Эволюция развития компьютерных вычислений

Компьютерные сети, называемые также вычислительными сетями, или сетями передачи данных, являются логическим результатом эволюции двух важнейших научно-технических отраслей современной цивилизации – компьютерных и телекоммуникационных технологий. С одной стороны, сети представляют собой частный случай распределенных вычислительных систем, в которых группа компьютеров согласованно выполняет набор взаимосвязанных задач, обмениваясь данными в автоматическом режиме. С другой стороны, компьютерные сети могут рассматриваться как средство передачи информации на большие расстояния, для чего в них применяются методы кодирования и мультиплексирования данных, получившие развитие в различных телекоммуникационных системах.

Таким образом – компьютерная (вычислительная) сеть – это совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.

В силу ряда объективных причин становление и развитие компьютерных сетей шло по двум основным направлениям. Первое направление связано с развитием и совершенствованием систем телеобработки. Это направление в основном поддерживалось фирмами производителями вычислительной техники. Так, наиболее характерным примером является сеть SNA (Systems Network Architecture – системная сетевая архитектура), разработанная фирмой IBM. По сути, данная сеть представляет множество систем телеобработки, объединенных между собой каналами передачи данных. В этом случае основная нагрузка по организации коммуникаций возлагается на процессоры телеобработки данных, сама же сеть передачи данных имеет относительно простую структуру.

Второе направление: компьютерная сеть рассматривается как сеть передачи данных, абонентами которой являются компьютеры. В этом случае основное внимание уделяется организации сети передачи данных на основе существующих сетей связи общего пользования. Постепенно эти два направления стали сближаться и в настоящее время компьютерные сети можно рассматривать как результат объединения систем телеобработки на основе развитой сети передачи данных, что позволило получить качественно новые возможности в сфере информатики.

Таким образом, компьютерные сети позволяют решать такие качественно новые проблемные задачи, как, например:

- обеспечение распределенной обработки данных и параллельной обработки многими ЭВМ;

- возможность создания распределенной базы данных (РБД), размещаемой в памяти различных ЭВМ;

- возможность обмена большими массивами информации между ЭВМ, удаленными друг от друга на различные расстояния;

- коллективное использование дорогостоящих ресурсов: прикладных программных продуктов (ППП), баз данных (БД), баз знаний (БЗ), печатающих устройств (ПУ), сетевых операционных систем (ОС);

- предоставление большего перечня услуг, в том числе таких, как электронная почта (ЭП), телеконференции, электронные доски объявлений (ЭДО), дистанционное обучение, организация безбумажного документооборота, электронная подпись, принятие управленческих решений;

- повышение эффективности использования средств вычислительной техники и информатики (СВТИ) за счет более интенсивной и равномерной их загрузки, а также надежности обслуживания запросов пользователей;

- возможность оперативного перераспределения вычислительных мощностей между пользователями сети в зависимости от изменения их потребностей, а также резервирование этих мощностей и средств передачи данных на случай выхода из строя отдельных элементов сети;

- сокращение расходов на приобретение и эксплуатацию СВТИ (за счет коллективного их использования);

- облегчение работ по совершенствованию технических, программных и информационных средств.

Компьютерные сети являются высшей формой многомашинных ассоциаций. Основные отличия компьютерных сетей от многомашинного вычислительного комплекса следующие:

- размерность, то есть большое количество ЭВМ (от десятка до нескольких сотен), расположенных на расстоянии друг от друга от десятков метров до нескольких сотен и даже тысяч километров;

- разделение функций ЭВМ, то есть обработка данных и управление системой, анализ и хранение информации распределены между различными ЭВМ сети;

- необходимость решения в сети задачи маршрутизации сообщений, то есть сообщение от одной ЭВМ к другой в сети может быть передано по различным маршрутам в зависимости от приоритета и состояния каналов связи, соединяющих ЭВМ друг с другом.

Центры обработки данных (ЦОД), Грид – системы, Cloud computing и их сравнение.

Дата-центр (от англ. data center), или центр (хранения и) обработки данных (ЦОД/ЦХОД) — это специализированное здание для размещения (хостинга) серверного и сетевого оборудования и подключения абонентов к каналам сети Интернет.

 

Дата-центр исполняет функции обработки, хранения и распространения информации, как правило, в интересах корпоративных клиентов — он ориентирован на решение бизнес-задач путём предоставления информационных услуг. Консолидация вычислительных ресурсов и средств хранения данных в ЦОД позволяет сократить совокупную стоимость владения IT-инфраструктурой за счёт возможности эффективного использования технических средств, например, перераспределения нагрузок, а также за счёт сокращения расходов на администрирование.

Типичный дата-центр состоит из:

— информационной инфраструктуры, включающей в себя серверное оборудование и обеспечивающей основные функции дата-центра — обработку и хранение информации;

— телекоммуникационной инфраструктуры, обеспечивающей взаимосвязь элементов дата-центра, а также передачу данных между дата-центром и пользователями;

— инженерной инфраструктуры, обеспечивающей нормальное функционирование основных систем дата-центра.

— Первый дата-центр (ЦОД) Microsoft был построен в 1989 году. Это был ЦОД первого поколения, сейчас это уже ЦОДы четвертого поколения.

— Для каких задач Microsoft используется ЦОДы?
Во-первых, для обеспечения работоспособности сервисов, которые используют миллионы пользователей по всему миру (XBOX Live, Hotmail, MSN, Zune, SkyDrive и т.п.). Во-вторых, для предоставления глобальной масштабируемой платформы, на основе которой разработчики могут создавать собственные SaaS. Эта платформа Windows Azure.В цифрах и фактах это выглядит примерно следующим образом:

Первое поколение – это сервера, второе поколение – стойки серверов, третье поколение – контейнеры, а четвертое поколение – специальные модули (IT Preassembled Components, ITPAC).

Облачные вычисления

Cloud computing - технология распределённой обработки данных, при которой некие масштабируемые информационные ресурсы и мощности предоставляются как сервис для многочисленных внешних клиентов посредством Интернет-технологий.

Облачные вычисления — модель потребления IT -продуктов и услуг, при которой вычислительные, storage-ресурсы и ядра используемых приложений находятся на стороне cloud-провайдера, в абстрактном дата-центре (отсюда и происходит метафора "облачные").

Сервисы облачных вычислений предполагает управление программным обеспечением Cloud Computing через обычные и привычные любому пользователю веб-браузеры. Облачные вычисления - динамично развивающаяся технология использования информационной инфрастуктуры.

Облачные вычисления применяются выгодно тогда, когда необходимо обеспечить бесперебойность работы или дублировать текущую инфраструктуру. Ресурсы для этого легче и дешевле арендовать, нежели организовывать все с нуля. Кроме того, виртуальная часть, относящаяся к системе cloud computing, может управляться тем же персоналом, что и реальная. Для пользователей же гибридного облака изменения будут незаметны.

Следующие условия необходимо соблюдать для обеспечения надежной системы безопасности облачного сервиса:

1. Должны использоваться криптографические средства обеспечения сохранности данных. Все данные, с которыми клиент работает в рамках сервиса, должны надежно шифроваться.

2. Сам процесс передачи информации от клиента к серверу и обратно тоже должен быть безопасным, то есть необходимо использовать защищенные протоколы передачи данных для доступа к серверу.