Главная страница
Навигация по странице:

  • ДИПЛОМНый пРОекТ

  • 1 Анализ технического уровня проекта разработки локальной вычислительной сети для экономическо-педагогического колледжа

  • вкр разработка ЛВС для образовательной организации. ВКР Разработка ЛВС для образовательной организации Рыбалко. Дипломный пРОект разработка локальной вычислительной сети для образовательной организации


    Скачать 1.18 Mb.
    НазваниеДипломный пРОект разработка локальной вычислительной сети для образовательной организации
    Анкорвкр разработка ЛВС для образовательной организации
    Дата16.04.2021
    Размер1.18 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаВКР Разработка ЛВС для образовательной организации Рыбалко.docx
    ТипДиплом
    #195552
    страница1 из 5
      1   2   3   4   5

    департамент образования, науки и молодежной политики

    Воронежской области
    государственное бюджетное ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ

    ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ Воронежской области

    «воронежский государственный ПРОМЫШЛЕННО-гуманитарный колледж»


    Отделение вычислительной техники

    Специальность 09.02.01 Компьютерные системы и комплексы

    ДИПЛОМНый пРОекТ
    РАЗРАБОТКА ЛОКАЛЬНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ ДЛЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ



    Разработал(а)

    ______________________________________




    подпись дата инициалы, фамилия

    Зам. директора по учебной работе

    ______________________________________

    подпись дата инициалы, фамилия







    Руководитель

    ______________________________________




    подпись дата инициалы, фамилия

    Консультант




    по экономической части

    ______________________________________




    подпись дата инициалы, фамилия

    Рецензент

    ______________________________________




    подпись дата инициалы, фамилия

    Нормоконтролеры

    ______________________________________




    подпись дата инициалы, фамилия




    ______________________________________




    подпись дата инициалы, фамилия


    Воронеж 2020

    СОДЕРЖАНИЕ


    ВВЕДЕНИЕ

    3

    1 Анализ технического уровня проекта разработки локальной вычислительной сети для экономическо-педагогического колледжа…..


    5

    1.1 Анализ технической прогрессивности разрабатываемой компьютерной сети…………………………………………………………


    5

    1.2 Оценка изменения функциональных возможностей комппьютерных сетей………………………………………………………………………...


    16

    2 Расчет затрат по проекту разработки компьютерной сети для экономическо-педагогического колледжа………………………………..


    25

    2.1 Описание разработки (прокладки, модернизации) компьютерной сети………………………………………………………………………….


    25

    2.2 Расчет стоимости материалов по проекту разработки локальной вычислительной сети…………………………………………………….....


    38

    2.3 Описание работ по проекту разработки локальной вычислительной сети………………………………………………………………………….


    44

    2.4 Расчет договорной цены по проекту разработки локальной вычислительной сети……………………………………………………….


    46

    3 Технико-экономический анализ конкурентноспособности проекта по разработке компьютерной сети для экономическо-педагогического колледжа……………………………………………………………………



    48

    3.1 Расчет годовых издержек потребителя компьютерной сети в условиях эксплуатации…………………………………………………….


    48

    3.2 Анализ конкурентноспособности проекта……………………………

    54

    3.3 Экономический эффект от использования облачной технологии во время эпидемии…………………………………………………………….


    58

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………

    61

    СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………

    63


    ВВЕДЕНИЕ
    Впервые идея связать несколько независимо работающих компьютеров в единую распределенную вычислительную систему пришла инженерам еще в середине 60-х годов XX века. А первый успешный эксперимент по передаче дискретных пакетов данных между двумя компьютерами провел в 1965 году молодой исследователь из лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института Лари Роберте. Алгоритмы передачи данных, предложенные Робертсом, во многом послужили основой для построенной в 1969 году по инициативе американского «Агентства перспективных научных исследований» (Advanced Research Projects Agency, ARPA) глобальной вычислительной сети ARPANet, а она впоследствии, объединившись с несколькими другими существовавшими на тот момент сетями, стала фундаментом, на котором вырос современный Интернет [1, 18].

    Сверхбыстрое развитие компьютерной техники привело к огромному росту компьютерного парка.

    Локальная вычислительная сеть (ЛВС) - это совокупность компьютеров и других средств вычислительной техники (активного сетевого оборудования, принтеров, сканеров и т.п.), объединенных с помощью кабелей и сетевых адаптеров и работающих под управлением сетевой операционной системы.

    Если компьютеры территориально не разобщены (находятся в пределах одного-двух зданий), то несложно организовать локальную вычислительную сеть, которая будет экономически выгодна.

    Преимуществ создания локальной сети множество: такая сеть может применяться для обработки текстов, выступать в роли собственной информационной системы, внешней базы данных, для выполнения числовых расчетов, являться информационной системой в управлении, планировании, учете, проектировании и т.п. Поэтому создание локальной вычислительной сети в экономическо-педагогическом колледже актуально.
    Цель исследования – разработка локальной вычислительной сети для экономическо-педагогического колледжа на основе облачной технологии.

    Задачами настоящей работы являются:

    1) Анализ технического уровня проекта разработки локальной вычислительной сети для экономическо-педагогического колледжа.

    2) Расчет затрат по проекту разработки компьютерной сети для экономическо-педагогического колледжа.

    3) Технико-экономический анализ конкурентоспособности проекта по разработке компьютерной сети для экономическо-педагогического колледжа.

    Методы исследования: анализ специальной литературы, синтез локальной вычислительной сети на основе частного облака, анализ результатов и обобщение.

    Новизна данного проекта заключается в том, что разработана локальная вычислительная сеть на основе частного облака с количеством пользователей до 100 человек.

    Основные достоинства, разработанной ЛВС – это ее доступность, в том числе и за пределами колледжа, гибкость, надежность, безопасность, а также экономически целесообразно.

    Представленный материал состоит из введения, трех глав, заключения и библиографического списка.
    1 Анализ технического уровня проекта разработки локальной вычислительной сети для экономическо-педагогического колледжа
    1.1 Анализ технической прогрессивности разрабатываемой компьютерной сети
    Локальная вычислительная сеть и ее топология [1, 7].

    Локальная сеть (локальная вычислительная сеть или ЛВС) представляет собой среду взаимодействия нескольких компьютеров между собой. Цель взаимодействия ‑ передача данных. Локальные сети, как правило, покрывают небольшие пространства (дом, офис, предприятие) ‑ чем и оправдывают своё название. ЛВС может иметь как один, так и несколько уровней. Для построения многоуровневой локальной сети применяют специальное сетевое оборудование: маршрутизаторы, коммутаторы. Существует несколько способов объединения компьютеров и сетевого оборудования в единую компьютерную сеть: проводное (витая пара), оптическое (оптоволоконный кабель) и беспроводное (Wi-Fi , Bluetooth) соединения.

    Топология локальной сети.

    Первое к чему нужно приступать при изучении основ функционирования компьютерных сетей, это топология (структура) локальной сети. Существует три основных вида топологии: шина, кольцо и звезда.

    Линейная шина (рисунок 1.1). Все компьютеры подключены к единому кабелю с заглушками по краям (терминаторами). Заглушки необходимы для предотвращения отражения сигнала. Принцип работы шины заключается в следующем: один из компьютеров посылает сигнал всем участникам локальной сети, а другие анализируют сигнал и если он предназначен им, то обрабатывают его. При таком взаимодействии, каждый из компьютеров проверяет наличие сигнала в шине перед отправкой данных, что исключает возникновения коллизий. Минус данной топологии ‑ низкая производительность, к тому же, при повреждении шины нарушается нормальное функционирование локальной сети и часть компьютеров не в состоянии обрабатывать либо посылать сигналы.


    Рисунок 1.1 – Топология вычислительной сети «Линейная шина»
    Кольцо (рисунок 1.2). В данной топологии каждый из компьютеров соединен только с двумя участниками сети. Принцип функционирования такой ЛВС заключается в том, что один из компьютеров принимает информацию от предыдущего и отправляет её следующему выступая в роли повторителя сигнала, либо обрабатывает данные если они предназначались ему.


    Рисунок 1.2 – Топология вычислительной сети «Кольцо»

    Локальная сеть, построенная по кольцевому принципу более производительна в сравнении с линейной шиной и может объединять до 1000 компьютеров, но, если где-то возникает обрыв сеть полностью перестает функционировать.

    Звезда (рисунок 1.3). Топология звезда, является оптимальной структурой для построения ЛВС. Принцип работы такой сети заключается во взаимодействии нескольких компьютеров между собой по средствам центрального коммутирующего устройства (коммутатор или свитч). Топология звезда позволяет создавать высоконагруженные масштабируемые сети, в которых центральное устройство может выступать, как отдельная единица в составе многоуровневой ЛВС. Единственный минус в том, что при выходе из строя центрального коммутирующего устройства рушится вся сеть или её часть. Плюсом является то, что, если один из компьютеров перестаёт функционировать это никак не сказывается на работоспособности всей локальной сети.


    Рисунок 1.3 – Топология вычислительной сети «Звезда»
    Таким образом, рассмотрев топологии вычислительной сети, необходимо использовать при разработке проекта ЛВС в экономическо-педагогическом колледже топологию «Звезда». Использование топологии «Звезда» обусловлена:

    1. Широким каналом передачи данных, что позволяет использовать «Облачные технологии».

    2. Возможность наращивать автоматизированные рабочие мест не снижая пропускную способность ЛВС.

    3. Повышенная работоспособность ЛВС, низкая подверженность коллизий.

    Облачные технологии [2, 4, 6].

    Облачные технологии (от английского Cloud Technologies) или попросту «облако» – это технология обработки данных, при которой компьютерные ресурсы предоставляются пользователям посредством быстрого и удобного сетевого доступа. Что такое облачные технологии простым языком: это виртуальная рабочая площадка и электронное хранилище ваших данных в сети. В «облаке» можно хранить фото, картинки, музыку, книги, документы. Можно их просматривать и редактировать – в одиночку или через настроенный совместный доступ, отправлять друзьям им коллегам. Облачные технологии кратко – это удаленный способ хранения и обработки данных. Если вся информация хранится и обрабатывается на вашем компьютере и при помощи его мощностей – то это не облачная технология. Если на сервере в сети – это «облако». Так, если вы обрабатываете свою фотографию при помощи программы Photoshop, установленной на вашем компьютере, то вы не имеете дела с «облаком». А вот если редактируете фото с помощью онлайн-сервиса Canva.com, то это значит, что вы используете облачные технологии. Если для работы над текстами вы предпочитаете не Word, а Google Docs, это тоже значит, что вы пользуетесь облачным сервисом. Облачные технологии обладают следующими характеристиками: Доступность: «облака» доступны из любой точки планеты, где есть интернет. Самообслуживание по требованию (self service on demand): пользователь сам, без контакта с поставщиком услуг, решает, в каком объеме хранить свои данные и когда к ним обращаться. Универсальный доступ: облачные сервисы доступны всем пользователям вне зависимости от типа используемого ими устройства – компьютер, смартфон, планшет. «Облако» и облачные технологии позволяют хранить больше данных и выполнять многие сложные операции проще и быстрее, чем мы делали это раньше. Сегодня многие платные программы имеют в «облаке» свою бесплатную или условно бесплатную версию – в виде веб-приложений. Облачные технологии позволяют профессионально обрабатывать фото и видео, не устанавливая платные и «съедающие» объем памяти программы, на которые не хватает производительности самих ПК. Облачные технологии стали возможными благодаря созданию многоядерных процессоров и увеличению емкости накопителей информации. Бурному развитию облачных технологий мы обязаны компании Amazon, которая в 2002 году запустила первый облачный веб-сервис. Сегодня «облака» незаменимы: новые игровые и рабочие приложения предъявляют все большие требования к мощности ПК.

    Примеры облачных технологий.

    Многие привычные нам сервисы являются облачными технологиями. Например, файлообменники Dropbox, SkyDrive, Яндекс.Диск. «Облаками» являются и многие инструменты от Google, и Apple. Так, вы можете создать на Google Диске резервную копию своих сообщений и медиафайлов из What’sApp, а потом восстановить их при смене смартфона или переустановке сервиса. Облачный сервис iCloud от Apple позволяет сохранять весь контент пользователя (контакты, фото, музыка, документы) на сервере, а затем перенести эти данные на новый iPhone и другие устройства (iPad, Mac и ПК). К облачным технологиям относятся и всем знакомые онлайн-сервисы для обработки текста, фото, видео и звука, например, Canva. Применяют облачные технологии и разработчики антивирусных программах, в частности Panda Security с их антивирусным решением Panda Cloud Antivirus, основанном на технологии «коллективного интеллекта».  Даже наши электронные ящики на Mail.ru – это тоже облачный сервис. Простыми словами, мы не устанавливаем их на компьютер, как программу Outlook, и не сохраняем все наши письма на жесткий диск. Доступ к своей электронной почте мы получаем через браузер, с любого устройства.

    Виды облачных технологий.

    Существует три основных вида «облаков»: Частное «облако» (private cloud): сервис закрытого доступа, для ограниченной части пользователей. Обычно создается для сотрудников всего одной компании и ее филиалов (и в некоторых случаях ее клиентов). Сама IT-инфраструктура может размещаться как в помещении клиента, так и у оператора. Примером может служить Amazon Virtual Private Cloud (Amazon VPC). Публичное «облако» (public cloud): общедоступный ресурс, созданный для свободного использования широкой публикой – любой компанией или частным лицом. При этом клиенты только пользуются ресурсами публичного «облака», но не имеют права им управлять. Примеры: Amazon Web Services (EC2 и S3), Google Apps/Docs. Гибридное «облако» (hybrid cloud): комбинация из разных типов облачных технологий – частного и публичного «облаков». Используется в компаниях с сезонными перепадами активности: когда количество запросов достигает своего пика, часть мощностей перебрасывается на публичное «облако». Часть данных клиентов может храниться на сервере самой компании, вторая часть – на сервере провайдера.  

    Облачные хранилища и облачные вычисления: что это такое и в чем разница.

    Облачные хранилища и облачные вычисления: что это такое и в чем разница Облачные хранилища (Cloud Storage) – это гигантского объема виртуальные серверы для хранения цифровой информации. Они расположены в центрах обработки данных (дата-центрах). Облачное хранилище – это дополнительное внешнее дисковое пространство, которое позволяет держать огромные объемы информации не в памяти локальных компьютеров, а в сети интернет и получать к ним доступ в любое время из любой точки земного шара. Это базовый облачный сервис. Примеры Cloud Storage: Dropbox, iCloud, Google Диск, SkyDrive. Облачные вычисления (Cloud Computing) – это специальные приложения для выполнения определенных операций и общий фонд удаленных вычислительных ресурсов. Облачные вычисления простыми словами – это рабочая площадка на удаленном сервере. Примеры облачных вычислений: сервис Elastic Compute Cloud (EC2) от Amazon, G Suite (Google Apps).

    Таким образом, c помощью Cloud Storage мы храним и копим данные, с помощью Cloud Computing – преобразовываем их. Облачные хранилища требуют большего объема и используются в основном частными лицами в их личных целях и интересах. Тогда как технологии облачных вычислений требуют более высокой вычислительной мощности и предназначены в основном для бизнеса.

    Сети и облачные технологии: преимущества и недостатки.
    Таблица 1.1 – Преимущества и недостатки облачных технологий

    № п/п

    Плюсы

    Минусы

    1.

    Невысокая стоимость. Оплата только за фактическое использование (за минуту/час работы или за единицу хранимой информации)

    К коммерческой или личной информации получает доступ провайдер

    2.

    Короткие сроки внедрения, минимизация затрат на создание IT-инфраструктуры

    Приложения не работают при перебоях и отсутствии интернета. Требуется подключение высокого качества

    3.

    Техобслуживанием, устранением неполадок, занимается провайдер. Не нужно следить за обновлениями

    Риски утечки информации, хакерской атаки и кражи данных

    4.

    Мобильность, удаленный доступ из любой точки планеты, с любого девайса

    При неполадках у провайдера вы рискуете потерять все свои данные

    5.

    Можно создать полностью виртуальный офис с удаленными рабочими местами, не тратясь на аренду помещений

    Невозможность настроить ПО и его интерфейс под собственные нужды

    6.

    Низкие требования к мощности компьютера, операционной системе; возможность использовать сервисы и программы, недоступные при его технических характеристиках

    Бесплатные сервисы могут начать брать плату, а платные могут ее увеличить

    7.

    Не нужно освобождать место на жестком диске, переносить информацию с одного компьютера на другой

    При долгосрочном использовании «облака» могут обойтись дороже, чем создание собственной сети

    8.

    Не нужно покупать дорогостоящее лицензированное ПО




    9.

    При поломке устройства вся информация останется целой





    Облачные технологии простыми словами – это виртуальное хранилище данных и рабочая площадка на удаленном сервере. Используя облачные технологии, пользователи получают доступ к необходимой информации из любой точки земного шара.

    Облачнее вычисления [3].

    Основой для создания и быстрого развития облачных вычислительных систем послужили крупные интернет сервисы, такие как Google, Amazon и др, а так же технический прогресс, что по сути говорит о том что появление облачных вычислений было всего лишь делом времени. Рассмотрим каким же образом развитие вышеперечисленных направлений позволило облачным системам стать доступнее [26-28].

    1. Развитие многоядерных процессоров привело к:

    - увеличению производительности, при тех же размерах оборудования;

    - снижение стоимости оборудования, как следствие эксплуатационных расходов;

    - снижение энергопотребления облачной системы, для большинства ЦОД (центр обработки информации) это действительно проблема при наращивании мощностей ЦОД.

    2. Увеличение емкостей носителей информации, снижение стоимости хранения 1 Мб информации позволило:

    - безгранично (по крайней мере так позиционируют себя большинство «облаков») увеличить объемы хранимой информации;

    - снизить стоимость обслуживания хранилищ информации, значительно увеличив объемы хранимых данных.

    3. Развитие технологии многопоточного программирования привело к:

    - эффективному использованию вычислительных ресурсов многопроцессорных систем;

    - гибкое распределение вычислительных мощностей облаков.

    4. Развитие технологий виртуализации привело к:

    - созданию программного обеспечения позволяющего создавать виртуальную инфраструктуру не зависимо от количества предоставленных аппаратных ресурсов;

    - легкость масштабирования, наращивания систем;

    - уменьшение расходов на администрирование облачных систем;

    - доступность виртуальной инфраструктуры через сеть «Интернет».

    5. Увеличении пропускной способности привело к:

    - увеличению скорости работы с облачными системами в частности виртуальный графический интерфейс и работа с виртуальными носителями информации;

    - снижение стоимости «Интернет» трафика для работы с большими объемами информации;

    - проникновению облачных вычислений в массы.

    Все вышеперечисленные факторы привели к повышению конкурентоспособности облачных вычислений в ИТ сфере.

    Достоинства облачных вычислений.

    Доступность – облака доступны всем, из любой точки, где есть «Интернет», с любого компьютера, где есть браузер. Это позволяет пользователям (предприятиям) экономить на закупке высокопроизводительных, дорогостоящих компьютеров. Также сотрудники компаний становятся более мобильными так, как могут получить доступ к своему рабочему месту из любой точки земного шара, используя ноутбук, нетбук, планшетник или смартфон. Нет необходимости в покупки лицензионного ПО, его настройки и обновлении, вы просто заходите на сервис и пользуетесь его услугами заплатив за фактическое использование.
    низкая стоимость – основные факторы снизившие стоимость использования облаков следующие:

    - снижение расходов на обслуживания виртуальной инфраструктуры, вызванное развитием технологий виртуализации, за счет чего требуется меньший штат для обслуживания всей ИТ инфраструктуры предприятия;

    - оплата фактического использования ресурсов, пользователь облака платит за фактическое использование вычислительных мощностей облака, что позволяет ему эффективно распределять свои денежные средства. Это позволяет пользователям (предприятиям) экономить на покупке лицензий к ПО;

    - использование облака на правах аренды позволяет пользователям снизить расходы на закупку дорогостоящего оборудования, и сделать акцент на вложение денежных средств на наладку бизнес процессов предприятия, что в свою очередь позволяет легко начать бизнес;

    - развитие аппаратной части вычислительных систем, в связи с чем снижение стоимости оборудования.

    Гибкость – неограниченность вычислительных ресурсов (память, процессор, диски), за счет использования систем виртуализации, процесс масштабирования и администрирования «облаков» становиться достаточно легкой задачей, так как «облако» самостоятельно может предоставить вам ресурсы, которые вам необходимы, а вы платите только за фактическое их использование.

    Надежность – надежность «облаков», особенно находящихся в специально оборудованных ЦОД, очень высокая так, как такие ЦОД имеют резервные источники питания, охрану, профессиональных работников, регулярное резервирование данных, высокую пропускную способность Интернет канала, высокая устойчивость к DDOS атакам.

    Безопасность – «облачные» сервисы имеют достаточно высокую безопасность при должном ее обеспечении, однако при халатном отношении эффект может быть полностью противоположным.

    Большие вычислительные мощности – вы как пользователь «облачной» системы можете использовать все ее вычислительные способности, заплатив только за фактическое время использования. Предприятия могут использовать данную возможность для анализа больших объемов данных.

    Недостатки облачных вычислений.

    Постоянное соединение с сетью – для получения доступа к услугам «облака» необходимо постоянное соединение с сетью «Интернет». Однако в наше время это не такой и большой недостаток особенно с приходом технологий сотовой связи 3G и 4G.

    Программное обеспечение и его кастомизация – есть ограничения по программному обеспечению, которое можно разворачивать на «облаках» и предоставлять его пользователю. Пользователь ПО имеет ограничения в используемом ПО и иногда не имеет возможности настроить его под свои собственные цели.

    Конфиденциальность – конфиденциальность данных хранимых на публичных «облаках» в настоящее вызывает много споров, но в большинстве случаев эксперты сходятся в том, что не рекомендуется хранить наиболее ценные для компании документы на публичном “облаке”, так как в настоящее время нет технологии которая бы гарантировала 100% конфиденциальность хранимых данных.

    Надежность – что касается надежности хранимой информации, то с уверенностью можно сказать что если вы потеряли информацию хранимую в «облаке», то вы ее потеряли навсегда.

    Безопасность – «облако» само по себе является достаточно надежной системой, однако при проникновении на него злоумышленник получает доступ к огромному хранилищу данных. Еще один минус - это использование систем виртуализации, в которых в качестве гипервизора используются ядра стандартные ОС такие, как Linux, Windows и др., что позволяет использовать вирусы.

    Дороговизна оборудования – для построения собственного облака компании необходимо выделить значительные материальные ресурсы, что не выгодно только что созданным и малым компаниям.

    Таким образом, использование топологии «Звезда» в ЛВС позволяет применить облачные технологии. Наиболее целесообразно использовать частный (в некоторых случаях гибридный – раздел 3 дипломной работы) вид облачных технологий. Преимущества облачных технологий: доступность, снижение расходов, гибкость, при правильном администрировании ЛВС надежность и безопасность.
    1.2 Оценка изменения функциональных возможностей компьютерных сетей
    «Частное облако» и VPS/VDS [5, 8, 10].

    Среди услуг, предоставляемых в облаке 1cloud, есть VPS/VDS и «Частное облако». Иногда потенциальные клиенты просят уточнить, как эти услуги связаны между собой, и в чём их особенности.

    Для начала напомним расшифровку аббревиатур:

    VPS ‑ Virtual Private Server, виртуальный частный сервер;

    VDS ‑ Virtual Dedicated Server, виртуальный выделенный сервер.

    Ещё недавно была достаточно широко востребована услуга размещения клиентских физических серверов в быстрых провайдерских сетях (тогда они даже не назывались центрами обработки данных).

    Эта услуга использовалась, например, для размещения веб-серверов. Дизайн-студии ставили к провайдерам свои «железные» серверы и запускали на них веб-сайты своих клиентов.

    Такие серверы назывались выделенными (dedicated). Ими могли быть как собственные компьютеры, принадлежащие клиентам (collocation), так и арендованные у провайдеров.

    После возникновения облаков прилагательное «выделенный» переехало и в них. Одновременно там появилось и название «частный сервер». ‑ Увы, нежелательная и часто неизбежная словесная путаница.

    Для её преодоления лучше всего уяснить, что VPS означает то же самое, что и VDS, и пользоваться термином: «виртуальная машина» (ВМ).

    Виртуальная машина (VDS, VPS) ‑ это программный эмулятор физического компьютера с возможностью установки на него требующихся операционной системы и прикладного программного обеспечения (рисунок 1.4).


    Рисунок 1.4 – Виртуальные машины в частном облаке
    Что касается термина «частное облако», то речь идёт о тех же виртуальных машинах, но связанных локальной сетью в некую инфраструктуру, обеспечивающую решение каких-то прикладных задач, например, работу корпоративной информационной системы, интернет-магазина или других сервисов.

    Само по себе облако 1cloud является публичным, то есть его ресурсы предоставляются всем желающим и заплатившим. Но несмотря на то, что в нём одновременно существуют и работают машины многих разных клиентов, используемые ими ресурсы надёжно разделены: клиенты имеют доступ к своим машинам и не имеют доступа к чужим.

    По большому счёту, клиент может воспринимать свои виртуальные машины и сети, размещённые в публичном облаке, как ресурсы, находящиеся в его офисной (корпоративной) локальной сети (рисунок 1.6), то есть функционально их вполне можно считать частной сетью, а совокупность виртуальных машин и сетей ‑ «частным облаком».


    Рисунок 1.6 – Соединение публичного и частного облака
    Стоит добавить, что сеть базового типа в 1cloud является бесплатной. То есть, если клиенту потребуется связать свои машины, ему не нужно будет нести дополнительных расходов.

    В сети базового типа не предусмотрен доступ пользователей к соответствующим маршрутизаторам и брандмауэрам.

    В ближайшее время планируется расширить возможности клиентов по самообслуживанию в управлении их сетями.

    Однако при необходимости и сейчас опытные пользователи могут собрать нужную сетевую инфраструктуру из доступных им универсальных и специализированных виртуальных машин. Например, с использованием популярного pfSense, способного выполнять функции как маршрутизатора, так и брандмауэра, и сервера DHCP/DNS, и VPN-хаба.

    Компьютерный класс в облаке [4, 9].

    Новые технологии по-разному проявляют себя в разных прикладных областях. В каких-то ‑ они более эффективны, в каких-то менее. Возможно, одним из самых ярких и понятных примеров применения виртуальных компьютеров ‑ учебные классы.

    Обучение компьютерным программам и технологиям всегда носит конкретный, практический характер. Каждый из обучаемых должен иметь возможность самостоятельно попробовать выполнить то, о чём ему рассказали в теоретической части занятия, поэтому каждому обучаемому нужен индивидуальный компьютер.

    Для обеспечения практической части занятий оборудуют классы с рабочими местами по числу учащихся (рисунок 1.7).


    Рисунок 1.7 – Схема компьютерного класса
    Проблема в том, что во время своих упражнений учащиеся могут изменяться настройки приложений или даже операционных систем. В результате, программная среда, в которой окажутся учащиеся на последующих занятиях, будет иной, чем та, которую подготовил преподаватель перед началом занятий, и на которую он ориентируется в своём учебном плане.

    Кроме того, в одном помещении могут проводить занятия с разными учебными группами, которым требуются разное программное обеспечение, разные операционные системы, компьютеры с разной мощностью и конфигурацией.

    Технология виртуализации компьютеров позволила отделить их от аппаратной части и переместить в облако. Виртуальный машина в облаке ‑ инструмент намного более гибкий, чем «железный» компьютер.

    Собственно, перемещение виртуальной машины в облако не является обязательным требованием. Её можно запускать и на своём мощном не виртуальном компьютере. Но не менять же свой компьютерный класс на свой центр обработки данных (ЦОД).

    Конечно, совсем отказаться от каких-то терминальных устройств не удастся ‑ нужно же на каком-то экране показывать консоль или рабочий стол удалённой машины. Однако в качестве такого устройства можно использовать очень простой и, соответственно, недорогой компьютер или разрешить учащимся доступ к учебным виртуальным машинам с их собственных устройств: ноутбуков или планшетов (рисунок 1.8).

    Оборудование.

    В случае оснащения учебного класса физическими компьютерами нужно сразу потратить на их приобретение существенные денежные ресурсы. При этом, их производительность должна быть достаточной для обеспечения нормального выполнения самых сложных упражнений, которыми будут заниматься учащиеся в этом классе. Это требование останется в силе даже если 90% остальных упражнений, будут существенно менее требовательными к мощности компьютера.


    Рисунок 1.8 – Виртуальные машины на основе мощного компьютера
    При использовании облачных виртуальных машин их характеристики можно изменить в любой момент.

    Сравнивая эффективность эксплуатации «железных» и виртуальных компьютеров, нужно вспомнить ещё о том, что информационные технологии продолжают развиваться весьма бурно, и моральное устаревание «железного» оборудования происходит также очень быстро. Продать морально устаревшее оборудование сложно.

    Лицензия.

    Среди прочих преимуществ виртуального класса есть и лицензионное.

    Не секрет, основная часть компьютерных курсов связана с операционной системой Windows. Для её использования нужно приобрести отдельную лицензию для каждого компьютера.

    Что делать, если число учащихся окажется меньше запланированного? ‑ Ведь часть лицензий окажется приобретёнными напрасно.

    А что делать со «старыми» лицензиями, если вышла новая версия операционной системы и требуется перейти на неё? ‑ К сожалению, сегодня вернуть лицензию продавцу невозможно.

    В облаке 1cloud стоимость аренды виртуальной машины включает в себя стоимость лицензии операционной системы Windows. То есть клиенту не потребуется приобретать лицензию отдельно, и он будет оплачивать её ровно столько, сколько он будет пользоваться соответствующей виртуальной машиной.

    Переход на новую версию операционной системы будет сводиться лишь к удалению экземпляра «старой» виртуальной машины и созданию экземпляра «новой» ‑ с новой операционной системой.

    Набор прототипов виртуальных машин у провайдера широкий, но не безграничный. В нём может не оказаться шаблона с нужной клиенту лицензией. В таком случае пользователь может приобрести лицензию напрямую у производителя, а затем использовать её в своём виртуальном компьютере. Правда, тогда сэкономить с помощью «аренды» лицензии не удастся.

    Шаблоны.

    Устанавливать операционную систему и приложения на «голый» компьютер ‑ занятие трудоёмкое. Оно превращается в особую проблему, когда требуется привести в требующееся рабочее состояние много машин.

    В облаке 1cloud имеется набор шаблонов («заготовок») виртуальных машин, из которых новый экземпляр виртуальной машины можно создать буквально за несколько минут. Однако в нём не будет специфических приложений, которые могут потребоваться клиенту.

    К счастью, в панели управления облака 1cloud пользователям дана возможность создавать собственные шаблоны на основе имеющихся у него виртуальных машин. Если пользователю регулярно требуются новые машины с неким типовым набором программного обеспечения, он может однажды сконфигурировать одну из своих виртуальных машин должным образом и создать на её основе шаблон.

    Подчеркнём важное обстоятельство: шаблон определяет программную конфигурацию виртуальной машины. Её аппаратные характеристики ‑ число процессоров, объём оперативной памяти, число, тип и размер дисков ‑ задаются независимо. При необходимости они могут быть изменены в любой момент.

    Снимки дисков.

    Другая возможность отменить изменения в компьютерах после экспериментов учащихся ‑ снимки дисков. Они позволяют вернуть машину в состояние, в котором она пребывала на момент снимка, например, перед очередным учебным занятием.

    Экономное выключение.

    Если виртуальная машина в облаке не используется в качестве сервера, который должен работать круглосуточно, её можно выключать на тот период, когда она не требуется. Это позволяет дополнительно сократить расходы на компьютерное оборудование учебного класса.

    Арендная плата при выключенном виртуального компьютере не станет нулевой, так как дисковое пространство он продолжает занимать и в этом случае, но она существенно сократится, так как будет не нужно оплачивать процессоры и оперативную память.

    Прикладной интерфейс.

    Если пользователю требуется часто выполнять какие-то регулярные действия с его виртуальными машинами, например, создавать группы новых серверов и удалять старые, он может автоматизировать эти операции.

    В облаке 1cloud имеется прикладной интерфейс (API), который даёт клиенту возможность управлять его облачным компьютерных хозяйством из специализированного приложения или даже простого командного файла посредством HTTP-команд.

    Например, в случае компьютерного класса после каждого занятия можно автоматически удалять виртуальные машины, на которых упражнялись учащиеся, и создавать новые, «чистые».

    Также можно настроить автоматическое выключение компьютеров на время, когда занятия не проводятся, и их включение перед началом занятий.

    Таким образом, компьютерный класс ‑ это образовательный инструмент. Создание виртуального компьютерного класс в облаке 1cloud позволит обеспечить доступность, снижение расходов, гибкость, при правильном администрировании ЛВС надежность и безопасность. Также, не менее важным фактором является уменьшение времени администрирования ЛВС при использовании облачной технологии по сравнению с классическим использованием компьютерной сети.

    Многофункциональность и распределенность ресурсов виртуальных машин позволит выполнять любой сложности задачи, стоящие перед обучающимися в экономическо-педагогическом колледже.
      1   2   3   4   5


    написать администратору сайта