских данных от компаний, предоставляющих услугу cloud computing;

· появление новых («облачных») монополистов.

1.10 Применение облачных технологий

Как пример использования облачных технологий в образовании, можно назвать электронные дневники и журналы,личные кабинеты для учеников и преподавателей, интерактивная приемная и другое. Это и тематические форумы, где ученики могут осуществлять обмен информацией. Это и поиск информации,где ученики могут решать определенные учебные задачи даже в отсутствии педагога или под его руководством. Для этого можно использовать: компьютерные программы

1) электронные учебники

2) тренажеры

3) диагностические, тестовые и обучающие системы

4) прикладные и инструментальные программные средства

5) лабораторные комплексы

6) системы на базе мультимедиа-технологии

7) телекоммуникационные системы (например, электронную почту, телеконференции

8) электронные библиотеки и другое.

Глава 2. Облачные хранилища данных

2.1 Общие сведения

Многие пользователи полагают, что хранить информацию надо на жестком диске ПК, а если нужно взять ее с собой, то скопировать на портативные носители. Между тем с появлением облачных хранилищ такой подход уже далеко не лучший: гораздо проще и выгоднее разместить файлы в облаке и спокойно менять местоположение, зная, что в любой момент к ним есть доступ при наличии канала в Интернет.

Облачное хранилище данных -- модель онлайн-хранилища, в котором данные хранятся на многочисленных, распределённых в сети серверах, предоставляемых в пользование клиентам, в основном третьей стороной. В противовес модели хранения данных на собственных, выделенных серверах, приобретаемых или арендуемых специально для подобных целей, количество или какая-либо внутренняя структура серверов клиенту, в общем случае, не видна. Данные хранятся, а равно и обрабатываются, в так называемом облаке, которое представляет собой, с точки зрения клиента, один большой, виртуальный сервер.

2.2 Преимущество облачных хранилищ данных

Преимущества по сравнению с локальными накопителями очевидны:

1) Экономическая целесообразность. Размещение данных "в облаках" намного дешевле стандартного хранения.

2) Доступность данных. Ваши данные всегда доступны для клиентов независимо от их местонахождения, однако может зависеть от вашего интернет канала.

3) Скорость доставки контента. Почти все провайдеры облачных хранилищ предлагают клиентам CDN (Content Delivery Network или Content Distribution Network -- географически распределённая сетевая инфраструктура, позволяющая оптимизировать доставку и дистрибуцию контента конечным пользователям в сети Интернет).

4) Снижение нагрузки на сервера. Процессы веб-сервера не заняты отдачей статики, снижается нагрузка на диск.

Защита от потери данных. Этот вопрос всегда был очень актуальным, особенно в настоящее время. Файлы никогда не потеряются, если выбрать тарифный план с соответствующей гарантией и системой защиты. Клиент платит только за то место в хранилище, которое фактически использует, но не за аренду сервера, все ресурсы которого он может и не использовать. Клиенту нет необходимости заниматься приобретением, поддержкой и обслуживанием собственной инфраструктуры по хранению данных, что, в конечном счете, уменьшает общие издержки производства. Все процедуры по резервированию и сохранению целостности данных производятся провайдером облачного центра, который не вовлекает в этот процесс клиента. Работать с облачными хранилищами можно как и фирме, так и физическому лицу, начать работу может любой желающий, даже не особо разбирающийся в информационных технологиях.

2.3 Потенциальные вопросы

· Безопасность при хранении и пересылке данных является одним из основных вопросов при работе с облаком, особенно в отношении конфиденциальных, приватных данных.

· Общая производительность при работе с данными в облаке может быть ниже таковой при работе с локальными копиями данных.

· Надежность и своевременность получения и доступности данных в облаке очень сильно зависит от многих промежуточных параметров, в основном таких как каналы передачи данных на пути от клиента к облаку, вопрос последней мили, вопрос о надлежащем качестве работы интернет-провайдера клиента, вопрос о доступности самого облака в данный момент времени.

2.4 Обзор облачных хранилищ данных

2.4.1 Dropbox

Dropbox -- лидер среди облачных хранилищ данных, позволяющий пользователям хранить свои данные на серверах в облаке и разделять их с другими пользователями в интернете. Его работа построена на синхронизации данных.

Dropbox предоставляет три тарифных плана, в том числе и бесплатный.

  • § Basic -- 2 Гб -- бесплатно (можно увеличить до 48 Гбайт);
  • § +100 Гбайт -- $9.99 в месяц или $99/год ;
  • § +200 Гбайт -- $19.99 в месяц или $199/год ;
  • § +500 Гбайт -- $49.99 в месяц или $499/год ;
  • § до 1Тбайта для бизнеса -- от $795/год ;

Может показаться, что 2 Гбайта дискового пространства маловато, у Dropbox есть целый ряд БЕСПЛАТНЫХ способов, помимо платных, легко увеличить это пространство с 2 Гбайт до 48 Гбайт:

  • § +500 Мбайт за приглашенного друга (до 16 Гбайт);
  • § чтобы получить 48 Гбайт бесплатного дискового пространства, нужно выполнить 7 шагов:
  • § просмотреть обзор о Dropbox;
  • § установить программу Dropbox на свой компьютер;
  • § положить файлы в папку Dropbox;
  • § установить Dropbox на другие компьютеры, которые вы используете;
  • § предоставить общий доступ друзьям и колегам;
  • § приголасите своих друзей в Dropbox;
  • § установите программу Dropbox на ваше мобильное устройство;

Приложение Dropbox можно скачать и инсталлировать на PC, Mac, Linux или мобильное устройство. Одно из главных преимуществ Dropbox -- легкость и интуитивность в использовании -- нужно просто закачать файлы в папку Dropbox, расшарить её, если хотите, или синхронизировать с нужным устройством. В отличие от основных конкурентов, при работе с Dropbox редактированные файлы не копируются полностью на сервер -- осуществляется передача только измененной части, предварительно сжатой. Считается, что именно этот факт во многом объясняет известную оперативность работы с Dropbox, по сравнению с аналогами.

Dropbox позволяет пользователю размещать файлы на удаленных серверах при помощи клиента или с использованием веб-интерфейса через браузер. Хотя главный акцент технологии делается на синхронизации и обмене информацией, Dropbox ведёт историю загрузок, чтобы после удаления файлов с сервера была возможность восстановить данные. Также ведётся история изменения файлов, которая доступна на период последних 30 дней, кроме этого доступна функция бессрочной истории изменения файлов «Pack-Rat».

Главным недостатком Dropbox можно считать подход к выбору папок для синхронизации. Фактически приложение следит за содержимым только одной папки -- Dropbox.

Сайт Dropbox: http://www.dropbox.com

2.4.2 Google Drive

Google Drive -- бесплатное облачное хранилище данных, позволяющее пользователям хранить свои данные на серверах в облаке и делиться ими с другими пользователями в интернете. После активации заменяет собой Google Docs. По сути, взяли Google Docs для работы с документами, трансформировали его в облачный сервис и добавили 5 ГБ бесплатного пространства. В новом сервисе можно хранить не только документы, но и фотографии, музыку, видео и многие другие файлы - всего 30 типов. Но вообще все очень удобно и привычно для пользователей Google-сервисов.

Каждому пользователю Google Drive предоставляется бесплатно 5Gb пространства (данным предложением Google превосходит стандартные условия Dropbox, но проигрывает Яндекс.Диску). Если выделенного объёма недостаточно, можно приобрести дополнительно от 25 ГБ до 16 ТБ:

Кроме доступа к сервису через веб-интерфейс, есть возможность доступа через клиенты для Windows, Mac OS и Android, iOS.

Сайт Google Drive: https://drive.google.com

2.4.3 Яндекс.Диск

Яндекс.Диск -- бесплатный облачный сервис от Яндекса, позволяющий пользователям хранить свои данные на серверах в облаке и передавать их другим пользователям в интернете. Работа построена на синхронизации данных между различными устройствами. В настоящее время регистрация пользователей доступна всем. Ранее, до запуска Яндекс. Диска, функции хранения пользовательских файлов на Яндексе выполнял сервис Яндекс.Народ.

Изначально Яндекс.Диск предоставляет около 10Гб.

Кроме того, Яндекс.Диск может выступать в качестве службы облачного сервиса, интегрируясь в офисный пакет Microsoft Office 2013, а недавно появилась возможность автоматической загрузки фото и видеофайлов с цифровых камер и внешних носителей информации на Яндекс. Диск. При этом пользователю предоставляются дополнительно 32 ГБ пространства на полгода.

Сайт Яндекс.Диск: http://disk.yandex.ru/

2.4.4 Copy.com

Copy.com - новый конкурент Dropbox, перспективный «новичек» среди облачных хранилищ данных.

По функционалу практически идентичен Dropbox, однако изначально дает сразу 15 Гбайт бесплатного дискового пространства, + можно добавить бесплатное дисковое пространство с помощью разных фичей (например, реферальные ссылки). Кроме того, т.к. разработчик данного сервиса -- компания Barracuda Networks, деятельность которой является защита данных, анонсируется хорошая безопасность и защита данных.

Еще из плюсов Copy.com можно отметить красивый и понятный интерфейс; кроссплатформенность сервиса -- есть приложения для Android, iOS, Linux, Mac OS X, Windows и Windows Phone; отсуствие ограничения на размер загружаемого файла.

Copy.com предлагает такие тарифные планы:

§ Бесплатный -- 15 Гбайт (можно расширить разными действиями до 22 Гбайт );

§ Pro 250 -- 250 Гбайт $9.99/мес. или $99/год;

§ Pro 500 -- 500 Гбайт $14.99/мес. или $149/год;

Сайт Gopy.com: https://www.copy.com

2.4.5 SugarSync

SugarSync -- облачное хранилище данных, которое хранит документы, файлы, фотографии и музыку. Цены начинаются от $ 4,99 в месяц. Чтобы оценить преимущества SugarSync есть 30-дневная бесплатная триал-версия.

Для взаимодействия с сервисом используется удобная программа-клиент, версии которой существуют не только для Windows и Mac, но и для Android, iPhone, Symbian. Количество синхронизируемых устройств не ограничено.

При бесплатном использовании выделяется 5 Гб для хранения файлов, которые вы можете увеличить за счет реферальной программы. Каждый пользователь, пришедший по вашей ссылке добавит себе и вам по 500 Мб дискового пространства. Основное отличие SugarSync от Dropbox, что он синхронизирует те папки, которые укажет пользователь.

Сайт SugarSync: https://www.sugarsync.com

2.4.6 Wuala

Wuala -- безопасное онлайн-хранилище файлов. Во многом Wuala предоставляет те же возможности, что и DropBox, однако основным достоинством Wuala перед конкурентами является безопасность. В отличие от других сервисов, Wuala шифрует все данные непосредственно на компьютере пользователя, и на сервер они передаются уже в зашифрованном виде.

Пароль от учетной записи никогда никуда не передается, поэтому привычная схема восстановления пароля на Wuala не работает.

Новые зарегистрированные пользователи получают 5 Гб в сети хранения от команды Wuala.

Сайт Wuala: http://www.wuala.com/

2.4.7 Box.net

Box.net -- облачное хранилище данных, которое позволяет хранить ваши файлы в сети, а также совместно над ними работать.

Box.net предостовляет три пакета -- один бесплатный и два платных:

  • § Personal -- бесплатно: для 1 пользователя предоставляется 5 Гб, лимит на размер загружаемого файла -- 25 мбайт;
  • § Business- $15 в месяц: от 3 до 500 пользователей, предоставляется 5оо Гб, лимит на размер загружаемого файла -- 2Гб;
  • § Enterprise -- стоимость варьируется от количества пользователей и нужного объема диска.

Преимущества Box.net -- это возможность просмотра офисных документов собственными силами, а также возможность расшарить файлы или папки для коллег прямо с мобильного.

Кроме того, разработчикам удалось интегрировать в приложение нативный поиск Android за счет чего поиск файлов стал быстрее и точнее.

Сайт Box.net: http://box.net

Заключение

Облачные технологии в настоящее время помогают компаниям обходиться без вложения в собственные компьютерные ресурсы. Нужно только арендовать нужное количество памяти и платить только за те ресурсы, которые реально используются.

В данной курсовой работе были рассмотрены различные типы облачных сервисов и были выявлены преимущества таких систем перед традиционными.

Перспектива развития облачных вычислений идёт к тому, что на смену существующим видам технологии появится объединённая структура, когда абсолютно всё, что может понадобиться для работы, станет доступно через «облако» в качестве услуги.