44.Технології динамічної інтеграції інформаційних ресурсів

Динамічна інтеграція інформаційних ресурсів дає змогу створювати глобально розподілені системи, що реалізують технологічні ланцюжки, в яких можуть використовуватися не тільки власні інформаційні ресурси, а й ті, що можуть бути запропоновані іншими організаційними структурами. При цьому під час роботи з таким застосуванням можливо здійснювати заміну одного інформаційного ресурсу іншим, видаляти ті, що втратили цінність або актуальність, та додавати нові.

Динамічну інтеграцію інформаційних ресурсів забезпечують, зокрема, технології:

• сервіс-орієнтовані архітектури (SOA);

• технологія WEB-сервісів;

• хмарні обчислення;

• grid-технологія.

Суть концепції сервіс-орієнтованої архітектури SOA (services oriented architecture) полягає у побудові інформаційних систем на основі об’єднання в єдиній структурі окремих сервісних одиниць, у ролі яких можуть виступати прикладні програми та їх компоненти. Для всіх компонентів SOA використовує єдині стандарти опису і взаємодії сервісів, приховуючи індивідуальні особливості їх реалізації. Головним напрямком використання SOA є побудова систем керування бізнес-процесами BPM.

SOA реалізує три рівні агрегації: агрегацію компонентів, сервісів і бізнес-процесів. Компоненти є програмами для виконання специфічних завдань, мають визначений інтерфейс і, зазвичай, виконують одну операцію (наприклад, перевірка рівню запасу матеріалу). Сервіс є простим групуванням компонентів для виконання певної задачі (наприклад, оформлення надходження матеріалу). Бізнес-процес є головним об’єктом управління в SOA і складається з компонентів і сервісів.

Останнім часом для SOA характерна тенденція переходу від використання сервісів першого типу до сервісів другого, а саме - орієнтація на застосування сучасної технології створення розподілених систем на базі Web-сервісів (Web Services, WS). Web-сервісна технологія реалізує сервісно-орієнтований підхід і як базу для своїх специфікацій використовує відкриті Internet-стандарти (розширювану мову гіпертекстового маркування - XML, мову визначення схеми для XML-документів - XML Schema, мову шляхів - ідентифікації складових частин XML-документів - Xpath), що дозволяє створювати гетерогенні (платформно незалежні) і масштабовані (від локальних до глобальних) рішення.

Технологія Web-сервісів являє собою універсальну технологію зв’язування різнорідних інформаційних систем.

Розвиток технологій Web Services розпочався приблизно з 2000-го р., коли з’явились описи перших WS-стандартів. Регуляторну роль у процесі розвитку WS-стандартів відіграють консорціум World Wide Web (W3C, http://www.w3.org) - міжнародна організація, що здійснює підтримку і координацію розробок стандартів і протоколів в області WWW, та організація з просування стандартів у галузі структурованої інформації OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards).

Основу структури WS-технологій складають базові стандарти - SOAP (Simple Object Access Protocol) для обміну даними між системами, WSDL (Web Services Description Language) для опису програмних інтерфейсів сервісів і UDDI (Universal Description Discovery & Integration) для збереження й одержання за запитом WSDL-описів. Над ними розташовуються прошарки управління безпекою, обміном повідомленнями, керування контекстом, координації, керування транзакціями. Вищі рівні ієрархії WS-технологій займають прошарки оркестровки (Orchestration) і хореографії (Choreography). Термін «оркестровка» використовується протягом останніх 6 років для позначення задач керування бізнес-процесами. Термін «хореографія» з’явився пізніше і також належить до проблематики автоматизації бізнес-процесів, але при цьому переважає акцент на інтеграцію різнорідних додатків, і зокрема, на включення в процес дій персоналу.

Хмарні обчислення (Cloud Computing) — це модель забезпечення повсюдного та зручного доступу на вимогу через мережу до спільного пулу (об’єднаного резерву) обчислювальних ресурсів, що підлягають налаштуванню (наприклад, до комунікаційних мереж, серверів, засобів збереження даних, прикладних програм та сервісів), і які можуть бути оперативно надані та звільнені з мінімальними управлінськими затратами та зверненнями до провайдера.

При використанні хмарних обчислень програмне забезпечення надається користувачеві як Інтернет-сервіс. Користувач має доступ до власних даних, але не може управляти і не повинен піклуватися про інфраструктуру, операційну систему і програмне забезпечення, з яким він працює. «Хмарою» метафорично називають інтернет, який приховує всі технічні деталі. Згідно з документом IEEE, опублікованим у 2008 році, «Хмарні обчислення — це парадигма, в рамках якої інформація постійно зберігається на серверах у мережі інтернет і тимчасово кешується на клієнтській стороні, наприклад на персональних комп'ютерах, ігрових приставках, ноутбуках, смартфонах тощо».

Кеш (від cache — схованка) — особлива швидкісна пам'ять або частина ОЗП, де зберігаються копії часто використовуваних даних. Кеш забезпечує до них швидкий доступ.

Провайдери хмарних рішень дозволяють орендувати через інтернет обчислювальні потужності та дисковий простір. Переваги такого підходу — доступність (користувач платить лише за ті ресурси, які йому потрібні) і можливість гнучкого масштабування. Клієнти позбавляються від необхідності створювати і підтримувати власну обчислювальну інфраструктуру.

За оцінками експертів, використання хмарних технологій в багатьох випадках дозволяє скоротити витрати в два-три рази в порівнянні з утриманням власної розвиненої IT-структури.

«Хмара» відкриває новий підхід до обчислень, при якому ані обладнання, ані програмне забезпечення не належать підприємству. Замість цього провайдер надає замовнику вже готовий сервіс.

Grid являє собою територіально розподілену інфраструктуру, що об’єднує значну кількість комп’ютерних ресурсів різних типів (комп’ютери, комунікації, сховища і бази даних, інформаційні системи, інструментарій та фонди програм), розташованих в різних наукових і технологічних центрах світу. Призначенням Grid є підтримка будь-якого глобально розподіленого оброблення, зокрема, прикладних програм електронного бізнесу, розподіленого виробництва, дослідження даних, систем оброблення високої пропускної спроможності (high throughput computing, HTC), розподілених суперобчислень тощо.

Інфраструктура Grid, що швидко зростає, має зв’язати множину регіональних і національних обчислювальних мереж, створивши, таким чином, універсальне джерело комп’ютерних ресурсів, доступних широкому колу користувачів. Творцями ідеї Grid є співробітники Чікагського університету Ян Фостер і університету Південної Каліфорнії Карл Кессельман. Назву grid (сітка) було вибрано за аналогією з терміном «електрична мережа», що відображало сподівання авторів щодо майбутнього широкого розповсюдження та глобального значення нової технології.

Потреба в об’єднанні великої кількості комп’ютерних ресурсів для розв’язання масштабних обчислювальних завдань існувала досить давно. Реальна можливість для такого об’єднання виникла тільки останнім часом і була обумовлена розвитком комп’ютерних архітектур і ростом їх продуктивності, поліпшенням пропускної спроможності комунікаційних середовищ, а також появою нових технологій розробки програм. Основними вимогами до grid-інфраструктури є надійність, узгодженість, доступність, а також невелика вартість.

Виділяють п’ять основних категорій додатків для обчислювальних grid-мереж.

Категорії grid-додатків

Категорії додатків	Характеристика	Приклади
1. Розподілені суперобчислення (Distributed Supercomputing)	Дуже великі задачі, вимогливі до обчислювальних ресурсів (CPU, пам’яті і т.ін.)	Розподілене інтерактивне моделювання Газодинаміка зірок
2. Обчислення з високою пропускною спроможністю (High-Throughput Computing)	Збір множини різноманітним чином використовуваних ресурсів для збільшення загальної пропускної спроможності	Криптографічні задачі Розробка мікросхем Параметричні дослідження
3. Обчислення за запитом (On-Demand Computing)	Віддалені ресурси, інтегровані з локальними обчисленнями, найчастіше протягом обмеженого часу	Медичний інструментарій Мережні розв’язувачі
4. Обчислення з інтенсивним обміном даними (Data-Intensive Computing)	Синтез великої кількості нової інформації, одержуваної з багатьох джерел	Порівняння даних Обробка фізичних даних Аерозйомка
5. Спільні обчислення (Collaborative Computing)	Підтримка комунікацій або спільної роботи між декількома учасниками	Спільні розробки Навчання Вивчення даних