Саратовский
государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.,
Институт
проблем точной механики и управления Российской академии наук
В различных сферах
человеческой деятельности приходится решать задачи, связанные с хранением,
передачей и обработкой огромных информационных массивов, что требует
значительных вычислительных мощностей.
Немаловажным является
вопрос развития информационных технологий и в образовательной сфере. В
образовательных учреждениях получили широкое развитие
информационно-образовательные среды (ИОС), требующие оптимизации процессов
доступа к общим информационным и вычислительным ресурсам, развития форм
дистанционного обучения.
Любая ИОС
учреждения, направленная на интеграцию информационных процессов, должна обеспечивать наличие единой
базы данных; однократный ввод данных с возможностью их последующего
редактирования; многопользовательский режим использования данных; разграничение
прав доступа к данным; использование одних и тех же данных в различных
приложениях и процессах [1].
С целью повышения
оперативности обращения к информационным потокам и снижения расходов на
инфраструктуру информационных технологий, широкое распространение получили
облачные технологии, предоставляющие, кроме всего прочего, возможность самостоятельно управлять вычислительными
ресурсами [2].
Для
реализации облачных процессов в ИОС образовательного учреждения предлагается облачная
платформа OpenStack,
поддерживаемая такими компаниями, как IBM, Cisco, Intel, NEC.
Выбор платформы OpenStack
связан, прежде всего, с тем, что с одной стороны – это самодостаточный,
стабильно функционирующий продукт, с другой стороны – он свободно
распространяем.
OpenStack включает набор
компонент-проектов, способных полно представить реализацию процессов облачных
вычислений:
·
Nova — контроллер
вычислительных ресурсов;
●
Swift — облачное хранилище;
●
Glance — сервис хранения
образов виртуальных машин;
●
Keystone — сервис
идентификации;
●
Cinder — служба работы с
блочными устройствами хранения данных (выведена из Nova в отдельный компонент-проект);
●
Quantum — сервис
«подключение к сети».
Основным
компонент-проектом облачной экосистемы является компонент Nova, отвечающий за работу вычислительных ресурсов и
компонент-проекта Keystone, связанного
с авторизацией пользователей и компонентов в облаке. Например, если использовать
обычные файлы в качестве хранилища данных, образов и запущенных виртуальных
машин, то компонент Swift в этом
случае не используется.
При организации доступа
к ИОС учебных заведений (вычислительному ресурсу кластера), находящейся в
облаке, пользователь может выбрать для работы операционную систему, количество
процессоров, выделяемых для работы виртуальной машины, объем оперативной памяти
и дискового пространства.
После запуска
виртуальной машины она может быть доступна по протоколам VNC, SSH или RDP. При
этом по протоколу VNC пользователь может зайти на запущенную виртуальную машину
как удаленно, так и открыть её в окне браузера.
Среди
преимуществ работы с облачной экосистемой можно выделить высокую
отказоустойчивость кластера; снижение стоимости рабочего времени кластера в
отличие от отдельных рабочих станций с аналогичным суммарным ресурсом; удобство
работы с кластером через панель управления; полный контроль и гибкость
конфигурации.
Для поддержки надежного
функционирования ИОС допускается возможность создания резервных копий
виртуальных машин, а также отдельных хранилищ (volume), которые можно
присоединять к виртуальным машинам как жесткие диски.
Гибкость конфигурации облачной
экосистемы состоит в свободе выбора множества настроек в конфигурационных
файлах компонентов, свободе выбора используемых инструментов и утилит для
работы в облаке, а также в возможности горизонтального масштабирования кластера
буквально «на лету».
Для развертывания облака
на рабочих станциях разработан программный продукт, позволяющий реализовать
«поднятие» облака на рабочие станции с различной степенью сложности
конфигурирования. Он представляет собой набор рецептов (скриптов) для
инструмента управления конфигурацией рабочих станций.
Таким образом,
использование механизма облачных технологий для организации ИОС учебных
заведений позволяет с минимальными капитальными затратами организовать
эффективный совместный доступ пользователей
к общим информационным и вычислительным образовательным ресурсам, повысить
надежность и гибкость систем хранения данных, способствовать развитию
дистанционного обучения школьников и студентов.
Литература
1. Понятие
информационно-образовательной среды ОУ - материалы к дистанционному курсу [Электронный
ресурс] URL: http://www.openclass.ru/node/21749
(дата обращения 01.02.2015).