Облачные вычисления. Платформа Windows Azure

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

 

 

УЧРЕЖДЕНИЕ  ОБРАЗОВАНИЯ

ГОМЕЛЬСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ  ИМЕНИ П. О. СУХОГО

 

 

 

Факультет автоматизированных и информационных систем

Специальность «1-40 80 04 Математическое моделирование, численные методы и комплексы  программ»

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ 
по дисциплине «Основы информационных технологий» 
на тему «Облачные вычисления. Платформа Windows Azure»

 

 

 

 

Выполнил: магистрант группы ЗМАГ-21

                    Кухаренко А.А.

Принял:      преподаватель

                    Токочаков В. И.

 

 

Дата  сдачи:                   _____________________

Дата  допуска к защите: _____________________

Дата  защиты:                  _____________________

 

Оценка  работы:              _____________________

 

Подписи членов комиссии: __________________________

 

 

 

 

Гомель 2012

 

СОДЕРЖАНИЕ

Перечень условных обозначений и сокращений 4

Введение 5

1 Облачные вычисления 7

1.1 Где располагаются приложения? 7

1.2 Основные характеристики облачных вычислений 8

Масштабируемость 8

Эластичность 9

Мультитенантность 9

Оплата за использование 9

Самообслуживание 9

1.3 Облачные вычисления и предоставляемые ими сервисы 10

Программное обеспечение как сервис (SaaS) 11

Платформа как сервис (PaaS) 11

Инфраструктура как сервис 12

1.4 Облачные сервисы и границы управляемости 12

1.5 Существующие облачные платформы 13

1.6 Почему рынку нужны облачные технологии? 15

1.7 Прогнозы развития рынка 17

Прогноз IDC: Рынок облачных сервисов вырастет в 2,5 раза 17

Прогноз Edge Strategies и Microsoft 17

Прогноз Gartner 18

2 Платформа Windows Azure 20

2.1 Обзор платформы Windows Azure 21

2.2 Компоненты облачной платформы 22

2.2.1 Веб-сайты 22

2.2.2 Виртуальные машины 25

2.2.3 Облачные службы 26

2.2.4 Мобильные службы 27

2.2.5 Данные большого объема 29

2.2.6 Службы мультимедиа 32

2.3 Развитие платформы 34

2.3.1 Магазин Windows Azure 35

2.4 Особенности использования Windows Azure 36

3 Применение информационных технологий в диссертации 38

3.1 Применение ИТ в работе 42

3.1.1 Постановка задачи 43

3.1.2 Векторный метод конечных элементов 44

3.1.3 Назначение и область применения продукта 45

3.1.4 Структура программного обеспечения 46

3.1.5 Средства, использованные для разработки 49

3.2 Применение облачных вычислений 51

3.2.1 Модели облачных вычислений для работы 51

Заключение 53

Список использованных источников 55

Приложение А Бизнес-модель облачных приложений 57

 

 

Перечень условных обозначений и сокращений

 

SaaS (Software as a Service) – приложения как сервис.

PaaS (Platform as a Service) – платформа как сервис.

IaaS (Infrastructure as a Service) – инфраструктура как сервис.

 

S+S (Software + Servise) – это альтернативная по отношению к SaaS технология, продвигаемая Microsoft. В отличии от модели SaaS, в которой пользователь получает доступ к приложению через браузер или тонкий клиент, модель S+S предполагает наличие достаточно функционального программного обеспечения, установленного на компьютере.

Появление S+S обусловлено  стремлением объединить сильные  стороны SaaS и десктопного ПО. С одной стороны, сохраняются преимущества от использования централизованного интернет-приложения (мобильность, глобальный доступ). С другой стороны, пользователь получает быстродействие и богатство интерфейса, свойственные десктопному ПО.

Однако, наряду с объединением преимуществ SaaS и традиционного ПО, объединяются и недостатки: клиентское приложение нужно поддерживать и обновлять, а данные все равно находятся у стороннего провайдера. В любом случае, данная модель имеет право на существование и уже с успехом используется во многих приложениях (например, Skype).

 

Облачные вычисления (Cloud Computing) – (Определение Национального института стандартов и технологий CША (NIST)) – это модель обеспечения повсеместного сетевого доступа по требованию к совместно используемому пулу конфигурируемых вычислительных ресурсов, которые можно быстро предоставить и внедрить с минимумом административных усилий или взаимодействия с сервис-провайдером. У облачных вычислений также должны быть пять основных характеристик: самообслуживание по требованию, широкополосный сетевой доступ, пул ресурсов, возможность быстрой перенастройки или расширения и измеряемое обслуживание. Перечислены три сервисных модели - программа, платформа и инфраструктура в виде сервиса и четыре модели внедрения - частная, публичная, гибридная и общественная (community). Последняя определяется, как «облачная инфраструктура для использования ограниченным сообществом потребителей из организаций, имеющих общие интересы».

 

 

Введение

 

Облачные вычисления и  технологии являются сегодня одним  из ведущих трендов мирового ИТ рынка. Их обсуждают буквально все компании и аналитики, каждый так или иначе планирует их использование с целью создания продуктов и сервисов на их основе. Некоторые лишь прощупывают почву, для того, чтобы не оказаться позади и не упустить очевидные преимущества, которые предоставляют “облака”. Практически каждый месяц проходят конференции и семинары, посвященные “облаку” и облачным вычислениям, а ведущие аналитики предсказывают существенный рост как спроса на них, так и лавинообразное увеличение доходов для компаний, которые одними из первых будут предлагать облачные сервисы.

Этот феномен можно объяснить достаточно просто – наконец-то появляется решение, позволяющее существенно сократить затраты на ИТ-услуги, по-новому взглянуть на весь процесс автоматизации деятельности компаний и создания программного обеспечения, отказаться от высоких входных инвестиций в инфраструктуру и ее последующего поддержания, а также решить проблемы быстрого развертывания приложений, выхода на новые рынки, расширения клиентской базы, количества заказчиков и т.п.

Облачные вычисления представляют собой высокоэффективный инструмент повышения прибыли и расширения каналов продаж для независимых производителей программного обеспечения (Independent Software Vendors, ISV), операторов связи и VAR-посредников, расширяющих возможности существующих продуктов с целью их перепродажи конечным пользователям. Облачный подход позволяет организовать динамическое предоставление услуг, когда пользователи могут производить оплату по факту и регулировать объем своих ресурсов в зависимости от реальных потребностей без долгосрочных обязательств.

Существует большое количество вариантов определения для терминов “облачные вычисления” или “облачная платформа”. Это связано с тем, что различные поставщики стараются подчеркнуть уникальность своих предложений и выбирают разные названия, которые зачастую не совсем верно отражают реальную суть предлагаемых сервисов. Когда говорят про облачную платформу, обычно используют такие термины как “инфраструктура как сервис” (IaaS), “платформа как сервис” (PaaS) или “приложения как сервис” (SaaS).

Облачные вычисления обладают многими преимуществами по сравнению  с традиционными решениями для  построения инфраструктур предприятий, предложению сервисов и услуг  и т.п. Среди таких преимуществ  выделяются:

• гибкость;
• масштабируемость;
• оплата за фактически использованные ресурсы;
• высокая надежность и отказоустойчивость.

Предлагаемые облачные платформы  и сервисы сегодня отличаются как по функционалу, так и стоимости. В зависимости от поставленных задач  необходимо правильно выбрать поставщика и определить оптимальный план использования.

Корпорация Microsoft предлагает свою платформу Windows Azure, которая содержит множество сервисов, имеет гибкие планы подписок, поддерживает различные средства и языки разработки приложений. Платформа быстро развивается и на сегодня она включает в себя более 5 основных видов услуг, от облачного хостинга веб-сайтов до полноценной архитектуры предприятия со множеством сервисов, виртуальными машинами, хранилищами данных и прочее.

 

 

1 Облачные вычисления

 

При рассмотрении темы облачных вычислений необходимо выяснить ответы на основные вопросы [1], которые помогут понять что же это на самом деле:

• где располагаются приложения;
• основные характеристики облачных вычислений;
• предоставляемые сервисы;
• границы управляемости.

Получив ответы на эти вопросы  можно перейти к рассмотрению существующих платформ и бизнес-моделей, которые они предлагают.

1.1 Где располагаются приложения?

 

Обсуждая облачные вычисления, следует обращать внимание на то, где  располагаются приложения. В настоящее  время существует три основных модели расположения приложений:

• в инфраструктуре заказчика;
• у компании-хостера;
• в облаке.

Расположение в инфраструктуре заказчика (on premises). Это наиболее традиционная модель развертывания приложений, существующая уже десятки лет. Размещение приложений в локальной инфраструктуре предполагает существенные начальные инвестиции в аппаратные ресурсы, программное обеспечение, сетевую инфраструктуру и персонал.

Такая модель – оплата, приобретение, владение – напрямую связана с  высокими капитальными затратами, но, в тоже время, она обеспечивает полный контроль за инфраструктурой, аппаратным и программным обеспечением.

Расположение у компании-хостера (hosting). Такая модель развертывания приложений, называвшаяся ранее Application Services Prodiver (ASP), а затем – SaaS или просто «хостинг» получила свое развитие несколько лет назад и является одним из наиболее популярных способов снижения расходов на информационные технологии. Она основана на аренде аппаратной платформы, программного обеспечения, соответствующей инфраструктуры и персонала, выполняющего ее обслуживание. Такая модель отличается меньшим контролем за инфраструктурой, аппаратным и программным обеспечением и базируется на оплате фиксированного числа ресурсов, что обычно предполагает оплату даже в тех случаях, когда арендуемые ресурсы не используются.

Расположение в облаке (cloud). Данная модель появилась совсем недавно. Она предполагает оплату по факту использования арендуемых аппаратных и программных ресурсов, что приводит к существенному снижению начальных расходов и переходу от капитальных инвестиций к операционным расходам. Такая модель отличается практически отсутствием контроля за инфраструктурой и аппаратным обеспечением, а при аренде программного обеспечения – еще и отсутствием контроля за ним.

Каждый подход имеет свои достоинства и недостатки, но, с  точки зрения экономики, самой важной характеристикой является оплата по факту использования, реализуемая  именно облачными вычислениями. Таким  образом:

Облачные вычисления – это такой подход к размещению, предоставлению и потреблению приложений и компьютерных ресурсов, при котором приложения и ресурсы становятся доступны через Интернет виде сервисов, потребляемых на различных платформах и устройствах. Оплата таких сервисов осуществляется по их фактическому использованию.

 

 

 

Рисунок 1.1 – Варианты расположения приложений

1.2 Основные характеристики  облачных вычислений

Масштабируемость

Ввод новых продуктов  и сервисов, расширение канала продаж и количества заказчиков требуют  от информационных систем организации  выдерживать растущие нагрузки и  обрабатывать большие объемы данных. Быстрая и надежная работа, исключающая  отказы в обслуживании, задержки в  ответах от системы и сбои позволяют  повысить лояльность и удовлетворенность  заказчиков. Масштабируемое приложение позволяет выдерживать большую  нагрузку, за счет увеличения количества одно временно запущенных экземпляров. Как правило, для одновременного запуска множества экземпляров  используется типовое оборудование, что снижает общую стоимость  владения и упрощает сопровождение  инфраструктуры.

Эластичность

Гибкая реакция на изменяющиеся условия ведения бизнеса является одной из характеристик успешного  бизнеса. Например, сложившаяся рыночная конъюнктура и действия конкурентов  могут потребовать быстро внедрить новый продукт или услугу, проведя  при этом полный цикл планирования, проектирования и разработки информационной системы. Эластичность позволяет быстро нарастить мощность инфраструктуры, без необходимости проведения начальных  инвестиций в оборудование и программное  обеспечение. Эластичность связана  с масштабируемостью приложений, так как решает задачу моментального  изменения количества вычислительных ресурсов, выделяемых для работы информационной системы.

Мультитенантность

Мультитенантность – это один из способов снижения расходов за счет максимального использования общих ресурсов для обслуживания различных групп пользователей, разных организаций, разных категорий потребителей и т.п. Мультитенантность может быть особенно привлекательна для компаний-разработчиков приложений, так как позволяет снизить собственные расходы на оплату ресурсов облачной платформы и максимально использовать доступные вычислительные ресурсы.

Оплата за использование

Оплата использованных ресурсов – это еще один атрибут облачных вычислений, позволяющий перевести  часть капитальных издержек в  операционные. Приобретая только необходимый  объем ресурсов, можно оптимизировать расходы, связанные с работой  информационных систем организации. А  в сочетании с мультитенантностью, разделяя ресурсы между различными потребителями, можно снизить расходы еще больше. Эластичность позволит быстро изменить объем ресурсов в сторону увеличения или уменьшения, тем самым, приведя расходы на ИТ в соответствие с фактическими потребностям организации.