Дипломная (вкр): Экспериментальные исследования облачных вычислений как основы для создания информационного пространства научных коммуникаций

)        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 объеме, и могут быть приобретены в любой момент времени в любом количестве;

)        измеримый сервис (Measured Service). Облачные системы автоматически контролируют и оптимизируют использование ресурса, за счет использования его на определенном уровне абстракции, соответствующему типу сервиса (например, объема хранения, обработки данных, полосы пропускания и активных учетных записей пользователей). Использование ресурсов может подвергаться мониторингу, быть контролируемым и сопровождаться отчетностью, обеспечивая прозрачность потребления и для провайдера, и для потребителя использованного сервиса.

Модель облачных вычислений состоит из внешней (frontend) и внутренней (backend) частей. Эти два элемента соединены по сети, в большинстве случаев через Интернет. Посредством внешней части пользователь взаимодействует с системой; внутренняя часть - это собственно само облако. Внешняя часть состоит из клиентского компьютера или сети компьютеров предприятия и приложений, используемых для доступа к облаку. Внутренняя часть предоставляет приложения, компьютеры, серверы и хранилища данных, создающие облако сервисов.

Облачные вычисления имеют несколько уровней в соответствии с рисунком 1.2. Поставщики этих уровней предлагают очень разные сервисы и рабочие режимы. Некоторые поставщики концентрируются на создании и обслуживании огромного центра обработки данных, другие - на создании дружественных и богатых функциональными возможностями приложений [34].

Рисунок 1.2 - Уровни облачных вычислений

Такими уровнями (снизу вверх) являются: инфраструктура, системы хранения, платформа, приложение, сервисы и клиент.

1. Инфраструктура. На нижнем уровне находится инфраструктура услуги, или виртуализация платформ. Пользователь получает серверную среду такого типа, какую он захочет. Это базовое предложение; пользователям все равно приходится управлять сервером, заниматься установкой всего программного обеспечения и осуществлять поддержку самостоятельно.

Инфраструктура облачных вычислений отличается от сервисов традиционного хостинга масштабируемостью и оплатой только по факту использования. Фирму, только начинающую свою деятельность, может очень заинтересовать масштабируемость и отсутствие оплаты периода, когда сервис не используется. Это удобно, особенно когда вы пытаетесь поднять трафик своего Web-приложения, но не знаете, когда это произойдет и на сколько.

2. Системы хранения. На уровне систем хранения предлагается база данных или что-то подобное, а оплата взимается за количество использованных гигабайт в месяц. Этот уровень не является чем-то новым или особенным, за исключением полного набора сервисов. Конечно же, это очень важный уровень.

Существует много вариантов хранения данных. Некоторые из них являются традиционными базами данных, другие - например, Bigtable от Google или Simple DB от Amazon - представляют собой фирменные решения с закрытой архитектурой.

3. Платформа. Уровень платформы - это, например, такие решения, как Rubyon Rails, LAMP или Python Django. Это уже более интересный уровень. Воображаемой начинающей фирме не нужно иметь дело с установкой серверного программного обеспечения или заниматься обновлением его версий, поскольку это входит в предлагаемые услуги. Фирма может сконцентрироваться на разработке и маркетинге своего приложения.

4.      Приложение. Уровень приложений содержит приложения, предлагаемые в качестве сервисов. Наиболее известными примерами, наверное, являются Salesforce.com и Google Docs, хотя имеются сотни, если не тысячи реальных приложений, которые можно приобрести в качестве сервисов.

Облачными сервисами являются такие популярные Web-приложения, как Facebook, Flickr и LinkedIn. Пользователь, возможно, даже не знает, где работает приложение: в масштабируемом центре обработки данных, на обычном хостинге или в помещении поставщика сервисов. Но это не является заботой или проблемой пользователя, использующего приложение. Наверное, этот уровень является самой заметной частью облачных вычислений. Он наглядно демонстрирует преимущества, которые могут видеть пользователи.

5. Сервисы. Уровень сервисов содержит взаимодействующие по сети операции компьютер-компьютер. Самым распространенным примером этого уровня являются Web-сервисы. К другим примерам относятся платежные системы, такие как Paypal, и картографические сервисы, такие как Google Maps и Yahoo Maps.

6.      Клиент. На вершине стека уровней находится клиентский уровень, к которому относятся пользователи облачных систем. Клиентами, к примеру, являются пользователи настольных систем (тонких или толстых клиентов) и мобильные пользователи (Symbian, Android, iPhone).

Таким образом, можно говорить, что облачные вычисления, несмотря на недолгую историю развития, уже имеют достаточно сформированную структуру. Стандартами зафиксированные основные характеристики, которыми должны обладать облачные вычисления: сервис самообслуживания, свободный сетевой доступ, быстрая эластичность, измеримый сервис, пул ресурсов. Также определены уровни, на которых реализуются эти технологии в практике. При перечислении этих уровней от внутренней части (backend) к внешней части (frontend)получается следующий порядок: инфраструктура, системы хранения, платформа, приложение, сервисы и клиент. Компании-поставщики данных уровней предлагают разнообразные сервисы и рабочие режимы. На практике случается, что некоторые поставщики сервисов в основном занимаются созданием и обслуживанием центров обработки данных, а другие - созданием качественных и многофункциональных приложений для пользователей облачных вычислений.

.2 Классификация облачных вычислений

На данный момент существует несколько видов моделей развёртывания облачных технологий [35].

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.

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.

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).

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.

Существует еще одна технология, которая с одной стороны также оказала влияние на появление концепции облачных вычислений, а с другой стороны имеет ряд существенных отличий. Речь идет о коллективных, или распределённых вычислениях (grid computing) - когда большая ресурсоёмкая вычислительная задача распределяется для выполнения между множеством компьютеров, объединённых в мощный вычислительный кластер сетью в общем случае или интернетом в частности.

Облачные вычисления также могут быть классифицированы согласно типу услуг, которые они предоставляют. В настоящее время перечень услуг, предоставляемых «облаками» очень высок, практически, всё, что может вам понадобиться - может быть вам предоставлено с помощью подобных сервисов.

Рисунок 1.3 - Перечень услуг облачных сервисов

Список услуг, которые могут быть предоставлены клиенту облачным сервисом представлены на рисунке 1.3 [36]:

-  Infrastructure as a service - инфраструктура как услуга. Передача облачным провайдером в эксплуатацию пользователю таких систем, как виртуальный сервер, хранилище данных или сетевое оборудование. В данной модели пользователь может устанавливать полностью свое ПО и управлять операционной системой, сетевыми соединениями, хранилищами данных;

-       Platform as a service - платформа как услуга. Передача облачным провайдером в использование платформы для разработки приложений в облачной среде. Пользователь не может управлять платформой и облачной инфраструктурой, но может создавать, тестировать и выполнять свои приложения на предоставленной платформе;

-       Softwareas a service - программное обеспечение как услуга. Распространенный метод предоставления доступа к ПО, обладающему требуемым функционалом. При этом пользователь не имеет возможности контролировать внутренние системы провайдера. Исключение может составлять ПО для управления доступом к сервису;

-       Hardwareas a Service - аппаратное обеспечение как услуга. Обеспечение доступа к необходимому оборудованию. С помощью HaaS пользователь может не инвестировать в развитие IT-инфраструктуры, так как все необходимые мощности можно взять в аренду у компании-аутсорсера;

-       Workplace as a Service - рабочее место как услуга. Создание виртуальных рабочих мест для сотрудников. Популярно у руководителей современных компаний, сервис позволяет содержать динамично меняющийся штат сотрудников;

-       Data as a Service - данные как услуга. Основная идея данного вида услуги заключается в том, что пользователю предоставляется дисковое пространство, которое он может использовать для хранения больших объемов информации;

-       Communication as a Service - коммуникации как услуга. Предоставление пользователям различных услуг связи;

-       Security as a Service - безопасность как сервис. Например, облачный антивирус, аренда информационной и антивирусной защиты предприятия (с возможностью проверки данных на мощностях аутсорсинговой компании). SEQaaS-сервисы предоставляют антивирусные гиганты, такие как Avast! или Symantec;

-       Operating system as a service - облачные операционные системы. Самое перспективное и наиболее сложное облачное решение - операционная система. Облачная ОС позволяет получить доступ к своему профилю (настройкам, данным, программам) с любого устройства: компьютера, планшета или смартфона. Ближе всего к реализации концепции OSaaS приблизилась компания Google со своей облачной операционной системой Chrome OS;

-       Everything as a Service - все как услуга. Предоставление любых ресурсов и приложений, необходимых пользователю. К этому стремится облачная технология, то есть все вышеперечисленные варианты в комплексе. Крупные IT-компании активно разрабатывают такую модель;

Технология облачных вычислений очень разнообразна и может удовлетворять различные потребности пользователей, в зависимости от изначальных условий и возможностей, а также от требуемых результатов и поставленных целей. Поэтому облачные вычисления принято классифицировать в зависимости от рассматриваемой характеристики. По модели развертывания принято выделять следующие типы: частное облако, публичное облако, гибридное облако, общественное облако. По предоставляемому типу услуг сервисы разделяются на большое количество видов - начиная предоставлением только инфраструктуры для работы, и заканчивая предоставлением всех возможных функций и ресурсов, необходимых пользователю.

1.3 Эксперимент как инструмент научного исследования web-технологий

Эксперимент (от лат. experimentum - проба, опыт), также опыт, в научном методе - метод исследования некоторого явления в контролируемых и управляемых условиях. Отличается от наблюдения активным взаимодействием с изучаемым объектом.

Эксперимент осуществляется на основе теории, определяющей постановку задач и интерпретацию его результатов. Обычно эксперимент проводится в рамках научного исследования <#"725442.files/image004.gif">

Рисунок 2.1 - Этапы научного исследования

Первый этап - считается самым трудным и ответственным. На этом этапе проходит выбор темы исследования. Принято считать, что правильно выбрать и сформулировать тему означает наполовину обеспечить успешное выполнение научного исследования. Тема должна быть актуальной, отличаться новизной, направлять научный поиск в область еще не разрешенных проблем и вопросов современной науки. Также необходимо определить к какому типу исследования она будет относиться.

Вторым этапом исследовательской работы является ознакомление с проблемой посредством литературных источников. После предварительного выбора темы исследователю необходимо провести библиографический поиск по данной предметной области, чтобы получить точное представление о проделанной до него работе по изучаемому вопросу. При выборе литературы рекомендуется в первую очередь остановиться на каком-либо более обширном источнике, в котором рассматривается выбранная проблема исследования. Такую работу желательно проводить параллельно с составлением списка литературных источников.

Третьим этапом научно-исследовательской работы является уточнение темы и составление плана. Формулировка выбранной темы должна быть четкой, ясной и выражать сущность проблемы исследования. Далее следует составление первоначального плана научно-исследовательской работы. Его иногда называют программой исследования. Она определяет систематичность и последовательность исследования. Основной частью плана научно-исследовательской работы является методика исследования, т.е. совокупность и взаимосвязь способов, методов и приемов научно-исследовательской работы. При составлении плана следует сформулировать обоснование актуальности темы исследования. Следующий логический шаг - формулирование проблемы. В научном смысле, проблема - это объективно возникающий в ходе развития познания вопрос или целостный комплекс вопросов, решение которых представляет существенный практический или теоретический интерес. Вслед за проблемой исследования определяется его объект и предмет. Объект в гносеологии - это то, что противостоит познающему субъекту, т.е. автору исследования. Предмет исследования - это тот аспект, та точка зрения, с которой исследователь познает целостный объект, выделяя при этом главные, наиболее существенные, с точки зрения исследователя, признаки объекта. Между объектом и предметом исследования существует неразрывная связь. Затем определяется цель исследования, т.е. то чего собирается добиться в своей работе исследователь, какой результат он намерен получить. Следующий момент - построение гипотезы. Гипотеза - это научное предположение, истинное значение которого неопределенно.