Облачные Вычисления

Эссе «Облачные Вычисления»

В последние десятилетия технологии облачных вычислений и баз данных претерпели устойчивое развитие. Она также стала одной из самых развитых областей в области компьютерных наук. Облачные вычисления стали одной из самых эффективных платформ для развертывания веб-приложений. Он предлагает множество преимуществ, таких как масштабируемость, эластичность, экономия от масштаба и умеренное ценообразование. Облачные вычисления ввели новый способ распространения информации. Облачные вычисления предполагают выполнение различных типов задач с применением чьих-то компьютеров и программного обеспечения. Таким образом, технология баз данных позволяет пользователям эффективно и безопасно обмениваться объединенными ресурсами. В то же время облачные вычисления могут создавать ряд угроз безопасности информации и данных.

Введение

Развитие технологий в течение последних десятилетий привело к появлению ряда простых способов хранения и обмена информацией для пользователей. Действительно, существует огромное количество вычислительных платформ, таких как ноутбуки, персональные компьютеры и портативные устройства, которые обеспечивают легкий доступ к информации и услугам. Кроме того, веб-технологии позволяют получать информацию в любое время и в любом месте. Географические границы и расстояния между пользователями и службами были устранены. Для того чтобы обеспечить эффективное управление и администрирование приложений и данных, они были переданы в ядро сети, именуемое облаком.

Однако облачные вычисления остаются относительно новой областью, которую необходимо определить. В результате возникает целый ряд исследовательских проблем, требующих решения. В статье рассматриваются вопросы облачных вычислений и инфраструктуры баз данных, архитектуры облачных вычислений и согласованности приложений. В настоящем документе также рассматриваются различные модели услуг, такие как инфраструктура как услуга (IaaS), программное обеспечение как услуга (SaaS), платформа как услуга (PaaS) и Единая коммуникация как услуга (UCaaS). Также рассматриваются типы облачных вычислительных сред и особенности облачных баз данных. Наконец, в статье дается оценка сильных и слабых сторон облачных вычислений.

Чрезвычайная ситуация облачных вычислений

Чрезвычайная ситуация с облачными вычислениями относится к середине 20-го века. Например, первые концепции облачных вычислений были введены с применением крупномасштабных мэйнфреймов в университетах и корпорациях. Пользователи получили возможность совместно использовать доступ к компьютеру с нескольких терминалов. Этот процесс стал известен как разделение времени (Strachey, 1959). В 1990-е годы, с развитием вычислительных и телекоммуникационных технологий, облачные вычисления стали способны охватывать все серверы и сетевую инфраструктуру (Marks & Lozano, 2010).

Однако технология облачных вычислений в современном понимании впервые появилась в 1996 году. Внутренний документ Compaq стал первым примером облачных вычислений (Regalado, 2011). Развитие новых технологий началось в начале 21 века. Так, в 2006 году эластичное компьютерное облако было предложено компанией Amazon.com. В 2008 году был запущен ряд частных облаков, таких как OpenNebula. Облачные инфраструктуры стали способны предоставлять высококачественные услуги. Модель технологии per-use service-based получила свое развитие. Позже Rackspace Hosting, NASA, IBM и Oracle объявили о внедрении облачных вычислений и технологий баз данных (Marks & Lozano, 2010). Облачные вычисления стали неотъемлемой частью современных компьютерных технологий.

Определение облачных вычислений

Существует целый ряд определений облачных вычислений. В частности, его часто описывают как вычислительную систему, основанную на использовании интернета, которая включает в себя большие группы удаленных серверов, подключенных с целью обеспечения централизованного хранения данных и оперативного доступа к ресурсам (Mell & Grance, 2011). Технология облачных вычислений предусматривает использование вычислительных ресурсов, таких как аппаратное и программное обеспечение, которые передаются по сети как услуга. Таким образом, вычислительное оборудование и программное обеспечение могут быть использованы по требованию и должны быть оплачены на основе использования. В результате облачные вычислительные технологии изменили восприятие распределенных вычислений, таких как серверные клиентские вычисления (Wang, et al, 2012).

Национальный институт стандартов США предоставил несколько определений облачных вычислений. Согласно исследованиям Института, облачные вычисления можно определить как модель обеспечения повсеместного, удобного, доступного по требованию сетевого доступа к общему пулу настраиваемых вычислительных ресурсов (например, сетей, серверов, хранилищ, приложений и служб), которые могут быть быстро подготовлены и выпущены с минимальными усилиями по управлению или взаимодействию с поставщиками услуг (Mell, & Grance, 2011).

Технология облачных вычислений основана на концепции конвергентной инфраструктуры и общих сервисов. В частности, применение облачных вычислений предусматривает, что пользователи могут обмениваться и совместно использовать различные ресурсы. В то же время облачные вычисления позволяют достичь согласованности и экономии за счет масштаба. Это также требует максимизации эффективности общих данных и услуг. Согласно Sitaram & Manjunath (2011) “ "другие основные характеристики облачных вычислений включают предоставление самообслуживания по требованию, широкий доступ к сети и объединение ресурсов, быструю эластичность и измеряемое обслуживание".

Облачная База Данных

Данные традиционно передаются в различных форматах, основанных на XML. В результате технология баз данных должна была развиваться и развиваться, чтобы поддерживать XML и другие форматы данных. Несмотря на то, что все основные базы данных по-прежнему ориентированы на реляционное хранение данных, продукты баз данных способны обеспечить поддержку хранения и доступа к данным в формате XML. Традиционные реляционные базы данных должны были претерпеть серьезные изменения, чтобы поддерживать большие масштабы облачных вычислений. В результате сильно распределенная природа технологии облачных вычислений превратила базы данных в более специализированные структуры (Esrock, Munoz, & Neal, 2010).

Технология баз данных, используемая в облачных вычислениях, определяется как база данных, работающая на облачной платформе. Облачное хранилище не может быть обеспечено без применения технологии баз данных. Таким образом, Облачная база данных может быть определена как оптимизированная служба хранения, управления и поиска баз данных, предоставляемая по требованию пользователя через Интернет с сервера облачного провайдера (Ray & Deka, 2014).

В облаке база данных может обрабатываться двумя способами. Первый способ позволяет пользователям покупать виртуальные машины на определенный период. Такой метод известен как методы виртуальной машины. Пользователи могут загружать свои собственные изображения машин или использовать существующие. Второй способ дает возможность использовать базу данных в качестве сервиса. Он не требует запуска виртуальной машины. Он известен как Database as a service (DBaaS). В этом случае пользователям не нужно самостоятельно устанавливать базу данных. Провайдеры несут ответственность за работу облачных баз данных. Существует также третий тип операции с базой данных. В соответствии с этим методом база данных находится в облаке, но не предоставляется в качестве сервиса. Он управляется от имени пользователя.

Облачная база данных имеет две основные модели работы. Это база данных SQL и база данных NoSQL. Первая модель представлена базой данных Microsoft SQL Server или Oracle. Однако модель SQL не подходит для облачной среды. База данных NoSQL больше подходит для работы в облаке. База данных может обслуживать большие нагрузки на чтение и запись (Bai, 2014).

Облачная база данных имеет ряд преимуществ и недостатков. По данным Bhoyar and Chopde (2013), Облачная база данных обеспечивает лучшую доступность, более высокую производительность, большую гибкость и более низкие цены. В то же время трудно поддерживать целостность сложной облачной базы данных. Существуют также проблемы безопасности, отсутствие стандартов, охватывающих централизованную базу данных, и возрастание сложности.

Облачная Инфраструктура

Для правильной работы облачных вычислений необходима физическая и вычислительная инфраструктура. Физическая инфраструктура представлена механическими устройствами, обеспечивающими основу для работы облака. К таким устройствам относятся ввод и распределение электроэнергии, генераторы, источники питания, инфраструктурные перегородки и системы безопасности, стеллажи и шкафы. Вычислительная инфраструктура отвечает за функционирование в качестве центра обработки данных. Вычислительная инфраструктура не может быть отнесена к определенному серверу. Она включает внешние и внутренние сети, подключение к Интернету, устройства хранения данных, инфраструктуру вычислительного оборудования, такую как серверы или машины хранения данных, а также инфраструктуру вычислительного программного обеспечения (Carstensen et al, 2012).

Таким образом, инфраструктура представляет собой платформу для визуализации облачной среды как сервиса. Облачная инфраструктура также должна реализовывать фундаментальные ограничения. Они включают прозрачность, безопасность, масштабируемость и интеллектуальный мониторинг.

Облачная Архитектура

Архитектура облачных вычислений является неотъемлемой частью технологии. Он представлен количеством компонентов, обеспечивающих работу облака. Облачная архитектура состоит из определенного количества компонентов. Компоненты взаимодействуют друг с другом, чтобы обеспечить обслуживание через Свободный механизм, известный как очередь. Структура облачных вычислений может быть представлена фронт-энд-и бэк-энд-платформами.

Платформа Front end определяется как клиентская часть облачной структуры. Она традиционно представлена интерфейсами и приложениями, предоставляющими пользователю доступ к облачным вычислениям. Примером фронтальной платформы является веб-браузер. Задняя часть структуры представляет собой облако. В частности, он состоит из соединений, необходимых для работы механизма облачных вычислений. Таким образом, back end включает в себя различные типы систем хранения данных, виртуальные машины, приложения и механизмы безопасности, модели развертывания, серверы и службы (Carstensen et al, 2012). Сочетание двух платформ представляет собой облачную структуру. Обе платформы соединены с помощью сети и облачной системы доставки. Традиционно сеть представлена Интернетом.

Модели Облачных Вычислений

Платформа как услуга, инфраструктура как услуга и программное обеспечение как услуга являются тремя основными компонентами сервиса облачных вычислений. IaaS предоставляет организации модель аутсорсинга оборудования, необходимого для выполнения операций. IaaS предвидит, что для правильной работы системы должна существовать основа. Он обеспечивает все необходимые инфраструктурные компоненты хранения данных, серверов и сетей. Поставщик услуг владеет и обслуживает оборудование. Клиент обычно платит за использование оборудования. Таким образом, клиент арендует инфраструктуру, а не покупает ее. Поставщик имеет лучшие навыки в эксплуатации инфраструктуры, и клиент получает хорошее качество обслуживания (Bhoyar & Chopde, 2013).

Программное обеспечение как услуга может быть определено как модель распространения программного обеспечения, когда приложения принадлежат поставщику, который несет ответственность за предоставление их клиенту. SaaS несет ответственность за качество арендуемой инфраструктуры, и клиент должен платить только за программное обеспечение, которое он использует (Marks & Lozano, 2010).

Платформа как услуга-это способ, который помогает арендовать необходимое оборудование, операционные системы или хранилища через Интернет. Он предоставляет клиенту возможность арендовать виртуализированные серверы и сервисы для использования существующих или разработки новых приложений. PaaS гарантирует, что операционная система может часто обновляться. PaaS предоставляет возможность построить что-то ценное. Он отличается от инфраструктуры тем, что клиент должен беспокоиться о базовых услугах. Он также отличается от SaaS тем, что не имеет никакой ценности до тех пор, пока работа не будет начата. Клиент может использовать платформу для создания программного обеспечения, не решая проблемы разработки программного обеспечения (Bhoyar & Chopde, 2013).

С развитием технологий облачные вычисления начали принимать еще одну модель обслуживания, известную как унифицированная коммуникация как услуга. UCaaS представлен мультиплатформенными системами связи, передаваемыми по сети поставщиком услуг. UCaaS может применяться в различных устройствах и включать IP-телефонию, обмен сообщениями или мобильную конференц-связь.

Виды облачных вычислений

Существуют различные типы облачных вычислений. Они включают частные облака, публичные облака и гибридные облака. Частный тип облачных вычислений определяется как система, предоставляющая услуги для одной организации. Это требует определенного уровня вовлеченности для достижения виртуализации бизнес-среды организации. Таким образом, частное облако требует применения мер безопасности. Публичное облако предполагает, что услуги предоставляются через сеть, которая остается открытой для публичного использования. Публичные облака обычно бесплатны или предлагают услуги по модели оплаты за использование. Таким образом, публичное облако принадлежит организации, которая продает облачные сервисы. Общедоступные облака доступны для общей публичной группы. Среди наиболее популярных частных облаков-Amazon AWS, Microsoft и Google service providers. Гибридное облако представляет собой комбинацию двух или более типов облаков. В частности, hybrid cloud предлагает использовать преимущества комбинированных облаков. Интегрируя различные типы облаков в единую структуру, такой тип облаков может расширить пропускную способность или возможности частных и публичных облаков. Однако гибридные облака не могут обеспечить достаточный уровень гибкости и безопасности (Bhoyar & Chopde, 2013).

Однако существуют и другие виды компьютерного помутнения. Среди них есть community cloud, distributed cloud, inter - и multicloud. Community cloud обеспечивает совместное использование облачной инфраструктуры между определенными организациями. Он может управляться внутри компании или сторонним поставщиком услуг. Распределенное облако предполагает, что услуги предоставляются количеством машин, расположенных в разных местах и Соединенных через единую сеть. Intercloud основан на применении принципа network to networks. Он представляет собой соединение большого количества облаков. Multicloud объединяет несколько облачных сервисов в единую структуру (Bhoyar & Chopde, 2013).

Сильные и слабые стороны облачных вычислений

Ключевые преимущества облачных вычислений определяются специализацией и экономией масштаба. Облачные вычисления позволяют пользователям обмениваться возможностями компьютерных технологий и предоставлять услуги большому количеству клиентов. Это также дает возможность снизить затраты. В частности, согласно облачным вычислениям, все ресурсы распределяются между пользователями. В результате услуги оказываются по сниженной стоимости. Таким образом, одним из самых больших преимуществ облачных вычислений является экономическая эффективность. Применение технологии облачных вычислений предоставляет пользователям во всем мире возможность исключить расходы, связанные с обслуживанием программного обеспечения, хранением и управлением данными. Еще одно преимущество облачных вычислений определяется как возможность удобства и непрерывной доступности данных, хранящихся в облаке. Действительно, облачные вычисления позволяют пользователям получить легкий доступ к данным, хранящимся в облаке. Кроме того, облачные вычисления предлагают упрощенный процесс резервного копирования данных и восстановления информации. Другие сильные стороны облачных вычислений включают масштабируемость, возможность быстрого развертывания и легкой интеграции информации, а также большие емкости хранения данных. При использовании облачных вычислений пользователи также получают возможность увеличить разнообразие устройств и независимость от местоположения. Еще одним преимуществом облачных вычислений является предоставление услуг по запросу. Он также обеспечивает гибкость технологии и динамическую масштабируемость. Общая инфраструктура облачных вычислений также позволяет упростить техническое обслуживание. Облачные вычисления также обеспечивают разнообразную поддержку платформ и более быстрое управление (Mahmood, 2014). Наконец, технология облачных вычислений остается экологически чистой.

В то же время существует ряд ограничений применения облачных вычислений. Одна из самых больших проблем связана с вопросами безопасности. Облачные вычисления предусматривают раскрытие конфиденциальной информации стороннему поставщику облачных услуг. Частное хранилище информации в облаке также может стать мишенью хакерских атак. В результате вопросы безопасности остаются самой большой проблемой применения облачных вычислительных технологий. Таким образом, пользоваться услугой необходимо у самых надежных провайдеров. Интернет-технологии не могут быть полностью защищены. Еще одно ограничение облачных вычислений связано с техническими проблемами. В частности, в то время как облачные вычисления позволяют пользователям получать доступ к информации и приложениям в любое время, существует вероятность дисфункции структуры (Mahmood, 2014). Существует также необходимость в повышении гибкости облака. В частности, пока облако эксплуатируется на удаленной основе, существует возможность ограниченного контроля над функциями облака.

Вывод

Облачные вычисления можно определить как доставку вычислений в мировом масштабе с использованием интернет-технологий. Пользователям стал доступен доступ по требованию к любой информации и приложениям. Таким образом, облачные вычисления и Технологии баз данных предоставляют пользователям по всему миру возможность хранить данные и получать доступ по требованию к любым облачным приложениям без использования локального аппаратного и программного обеспечения. Облачные вычисления позволяют предоставлять аппаратное и программное обеспечение в качестве услуг. Они могут быть использованы по требованию и должны быть оплачены на основе использования. С точки зрения пользователя, облачные вычисления позволяют выполнять задачи с помощью чужого компьютера и программного обеспечения, предоставленного третьей стороной.

С развитием облачных вычислений Технологии баз данных также претерпели серьезные изменения. В частности, он должен был отвечать требованиям новых технологий и поддерживать большие масштабы облачных вычислений. В результате базы данных были преобразованы в более специализированные структуры. Технология баз данных, используемая в облачных вычислениях, определяется как оптимизированная служба хранения, управления и поиска баз данных, предоставляемая по требованию пользователя через Интернет с сервера облачного провайдера. Существуют различные методы, используемые для обработки базы данных в облаке. Они включают метод виртуальной машины и базу данных в качестве метода обслуживания. Облачная база данных также имеет две основные модели работы, такие как база данных SQL и база данных NoSQL.

Инфраструктура и структура облачных вычислений обеспечивают возможность эффективного и безопасного обмена данными и услугами. Физическая инфраструктура облака представлена механическими устройствами, такими как ввод и распределение электроэнергии, генераторы, источники питания, инфраструктура разделения и безопасности, стеллажи и шкафы. Такие устройства обеспечивают основу для работы в облаке. Вычислительная инфраструктура состоит из внешних и внутренних сетей, подключения к интернету, вычислительной аппаратной и программной инфраструктур. Архитектура облачных вычислений включает в себя компоненты, необходимые для обеспечения функционирования облака. Традиционно структура облака представлена в виде комбинации фронт-энд-и бэк-энд-платформ. Каждая из платформ имеет свои собственные компоненты. В частности, платформа front end содержит интерфейсы и приложения, которые предоставляют пользователю доступ к облачным вычислениям. Бэк-энд архитектуры связан с облаком. Он состоит из ряда соединений, обеспечивающих функционирование механизма облачных вычислений.

Существуют различные модели облачных вычислений. Например, они включают инфраструктуру как услугу, платформу как услугу и программное обеспечение как услугу. Однако с развитием технологий облачные вычисления приняли еще одну модель обслуживания, известную как унифицированная коммуникация как услуга. Облачные вычисления также включают в себя различные типы облаков. Они включают частные облака, публичные облака и гибридные облака. Каждое из облаков имеет свои особенности и характеристики. Однако существуют и другие виды компьютерного помутнения. Среди них есть community cloud, distributed cloud, inter - и multicloud.

Несмотря на то, что облачные вычисления предлагают много преимуществ, есть также несколько недостатков в применении этой технологии. В частности, существуют проблемы безопасности, связанные с количеством угроз, налагаемых на информацию, хранящуюся в облаке. Кроме того, облачные вычисления могут испытывать технические проблемы, связанные с возможностью дисфункции технологической структуры. Однако облачные вычисления стали одной из наиболее эффективных платформ для развертывания веб-приложений, которая предлагает множество преимуществ, таких как масштабируемость, эластичность, экономия на масштабе и умеренная цена.