Среди особенностей InfiniBand стоит выделить режим RDMA позволяющий передавать данные от компьютера к компьютеру напрямую из одной оперативной памяти в другую, минуя центральные процессоры, что существенно снижает на них нагрузку. Тесты кластерных решений показывают времена задержки порядка 3.2 – 4.5

мкс [15].

Что важно в дополнение к низкой латентности, данные сетевые технологии позволяют обеспечить более устойчиво большую сетевую пропускную способность по сравнению с Ethernet. Однако необходимо помнить, что представленные сетевые технологии являются существенно более дорогими решениями по сравнению с Ethernet. В принципе и характеристики коммуникационной среды на базе Ethernet можно существенно улучшить при использовании высококачественного оборудования.

5.6.Облачные вычисления

Под данным названием подразумевают технологию распределенных вычислений, при которой необходимые компьютерные ресурсы, включающие в себя аппаратную и программную часть, согласованно предоставляются пользователю как Интернетсервис. В данном случае термин «облако» обозначает собой Интернетресурсы, которые представляются для пользователя неструктурированным, обобщенным вычислительным ресурсом. При этом в процессе облачных вычислений большинство данных пользователя, как например, расчетная модель, результаты расчетов и т.д. хранятся на компонентах облачных вычислений и лишь кэшируются на конечные устройства пользователя, которыми могут персональные компьютеры, планшетные компьютеры и т.д.

Основное преимущество, которое получает пользователь, заключается в возможности использования мощных компьютерных ресурсов по более дешевой цене. Оплата может осуществляться, исходя из числа пользователей, объема использованных данных, времени использования серверов. Так, например, для выполнения гидродинамических расчетов сложных объектов ЯЭ на основе CFD кодов необходимы следующие ресурсы: многопроцессорный компьютер (рекомендуется суперкомпьютер), CFD код с лицензией на многие процессоры для выполнения параллельных вычислений. Все это стоит достаточно дорого, к тому же надо учитывать технические трудности по организации вычислений. Кроме того, данные вычисления могут быть необходимы лишь эпизодически, что уменьшает эффективность закупленного компьютерного обеспечения.

101

Используя же облачные вычисления, пользователь оформляет подписку (аренду) на необходимые компьютерные ресурсы на требуемый ему срок, что стоит неизмеримо меньше. Для выполнения облачных вычислений пользователю необходим лишь обычный персональный компьютер (ноутбук/нетбук) с интернет браузером.

Дополнительным плюсом данной технологии является возможность оперативного наращивания вычислительных ресурсов за счет аренды дополнительных серверов. Также надо учитывать экономию на обслуживании оборудования, чем занимается компания, предоставляющая облачные вычисления. Причем все делается для пользователя абсолютно незаметно.

Перечислим другие достоинства облачных вычислений.

Постоянное обновление программ. В любое время, когда пользователь запускает удаленную программу, он может быть уверен, что эта программа имеет последнюю версию - без необходимости что-то переустанавливать или платить за обновления.

Неограниченный объем хранимых данных. По сравнению с доступным местом для хранения информации на персональных компьютерах объем хранилища в "облаке" может гибко и автоматически подстраиваться под нужды пользователя. При хранении информации в "облаке" пользователи могут забыть об ограничениях, накладываемых обычными дисками, - "облачные" размеры исчисляются миллиардами гигабайт доступного места. Однако всегда надо помнить о необходимости платить за дополнительные ресурсы.

Совместимость с большинством операционных систем. В облачных вычислениях операционные системы не играют никакой роли. Пользователи Unix подобных систем могут обмениваться документами с пользователями MS Windows и наоборот без каких либо проблем. Доступ к программам и виртуальным компьютерам происходит при помощи веб-браузера или другими средствами доступа, устанавливаемыми на любой персональный компьютер с любой операционной системой.

Улучшенная совместимость форматов документов. Если пользователи пользуются одной "облачной" программой для создания и редактирования документов, у них просто нет несовместимости версий и форматов. Хорошим примером совместимости является офисный пакет Google Docs, позволяющий совместную работу над документами, презентациями и таблицами, имея под рукой любой компьютер с веб-браузером.

102

Простота совместной работы группы пользователей. При работе с документами в "облаке" нет необходимости пересылать друг другу их версии или последовательно редактировать их. Теперь пользователи могут быть уверены, что перед ними последняя версия документа и любое изменение, внесенное одним пользователем, мгновенно отражается у другого.

Повсеместный доступ к документам. Если документы хранятся в "облаке", они могут быть доступны пользователям в любое время и в любом месте.

Доступность с различных устройств. Пользователи облачных вычислений имеют гораздо более широкий выбор устройств доступа к документам и программам. Теперь можно выбирать между обычным персональным компьютером, ноутбуком, нетбуком и т.д.

Устойчивость данных к потере или краже оборудования. Если данные хранятся в "облаке", их копии автоматически распределяются по нескольким серверам, возможно находящимся на разных континентах. При краже или поломке персональных компьютеров пользователь не теряет ценную информацию, которую он к тому же может получить с любого другого компьютера.

В тоже время облачные вычисления имеют ряд проблем. Основная заключается в отсутствии конфидициальности информации циркулирующей в облачных вычислений. Даже если компания, предоставляющая услуги, гарантирует защищенность данных от других пользователей, остается вопрос о защищенности данных от самой компании. Это особенно актуально при использовании иностранных компаний в сфере облачных услуг применительно к информации, связанной с российской ядерной энергетикой.

Другие недостатки следующие.

Для работы необходимо постоянное соединение с сетью Интернет. Некоторые "облачные" программы загружаются на локальный компьютер и используются в то время, когда Интернет недоступен. В остальных случаях, если нет доступа в Интернет - нет работы, программ, документов.

Облачные вычисления зачастую плохо работают с медленным Интернет доступом.

Программы могут работать медленнее, чем на локальном компьютере. Некоторые программы, в которых требуется передача значительного количества информации, будут работать на локальном компьютере быстрее не только из-за ограничений скорости

103

доступа в Интернет, но и из-за загруженности удаленных серверов и проблем на пути между пользователем и "облаком".

Не все программы или их свойства доступны удаленно. Если сравнивать программы для локального использования и их "облачные" аналоги, последние пока проигрывают в функциональности.

Согласованность работы компьютерных компонент в рамках облачных вычислений обеспечивает специальное программное обеспечение, которое часто называют «middleware control». Его основными задачами являются обеспечение ресурсов для вычислений, мониторинг состояния оборудования, балансировка нагрузки.

Для облачных вычислений основным предположением является неравномерность запроса ресурсов со стороны клиента. Для сглаживания этой неравномерности для предоставления сервиса между реальным аппаратным обеспечением и middleware помещается ещё один слой — виртуализация серверов. Серверы, выполняющие приложения, виртуализируются, и балансировка нагрузки осуществляется как средствами программного обеспечения, так и средствами распределения виртуальных серверов по реальным. Перенос виртуальных серверов с одного физического на другой происходит без остановки предоставления сервиса на основе, так называемой живой миграции, который занимает меньше секунды времени

С пользовательской позиции сервисы облаков можно разделить на три основных уровня – IaaS (Infrastructure as a Service), PaaS (Platform as a Service) и SaaS (Software as Service). Помимо них могут быть доступны и востребованы IdaaS (Identification as Service, управление идентификацией), HPCaaS (High Performance as a Service,

высокопроизводительные вычисления) и другие специализированные сервисы.

IaaS обычно предоставляет унифицированные аппаратные и программные ресурсы, но в некоторых случаях и на инфраструктурном уровне для установки программного обеспечения с оплатой по мере использования. Заказанная инфраструктура может динамически масштабироваться. Типичные примеры – Amazon EC2 (Elastic Cloud Computing).

PaaS предоставляет более высокий уровень сервиса, позволяющий разрабатывать, тестировать и внедрять пользовательские приложения. Встроенная масштабируемость не накладывает ограничения на тип разрабатываемых приложений. Пример – сервис Google

104

App Engine, позволяющий внедрять Web-приложения на той же системе, на которой работают собственные приложения Google.

Software as a Service (SaaS) предлагает готовое специализированное ПО. Например

–Salesforce и ее онлайновая система управления отношениями с клиентами.

ВРоссии в настоящее время развивается в рамках программы «Университетский кластер» проект по предоставлению услуг облачных вычислений для научных исследований [21].

Контрольные вопросы:

1.Основные принципы организации Internet

2.Назначение маршрутизаторов.

3.Что такое протокол?

4.Назовите известные Вам протоколы.

5.Что такое стек протоколов?

6.Какие уровни выделяют в стеке протоколов?

7.Что такое IP протокол?

8.Что такое порт?

9.Какие протоколы относятся к транспортному типу?

10.Что такое DNS?

11.Как физически организуются сети?

12.Что такое облачные вычисления?

105