Разработка урока на тему 'Облачные технологии' (11 класс)

Тема урока: Облачные технологии

Цель урока: Разобрать понятие «Облачные технологии», изучить виды облачных технологий, применение облачных технологий.

Ход урока.

История

(Слайды 2)

Ранние концепции использования вычислительных ресурсов по принципу системы коммунального хозяйства относят к 1960-м годам ( или )

Следующими шагами к концептуализации облачных вычислений считаются появление -системы , предоставляемой по подписке в виде веб-сайта () и начало предоставления услуг по доступу к вычислительным ресурсам через Интернет книжным магазином (). Развитие сервисов Amazon, фактически превратившейся благодаря этим услугам в технологическую компанию, привело к формулировке идеи вычислительной эластичности и запуску в проекта под названием Elastic Computing Cloud (). Практически одновременно с запуском ECC термины cloud и cloud computing прозвучали в одном из выступлений главы Google , начиная с этого времени встречаются многочисленные упоминания облачных вычислений в СМИ, в публикациях специалистов по информационным технологиям, в научно-исследовательской среде. Отсылка к «облаку» использовалась как , основанная на изображении на диаграмме компьютерной сети, или как образ сложной инфраструктуры, за которой скрываются все технические детали.

Запуск в 2009 году приложений отмечается как следующий важный шаг к популяризации и осмыслению облачных вычислений. В 2009-2011 годы были сформулированы несколько важных обобщений представлений об облачных вычислениях, в частности, выдвинута модель частных облачных вычислений, актуальная для применения внутри организаций, выделены различные модели обслуживания (SaaS, PaaS, IaaS). В сформировал определение, которое структурировало и зафиксировало все возникшие к этому времени трактовки и вариации относительно облачных вычислений в едином понятии

(Слайд 3)

Джозеф Карл Робнетт Ликлайдер ( Joseph Carl Robnett Licklider, - ), известный в научной и -среде как J.C.R. или «Лик» («Lick») - американский ученый. Ранние работы были посвящены , последующие работы - в сфере информационных технологий.

Родился в 1915 году в . Окончил , получив степень бакалавра сразу по трем специальностям: физике, математике и психологии. Докторскую работу написал по психоакустике. В 1942 году работал в лаборатории при . В 1950 году перешёл работать в , где заинтересовался компьютерными технологиями. Высказал идею о необходимости создания компьютеров, работающих в режиме реального времени. Углублял свои познания о компьютерах в BBN. В 1962−1964 годы работал в , заложил основы . Высказал идею необходимости создания объединения компьютеров в сеть со свободным доступом любого человека из любого места мира к её ресурсам. Ликлайдера называют духовным отцом всемирной сети, человеком, посеявшим семена .

Вклад Ликлайдера в возникновение Интернета огромен, он состоит из идей и принципов, а не из изобретений и технологий. Ликлайдер предвидел необходимость объединения в сеть компьютеров, имеющих простые . Его идеи предвосхитили, интерфейсы, работающие по принципу указания и выбора (point-and-click), цифровые библиотеки, (e-commerce), дистанционное банковское обслуживание (online banking), а также , размещаемое в сети.

Облачные технологии

(Слайд 4)

Облачные технологии - это технологии обработки данных, в которых компьютерные ресурсы предоставляются Интернет-пользователю как онлайн-сервис. Слово «облако» здесь присутствует как метафора, олицетворяющая сложную инфраструктуру, скрывающую за собой все технические детали.

По документации IEEE, облачные технологии - это «парадигма, которая постоянно хранит пользовательскую информацию на интернет-серверах и лишь временно кэшируется на стороне пользователя». Это могут быть не только стационарные компьютерные системы, но и ноутбуки, планшеты, смартфоны и т.д.

Для облачных технологий самой главной особенностью является неравномерность запроса Интернет-ресурсов со стороны пользователей. Чтобы сгладить данную неравномерность и применяется еще один промежуточный слой - виртуализация сервера. Таким образом, нагрузка распределяется между виртуальными серверами и компьютерами.

Облачные технологии - это одна большая концепция, включающая в себя много разных понятий, предоставляющих услуги. Например, программное обеспечение, инфраструктура, платформа, данные, рабочее место и т.п. Зачем все это нужно? Самой главной функцией облачных технологий является удовлетворение потребностей пользователей, нуждающихся в удаленной обработке данных.

Типичные представители облачных технологий:

• для хранения данных - Яндекс.Диск, Гугл Диск,

• онлайн приложения (онлайн программы) - (есть онлайн версия или можно при желании установить Яндекс.Краски на свой компьютер), различные онлайн редакторы для обработки фотографий, изображений, онлайн игры, словари и т.д.

Благодаря облачным технологиям человек может создавать документы, делать какую-то работу в режиме онлайн, а полученные результаты сохранять опять же в Интернете.

Таким образом, в режиме онлайн облачные технологии предоставляют нам возможность:

• пользоваться нужными нам приложениями (программами), не устанавливая их у себя на компьютере или ином устройстве, имеющем выход в Интернет (отсюда пошло название «онлайн-приложения» или «онлайн-программы»),

• хранить свои файлы, документы и другие данные в Интернете (отсюда название «облачные хранилища»).

Из вышесказанного напрашивается такой вывод:

Минусы "облаков"

• Конфиденциальность хранимой в облаках личной информации оставляет желать лучшего. Хотя справедливости ради стоит сказать, что обычный компьютер, подключенный к Интернету, также легко может стать .

• Если у нас НЕ будет доступа в Интернет, то все наши наработки и документы, хранящиеся в «облаках», станут нам недоступны.

• Если хозяин «облака» введет ежемесячную плату за использование своего облака, то при просрочке платежа все «нажитое непосильным трудом» может безвозвратно исчезнуть.

Основные свойства облачных технологий

(Слайд 5)

Национальный Институт стандартов и технологий NIST (National Institute of Standards and Technology, USA) в своем документе "The NIST Definition of Cloud Computing" [5] определяет следующие характеристики облаков:

• - возможность в высокой степени автоматизированного самообслуживания системы со стороны провайдера;

• - наличие системы Broad Network Access;

• - 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)

• Самообслуживание по требованию (On-demand self-service). У потребителя есть возможность получить доступ к предоставляемым вычислительным ресурсам в одностороннем порядке по мере потребности, автоматически, без необходимости взаимодействия с сотрудниками каждого поставщика услуг.

• Широкий сетевой доступ (Broad network access) . Предоставляемые вычислительные ресурсы доступны по сети через стандартные механизмы для различных платформ, тонких и толстых клиентов (мобильных телефонов, планшетов, ноутбуков, рабочих станций и т.п.).

• Объединение ресурсов в пулы (Resorce pooling) . Вычислительные ресурсы провайдера объединяются в пулы для обслуживания многих потребителей по многоарендной (multi-tenant) модели. Пулы включают в себя различные физические и виртуальные ресурсы, которые могут быть динамически назначены и переназначены в соответствии с потребительскими запросами. Нет необходимости в том, чтобы потребитель знал точное местоположение ресурсов, однако можно указать их местонахождение на более высоком уровне абстракции (например, страна, регион или ЦОД). Примерами такого рода ресурсов могут быть системы хранения, вычислительные мощности, память, пропускная способность сети.

• Мгновенная эластичность (Rapid elasticity) . Ресурсы могут быть легко выделены и освобождены, в некоторых случаях автоматически, для быстрого масштабирования соразмерно спросу. Для потребителя возможности предоставления ресурсов видятся как неограниченные, то есть они могут быть присвоены в любом количестве и в любое время.

• Измеряемый сервис ( Measured service ) . Облачные системы автоматически управляют и оптимизируют ресурсы с помощью средств измерения, реализованных на уровне абстракции применительно для разного рода сервисов (например, управление внешней памятью, обработкой, полосой пропускания или активными пользовательскими сессиями). Использованные ресурсы можно отслеживать и контролировать, что обеспечивает прозрачность как для поставщика, так и для потребителя, использующего сервис.

Основные модели предоставления услуг облачных вычислений

Модели развертывания облачных технологий

По модели развертывания облака разделяют на частные, общедоступные (публичные) и гибридные. (Слайд 6)

Частные облака (Слайд 7) - это внутренние облачные инфраструктура и службы предприятия. Эти облака находятся в пределах корпоративной сети. Организация может управлять частным облаком самостоятельно или поручить эту задачу внешнему подрядчику. Инфраструктура может размещаться либо в помещениях заказчика, либо у внешнего оператора, либо частично у заказчика и частично у оператора. Идеальный вариант частного облака - облако, развернутое на территории организации, обслуживаемое и контролируемое ее сотрудниками.

Общедоступные (публичные) облака (Слайд 8) - это облачные услуги, предоставляемые поставщиком. Они находятся за пределами корпоративной сети. Пользователи данных облаков не имеют возможности управлять данным облаком или обслуживать его, вся ответственность возложена на владельца этого облака. Поставщик облачных услуг принимает на себя обязанности по установке, управлению, предоставлению и обслуживанию программного обеспечения, инфраструктуры приложений или физической инфраструктуры. Клиенты платят только за ресурсы, которые они используют.

Гибридные облака (Слайд 9) представляют собой сочетание общедоступных и частных облаков. Обычно они создаются предприятием, а обязанности по управлению ими распределяются между предприятием и поставщиком общедоступного облака. Гибридное облако предоставляет услуги, часть которых относится к общедоступным, а часть - к частным. Обычно такой тип облаков используется, когда организация имеет сезонные периоды активности. Другими словами, как только внутренняя ИТ-инфраструктура не справляется с текущими задачами, часть мощностей перебрасывается на публичное облако (например, большие объемы статистической информации, которые в необработанном виде не представляют ценности для предприятия), а также для предоставления доступа пользователям к ресурсам предприятия (к частному облаку) через публичное облако. Хорошо продуманное гибридное облако может обслуживать как требующие безопасности критически важные процессы, такие как получение платежей от клиентов, так и более второстепенные.

Модели обслуживания облачных технологий

(Слайд 10)

К услугам инфраструктуры (Infrastructure as a Service - IaaS) (слайд 11) можно отнести набор физических ресурсов, таких как серверы, сетевое оборудование и накопители, предлагаемые заказчикам в качестве предоставляемых услуг. Услуги инфраструктуры решают задачу надлежащего оснащения ЦОД, предоставляя вычислительные мощности по мере необходимости. Обычно эти услуги поддерживают инфраструктуру и гораздо большее число потребителей по сравнению с услугами приложений. Частным примером услуг инфраструктуры является аппаратное обеспечение как услуга (Hardware as a Service - HaaS ). В качестве услуги пользователь получает оборудование, на основе которого разворачивает свою собственную инфраструктуру с использованием наиболее подходящего ПО.

Потребитель при этом не управляет базовой инфраструктурой облака, но имеет контроль над операционными системами, системами хранения, развернутыми приложениями и, возможно, ограниченный контроль выбора сетевых компонентов (например, хост с сетевыми экранами). В таком случае защиту платформ и приложений обеспечивает сам потребитель, а провайдер облака должен организовать защиту инфраструктуры. Для предоставления ресурсов по требованию часто используется виртуализация.

Преимущества. Снижение капиталовложений в аппаратное обеспечение. Поскольку в этой модели обычно используются методы виртуализации, можно добиться экономии в результате более эффективного использования ресурсов. Уменьшение риска потери инвестиций и порога внедрения, возможность плавного автоматического масштабирования.

Недостатки. Бизнес-эффективность и производительность очень зависят от возможностей поставщика. Существует вероятность, что потребуются потенциально большие долгосрочные расходы. Централизация требует новых подходов к мерам безопасности.

Примерами услуг инфраструктуры служат IBM SmartCloud Enterprise, VMWare, Amazon EC2, Windows Azure, Google Cloud Storage, Parallels Cloud Server и многие другие.

Услуги приложений (Software as a S ervice - SaaS) (слайд 12) предполагают доступ к приложениям как к сервису, то есть приложения провайдера запускаются в облаке и предоставляются пользователям по требованию как услуги. Другими словами, пользователь может получать доступ к ПО, развернутому на удаленных серверах, посредством Интернета, причем все вопросы обновления и лицензий на данное ПО регулируются поставщиком данной услуги. Оплата в данном случае осуществляется за фактическое использование ПО. Иногда эти услуги поставщики делают бесплатными, так как у них есть возможность получать доход, например, от рекламы.

Приложения доступны посредством различных клиентских устройств или через интерфейсы тонких клиентов, такие, например, как веб-браузер, или веб-почта, или интерфейсы программ. Потребитель при этом не управляет базовой инфраструктурой облака, в том числе сетями, серверами, операционными системами. На конечном пользователе лежит ответственность только за сохранность параметров доступа (логинов, паролей и т.д.) и выполнение рекомендаций провайдера по безопасным настройкам приложений.

Услуги приложений более всего знакомы повседневному пользователю. Самым распространенным примером приложений данного типа являются почтовые сервисы GMail, Mail.ru, Yahoo Mail. Вообще существуют тысячи приложений SaaS, и благодаря технологии Web 2.0 их число растет с каждым днем. Среди служб приложений имеется множество приложений, нацеленных на корпоративное сообщество. Существует ПО, управляющее начислением заработной платы, кадровыми ресурсами, коллективной работой, взаимоотношениями с клиентами и бизнес-партнерами и т.п.

Преимущества. Снижение капиталовложений в аппаратное обеспечение и трудовые ресурсы; уменьшение риска потери инвестиций; плавное итеративное обновление.

Недостатки. Как и в предыдущих двух моделях, централизация требует надежных мер безопасности.

Примерами SaaS являются Gmail, Google Docs, Netflix, Photoshop.com, Acrobat.com, Intuit QuickBooks Online, IBM LotusLive, Unyte, Salesforce.com, Sugar CRM и WebEx. Значительная часть растущего рынка мобильных приложений также является реализацией SaaS.

Существует мнение, что принятое в настоящее время деление облачных вычислений по мере развития технологий в ближайшем будущем уйдет в прошлое [2]. В облачных приложениях будущего, предположительно, будут сочетаться не только инфраструктурные и платформенные элементы от одного поставщика, но и различные сервисы, собранные от разных поставщиков. Возможно, в итоге облачные вычисления приведут к появлению концепции Всё как услуга (Everything as aService - EaaS). При таком виде сервиса пользователю будет предоставлено все - от программно-аппаратной части до управления бизнес-процессами, включая взаимодействие между пользователями.

Услуги платформы (Platform as a S ervice - PaaS) (слайд 13) - это модель обслуживания, в которой потребителю предоставляются приложения (созданные или приобретенные) как набор услуг. В него входят, в частности, промежуточное ПО как услуга, обмен сообщениями как услуга, интеграция как услуга, информация как услуга, связь как услуга и т.д. Например, рабочее место как услуга (Workplace as a Service - WaaS) позволяет компании использовать облачные вычисления для организации рабочих мест своих сотрудников, настроив и установив все необходимое для работы персонала ПО. Данные как услуга (Data as a Service - DaaS) предоставляют пользователю дисковое пространство, которое он может использовать для хранения больших объемов информации. Безопасность как услуга (Security as a Service - SaaS)дает возможность пользователям быстро развертывать продукты, позволяющие обеспечить безопасное использование веб-технологий, безопасность электронной переписки, а также безопасность локальной системы. Этот сервис позволяет пользователям экономить на развертывании и поддержании своей собственной системы безопасности.

Другими словами, модель PaaS - это IaaS вместе с операционной системой и ее интерфейсом прикладного программирования (API - Application Programming Interface). Потребитель при этом не управляет базовой инфраструктурой облака, в том числе сетями, серверами, операционными системами и системами хранения данных, но имеет контроль над развернутыми приложениями и, возможно, некоторыми параметрами конфигурации среды хостинга. Таким образом, потребитель должен позаботиться об обеспечении защиты приложений, которые будут развернуты на предоставленных платформах.

Приложения могут работать как в облаке, так и в традиционных ЦОД предприятия. Для достижения масштабируемости, необходимой в облаке, различные предлагаемые услуги часто виртуализируются, как и рассмотренные ранее услуги инфраструктуры.

Преимущества. Плавное развертывание версий. Плавность означает, что в идеале пользователь должен слабо ощущать или даже вообще не ощущать изменения ПО в облаке.

Недостатки. Как и у предыдущей модели обслуживания, централизация требует надежных мер безопасности.

Примерами услуг платформы служат IBM SmartCloud Application Services, Amazon Web Services, Windows Azure, Boomi, Cast Iron, Google App Engine и другие.

Основные поставщики облачной инфраструктуры.

(Слайд 14)

Google:

Google Drive

Google Docs

Google App Engine

Google Cloud Storage

Amazon:

• Amazon Simple Storage Service

• Amazon Elastic Compute Cloud

Microsoft:

• Microsoft SkyDrive

• Windows Azure

• Windows Azure Compute

• Windows Azure Storage

• Windows Azure Fabric

Список используемых источников

(слайд 15)