Výukový program pre cloud computing pre začiatočníkov: Čo je & Architektúra

Čo je cloud computing?

Cloud Computing je definovaný ako ukladanie a prístup k dátam a výpočtovým službám cez internet. Neukladá žiadne údaje na vašom osobnom počítači. Je to dostupnosť počítačových služieb na požiadanie, ako sú servery, ukladanie dát, sieťové pripojenie, databázy atď. Hlavným účelom cloud computingu je poskytnúť prístup k dátovým centrám mnohým používateľom. Používatelia majú tiež prístup k údajom zo vzdialeného servera.

Príklady cloudových výpočtových služieb: AWS, Azure, Google Cloud

Naučme sa základy cloud computingu na príklade -

Kedykoľvek cestujete autobusom alebo vlakom, beriete si lístok do cieľa a držíte sa na svojom mieste, kým sa nedostanete do cieľa. Rovnako si ostatní cestujúci berú cestovné lístky v rovnakom autobuse so sebou a ťažko vás obťažujú, kam idú. Keď zastaví, vystúpite z autobusu a poďakujete vodičovi. Cloudové výpočty sú presne také ako zbernica, ktoré prenášajú údaje a informácie pre rôznych používateľov a umožňujú využívať ich služby s minimálnymi nákladmi.

V tomto výučbe o cloudových výpočtoch sa naučíte

  • Druhy oblakov
  • Služby cloud computingu
  • Architektúra cloud computingu
  • Virtualizácia a cloud computing:
  • Grid Computing vs. Cloud Computing
  • Grid Computing a Utility Computing
  • Obavy o bezpečnosť a navrhovaný model zabezpečenia pre budúci cloud computing
  • Ochrana osobných údajov
  • Prípadová štúdia cloud computingu - kráľovská pošta

Prečo ten oblak mien?

Pojem „cloud“ vyšiel zo sieťového dizajnu, ktorý používali sieťoví inžinieri na predstavenie umiestnenia rôznych sieťových zariadení a vzájomného prepojenia. Tvar tohto sieťového dizajnu bol ako mrak.

Prečo Cloud Computing?

S nárastom počtu používateľov počítačov a mobilných telefónov sa ukladanie dát stalo prioritou vo všetkých oblastiach. Veľkým i malým podnikom sa dnes darí na ich dátach a na ich údržbu utratili obrovské množstvo peňazí. Vyžaduje silnú podporu IT a úložný uzol. Nie všetky podniky si môžu dovoliť vysoké náklady na internú IT infraštruktúru a zálohovanie podporných služieb. Pre nich je Cloud Computing lacnejším riešením. Možno sa jej efektívnosť pri ukladaní údajov, výpočtoch a nižších nákladoch na údržbu podarilo prilákať ešte väčšie podniky.

Cloudové výpočty znižujú hardvérové ​​a softvérové ​​nároky zo strany používateľa. Jediná vec, ktorú musí byť používateľ schopný spustiť, je softvér rozhrania cloudových výpočtových systémov, ktorý môže byť rovnako jednoduchý ako webový prehľadávač, a o zvyšok sa stará cloudová sieť. Všetci sme niekedy zažili cloud computing, niektoré populárne cloudové služby, ktoré sme používali alebo stále používame, sú poštové služby ako gmail, hotmail alebo yahoo atď.

Pri prístupe k e-mailovej službe sú naše údaje uložené na serveri typu cloud a nie na našom počítači. Technológia a infraštruktúra za cloudom sú neviditeľné. Je menej dôležité, či sú cloudové služby založené na protokole HTTP, XML, Ruby, PHP alebo iných špecifických technológiách, pokiaľ sú užívateľsky prívetivé a funkčné. Jednotlivý používateľ sa môže pripojiť k cloudovému systému zo svojich vlastných zariadení, ako je stolný počítač, notebook alebo mobilný telefón.

Cloudové výpočty efektívne využívajú malé podniky s obmedzenými zdrojmi a poskytujú malým podnikom prístup k technológiám, ktoré predtým boli mimo ich dosahu. Cloudové výpočty pomáhajú malým podnikom prevádzať náklady na údržbu na zisk. Uvidíme ako?

Na internom serveri IT musíte venovať veľkú pozornosť a zabezpečiť, aby systém neobsahoval chyby, aby fungoval bez problémov. A v prípade akejkoľvek technickej poruchy ste úplne zodpovedný; bude hľadať veľa pozornosti, času a peňazí na opravu. Zatiaľ čo pri cloudovom výpočte nesie poskytovateľ služieb úplnú zodpovednosť za komplikácie a technické chyby.

Výhody cloud computingu

Potenciál úspory nákladov je hlavným dôvodom prijatia cloudových služieb mnohými organizáciami. Cloudové výpočty poskytujú slobodu využívať služby podľa požiadaviek a platiť iba za to, čo používate. Vďaka cloudovému počítaču je možné prevádzkovať IT operácie ako externe zabezpečená jednotka bez väčšieho množstva vlastných zdrojov.

Teraz sa v tomto výučbe pre Cloud Computing dozvieme výhody Cloud Computing. Výhody cloud computingu sú nasledujúce:

  1. Nižšie IT infraštruktúry a náklady na počítače pre používateľov
  2. Zlepšený výkon
  3. Menej problémov s údržbou
  4. Okamžité aktualizácie softvéru
  5. Vylepšená kompatibilita medzi operačnými systémami
  6. Zálohovanie a obnova
  7. Výkon a škálovateľnosť
  8. Zvýšená úložná kapacita
  9. Zvýšiť bezpečnosť údajov

Druhy oblakov

Existujú štyri rôzne cloudové modely, ktoré si môžete predplatiť podľa obchodných potrieb. Nasledujú rôzne typy oblakov:

Druhy oblakov
  1. Private Cloud: Tu , výpočtové zdroje sú rozmiestnené na jednu konkrétnu organizáciu. Táto metóda sa viac používa na vnútropodnikové interakcie. Miesta, kde môžu byť počítačové zdroje riadené, vlastnené a prevádzkované rovnakou organizáciou.
  2. Komunita Cloud: Tu , výpočtové zdroje sú k dispozícii pre komunity a organizácií.
  3. Verejný cloud: Tento typ cloudu sa zvyčajne používa na interakcie typu B2C (Business to Consumer). Počítačový zdroj tu vlastní, riadi a prevádzkuje vláda, akademická alebo obchodná organizácia.
  4. Hybridný cloud: Tento typ cloudu je možné použiť pre oba typy interakcií - B2B (Business to Business) alebo B2C (Business to Consumer). Táto metóda nasadenia sa nazýva hybridný cloud, pretože výpočtové zdroje sú navzájom spojené rôznymi mrakmi.

Služby cloud computingu

Tri hlavné ponuky cloudových výpočtov sú

  • Softvér ako služba (SaaS)
  • Platforma ako služba (PaaS)
  • Infraštruktúra ako služba (IaaS)

Rôzne podniky používajú niektoré alebo všetky tieto komponenty podľa svojich požiadaviek.

SaaS (softvér ako služba)

SaaS alebo softvér ako služba je model distribúcie softvéru, v ktorom sú aplikácie hostené predajcom alebo poskytovateľom služieb a sprístupňované zákazníkom prostredníctvom siete (internetu). SaaS sa stáva čoraz rozšírenejším modelom doručovania ako základné technológie, ktoré podporujú architektúru orientovanú na služby (SOA) alebo webové služby . Prostredníctvom internetu je táto služba dostupná používateľom kdekoľvek na svete.

Softvérové ​​aplikácie bolo tradične potrebné zakúpiť vopred a potom ich nainštalovať do počítača. Používatelia SaaS sa na druhej strane namiesto zakúpenia softvéru predplatia, zvyčajne mesačne prostredníctvom internetu.

Každý, kto potrebuje prístup k určitej časti softvéru, si môže predplatiť ako užívateľ, či už sú to jeden alebo dvaja ľudia alebo tisíce zamestnancov spoločnosti. SaaS je kompatibilný so všetkými zariadeniami s pripojením na internet.

Pomocou SaaS je možné vykonať mnoho dôležitých úloh ako účtovníctvo, predaj, fakturácia a plánovanie.

PaaS (platforma ako služba)

Platforma ako služba, označuje sa ako PaaS, poskytuje platformu a prostredie, ktoré umožňuje vývojárom vytvárať aplikácie a služby. Táto služba je hostená v cloude a používatelia k nej majú prístup cez internet.

Ak to chcete jednoducho pochopiť, porovnajte to s maľovaním obrázka, kde vám učiteľ školy poskytne farby na maľovanie, rôzne štetce a papier a stačí pomocou týchto nástrojov nakresliť krásny obrázok.

Služby PaaS sa neustále aktualizujú a pribúdajú nové funkcie. Vývojári softvéru, weboví vývojári a firmy môžu mať z PaaS úžitok. Poskytuje platformu na podporu vývoja aplikácií. Zahŕňa služby softvérovej podpory a správy, skladovanie, sieťové pripojenie, nasadenie, testovanie, spoluprácu, hosťovanie a údržbu aplikácií.

IaaS (infraštruktúra ako služba)

IaaS (Infrastructure As A Service) je jedným zo základných modelov služieb cloud computingu popri PaaS (Platform as a Service). Poskytuje prístup k výpočtovým zdrojom vo virtualizovanom prostredí „cloud“ na internete. Poskytuje výpočtovú infraštruktúru, ako je priestor virtuálnych serverov, sieťové pripojenia, šírka pásma, nástroje na vyrovnávanie zaťaženia a adresy IP. Skupina hardvérových zdrojov sa extrahuje z viacerých serverov a sietí zvyčajne distribuovaných v mnohých dátových centrách. To poskytuje redundanciu a spoľahlivosť pre IaaS.

IaaS (Infraštruktúra ako služba) je kompletný balík pre prácu s počítačom. Pre malé podniky, ktoré hľadajú zníženie nákladov na IT infraštruktúru, je IaaS jedným z riešení. Ročne sa vynakladá veľa peňazí na údržbu a nákup nových komponentov, ako sú pevné disky, sieťové pripojenia, externé úložné zariadenia atď., Ktoré by vlastník firmy mohol ušetriť na ďalšie výdavky pomocou IaaS.

Čo je to architektúra cloud computingu?

Cloud Computing Architecture je kombinácia komponentov vyžadovaných pre službu Cloud Computing. Cloudová výpočtová architektúra sa skladá z niekoľkých komponentov, ako je front-end platforma, back-end platforma alebo servery, sieťová alebo internetová služba a cloudová doručovacia služba.

Poďme sa pozrieť na Cloud Computing a pozrime sa, z čoho sa Cloud Computing skladá. Cloud computing sa skladá z dvoch komponentov frontend a back-end. Klientske rozhranie pozostáva z klientskej časti cloudového výpočtového systému. Skladá sa z rozhraní a aplikácií, ktoré sú potrebné na prístup k platforme Cloud Computing alebo Cloud Programming.

Architektúra cloud computingu

Zatiaľ čo back-end odkazuje na samotný cloud, pozostáva zo zdrojov, ktoré sú potrebné pre služby cloud computingu. Skladá sa z virtuálnych strojov, serverov, dátových úložísk, bezpečnostného mechanizmu atď. Je pod kontrolou poskytovateľov.

Cloudové výpočty distribuujú súborový systém, ktorý sa rozprestiera na viacerých pevných diskoch a strojoch. Dáta sa nikdy neukladajú iba na jednom mieste a v prípade zlyhania jednej jednotky ich automaticky prevezme druhá. Užívateľský priestor na disku je pridelený v systéme distribuovaných súborov, zatiaľ čo ďalšou dôležitou súčasťou je algoritmus na alokáciu prostriedkov. Cloud computing je silné distribuované prostredie a do veľkej miery závisí od silného algoritmu.

Virtualizácia a cloud computing

Hlavnou podpornou technológiou pre Cloud Computing je virtualizácia. Virtualizácia je rozdelenie jedného fyzického servera na viac logických serverov. Po rozdelení fyzického servera sa každý logický server správa ako fyzický server a môže nezávisle prevádzkovať operačný systém a aplikácie. Mnoho populárnych spoločností, ako sú VmWare a Microsoft, poskytuje virtualizačné služby, kde namiesto toho, aby ste na ukladanie a výpočet používali svoj osobný počítač, použijete ich virtuálny server. Sú rýchle, nákladovo efektívne a časovo nenáročné.

Pre vývojárov a testerov softvéru je virtualizácia veľmi užitočná, pretože umožňuje vývojárom napísať kód, ktorý beží v mnohých rôznych prostrediach, a čo je ešte dôležitejšie tento kód otestovať.

Virtualizácia sa používa hlavne na tri hlavné účely 1) Virtualizácia siete 2) Virtualizácia servera 3) Virtualizácia úložiska

Virtualizácia siete : Jedná sa o metódu kombinácie dostupných zdrojov v sieti rozdelením dostupnej šírky pásma na kanály, z ktorých každý je nezávislý od ostatných a každý kanál je nezávislý od ostatných a je možné ich priradiť ku konkrétnemu serveru alebo zariadeniu v reálny čas.

Virtualizácia úložiska: Jedná sa o združovanie fyzického úložiska z viacerých sieťových úložných zariadení do toho, čo sa javí ako jediné úložné zariadenie, ktoré je spravované z centrálnej konzoly. Virtualizácia úložiska sa bežne používa v sieťach úložných oblastí (SAN).

Virtualizácia servera: Virtualizácia servera je maskovanie serverových zdrojov, ako sú procesory, RAM, operačný systém atď., Od používateľov servera. Zámerom virtualizácie serverov je zvýšiť zdieľanie prostriedkov a znížiť záťaž a zložitosť výpočtov od používateľov.

Virtualizácia je kľúčom k odomknutiu cloudového systému, takže pre cloud je virtualizácia taká dôležitá, že oddeľuje softvér od hardvéru. Napríklad počítače PC môžu využívať virtuálnu pamäť na vypožičanie si ďalšej pamäte z pevného disku. Pevný disk má zvyčajne oveľa viac miesta ako pamäť. Aj keď sú virtuálne disky pomalšie ako skutočná pamäť, substitúcia funguje správne, ak je správne spravovaná. Rovnako existuje softvér, ktorý dokáže napodobniť celý počítač, čo znamená, že 1 počítač môže vykonávať funkcie rovnajúce sa 20 počítačom.

Grid Computing vs. Cloud Computing

Keď zapneme ventilátor alebo akékoľvek elektrické zariadenie, už si nebudeme robiť starosti s napájaním odkiaľ pochádza a ako sa generuje. Napájanie alebo elektrina, ktoré prijímame doma, prechádzajú sieťou, ktorá zahŕňa elektrárne, transformátory, elektrické vedenia a prenosové stanice. Tieto komponenty spolu vytvárajú „Power Grid“. „Grid Computing“ je takisto infraštruktúra, ktorá prepája výpočtové zdroje, ako sú počítače, servery, pracovné stanice a úložné prvky, a poskytuje mechanizmus potrebný na ich prístup.

Grid Computing je prostriedok na strednú koordináciu rôznorodých zdrojov IT v sieti, ktorý im umožňuje fungovať ako celok. Častejšie sa používa vo vedeckom výskume a na univerzitách na vzdelávacie účely. Napríklad skupina študentov architektov pracujúcich na inom projekte vyžaduje konkrétny návrhový nástroj a softvér na navrhovanie, ale iba pár z nich získalo prístup k tomuto návrhovému nástroju, problém je v tom, ako môžu tento nástroj sprístupniť zvyšku projektu. študentov. Aby bol tento projektovací nástroj k dispozícii pre ďalších študentov, umiestnia tento projektovací nástroj do siete kampusu. Teraz sieť pripojí všetky tieto počítače v sieti kampusu a umožní študentovi odkiaľkoľvek použiť návrhový nástroj požadovaný pre ich projekt.

Cloudové výpočty a Gridové výpočty sú často zmätené, aj keď funkcie sú takmer podobné, prístup je odlišný. Pozrime sa, ako fungujú -

Cloud Computing

Grid Computing

  • Cloud computing funguje skôr ako poskytovateľ služieb na využitie počítačových zdrojov
  • Grid computing využíva dostupné zdroje a vzájomne prepojené počítačové systémy na dosiahnutie spoločného cieľa
  • Cloud computing je centralizovaný model
  • Grid computing je decentralizovaný model, kde sa výpočet môže vyskytnúť na mnohých administratívnych modeloch
  • Cloud je zbierka počítačov, ktoré zvyčajne vlastní jedna strana.
  • Mriežka je súbor počítačov, ktoré sú vlastnené viacerými stranami na viacerých miestach a navzájom prepojené, aby používatelia mohli zdieľať kombinovanú silu zdrojov.
  • Cloud ponúka viac služieb a všetky služby, ako je webhosting, podpora databázy DB (Data Base) a oveľa viac
  • Grid poskytuje obmedzené služby
  • Cloudové výpočty sa zvyčajne poskytujú v rámci jednej organizácie (napr. Amazon)
  • Grid computing združuje prostriedky umiestnené v rámci inej organizácie.

Utility Computing Vs Cloud Computing

V našom predchádzajúcom rozhovore v rámci „Grid Computing“ sme videli, ako sa elektrina dodáva do nášho domu, taktiež vieme, že na udržanie dodávok elektriny musíme platiť účet. Utility Computing je presne taký, že doma používame elektrinu podľa našich požiadaviek a zodpovedajúcim spôsobom platíme účty. Rovnako budete využívať služby výpočtovej techniky a platíte za použitie, ktoré je známe ako „Utility computing“. Úžitkové výpočty sú dobrým zdrojom pre použitie v malom meradle. Môžu sa vykonávať v akomkoľvek prostredí servera a vyžadujú cloudové výpočty.

Úžitkové výpočty sú proces poskytovania služieb prostredníctvom fakturačnej metódy „platba za použitie“ na požiadanie. Zákazník alebo klient má prístup k prakticky neobmedzenému množstvu výpočtových riešení cez virtuálnu privátnu sieť alebo cez internet, ktoré je možné kedykoľvek získať a použiť. Na základe konceptu utility computing sú založené grid computing, cloud computing a riadené IT služby.

Prostredníctvom výpočtovej techniky môžu malé podniky s obmedzeným rozpočtom ľahko používať softvér ako CRM (Customer Relationship Management) bez toho, aby investovali značné prostriedky do infraštruktúry na udržanie svojej klientskej základne.

Úžitkové výpočty Cloud Computing
  • Úžitkové výpočty znamenajú schopnosť účtovať ponúkané služby a účtovať zákazníkom presné využitie
  • Cloud Computing funguje aj ako utility computing, platíte iba za to, čo používate, ale Cloud Computing môže byť lacnejší, takže cloudová aplikácia môže byť v prevádzke niekoľko dní alebo týždňov.
  • Používatelia výpočtovej techniky chcú mať kontrolu nad geografickým umiestnením infraštruktúry
  • V oblasti cloud computingu má poskytovateľ úplnú kontrolu nad službami a infraštruktúrou cloud computingu
  • Úžitkové výpočty sú priaznivejšie, keď je kritická výkonnosť a výberová infraštruktúra
  • Cloudové výpočty sú vynikajúce a ľahko použiteľné, keď výberová infraštruktúra a výkon nie sú rozhodujúce
  • Úžitkové výpočty sú dobrou voľbou pre menej náročných na zdroje
  • Cloudové výpočty sú dobrou voľbou pre náročných na vysoké zdroje
  • Úžitkové výpočty sa týkajú obchodného modelu
  • Cloudové výpočty označujú základnú architektúru IT

Obavy o bezpečnosť cloudových výpočtov

Pri používaní cloudových výpočtov je hlavným problémom používateľov ich bezpečnosť.

Jednou z obáv je, že samotní poskytovatelia cloudových služieb môžu mať prístup k nezašifrovaným údajom zákazníka - či už sú to na disku, v pamäti alebo prenášané cez sieť.

Vláda niektorých krajín sa môže rozhodnúť prehľadať údaje bez toho, aby to nevyhnutne oznámila vlastníkovi údajov, v závislosti od toho, kde sa údaje nachádzajú, čo sa neoceňuje a považuje sa to za porušenie ochrany súkromia (príklad hranolového programu USA).

V záujme zabezpečenia systémov, sietí a dátových cloudových výpočtových služieb sa poskytovatelia služieb spojili s TCG (Trusted Computing Group), čo je nezisková organizácia, ktorá pravidelne vydáva súbor špecifikácií na zabezpečenie hardvéru, vytváranie samošifrovacích diskov a zvyšovanie bezpečnosti sietí. Chráni dáta pred rootovými súpravami a škodlivým softvérom.

Pretože sa výpočtová technika rozšírila na rôzne zariadenia, ako sú pevné disky a mobilné telefóny, rozšírila spoločnosť TCG bezpečnostné opatrenia aj na tieto zariadenia. Poskytuje možnosť vytvoriť jednotnú politiku ochrany údajov vo všetkých cloudoch.

Niektoré z dôveryhodných cloudových služieb sú Amazon, Box.net, Gmail a mnoho ďalších.

Ochrana súkromia a cloud computing

Ochrana osobných údajov predstavuje silnú prekážku pre používateľov, aby sa mohli adaptovať na systémy Cloud Computing

Existujú určité opatrenia, ktoré môžu zlepšiť súkromie v cloudových výpočtoch.

  1. Administratívni pracovníci cloudovej výpočtovej služby by teoreticky mohli monitorovať údaje pohybujúce sa v pamäti skôr, ako sa uložia na disk. V záujme zachovania dôvernosti údajov by tomu mali zabrániť administratívne a právne kontroly.
  2. Ďalším spôsobom zvýšenia ochrany osobných údajov je uchovanie šifrovaných údajov na úložisku v cloude, aby sa zabránilo neoprávnenému prístupu cez internet; k údajom nemá prístup ani dodávateľ cloudu.

Prípadová štúdia cloud computingu - kráľovská pošta

  • Predmet prípadovej štúdie: Využívanie cloudových výpočtov na efektívnu komunikáciu medzi zamestnancami.
  • Dôvod použitia Cloud Computing: Zníženie nákladov po komunikácii pre 28 000 zamestnancov a zabezpečenie pokročilých funkcií a rozhrania e-mailových služieb pre svojich zamestnancov.

Royal mail group, poštová služba vo Veľkej Británii, je jedinou vládnou organizáciou vo Veľkej Británii, ktorá poskytuje služby viac ako 24 miliónom zákazníkov prostredníctvom svojich 12 000 pôšt a 3 000 samostatných spracovateľských miest. Jej logistické systémy a sila balíkov po celom svete ročne vyprodukujú okolo 404 miliónov balíkov. A na to potrebujú efektívne komunikačné médium. Poznali výhodu Cloud Computing a implementovali ju do svojho systému. Preukázal vynikajúci výkon v medzi komunikácii.

Pred prechodom na cloudový systém sa organizácia potýkala s zastaraným softvérom, a preto bola ohrozená prevádzková efektívnosť. Hneď ako organizácia prešla na Cloud System, bolo 28000 zamestnancom dodaných ich nové riešenie pre spoluprácu, ktoré im umožnilo prístup k nástrojom, ako sú okamžité správy a informovanosť o prítomnosti. Zamestnanci dostali viac úložného priestoru ako na lokálnom serveri. Zamestnanci sa stali oveľa produktívnejšími.

Pri pohľade na úspech Cloud Computingu v e-mailových službách a komunikácii. Druhým strategickým ťahom spoločnosti Royal Mail Group bola migrácia z fyzických serverov na virtuálne servery, až 400 serverov, a vytvorenie súkromného cloudu založeného na Microsoft hyper V. To by dať svieži vzhľad a ďalší priestor svojim zamestnancom na pracovnej ploche a tiež poskytuje najnovšie moderné výmenné prostredie.

Odhaduje sa, že projekt hyper V spoločnosti RMG (Royal Mail Group) im v budúcnosti ušetrí okolo 1,8 milióna libier a zvýši efektívnosť interného IT systému organizácie.

AWS Certified Solutions Architect - spolupracovník 2018

Vyššie uvedený výukový program o cloudových výpočtoch obsahuje všetky základné poznámky o cloudových výpočtoch a príklady cloudových výpočtov, ktoré vám pomôžu porozumieť všetkým základom cloudového výpočtu.

Zaujímavé články...