Введение в Cloud Computing

Прежде чем начать рассматривать облачные вычисления, необходимо охарактеризовать методику распределенной обработки данных.

Распределенная обработка данных - методика выполнения прикладных программ группой систем. Таким образом, фактически пользователь получает возможность работать с прикладными процессами, расположенными в нескольких взаимосвязанных системах.

Распределенные вычисления являются способом решения сложных задач, требующих больших вычислительных мощностей, основанном на объединении нескольких компьютеров в параллельную вычислительную систему.

В качестве исторического примера распределенных вычислений можно привести решение французского математика и вычислителя при французском правительстве барона Гаспара де Прони.

Под его руководством была начата работа по уточнению логарифмических и тригонометрических таблиц, в связи с переходом на метрическую систему. Для того времени требовалось осуществление огромного объема вычислений. Де Прони перенес идею о разделении труда на вычислительный процесс, исполнители были распределены по трем уровням:

1. низший уровень - люди-вычислители (computers), которые должны были только аккуратно складывать и вычитать числа;
2. средний уровень - "технологи", которые занимались организацией конкретного рутинного вычислительного процесса;
3. высший уровень - математики, организовывающие подготовку математического обеспечения и обобщения полученных результатов.

Характеристика распределенной обработки данных

Суть распределенной обработки данных заключается в том, что пользователь и прикладное программное обеспечение могут работать с удаленными средствами посредством каналов связи.

Компьютеры, являющиеся частями распределенной среды обработки данных делятся на серверы и клиенты. Первые предоставляют вычислительные ресурсы вторым.

Управление распределенной средой осуществляется сетевой операционной системой. Кроме того, данная среда подразумевает наличие распределенной базы данных и инструментарий для управления этой базой.

Преимущества распределенной системы обработки данных:

• возможность обслуживания большого числа пользователей;
• снятие пиковых нагрузок с централизованной БД, путем распределения обработки и хранения локальных БД;
• обеспечение доступа исполнителей к вычислительным ресурсам всей сети;
• обеспечение симметричного обмена данными между пользователями сети.

В зависимости от способа распределения данных, выделяют следующие способы организации обработки данных:

• централизованный;
• децентрализованный;
• смешанный.

Централизованная организация данных. С точки зрения реализации, является наиболее простым вариантом организации. Имеется единственная централизованная база данных, доступ к которой организовывается и регулируется сервером, на котором она находится. Доступ осуществляется при помощи удаленного запроса.

В настоящее время все большую популярность набирает идея добровольного использования для организации вычислений компьютеров обычных пользователей.

Преимуществом данного способа являются: простота реализации и поддержки; недостатком - ограничение на параллельную обработку данных, поскольку все запросы направляются к единственному серверу.

Децентрализованная организация данных. Данный подход предполагает разбиение логически единой базы данных на несколько физически распределенных. Каждый клиент имеет доступ к собственной локальной базе данных, которая является либо частью общей базы данных (распределение), либо копией базы в целом (дублирование), второй вариант приводит к дублированию базы у каждого клиента.

Существование копий отдельных частей базы не допускается.

Преимущества данного метода:

• большая часть запросов удовлетворяется локальными базами, что снижает временные затраты;
• увеличивается доступность данных;
• повышенная надежность хранения данных;
• частичная работоспособность системы при выходе из строя одного сервера.

Недостатки:

• могут возникнуть запросы или транзакции, требующие доступа ко всем серверам, что увеличивает время ожидания;
• необходимо наличие информации о хранении данных в БД.

Смешанный подход. Подразумевает объединение двух способов децентрализации: разбиения и дублирования. Возникает необходимость наличия информации о том, где в сети размещены данные. Достигается компромисс между требуемым объемом памяти под базу в целом и объемом памяти, необходимом каждому серверу. При этом легко организуется параллельная обработка данных. Тем не менее остаются такие проблемы как: надежность и выполнение требований к памяти. Данный подход можно реализовывать только при наличии сетевой системы управления базой данных, обеспечивающей хранение, целостность и безопасность хранимых данных.

Cloud computing

Небольшое отступление : термин "облачные" возник из способа представления Интернета, как облака на различных диаграммах, иллюстрациях и схемах.

Найти человека, чья работа или интерес связан со сферой информационных технологий, ничего не слышавшего про "облачные вычисления" будет крайне затруднительно.

Эта тема является одной из самых обсуждаемых в последнее время.

Такой ажиотаж объясняется просто - появилось решение, способ, позволяющий существенно сократить расходы на ИТ - услуги, отказаться от инвестирования в инфраструктуру и расходов, связанных с ее сопровождением и модернизацией, свести время развертывания приложения к минимуму.

Существует три основные модели расположения приложений:

• на стороне заказчика;
• хостинг;
• в "облаке".

Наиболее привычной и традиционной моделью расположения приложения является, безусловно, на стороне заказчика, локально, в рамках его инфраструктуры.

Основной сложностью данной модели являются существенные затраты на формирование ИТ - инфраструктуры, отвечающей требованиям бизнеса и используемых приложений, а также затраты, связанные с ее сопровождением и модернизацией.

В качестве положительно момента можно отметить, что инфраструктура, аппаратное и программное обеспечение полностью подконтрольны заказчику.

Хостинг. Данная модель развертывания приложений получила развитие в связи с распространением глобальной сети и увеличением ее роли в профессиональной деятельности человека. Ранее такая модель называлась Application Service Provider (ASP), теперь - Software as a service (SaaS).