Облачные вычисления

Расширение коммуникационного пространства

Объект исследования – информационно-коммуникативное пространство в условиях социальных изменений и применения новых технологий.

Понятие «информационно-коммуникативное пространство» вслед за привнесенным в научный оборот в начале 1990-х годов понятием «информационное пространство» – неотъемлемый фактор развития теории информационного общества и наблюдаемых каждым членом социума процессов глобализации.

Чтобы информационно-коммуникативное пространство, автоматически возникающее вокруг любого вида деятельности, работало не против, а во благо, было конструктивным, важно создать подконтрольную модель, в которой с максимальной эффективностью осуществляются контакты между различными субъектами информации и коммуникации.

Грамотно выстроить и использовать ее должна помочь информационная аналитика, задачами которой являются как информационно-структурные, так и информационно-вспомогательные функции, направленные на упорядочивание информационно-коммуникативного пространства, оптимизацию движения информационных потоков, сохранение накопленных информационных ресурсов, решение ряда других задач.

Во все ускоряющемся и усиливающемся потоке информации, при бурно развивающихся технико-информационных средствах связи и в условиях глобализации, процессы которой затрагивают, в том числе, и информационную сферу, возникает потребность в создании новой организации данных с помощью современных информационных технологий для расширения пространства коммуникаций.

Облачные вычисления

2.1 Технология облачных вычислений

В данной работе в качестве инструмента, позволяющего расширить пространство коммуникаций, рассматриваются «облачные» вычисления.

Сегодня под облачными вычислениями понимают возможность получения необходимых вычислительных мощностей по запросу из сети, причем пользователю не важны детали реализации этого механизма, и он получает из этого "облака" все необходимое. Ярким примером могут служить поисковые системы, интерфейс которых очень прост, но они предоставляют пользователям огромные вычислительные ресурсы для поиска нужной информации. Сегодня крупные вычислительные центры не только позволяют хранить и обрабатывать внутри себя определенные данные, но и дают возможности для создания собственных виртуальных ЦОД, позволяя молодым компаниям не тратить силы на создание всей инфраструктуры с нуля (рис.1).

Рис.1 – Принцип облачных технологий

На сегодняшний день существует множество определений "облачных вычислений". Зачастую они расходятся в своем значении и акцентах. Рассмотрим некоторые из этих определений для того чтобы понять что такое "облачные" вычисления с разных точек зрения.

«Облачные» вычисления представляют собой динамически масштабируемый способ доступа к внешним вычислительным ресурсам в виде сервиса, предоставляемого посредством Интернета, при этом пользователю не требуется никаких особых знаний об инфраструктуре "облака" или навыков управления этой "облачной" технологией.

«Облачные» вычисления - это новый подход, позволяющий снизить сложность ИТ - систем, благодаря применению широкого ряда эффективных технологий, управляемых самостоятельно и доступных по требованию в рамках виртуальной инфраструктуры, а также потребляемых в качестве сервисов. Переходя на частные облака, заказчики могут получить множество преимуществ, среди которых снижение затрат на ИТ, повышение качества предоставления сервиса и динамичности бизнеса". "Облако" является новой бизнес-моделью для предоставления и получения информационных услуг. Эта модель обещает снизить оперативные и капитальные затраты. Она позволяет ИТ департаментам сосредоточиться на стратегических проектах, а не на рутинных задачах управления собственным центром обработки данных.

«Облачные» вычисления – это не только технологическая инновация в ИТ, но и способ создания новых бизнес - моделей, когда у небольших производителей ИТ - продуктов, в том числе и в регионах, появляется возможность быстрого предложения рынку своих услуг и мало затратного способа воплощения своих бизнес - идей. Поддержка облачных вычислений в сочетании с инвестициями в молодые компании создают быстро развивающуюся экосистему инновационных производств.

«Облачные» вычисления работают следующим образом: вместо приобретения, установки и управления собственными серверами для запуска приложений, происходит аренда сервера у Microsoft, Amazon, Google или другой компании. Далее пользователь управляет своими арендованными серверами через Интернет, оплачивая при этом только фактическое их использование для обработки и хранения данных. Вычислительные облака состоят из тысяч серверов, размещенных в ЦОД, обеспечивающих работу десятков тысяч приложений, которые одновременно используют миллионы пользователей. Непременным условием эффективного управления такой крупномасштабной инфраструктурой является максимально полная автоматизация. Кроме того, для обеспечения различным видам пользователей - облачным операторам, сервис - провайдерам, посредникам, ИТ - администраторам, пользователям приложений - защищенного доступа к вычислительным ресурсам облачная инфраструктура должна предусматривать возможность самоуправления и делегирования полномочий.

При этом «облачные» технологии дают нам важные преимущества. Они характеризуются простотой установки и обслуживания, быстрым запуском новых услуг, стабильностью работы, высокой защитой контента, повсеместным доступом к удаленному рабочему месту. К тому же конечные пользователи получают услуги по более низкой и предсказуемой стоимости и без капитальных вложений.

В невиртуализованном дата-центре каждое приложение обычно исполняется на своем сервере. При этом загрузка серверов составляет не более 10-15%. Технология «облачных» вычислений позволяет избежать привязки физических серверов к конкретным приложениям и отдельным пользователям. В «облаке» пользователь выделяет количество и тип виртуальных машин, необходимых для выполнения задачи, задача выполняется на виртуальной машине определенное время, а после ее решения виртуальная машина выключается или выделяется для работы над другим заданием.

Согласно статистике средний уровень загрузки процессорных мощностей у серверов под управлением Windows не превышает 10%, у Unix-систем этот показатель лучше, но тем не менее в среднем не превышает 20%. Низкая эффективность использования серверов объясняется широко применяемым с начала 90-х годов подходом "одно приложение — один сервер", т. е. каждый раз для развертывания нового приложения компания приобретает новый сервер. Очевидно, что на практике это означает быстрое увеличение серверного парка и, как следствие, — возрастание затрат на его администрирование, энергопотребление и охлаждение, а также потребность в дополнительных помещениях для установки всё новых серверов и приобретении лицензий на серверную ОС.

2.2 Ключевые моменты виртуализации

Виртуализация ресурсов физического сервера позволяет гибко распределять их между приложениями, каждое из которых при этом "видит" только предназначенные ему ресурсы и "считает", что ему выделен отдельный сервер, т. е. в данном случае реализуется подход "один сервер — несколько приложений", но без снижения производительности, доступности и безопасности серверных приложений. Кроме того, решения виртуализации дают возможность запускать в разделах разные ОС с помощью эмуляции их системных вызовов к аппаратным ресурсам сервера. В основе виртуализации лежит возможность одного компьютера выполнять работу нескольких компьютеров благодаря распределению его ресурсов по нескольким средам [3]. С помощью виртуальных серверов и виртуальных настольных компьютеров можно разместить несколько ОС и несколько приложений в едином местоположении. Таким образом, физические и географические ограничения перестают иметь какое-либо значение. Помимо энергосбережения и сокращения расходов благодаря более эффективному использованию аппаратных ресурсов, виртуальная инфраструктура обеспечивает высокий уровень доступности ресурсов, более эффективную систему управления, повышенную безопасность и усовершенствованную систему восстановления в критических ситуациях.

В широком смысле понятие виртуализации представляет собой сокрытие настоящей реализации какого-либо процесса или объекта от истинного его представления для того, кто им пользуется. Продуктом виртуализации является нечто удобное для использования, на самом деле, имеющее более сложную или совсем иную структуру, отличную от той, которая воспринимается при работе с объектом. Иными словами, происходит отделение представления от реализации чего-либо. Виртуализация призвана абстрагировать программное обеспечение от аппаратной части.

В компьютерных технологиях под термином "виртуализация" обычно понимается абстракция вычислительных ресурсов и предоставление пользователю системы, которая инкапсулирует собственную реализацию. Проще говоря, пользователь работает с удобным для себя представлением объекта, и для него не имеет значения, как объект устроен в действительности.

Сейчас возможность запуска нескольких виртуальных машин на одной физической вызывает большой интерес среди компьютерных специалистов, не только потому, что это повышает гибкость ИТ - инфраструктуры, но и потому, что виртуализация позволяет экономить деньги.

Приведем основные достоинства технологий виртуализации:

· Эффективное использование вычислительных ресурсов. Вместо 3 - 10 серверов, загруженных на 5-20% можно использовать один, используемый на 50-70%. Кроме прочего, это экономия электроэнергии, а также значительное сокращение финансовых вложений: приобретается один высокотехнологичный сервер, выполняющий функции 5-10 серверов. С помощью виртуализации можно достичь значительно более эффективного использования ресурсов, поскольку она обеспечивает объединение стандартных ресурсов инфраструктуры и преодолевает ограничения устаревшей модели "одно приложение на сервер".

· Сокращение расходов на инфраструктуру: Виртуализация позволяет сократить количество серверов и связанного с ними ИТ - оборудования в информационном центре. В результате этого потребности в обслуживании, электропитании и охлаждении материальных ресурсов сокращаются, и на ИТ затрачивается гораздо меньше средств.

· Снижение затрат на программное обеспечение. Некоторые производители программного обеспечения ввели отдельные схемы лицензирования специально для виртуальных сред. Так, например, покупая одну лицензию на Microsoft Windows Server 2008 Enterprise, вы получаете право одновременно её использовать на 1 физическом сервере и 4 виртуальных (в пределах одного сервера), а Windows Server 2008 Datacenter лицензируется только на количество процессоров и может использоваться одновременно на неограниченном количестве виртуальных серверов.

· Повышение гибкости и скорости реагирования системы. Виртуализация предлагает новый метод управления ИТ - инфраструктурой и помогает ИТ - администраторам затрачивать меньше времени на выполнение повторяющихся заданий — например, на инициацию, настройку, отслеживание и техническое обслуживание. В случае, если происходит сбой в работе сервера, требуется большое количество времени и ресурсов, чтобы восстановить его функционирование. При использовании виртуального сервера — возможен моментальный запуск на любой аппаратной платформе, а если нет подобного сервера, то можно скачать готовую виртуальную машину с установленным и настроенным сервером, из библиотек, поддерживаемых компаниями разработчиками гипервизоров (программ для виртуализации).

· Несовместимые приложения могут работать на одном компьютере. При использовании виртуализации на одном сервере возможна установка Linux и Windows серверов, шлюзов, баз данных и прочих абсолютно несовместимых в рамках одной не виртуализированной системы приложений.

· Повышение доступности приложений и обеспечение непрерывности работы предприятия. Благодаря надежной системе резервного копирования и миграции виртуальных сред целиком без перерывов в обслуживании, возможно сократить периоды планового простоя и обеспечить быстрое восстановление системы в критических ситуациях. "Падение" одного виртуального сервера не ведет к потери остальных виртуальных серверов. Кроме того, в случае отказа одного физического сервера возможно произвести автоматическую замену на резервный сервер. Это происходит не заметно для пользователей без перезагрузки. Тем самым обеспечивается непрерывность бизнеса.

· Возможности легкой архивации. Поскольку жесткий диск виртуальной машины обычно представляется в виде файла определенного формата, расположенный на каком-либо физическом носителе, виртуализация дает возможность простого копирования этого файла на резервный носитель как средство архивирования и резервного копирования всей виртуальной машины целиком. Также можно восстановить сервер из архива, не уничтожая текущий сервер, и посмотреть его состояние за прошедший период.

· Повышение управляемости инфраструктуры. Использование централизованного управления виртуальной инфраструктурой позволяет сократить время на администрирование серверов, обеспечивает балансировку нагрузки и "живую" миграцию виртуальных машин.

2.3 Развитие концепции облачных вычислений

Концепция "облачных" вычислений явилась результатом эволюционного развития информационных технологий за последние несколько десятилетий и ответом на вызовы современного бизнеса. Аналитики Гартнер групп (Gartner Group) называют "Облачные" вычисления — самой перспективной стратегической технологией будущего, прогнозируя перемещение большей части информационных технологий в "облака" в течение 5–7 лет. По их оценкам, к 2015 году объём рынка облачных вычислений достигнет 200 миллиардов долларов (рис. 2, рис. 3)[4].

Рис.2 – Текущие иследовательские проекты Евросоюза

Рис.3 –«Облачные» вычисления в плане государственной ИТ - реформы США

По результатам опроса более пятисот ИТ - специалистов, представляющих правительственные организации, образовательные учреждения и коммерческие предприятия, 61% респондентов находятся на этапе разработки стратегии внедрения облаков, а 20 % уже их используют. Среди причин, по которым пользователь выбирают облака, называются экономия аппаратных ресурсов (68%), быстрота развертывания инфраструктуры (66%), снижение затрат на системное администрирование (57%), 71% респондентов отметили расширяемость облака, а 61% - его адаптационную способность. По прогнозам рынок облачных услуг в России вырастет в 34 раза за 5 лет.

В основном «облачные» вычисления выбирают по следующим причинам:

· потребность в организации единого информационного пространства для повышения качества коммуникаций;

· стремление сэкономить на внедрении и обслуживании собственного решения, покупке оборудования и ПО;

· необходимость хранения востребованной информации в едином пространстве;

· доступность сервиса в любое время суток с любого мобильного устройства через Интернет.

В настоящее время 42% работников проводит в офисе только полдня, а 10% работают в постоянных разъездах. Учитывая эти цифры, стоит задуматься о внедрении информационной системы, которая предоставляет возможность эффективно работать, несмотря на местоположение[5].

Перспективы "облачных" вычислений неизбежны, поэтому знание о этих технологиях необходимо любому специалисту, который связывает свою текущую или будущую деятельность с современными информационными технологиями.