Обзор облачных технологий, изучение основных моделей их предоставления

Введение
Наука и техника находятся в постоянном развитии. В настоящее время одним из перспективных и бурно развивающихся направлений являются облачные технологии.
Применение облачных технологий в рамках ведения бизнес-проектов предоставляет целое множество преимуществ. Данный факт объясняет актуальность рассматриваемой темы сегодня. Наука и технологии не стоят на месте, поэтому любой уважающий себя сотрудник IT-компании всегда должен быть в курсе современных тенденций.
Предмет исследования данной работы - облачные технологии, а также технологии, на базе которых появились облака.
Объект исследования – модели предоставления услуг облачных вычислений.
Цель работы - проведение обзора облачных технологий, а также изучение основных моделей их предоставления.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
проанализировать литературу по заданной теме;
описать основные понятия;
изучить технологии, являющиеся базовыми при создании облаков;
выделить основные этапы развития аппаратного и программного обеспечения;
проанализировать тенденции развития аппаратного обеспечения.
В качестве опорного источника для написания данной работы была использована книга Джорджа Риза «Облачные вычисления», которая наиболее полно раскрывает данную тему.
1. Облачные вычисления
1.1. Основные понятия
Рассмотрение темы облачных вычислений целесообразно начать с определения основных понятий. Согласно источнику [4] облачными вычислениями называется модель представления по запросу сетевого доступа к облачным ресурсам, выделяемым независимо от времени суток и канала доступа в вычислительную сеть. Соответственно, облачные технологии – это такие технологии, на базе которых строится модель облачных вычислений.
Очевидно, ключевым понятием облачных технологий является понятие «облако». Облаком принято называть ту часть информационного пространства, куда обращается пользователь в тот момент, когда ему требуется воспользоваться той или иной технологией. Обращение происходит на протяжении всего времени использования технологии. Основным преимуществом такого подхода является тот факт, что для работы с облаком не требуется установка сторонних программ [1].
Четкая форма представления облачных услуг отсутствует – это может быть отдельное программное приложение или же целая инфраструктура. Кроме того, само облако может выступать в качестве программного обеспечения (ПО), доступ к которому реализован при помощи сети Интернет или посредством специального сервера.
В научной литературе облачные технологии часто сравнивают с мэйнфреймами. Мейнфреймом называется высокопроизводительный компьютер с большим объемом как оперативной, так и внешней памяти, который чаще всего используется крупными компаниями и государственными организациями для интенсивной обработки данных [3]. Главное отличие облаков - их неограниченная вычислительная мощность. Другое важное отличие заключается в том, что терминалы мейнфреймов изначально предназначались исключительно для интерактивного взаимодействия клиента с выполняющейся задачей. В случае облачных технологий терминал сам по себе является мощным вычислительным устройством, способным не только накапливать в себе промежуточные данные, но и управлять глобальной системой вычислительных ресурсов.
Всеобщая тенденция к размыванию границ корпоративной среды стала предпосылкой широкого распространения облачных технологий, что подтверждается следующими фактами:
хранение данных на удаленных серверах;
возможность удаленного мобильного доступа к корпоративным данным и приложениям;
широкое разнообразие устройств доступа;
разнообразие технологий подключения [6].
Структура описанной системы представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Структура системы, построенной с применением облачных технологий
1.2

. Архитектура
На сегодняшний день принято выделять две основные архитектуры облачных приложений. Рассмотрим каждую отдельно.
1.2.1. Концепция Grid Computing
Концепция Grid computing представляет собой согласованную открытую стандартизированную компьютерную среду, основной задачей которой является предоставление гибкого, безопасного, координированного разделения вычислительных ресурсов, а также ресурсов хранения информации в пределах одной виртуальной организации.
Приложения, построенные на базе данной технологии, очень активно используют ресурсы процессора. Суть подхода заключается в том, что несколько компьютеров объединяются в сеть (grid - решетку). Каждый раз, когда у процессора появляется свободный такт, соответствующий компьютер отправляет запрос на центральный сервер, чтобы получить данные для обработки. По завершению обработки данных, они пересылаются обратно на сервер. Кроме того, результаты, полученные одним из участников сети, подвергаются перепроверке другими участниками.
Использование облачных технологий позволяет упростить реализацию описанного подхода. Если пользователь имеет данные для обработки, он просто запрашивает сервер. Схема работы такого приложения изображена на рисунке 2.
Изначально на сервер поступают данные, которые необходимо обработать. На первом этапе данные представляют собой очередь сообщений. Узлы обработки постоянно следят за очередью и ждут поступления новых данных. Набор данных в очереди обрабатывается первым обнаружившим его компьютером. По завершению обработки данные поступают обратно в очередь.
Рисунок 2 – Архитектура грид-приложений
Использование облачных вычислений в данном случае является оправданным выбором в силу того, что при обработке больших объемов данных пользователь самостоятельно определяет необходимое для него количество серверов.
Основным практическим применением приложений, реализующих грид-технологию, является обработка больших объемов научных и финансовых данных [7].
1.2.2. Транзакционные вычисления
Большинство современных облачных технологий строится по принципу транзакционных вычислений. Транзакционной системой называется такая система, в которой некоторое количество поступающих наборов данных обрабатывается совместно в пределах единой транзакции, а также устанавливает взаимосвязи с другими данными, хранящимися внутри системы. Основой этого подхода является понятие реляционной базы данных (БД)