Создание распределенных вычислительных сред на основе технологии вычислительных облаков
В данной статье рассмотрены принципы создания распределенных вычислительных сред на основе технологии вычислительных облаков. Проведенный анализ показывает, что вычислительные облака обладают следующими преимуществами: увеличение доступных вычислительных мощностей, обеспечение пользователей неограниченным дисковым пространством, высокоскоростная обработка данных, оплачивание фактического использования компьютерных ресурсов и т. д.
Ключевые слова: распределенное вычисление, вычислительные облака, вычислительная система, услуги вычислительных облаков, вычислительная среда, распределение нагрузки
В настоящее время вычислительных мощностей персональных компьютеров бывает недостаточно для решения сложных задач, требующих мощных вычислительных ресурсов и больших объемов памяти и относящихся к разным областям науки, таким как физико-химические процессы и ядерные реакции, моделирование развития экономики, криптография, геология, создание новых лекарственных препаратов и др. Для выполнения сложных вычислений и быстрой обработки и передачи информации при решении указанных задач пользователи используют суперкомпьютеры, имеющие высокую вычислительную производительность и большие объемы памяти [1]. Большинство государств и организаций не имеет возможностей приобрести такие дорогостоящие суперкомпьютеры, однако потребность в вычислительных ресурсах у этих государств и организаций велика. Быстрое развитие информационных и сетевых технологий в последнее время привело к увеличению вычислительной мощности компьютерных сетей (КС). Таким образом, возникла идея создать распределенные вычислительные среды (PBC.) из общедоступных компьютеров на базе сетей для решения сложных задач. Использование КС для решения этой проблемы уже сегодня - дело вполне реальное. Такая технология рассматривается мировым сообществом как наиболее перспективная для проведения распределенных вычислений, использующих географически рассредоточенные ресурсы [2].
|
|
|
Использование в ежедневной практической деятельности удаленного доступа к вычислительным системам с применением высокоскоростных каналов связи открывает новые возможности для пользователей. Такой рост возможностей получения пользователями вычислительных ресурсов и памяти привел к качественному изменению принципов организации распределенной вычислительной среды.
Модели облачных вычислений
В настоящее время в мире проводятся интенсивные исследовательские работы по созданию системы вычислительных облаков (С1оиd Сотриting), с помощью которых решение задач обходится намного дешевле по сравнению с суперкомпьютерами. Таки системы, осуществляющие большие вычисления, создаются на основе компьютерных сетей, имеющих высокоскоростные каналы связи.
|
|
|
Cloud Computing рассматриваются как приложения, поставляемые в качестве услуги через сеть Интернет, и аппаратные и программные системы в центрах обработки данных, которые предоставляют эти услуги. Облачные вычисления являются относительно новой концепцией, она стала популярной в последнее время. Облако использует технологию виртуализации, и в сущности облачных вычислений есть логическое разделение между различными узлами, где каждый узел выступает как отдельные физические машины пользователя. В отличие от распределенных вычислений, оно подключает вместе несколько распределенных компьютеров, чтобы сформировать большой логический компьютер, который может обрабатывать большие объемы данных и вычислений. В случае облачных вычислений технология виртуализации позволяет каждый узел отображать как отдельный физический компьютер, через который пользователь может загрузить специальное программное обеспечение и операционную систему на каждом узле и настроить пользовательские правила для каждого узла [2, 3]
|
|
|
Идея облачных вычислений следует из параллельной обработки распределенных вычислений и Grid-компьютинга. При том, что существует сходство между ними, работают они по-разному. Хотя облачные вычисления являются развивающейся областью информатики, идея реализовалась в течение нескольких лет. Для ее обозначения используется термин "облачные вычисления", поскольку данные и приложения существуют на "облаке" вебсерверов. Концепция облачных вычислений может быть определена как обмен и использование приложений и ресурсов сетевого окружения, при этом пользователей не интересует их принадлежность [4].
Отличительные характеристики вычислительных облаков следующие:
· доступность - всем, из любой точки, где есть сеть Интернет, с любого компьютера, где есть браузер;
· дешевизна - плати столько, сколько используешь, позволь себе дорогие, мощные компьютеры и программы;
· простота - не требуются покупка и настройка программ и оборудования, их обновление;
· гибкость - неограниченность вычислительных ресурсов (память, процессор, диски);
· широкий выбор - программы и сервисы без установки на локальный компьютер, компьютеры любой конфигурации удаленно.
|
|
|
Были определены три модели облачных вычислений: открытая, частная и гибридная (рисунок 11) [5].
Открытые (общественные) облака - открыты для использования широкой общественностью. Они находятся за пределами брандмауэра и полностью управляются поставщиком. Пользователями могут быть частные лица, корпорации и т. д. Операции и функции предоставляются как услуга через сеть Интернет, что обеспечивает доступ к соответствующим технологическим сервисам для пользователей, не обладающих знаниями, опытом использования и администрирования технологической инфраструктуры, лежащей в основе таких сервисов. Такие облака также называются "внешними".
Основные преимущества использования общественных облаков:
| Гибридные облака |
| Частные облака |
| мост |
| Общественные облака |
Рисунок 11 – Модель системы облачных вычислений
• масштабируемость для удовлетворения потребностей;
• плата за фактическую услугу (pay as you go).
Амазонки Web Services и Google App Engine являются хорошими примерами общественных облачных вычислений.
Частные облака - облако размещено в пределах организации. Частные облака имеют много преимуществ перед общественными облаками, например, данные и процессы управляются в рамках организации, нет никаких дополнительных правил безопасности, юридических требований или ограничений пропускной способности, которые могут присутствовать в общественных облаках. Кроме того, с помощью частных облаков поставщики и пользователи имеют контроль над инфраструктурой и повышением уровня безопасности, поскольку доступ пользователей в используемые сети ограничен. Данное облако создается организацией для собственных сотрудников, а операции/функции предоставляются по защищенной брандмауэром внутренней сети предприятия, но не по сети Интернет. Владелец частного облака не обеспечивает совместного доступа к ресурсам других компаний, поэтому не возникает проблем, связанных с наличием нескольких владельцев. Такие облака также называются "внутренними". Частные облака имеют следующие недостатки: по сравнению с общественными облаками развитие частных облаков требует вложений в оборудование и найма собственных специалистов.
Гибридные облака — сочетание открытого и частного облаков. Пользователи модели обычно держат критически важные бизнес-данные и услуги под контролем, происходит аутсорсинг менее критической обработки и информации для общественности поставщиком облака. Организация устанавливает правила и политику на основании таких факторов безопасность, критичность и базовая инфраструктура, с тем чтобы действия и задачи распределялись соответственно по внешним или внутренним облакам.
Технология Cloud Computing дает пользователям доступ к мощным вычислительным ресурсам и хранилищам данных, при этом местонахождение и настройки этих ресурсов для пользователя не имеют значения.
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 419; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!