Тимур Машнин - Введение в облачные и распределенные информационные системы

Таким образом, в этом случае, есть много сайтов, каждый из которых является центром обработки данных, и это часто называют географически распределенным облаком.

Но теперь остается вопрос «чем это отличается от кластера?», потому что это похоже на кластер.

Облачные вычисления не являются первой распределенной системой, которая появилась.

Первые несколько компьютеров, которые были построены в 1940-х годах, были построены на основе архитектуры или подобной архитектуры, такой, как мы знаем сегодня.

Они были фактически центрами данных; они занимали целые, большие залы и большие лаборатории.

Это была эпоха индустрии обработки данных, когда обработка данных была сосредоточена в таких центрах.

Затем в 1980-х годах появились персональные компьютеры, которые упростили создание кластеров или сетей рабочих станций, и это привело к появлению распределенных вычислений, а затем крупномасштабных систем, таких как одноранговые системы Peer-to-peer (P2P) в 1990-х и 2000-х годах.

С появлением персональных компьютеров эпоха индустрии обработки данных ушла.

И в настоящее время мы совершили круг и вернулись к эпохе индустрии обработки данных, путем создания крупномасштабных кластеров, которые обрабатывают очень большие объемы данных.

И отличие сейчас от 1960-х и 70-х в масштабах и мощностях.

Итак, чем облачная инфраструктура отличается от предыдущих поколений распределенных вычислительных систем.

Сегодняшние облака имеют масштабирование, доступ по требованию, интенсивность данных и новую парадигму облачного программирования.

Масштабирование означает, что датацентры очень большие, они содержат десятки тысяч, а иногда и сотни тысяч серверов, и вы можете запускать ваши вычисления на стольких серверах, как вы захотите.

Доступ по требованию означает, что вы не подписывайте контракт по покупке ресурсов заранее.

Нет никаких предварительных обязательств, вы платите только за то, что используете, и каждый может использовать эти ресурсы.

Третий аспект, это интенсивность данных.

То, что раньше было мегабайтами, стало терабайтами данных.

И эти данные нужно сохранить, и их необходимо обработать, и, возможно, в режиме реального времени.

Наконец, появляются новые парадигмы облачного программирования, которые упрощают обработку такие больших объемов данных.

Эти, новые программные парадигмы и парадигмы хранения являются доступными, их легко программировать и легко настраивать, и многие из них являются системами с открытым исходным кодом.

Так, это Hadoop – проект для разработки и выполнения распределённых программ.

И это MongoDB – NoSQL база данных и так далее.

И облачные сервисы классифицируются исходя из характера предоставляемых услуг.

HaaS означает «аппаратное обеспечение как услуга».

По сути, это означает, что вы получаете доступ к голым машинам, и вы можете делать с ними все, что хотите.

Например, если вы покупаете кластер, приватное облако, тогда, вы запускаете аппаратное обеспечение как сервис.

Но предоставлять аппаратное обеспечение как сервис другим пользователям, особенно тем, которым вы не доверяете, может быть, не очень хорошая идея из-за рисков безопасности.

Поэтому существует IaaS – инфраструктура как сервис, которая позволяет получить к машинам, и установить свои собственные операционные системы, но без доступа администратора root.

По сути, здесь используется виртуализация, чтобы, вы могли установить собственные виртуальные машины.

PaaS – платформа как сервис, по сути, представляет собой разновидность IaaS.

Вы не получаете доступ к самим виртуальным машинам, но вы пишете свой код, и он тесно интегрирован с программной платформой.

Например, App Engine от Google позволяет писать код на Python, Java или Go, а затем автоматически масштабирует ваше приложение в зависимости от входящей нагрузки.

При этом вы не задумываетесь об установке дополнительных виртуальных машин.

И наконец, SaaS – программное обеспечение как сервис дает вам доступ к приложениям как сервисам, когда они вам понадобятся, и снова вы платите по требованию.

Например, это Google документы или облачный Microsoft Office.

Итак, какая связь между облаками и распределенными системами?

Облако на самом деле является распределенной системой.

Облако состоит из сотен тысяч компьютеров на стороне центра обработки данных в интегрированном центре.

Это мы называем серверной стороной.

На стороне клиента может быть от тысяч до миллионов машин, которые получают доступ к услугам, и которые размещаются на этих серверах.

Это возможно, веб-страницы, сайты, объекты, которые хранятся, и различные сервисы.

Серверы на стороне центра обработки данных обмениваются между собой данными.

А клиенты напрямую взаимодействуют с серверами.

И каждый клиент может связываться с одним или более серверами.

Клиенты могут также взаимодействовать друг с другом через облако.

Тот факт, что серверы общаются между собой, означает, что это распределенная система, состоящая из множества разных серверов, отправляющих и получающих сообщения между собой.

Это называется кластером.

Клиенты, взаимодействующие с серверами, также создают распределенную систему.

Клиенты, общающиеся друг с другом, создают peer-to-peer распределенную систему.

Все это означает, что облака являются особым классом распределенных систем.

Теперь давайте попытаемся определить термин распределенная система.

Давай примем, что распределенная система представляет собой совокупность объектов, каждый из которых является автономным, программируемым, асинхронным, но и подверженным сбоям, и эти объекты обмениваются информацией через ненадежную среду связи.

Здесь объекты – это по существу процессы.

Таким образом, каждый объект является процессом, который работает на каком-либо устройстве.

И каждый объект является автономным и программируемым, так как это процесс.

Асинхронный также очень важно, это означает, что каждый процесс или каждый объект работает в соответствии со своим собственным циклом или часами, так как каждое устройство имеет свое системное время, и эти часы не синхронизируются друг с другом.

И эти объекты подвержены сбоям, и их коммуникация не надежна.