Лекція. Інтегроване використання засобів опрацювання електронних документів.
План лекції
Виникнення і розвиток хмарних обчислень
Розподілені обчислення
Переваги хмарних обчислень
Недоліки хмарних обчислень
Література:
1. Краснянский М. Н. Основы педагогического дизайна и создания мультимедийных обучающих аудио/видео материалов:учебно-методическое пособие / М. Н. Краснянский, И. М. Радченко. – Тамбов: Прогресс, 2009. – 250 с.
2. Данилова О. Мультимедіа власноруч: текст, графіка, аудіо, анімація, відео / О. Данилова, В. Монако, Д. Монако. – К.: Вид.дім «Шкільний світ»: Вид. Л.Галіцина, 2012. – 140 с.
3. Осин А. В. Электронные образовательные ресурсы нового поколения: открытые образовательные модульные мультимедиа системы / А. В. Осин. – М.: Фолио, 2012. – 156 с.
4. Смолянинова О. Г. Мультимедиа в образовании: монография / О. Г.Смолянинова. – Красноярск: Краснояр. гос. ун-т., 2012. – 300 с.
5. Соловьева Г. К. Современные технологии для учителя / Г. К. Соловьева. – СПб.: БХВ-Петербург, 2013. – 160 с.
Хмарні (розсіяні) обчислення (англ. cloud computing, також використовується термін Хмарна (розсіяна) обробка даних) – технологія обробки даних, в якій комп'ютерні ресурси і потужності надаються користувачеві як Інтернет-сервіс. Користувач має доступ до власних даних, але не може управляти і не повинен піклуватися про інфраструктуру, операційну систему і власне програмне забезпечення, з яким він працює. Термін "Хмара" використовується як метафора, заснована на зображенні Інтернету на діаграмі комп'ютерної мережі, або як образ складної інфраструктури, за якою ховаються всі технічні деталі. Згідно з документом IEEE, опублікованим у 2008 році, "Хмарна обробка даних – це парадигма, в межах якої інформація постійно зберігається на серверах в Інтернет і тимчасово кешується на клієнтській стороні, наприклад, на персональних комп'ютерах, ігрових приставках, ноутбуках, смартфонах і т. ін".
Хмарні обчислення (англ. cloud computing), в інформатиці – це модель забезпечення повсюдного і зручного мережевого доступу на вимогу до загального пулу обчислювальних ресурсів, що конфігуруються (наприклад, мереж передачі даних, серверів, пристроїв зберігання даних, додатків і сервісів – як разом, так і окремо), які можуть бути оперативно надані і звільнені з мінімальними експлуатаційними витратами і/або зверненнями до провайдера.
Користувачі хмарних обчислень можуть значно зменшити витрати на інфраструктуру інформаційних технологій (у короткостроковому і середньостроковому планах) і гнучко реагувати на зміни обчислювальних потреб, використовуючи властивості обчислювальної еластичності (англ. Elastic computing) хмарних послуг.
За оцінкою IDC ринок публічних хмарних обчислень у 2011 році склав $47 млрд. – близько 15 % від усього ринку інформаційних технологій.
Спочатку концепція використання обчислювальних ресурсів за принципом системи комунального господарства була запропонована в 1960-их роках Джоном Маккарти.
Виникнення англомовного терміну почало активно обговорюватися в 2008 році в одній з тематичних Інтернет-конференцій. В результаті дискусії висувалися різні версії, за однією з яких термін сloud був уперше використаний головою компанії Google Эріком Шмідтом у виступі і набув поширення в засобах масової інформації. Інша популярна версія припускає, що термін cloud computing став широко вживатися в США з 2005 року після запуску компанією Amazon.com проекту Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) і широко поширився в бізнесі, серед постачальників інформаційних технологій і в науково-дослідному середовищі. Термін "хмара" використовується як метафора, заснована на зображенні Інтернету на діаграмі комп'ютерної мережі, або як образ складної інфраструктури, за якою ховаються усі технічні деталі.
Під час використання хмарних обчислень користувачі інформаційних технологій можуть істотно понизити капітальні витрати – на побудову центрів обробки даних, закупівлю серверного і мережевого устаткування, апаратних і програмних рішень із забезпечення безперервності і працездатності – оскільки ці витрати поглинаються провайдером хмарних послуг. Крім того, тривалий час побудови і введення в експлуатацію великих об'єктів інфраструктури інформаційних технологій і висока їх початкова вартість обмежують здатність споживачів гнучко реагувати на вимоги ринку, тоді як хмарні технології забезпечують можливість практично миттєво реагувати на збільшення попиту на обчислювальні потужності.
При використанні хмарних обчислень витрати користувача зміщуються у бік операційних – таким чином класифікуються витрати на оплату послуг хмарних провайдерів.
Для пояснення економічної складової хмарних підходів до обчислень часто використовується аналогія з послугами водо- або електропостачання, що надаються в розвинених інфраструктурах у відповідних комунальних мережах, легкодоступними відповідно потреб і оплачуваними відповідно до споживання, порівняно з розробкою кожним споживачем власного водозабору або монтуванням власної електроустановки.
Для забезпечення узгодженої роботи вузлів обчислювальної мережі на стороні хмарного провайдера використовується спеціалізоване проміжне програмне забезпечення, що забезпечує моніторинг стану устаткування і програм, балансування навантаження, забезпечення ресурсів для вирішення завдання.
Одним з основних рішень для згладжування нерівномірності навантаження на послуги є розміщення шару серверної віртуалізації між шаром програмних послуг і апаратним забезпеченням. В умовах віртуалізації балансування навантаження може здійснюватися за допомогою програмного розподілу віртуальних серверів відповідно до реальних, перенесення віртуальних серверів відбувається за допомогою живої міграції.
Концепція хмарних обчислень з публічною моделлю піддавалася критиці з боку співтовариства вільного програмного забезпечення і, зокрема, із сторони Річарда Столмана: «Використовувати веб-додатки для своїх обчислювальних процесів не варто, наприклад, тому, що користувач втрачає над ними контроль». І це не краще, ніж використовувати будь-яку проприетарну програму. Якщо користувач використовує будь-яку проприетарну програму або чужий веб-сервер, він стає беззахисним. Він повністю залежить від того, хто розробив це ПЗ.
Існує ймовірність, що з повсюдним приходом цієї технології стане очевидною проблема створення неконтрольованих даних, коли інформація, залишена користувачем, зберігатиметься роками без його відома, або він буде не в змозі змінити якусь її частину. Прикладом цього можуть служити сервіси Google, де користувач не в змозі видалити сервіси, що не використовуються і навіть видалити окремі групи даних, створені в деяких із них (FeedBurner, Google Friend Connect і, можливо, інші). Як альтернатива "очищенню" свого профілю в цих програмах пропонується створити новий. Проте не варто забувати про те, що ім'я користувача вже зайняте попереднім обліковим записом, а нові – влаштовують не усіх. Оскільки хмарні обчислення будуть цілком проприетарні (відкритий API не виправляє ситуацію), поки немає надії на те, що користувачеві нададуть засіб для видалення своїх же даних на подібних серверах.
Крім того, деякі аналітики припускали появу в 2012 році проблем з хмарними обчисленнями. Так, наприклад, Марк Андерсон, керівник галузевого IT-видання Strategic News Service, вважає, що із-за значного припливу користувачів сервісів, що використовують хмарні обчислення (наприклад, Flickr або Amazon), росте кількість помилок і просочувань інформації з подібних ресурсів, а в 2012 році повинні були статися великі "катастрофи типу виходу з ладу, або катастрофи, пов'язані з безпекою". Так, наприклад, у 2009 році сервіс для зберігання закладок Magnolia втратив усі свої дані. Проте, багато експертів дотримуються тієї точки зору, що переваги і зручності переважують можливі ризики використання подібних сервісів.
Далеко не кожен знає, що таке хмарні технології, при цьому всі користуються ними, мало не щодня. Вікіпедія дає наступне визначення хмарних обчислень : «Хмарні обчислення (англ. cloud computing) – технологія розподіленої обробки даних, в якій комп'ютерні ресурси і потужності надаються користувачеві як Інтернет-сервіс». Термін "Хмара" використовується як метафора, заснована на зображенні Інтернету на діаграмі комп'ютерної мережі, або як образ складної інфраструктури, за якою ховаються усі технічні деталі. Згідно з документом IEEE, опублікованим у 2008 році, "Хмарна обробка даних - це парадигма, в межах якої інформація постійно зберігається на серверах в Інтернеті і тимчасово кешується на клієнтській стороні, наприклад, на персональних комп'ютерах, ігрових приставках, ноутбуках, смартфонах і т. ін". Перші ідеї, що побічно співвідносяться з тим, що ми сьогодні розуміємо під хмарними обчисленнями, і що описують можливість обчислень з використанням видалених обчислювальних центрів, відносяться ще до 70-х – 80-х років минулого століття. Проте публічна історія власне cloud computing в сучасній реалізації починається приблизно з 2006 року. Саме тоді компанія Amazon представила свою інфраструктуру веб-сервісів (Web Services), яка забезпечує не лише хостинг, але й надає клієнтові віддалені обчислювальні потужності. Услід за Amazon аналогічні сервіси представили Google, Sun і IBM. А в 2008 році свої плани в цій області озвучила компанія Microsoft. Але найбільший інтерес до цих мереж істотно проявився після анонсування корпорацією Google операційної системи Chrome, яка повністю заснована на хмарі. Яскравим представником хмарної технології є робота поштового сервісу. Якщо користувач заходить на сайт сервісу – він користується хмарним сервісом, якщо завантажує кореспонденцію засобами поштового клієнта – то це вже не хмарна технологія. Ще як приклад можна розглянути обробку фотографій : на комп'ютері через Photoshop – це не хмара, а через сервіс Picasa – хмара. Межа розподілу хмари чи не хмари представлена в методі зберігання і обробки інформації. Хмарною називається будь-яка технологія, де процес відбувається не на призначеному для користувача терміналі, а на сервері в мережі. Найбільшого поширення хмарні технології отримали у великих компаніях. За рахунок використання подібної технології вони вже зараз економлять чималі засоби. Адже навіщо купувати кожному співробітникові комп'ютер з багатоядерним процесором, хорошою відеокартою й іншим, коли можна поставити один сервер і багато простеньких комп'ютерів, які б мали доступ до його обчислювальної потужності. Окрім того, користувач одержує безмежний доступ до своєї інформації, де б він не знаходився.
Одна справа компанії, інше – повсякденне використання хмарних технологій рядовими користувачами, до якого нас раз у раз підштовхують видатні Інтернет-гіганти. Безліч хмарних технологій, які вже зараз доступні користувачам так і ваблять до себе наївних користувачів як метеликів на полум'я. Наприклад, той же Google Docs, Picasa і інші сервіси мають мільйони користувачів у всьому світу, а ще компанія хоче випустити нетбук, який повною мірою працюватиме за технологією хмарної мережі. По суті звичайний міні-ноутбук з рядовими характеристиками і мінімальним об'ємом пам'яті зможе дати користувачеві величезні можливості, єдина умова - узяти їх можна буде тільки через вікно браузера.
Розподілені обчислення
Якщо в процесі використання хмарних технологій користувач зберігає інформацію в Інтернеті, то при розподілених обчисленнях він дає можливість своєму комп'ютеру брати участь в будь-якому загальному проекті, працювати "на благо світу".
Здійснювати подібні обчислення дуже просто і, разом з тим, дуже складно. Дуже просто тому, що засновані вони на елементарній ідеї – велику частину часу ресурси вашого комп'ютера простоюють.
Небагато завдань можуть використовувати розподілені обчислення. Але ті, що використовують, вже успішно виконуються на комп'ютерах мільйонів користувачів. Причому якщо усе організовано правильно, то навантаження на процесор лягає тільки коли за комп'ютером ніхто не працює, так що встановлена програма-клієнт розподілених обчислень не повинна від цього страждати.
Перевагами хмарних обчислень є те, що користувач має можливість не купувати потужні комп'ютери. Зокрема, і організації можуть відмовлятися від придбання потужних серверів і йти "в хмари". Для розробника – контрольованість усього процесу. У разі виникнення проблеми їм істотно простіше буде змоделювати ситуацію, що викликала помилку, – адже усі дані і так зберігаються в них. Користувач оплачує послугу тільки тоді коли вона йому потрібна, а найголовніше він платить тільки за те, що використовує.
Хмарні технології дозволяють економити на придбанні, підтримці, модернізації ПЗ і устаткування.
Маcштабованість, відмовостійкість і безпека – автоматичне виділення і звільнення необхідних ресурсів залежно від потреб додатку. Технічне обслуговування, оновлення ПЗ здійснює провайдер послуг.
Віддалений доступ до даних у хмарі – працювати можна з будь-якої точки на планеті, де є доступ в мережу Інтернет.
Розглядаючи про переваги "хмарних" обчислень, варто сказати і про недоліки, з якими зв'язаний перехід на "хмари". Найбільш суттєвий з них - загроза інформаційної безпеки. В умовах жорсткої конкуренції, найбільше компанії бояться витоків даних з мережі "хмарного" провайдера внаслідок перехоплення інформації, втрати контролю над даними і додатками, неможливості знищення даних, дій інсайдера на стороні провайдера або інших користувачів "хмари". Для захисту можна використовувати шифрування даних або їх знеособлення. При цьому шифрувати треба не лише ті дані, що зберігаються в провайдера, а й канал зв'язку з ним. Проте доки рішення, які дозволяли б ефективно захищати дані в "хмарі", не вироблені.
Ще одним недоліком можна назвати прив'язку "хмарної" технології до конкретного постачальника послуг, збої на стороні провайдера, вихід з ладу інтерфейсу адміністрування, банкрутство і поглинання оператора. Компанії не даремно побоюються цих подій, оскільки це може принести їх бізнесу значний матеріальний збиток.
До інших ризиків можна віднести втрату зв'язку з мережею провайдера, DDoS-атаки і втрату відповідності вимогам регулювальників. Ці ризики можна понизити за допомогою правильного складання угоди про рівень обслуговування (Service Level Agreement, SLA), яке дозволить компенсувати частину збитків. Нормативні вимоги можуть змінюватися з часом, а закон "Про персональні дані" і зовсім робить "хмарні" обчислення непридатними на практиці. Проте, в деяких випадках хмарну систему можна зробити навіть захищенішою, ніж традиційну архітектуру, за рахунок розподілу обов'язків і правильно складених домовленостей.
В першу чергу, це, звичайно, повна залежність користувача від підключення до Інтернету. Без Інтернету відразу пропадає все – листи, документи, контакти, ігри, заплановані завдання, встановлені будильники тощо. Ну і, звичайно, зростає ціна помилки. Якщо у виробника виникає будь-який збій, він ризикує втратити або видати у відкритий доступ усі дані. Так, наприклад, у 2009 році сервіс для зберігання закладок Magnolia втратив усі свої дані. Не можна сказати, що вірогідність цього вища, ніж поломка або втрата ноутбука користувача, але просто масштаб катастрофи може бути дійсно великий.
Користувач не є власником і не має доступу до внутрішньої хмарної інфраструктури. Збереження призначених для користувача даних залежить від компанії провайдера. Зазначимо певні недоліки:
- недолік актуальний для українських користувачів: для отримання якісних послуг користувачеві необхідно мати надійний і швидкий доступ до мережі Інтернет.
- відсутність загальноприйнятих стандартів у напрямі безпеки хмарних технологій.
Контрольні запитання
1. Ким була вперше запропонована концепція використання обчислювальних ресурсів за принципом системи комунального господарства?
2. Яка історія виникнення назви «хмарні» обчислення?
3. Які переваги використання хмарних обчислень для користувача?
4. Які переваги використання хмарних обчислень для розробника?
5. У чому полягає економічна вигода використання хмарних обчислнень?
6. Які недоліки хмарних обчислень?
7. Які програмні продукти дозволяють використовувати хмарні обчислення?
8. Які розробники програмного забезпечення пропагують хмарні обчислення?
9. Які тенденції у використанні хмарних обчислень спостерігаються в останній час?
10. Які основні послуги надають технології хмарних обчислень?