Урок "Хмарні технології"

Тема: Хмарні технології – сучасність інформаційних технологій

Мета: познайомити учнів з хмарними технологіями, їх принципом роботи, місцем серед комп’ютерних технологій сьогодення, розвитком онлайн додатків, розвивати пізнавальну активність, увагу, бажання і вміння використовувати гаджети в навчанні, творчо підходити до виконання стандартних завдань, виховувати інтерес до інформатики як науки і предмета, спонукати використовувати нові технології для навчання.

Обладнання: проектор, презентація, роздатковий матеріал (пам’ятки).

Учасники: І курси (10 клас).

Доповідачі: викладач інформатики та інформаційних технологій Мусіхіна О.Ю., учні І курсу Коптєлова М., Єгоренко Д.

Тип: семінар.

Методи і прийоми: розповідь, пояснення, мозковий штурм.

Хід заходу:

І. Організація початку заняття.

1. Організація учнів до уроку.

2. Привітання Повідомлення теми і мети

- Доброго дня. Я вас усіх вітаю на нашому семінарі «Хмарні технології – сучасність інформаційних технологій».

ІІ. Актуалізація опорних знань.

- Та перш ніж почати, мені б хотілося щоб ви відповіли для себе на одне питання «Чим для мене є комп’ютер?» (перегляд скрайбінг-презентації)

ІІІ. Основна частина

1. Хмарні технології і сьогодення

- Так. Комп’ютери щільно увійшли до нашого життя. Сьогодні ми навіть не уявляємо собі виконання роботи, розваг без комп’ютерів (або планшетів чи інших потужних гаджетів).

- Але інколи наша найсучасніша техніка створює нам незручності. Які? Чи бували у вас випадки, коли зіпсовано жорсткий диск і вся інформація виявилася знищеною? А інколи ми не можемо виконати завдання через відсутність певного додатку.

2. Виникнення хмарних технологій

- Концепція хмарних обчислень з'явилася ще в 1960 році, коли американський учений, фахівець з теорії ЕОМ Джон Маккарті (John McCarthy) висловив припущення, що коли-небудь комп'ютерні обчислення стануть надаватися подібно комунальним послугам (public utility). Розповсюдження мереж з високою потужністю, низька вартість комп'ютерів і пристроїв зберігання даних, а також широке впровадження віртуалізації, сервіс-орієнтованої архітектури привели до величезного зростання хмарних обчислень. Кінцеві користувачі можуть не перейматися роботою обладнання технологічної інфраструктури «в хмарі», яка їх підтримує. Аналогією обчислювальних «хмар» зі звичного життя можуть служити електростанції. Хоча домовласник може купити електрогенератор і піклуватися про його справність самостійно, більшість людей вважає за краще отримувати енергію від централізованих постачальників.

- Майже всі сучасні характеристики хмарних обчислень, порівняння їх з електроенергетикою та використання приватних, публічних та громадських моделей були представлені Дугласом Паркхілом (Douglas Parkhill) в книзі «The Challenge of the Computer Utility», в 1966 році. Згідно інших джерел, хмарні обчислення беруть початок з 1950-х років, коли вчений Херб Грош (Herb Grosch) стверджував, що весь світ буде працювати на терміналах, якими керують близько 15 великих центрів обробки даних.

- Ключову роль в розвитку хмарних обчислень зіграв Amazon, модернізувавши свої центри обробки даних, які, як і більшість комп'ютерних мереж в один момент часу використовують лише 10 % своєї потужності, заради забезпечення надійності при стрибку навантаження. Дізнавшись, що нова хмарна архітектура забезпечує значне внутрішнє підвищення ефективності, Amazon почав нові дослідження в галузі розвитку продуктів для забезпечення хмарних обчислень для зовнішніх клієнтів, і запустив Amazon Web Service (AWS) на основі розподілених обчислень в 2006 році.

Хмара — це деякий ЦОД (дата-центр, сервер) або їх мережа, де зберігаються дані та програми, що з'єднуются з користувачами через Інтернет.

Хмарні технології дозволяють споживачам використовувати програми без установки і доступу до особистих файлів з будь-якого комп'ютера, що має доступ в Інтернет. Ця технологія дозволяє вести значно ефективніше управління підприємством (CRM, ERP) за рахунок централізації управлінської та облікової інформації, обробки, пропускної здатності та надійності зберігання даних.

- Простим прикладом хмарних технологій є сервіси електронної пошти, наприклад, Gmail, Meta і т.д. Вам потрібно всього лише підключення до Інтернету, і Ви зможете відправити пошту, при цьому додаткового програмного забезпечення або сервера не потребуючи.

- Можна привести аналогію: "Якщо Вам треба молоко, чи будете ви купувати корову? Всі користувачі та споживачі потребують отримання вигоди від використання програмного забезпечення або апаратних засобів комп'ютера, таких як відправка електронної пошти, доступ до управлінських систем онлайн (CRM,ERP). Просто, щоб отримати цю вигоду (в нашому прикладі молоко), навіщо споживачу купувати desktop-не програмне забезпечення (корову).

- По моделі SaaS постачається апаратна інфраструктура і ПЗ, також розробник забезпечує взаємодію з користувачем через інтерфейсний портал. SaaS на даний момент є досить широким ринком. За SaaS можуть надаватись самі різноманітні послуги, від веб-пошти,  до управління запасами, обробки БД. Перевагою такої моделі є те, що кінцевий користувач може вільно користуватись послугою з будь-якої точки світу;

- PaaS в хмарі визначається як набір програмних продуктів та засобів розробки,що розміщені на інфраструктурі провайдера. Розробники можуть створювати програми на платформі провайдера через Інтернет. PaaS провайдери можуть використовувати API, сайт-портали, шлюзи, або програмне забезпечення установлене на комп'ютері клієнта;

- IaaS являє собою віртуальний сервер instanceAPI для запуску, зупинки, доступу, налаштування своїх віртуальних серверів та систем збереження. IaaS дозволяє компанії платити саме за стільки потужностей, скільки їй необхідно. Дану модель іноді називают "комунальні обчислення".

3. Типи хмар за формою власності

- Приватна хмара (private cloud) —інфраструктура, призначена для використання однією організацією, що включає кілька споживачів (наприклад, підрозділів однієї організації), можливо також клієнтами і підрядниками даної організації. Приватна хмара може перебувати у власності, управлінні та експлуатації як самої організації, так і третьої сторони (або будь-якої їх комбінації), і воно може фізично існувати як всередині, так і поза юрисдикцією власника.

Публічна хмара (public cloud) — інфраструктура, призначена для вільного використання широкою публікою. Публічна хмара може перебувати у власності, управлінні та експлуатації комерційних, наукових та урядових організацій (або будь-якої їх комбінації). Публічна хмара фізично існує в юрисдикції власника — постачальника послуг.

Гібридна хмара (hybrid cloud) — це комбінація з двох або більше різних хмарних інфраструктур (приватних, публічних або суспільних), що залишаються унікальними об'єктами, але пов'язаних між собою стандартизованими або приватними технологіями передачі даних і додатків (наприклад, короткочасне використання ресурсів публічних хмар для балансування навантаження між хмарами).

Суспільна хмара (англ. community cloud) — вид інфраструктури, призначений для використання конкретною спільнотою споживачів з організацій, що мають спільні завдання (наприклад, місії, вимоги безпеки, політики, та відповідності різним вимогам). Громадська хмара може перебувати в кооперативній (спільній) власності, управлінні та експлуатації однієї або більше з організацій співтовариства або третьої сторони (або будь-якої їх комбінації), і вона може фізично існувати як всередині, так і поза юрисдикцією власника.

4. Переваги і недоліки хмарних технологій

- Хмарні обчислення (англ. cloud computing) — це модель забезпечення повсюдного та зручного мережевого доступу на вимогу до загального пулу конфігуруємих обчислювальних ресурсів (наприклад, мереж передачі даних, серверів, пристроїв зберігання даних, додатків і сервісів - як разом, так і окремо) , які можуть бути оперативно надані і звільнені з мінімальними експлуатаційними витратами і / або зверненнями до провайдера..
Основні переваги:

• не потрібні великі обчислювальні потужності ПК - по суті будь-який смартфон, планшет і т.д., при відкритті вікна браузера отримує величезний потенціал.
• відмовостійкість;
• певний рівень безпеки;
• висока швидкість обробки даних;
• економія на покупці софта - всі необхідні програми вже є в сервісі, де будуть працювати додатки;
• Ваш власний вінчестер не наповнюється - всі дані зберігаються в мережі..

Є й ряд недоліків:

• хмарна послуга надається завжди якоюсь компанією, відповідно, збереження даних користувача залежить від цієї компанії;
• поява хмарних монополістів;
• необхідність завжди бути в мережі для роботи;
• небезпека хакерських атак на сервер (при зберіганні даних на комп'ютері ви в будь-який час можете відключитися від мережі і очистити систему за допомогою антивірусу);
• можлива подальша монетизація ресурсу - цілком можливо, що компанії надалі вирішить брати за послуги плату з користувачів.

З точки зору постачальника, завдяки об'єднанню ресурсів і непостійному характеру споживання з боку споживачів, хмарні обчислення дозволяють економити на масштабах, використовуючи менші апаратні ресурси, ніж потрібні були б при виділених апаратних потужностях для кожного споживача, а за рахунок автоматизації процедур модифікації виділення ресурсів істотно знижуються витрати на абонентське обслуговування.

З точки зору споживача, ці характеристики дозволяють отримати послуги з високим рівнем доступності (англ. High availability) і низькими ризиками непрацездатності, забезпечити швидке масштабування обчислювальної системи завдяки еластичності без необхідності створення, обслуговування і модернізації власної апаратної інфраструктури.

Зручність і універсальність доступу забезпечується широкою доступністю послуг і підтримкою різного класу термінальних пристроїв (персональних комп'ютерів, мобільних телефонів, інтернет-планшетів).

Можливості хмарних обчислень:

• Доступ до особистої інформації з будь-якого комп'ютера, що підключений до Інтернету.
• Можливість працювати з інформацією з різних пристроїв (ПК, планшети, телефони і т.п.).
• Незалежність від операційної системи комп’ютера користувача - веб-сервіси працюють в браузері будь-яких ОС.
• Одну інформацію можна переглядати і редагувати одночасно з різних пристроїв.
• Багато платних програм є безкоштовними (або дешевшими) веб-додатками.
• Запобігання втрати інформації, вона зберігається в хмарних сховищах.
• Завжди актуальна і оновлена інформація.
• Використання останніх версій програм і оновлень.
• Можливість об’єднання інформації з іншими користувачами
• Легко ділитися інформацією з людьми в будь-якій точці земної кулі.

5. Послуги, що надаються хмарними системами

- Все, що стосується Сloud сomputing (далі СС), зазвичай прийнято називати aaS - «as a Service», тобто «як сервіс», або «у вигляді сервісу».

На даний час концепція передбачає надання наступних типів послуг своїм користувачам:

Storage-as-a-Service («зберігання як сервіс»)

Найпростіший з СС-сервісів, що представляє собою дисковий простір на вимогу. Послуга Storage-as-a-Service дає можливість зберігати дані в зовнішньому сховище, в «хмарі». Для користувача воно буде виглядати, як додатковий логічний диск або папка. Сервіс є базовим для інших, оскільки входить до складу практично кожного з них. Прикладом може служити Google Drive та інші схожі сервіси.

Database-as-a-Service («база даних як сервіс»)

Послуга більше для адмінів, бо надає можливість працювати з базами даних, подібно так, як СУБД було встановлено на локальному ресурсі. В цьому випадку значно легше розділяти проекти між різними виконавцями та заощадити на комп'ютерному обладнанні та ліцензіях, необхідних для грамотного використання СУБД в великій чи середньої організації.

Information-as-a-Service («інформація як сервіс»)

Дає можливість віддалено використовувати будь-які види інформації, яка може змінюватися щохвилини або навіть щомиті.

Process-as-a-Service («управління процесом як сервіс»)

Віддалений ресурс, який може зв'язати воєдино кілька ресурсів (таких як послуги або дані, що містяться в межах однієї «хмари» або інших доступних «хмар»), для створення єдиного бізнес-процесу.

Application-as-a-Service («додаток як сервіс»)

Також називається, Software-as-a-Service («ПЗ як сервіс»). Позиціонується як «програмне забезпечення на вимогу», яке розгорнуто на віддалених серверах і кожен користувач може отримувати до нього доступ за допомогою Інтернету, причому всі питання оновлення та ліцензій на дане забезпечення регулюється постачальником даної послуги. Оплата, в даному випадку, відбувається за фактичне використання останнього. Як приклад можна навести Google Docs, Google Calendar і т.п. онлайн-програми.

Platform-as-a-Service («платформа як сервіс»)

Користувачеві надається комп'ютерна платформа з встановленою операційною системою і певним програмним забезпеченням.

Integration-as-a-Service («інтеграція як сервіс»)

Це можливість отримувати з «хмари» повний інтеграційний пакет, включаючи програмні інтерфейси між додатками і управління їх алгоритмами. Сюди входять відомі послуги та функції пакетів централізації, оптимізації та інтеграції корпоративних додатків (EAI), але вони надаються як «хмарний» сервіс.

Security-as-a-Service («безпека як сервіс»)

Даний вид послуги надає можливість користувачам швидко розгортати продукти, що вимагають безпечне використання веб-технологій, електронного листування, локальної мережі. Користувачі даного сервісу мають змогу економити на розгортанні та підтримці своєї власної системи безпеки.

Management / Governace-as-a-Service («адміністрування та управління як сервіс»)

Дає можливість керувати і задавати параметри роботи одного або багатьох «хмарних» сервісів. Це в основному такі параметри, як топологія, використання ресурсів, віртуалізація.

Infrastructure-as-a-Service («інфраструктура як сервіс»)

Користувачеві надається комп'ютерна інфраструктура, зазвичай віртуальні платформи (комп'ютери), пов'язані в мережу, які він самостійно налаштовує під власні цілі.

Testing-as-a-Service («тестування як сервіс»)

Дає можливість тестування локальних або «хмарних» систем з використанням тестового ПЗ з «хмари» (при цьому жодного устаткування або забезпечення на підприємстві, не потрібно).

6. Cloud technologies: рішення з боку користувача. Огляд рішень.

- iCloud

Хмарний сервіс iCloud від компанії Apple (що прийшов на зміну MobileMe), повністю автоматичний і безкоштовний (хоч і з невеликими функціональними обмеженнями). Він зберігає різний контент (пошта, календар, контакти, документи, музика, відео та зображення і т.д.) на серверах, а потім доставляє його на всі пристрої (iPhone, iPad, iPod touch, Mac і PC) за допомогою безпровідної технології Push.

Google Play

Хмарний сервіс Google Play, який призначений для розміщення користувачами кінофільмів, музики, додатків і книг на спеціально призначених для зберігання цифрової інформації серверах. Доступ до сервісу надається безпосередньо з браузера, незалежно від ОС, а тому може здійснюватися як з ПК, так і з мобільних пристроїв на базі Android. У кожного користувача є можливість розмістити і зберігати до 20-ти тисяч музичних записів на безкоштовній основі, а також безпосередньо завантажувати на сервер придбані в магазинах (Android Market, Google Music і Google eBookstore) цифрові товари - кінофільми, електронні книги, програми, музичні треки , як куплені, так і взяті напрокат.

OnLive

Сервіс OnLive надає можливість грати в сучасні ігри навіть на самому простому комп'ютері. Технічно це виглядає наступним чином: сама гра розташовується на віддаленому сервері і там же проводиться обробка графіки, яка надходить на комп'ютер до користувача уже в «готовому» вигляді. Обчислення, які при звичайній грі на комп'ютері виконують відеокарта, процесор і пр, тут вже виконані на сервері, а комп'ютер користувача використовується лише як монітор, який отримує кінцеву картинку. Автоматично знімаються всі проблеми з продуктивністю комп'ютера і кількістю вільного місця на твердому диску, адже не потрібно навіть установка. Крім того, відпадає необхідність платити великі гроші відразу за продукт, можна платити тільки за той час, який використано або щомісячна невелика фіксована сума, що дозволяє грати без обмежень.

Xbox Live

Ігровий сервіс, який надає багату Інтернет-функціональність. Власники приставок Xbox 360 і КПК на базі Windows Phone 7, можуть грати один з одним в комп'ютерні ігри і спілкуватися, а також купувати адд-они і різний мультимедійний контент в онлайн-магазині. Сервіс створює віртуальний всесвіт для геймерів, компоненти якого розташовані не на консолях кінцевих користувачів, а в хмарі.

 

Таким чином, два останніх сервіси пропонують ігри як послугу, а оскільки користувачам найбільш цікаво саме програмне забезпечення, а не платформи, як сервіс, то розглянемо «програмний ландшафт» (SaaS) хмар - найбільш популярні програмні рішення, які зараз існують на ринку.

Згідно SaaS-концепції, користувач платить не одноразово, купуючи продукт, а ніби бере його в оренду, причому використовує всі потрібні функції. Хмарний онлайн-сервіс надає повні функціональні можливості програм. Наприклад, компанії Google і Microsoft випустили набори сервісів, що дозволяють працювати з документами.

Google Docs (нині Google Диск):

Безкоштовний онлайн-офіс, що містить текстовий, табличний редактори, програму для створення презентацій, а також Інтернет-сервіс хмарного зберігання файлів з функціями файлообміну.

Це веб-орієнтований пакет програм, що працює в рамках веб-браузера без інсталяції на комп'ютер користувача, тобто альтернативна версія офісних програм без необхідності покупки. Документи і таблиці, що створюються користувачем, зберігаються на спеціальному сервері Google або можуть бути експортовані в файл. Доступ (захищений паролем) до даних може здійснюватися з будь-якого комп'ютера підключеного до Інтернету.

Microsoft Office Web Apps

Додатки Microsoft Office Web Apps, дозволяють використовувати можливості Microsoft Office, через веб-браузер і працювати з документами (переглядати та редагувати) безпосередньо на веб-сайті, на якому вони зберігаються. Документи виглядають в браузері як у відповідних програмах Office.

Обидва сервіси тісно взаємопов'язані з поштою (Gmail в першому випадку і Hotmail у другому) і файловими сховищами, тобто, щоб скористатися Google Docs, досить завести безкоштовний акаунт Google і отримати набір програм для роботи з текстами, електронними таблицями тощо прямо в браузері. Для багатьох, Google Docs повністю замінив платний MS Office. Користувачі переходять зі звичного оффлайн-середовища в онлайн.

Dropbox

За допомогою хмарного сховища Dropbox можна зробити загальну папку з файлами для всіх комп’ютерних пристроїв користувача. Операційна система сприймає загальну папку, як і папки на твердому диску, а Dropbox виконує синхронізацію. Cервис дозволяє безкоштовно зберігати до 2 Гб даних. Головний акцент у ньому робиться на синхронізації і обміні інформацією. Dropbox веде історію завантажень, щоб після видалення файлів з сервера була можливість відновити дані, плюс ведеться історія зміни файлів, яка доступна на період останніх 30 днів.

Windows Live SkyDrive.

Сервіс SkyDrive дозволяє зберігати до 7 ГБ інформації у впорядкованому за допомогою стандартних папок вигляді, обмін файлами до 100 МБ. Для зображень передбачено режим попереднього перегляду, а також можливість показати їх у вигляді слайдів. Сервіс інтегрований з Microsoft Office, він також підтримує нову операційну систему Windows 8 (клієнт SkyDrive вбудований в додатки Metro і дозволяє завантажувати в «хмару» документи і фотографії за один клік, відкривати файли з віддаленого сховища).

Безкоштовний антивірус Panda Cloud Antivirus

Panda заснований на інноваційній технології «колективного інтелекту» (яка автоматично виявляє нові загрози за мінімальний проміжок часу) і дозволяє звести до мінімуму вплив захисту на системні ресурси комп'ютера, використовуючи обчислювальну потужність хмарних технологій для більшості операцій: аналіз, блокування та спроби видалення шкідливого ПЗ. Сервери антивіруса використовують інформацію, отриману від мільйонів користувачів антивірусних продуктів Panda по всьому світу, для автоматичного виявлення і класифікації нових видів шкідливих програм, що з'являються щодня.

Отже, хмара - це можливість завжди мати гарантований і безпечний доступ до особистої інформації, а також відійти від необхідності тримати багато зайвих речей (флешок, дисків, проводів) або купувати новий комп'ютер / комплектуючі / програми / ігри тощо. Безсумнівно, що на даний момент, хмарні технології є однією з найбільш затребуваних і цікавих тем в IT-сфері та все більше цікавих рішень, що з'являються у світі, пов'язано саме з ними.

7. Веб-додаток «Гіфіна» - створення гіф-анімацій онлайн

(майстер-клас)

8. Підсумок.

- Звичайно, звичайному користувачеві поки складно повною мірою оцінити (і розкрити) весь потенціал, але, поза всяким сумнівом, майбутнє хмарних технологій представляється досить райдужним, бо такі гіганти (Microsoft, Apple і Google) зайшли на цю територію і явно не збираються з неї йти. Ще кілька років тому концепція «хмара» здавалася лише красивою ідеєю і сміливим експериментом, а сьогодні переваги хмарних технологій можуть відчути навіть люди, які не пов'язані з розробкою програм, веб-технологіями та іншими вузькоспеціалізованими речами (вищезгадані Xbox Live, Windows Live, OnLive, Google Docs - яскраві тому приклади).