Построение интегрированных информационных систем на основе «облачных» технологий

«Облачные» вычисления представляют собой специализированную форму распределенных вычислений, в которой динамично масштабируемые информационные ресурсы предоставляются удаленно через Интернет. Потребители этих ресурсов, могут вовсе не знать об инфраструктуре, на базе которой осуществляется их поддержка, и не занимаются вопросами ее контроля, поскольку эту функцию выполняет компания, предоставляющая данное программно-аппаратное обеспечение. Пользователь получает, так называемую, «виртуальную среду», которая позволяет осуществлять решение его задач, и динамично расширяться в случае роста информационно-технологических потребностей пользователя [1, 3, 6, 10].

Для поставщика «облачных» вычислительных технологий преимущество заключаются, прежде всего, в экономии средств за счет сокращения масштабов и количества информационных систем, поскольку информационные ресурсы предоставляются конечному пользователю (потребителю) во временное пользование и по его требованию.

С точки зрения потребителя применение «облачных» технологий заключается в следующем: во-первых, возможность планомерного масштабирования вычислительной системы в соответствии с динамикой изменения бизнеса, и функциональными приоритетами, во-вторых, экономия средств, обусловленная тем, что затраты производятся только на те информационно-технологические ресурсы, которые в данный момент необходимы для решения задач потребителя.

При решении и программной реализации задач, в том числе – интеграции, рационально воспользоваться «облачными» вычислениями [13] с применением различного рода базовых сервисов, основные из которых перечислены ниже.

Infrastructure as a Service (IaaS) – («Инфраструктура как сервис») предоставление компьютерной инфраструктуры в форме виртуализации как услуги на основе концепции «облачных» вычислений.

Platform as a Service (PaaS) – («Платформа как сервис») предоставление интегрированной платформы для разработки, тестирования, развертывания и поддержки веб-приложений как услуги, построенной на основе концепции «облачных» вычислений.

Software as a service (SaaS) – («Программное обеспечение как услуга»), или Software on Demand (SoD) – («Программное обеспечение по требованию») – бизнес-модель реализации программного обеспечения при которой поставщик разрабатывает Web-приложение и самостоятельно управляет им, предоставляя заказчикам доступ к программному обеспечению через Интернет. Основное преимущество модели SaaS для потребителя состоит в отсутствии затрат, связанных с установкой, обновлением и поддержкой работоспособности оборудования и программного обеспечения, работающего на нём.

Desktop as a Service (DaaS) – («Рабочее место как сервис») модель распространения и эксплуатации программного обеспечения, при которой клиенты получают полностью готовое к работе стандартизированное виртуальное рабочее место, причём каждый пользователь имеет возможность дополнительно настраивать программное обеспечение под конкретные бизнес-задачи. Таким образом, конечный пользователь получает доступ не к отдельной программе, а к необходимому ему для полноценной работы программному комплексу.

В современных, стремительно меняющихся технико-экономических условиях, индустрия информационных технологий претерпела существенные изменения. Монолитным или интегрированным информационным системам пришли на смену композитные распределенные системы, при этом все большую популярность приобретает разработка систем на основе сервисов [2, 5, 8].

«Облачная» сервисная архитектура успешно заняла свою нишу в организации корпоративных информационных систем, особенно в части управления бизнес-процессами предприятий на основе интеграционных платформ. Несмотря на специфические особенности систем работающих со слабоструктурированными данными, идеи, лежащие в основе применения сервисов, также важны для них, как и для других информационных систем, работающих со структурированной информацией [8, 11].

Существенной проблемой при разработке крупных информационных систем является разнообразие методов и подходов, позволяющих осуществлять решения многочисленных технических и технологических задач. Несмотря на то, что эти методы позволяют справляться с различными задачами, их разнообразие приводит к возникновению проблемы несовместимости программных решений.

В свою очередь, проблема несовместимости программных решений имеет большое значение не только в рамках технических аспектов разработки информационных систем предприятия, но также при осуществлении взаимодействия с системами партнеров по бизнесу. К тому же возрастающая сложность самих информационных систем увеличивает разрыв между технологическими возможностями информационной системы и задачами, для решения которых она предназначена.

Следует отметить, что слабоструктурированные данные всё чаще встречаются в практике разработки распределённых информационных систем, поскольку с развитием всемирной сети Интернет для полнотекстовых документов и баз данных требуется обменный формат данных, в качестве которого все чаще выступает XML [7].

В связи с этим, слабоструктурированные данные становятся важным объектом для исследований по следующим основным причинам: повышение уровня взаимодействие конечных пользователей с распределённой информацией, находящейся в интрасети или сети Интернет; наличие канонического XML-формата для обмена информацией между базами данных различных типов; денормализация и представление структурированных данных в виде слабоструктурированных с целью повышения скорости доступа и эффективности навигации по ним [7, 11, 12].

Решение на основе «облачных» сервисов позволяет осуществить эффективную интеграцию информационно-технологических систем, тем самым благополучно разрешая проблемы и научно-практические задачи, присущие управлению инновациями и интеллектуальной собственностью.

При организации работы сотрудников предприятия с «облачными» сервисами в числе прочих мер стоит, помимо тестирования надёжности и их функциональных возможностей, оценивать качество приложений с точки зрения человеко-машинного взаимодействия. В течение последних лет понимание основных параметров качества программных продуктов сместилось из области функционального наполнения и отказоустойчивости приложений в область «пользовательских» характеристик (при этом функциональность и отказоустойчивость свою актуальность не потеряли).

Наибольший интерес теперь представляют удобство использования и пользовательская эффективность программного обеспечения, которые определяют отношение потребителя и позволяют адаптировать программные приложение к человеческим возможностям [4, 5, 9].

Следует отметить, что суть концепции «облаков» заключается в предоставлении конечным пользователям удаленного динамического доступа к вычислительным ресурсам и приложениям посредством Интернет [10]. В невиртуализованном центре обработки данных каждое приложение обычно исполняется на своем сервере, при этом загрузка серверов составляет не более 10-15%. Технологии «облачных» вычислений позволяют избегать привязки физических серверов к конкретным приложениям и отдельным пользователям. Работая в «облаке», пользователь выбирает те программные приложения, которые необходимы ему для работы. На сервере определяется количество и тип виртуальных машин, необходимых для выполнения поставленных задач. Далее приложения выполняются на виртуальных ресурсах необходимое время, а после их завершения виртуальная машина выключается или выделяется для работы над другими заданиями.

Сервисно-ориентированная архитектура (СОА) представляет собой способ построения информационных систем из набора элементов, называемых сервисами [8, 12]. Говоря о сервисно-ориентированной архитектуре необходимо заметить, что под сервисом понимается программное обеспечение, компоненты и объекты, однако в «облачных» вычислениях «сервис» - это услуга, готовая к применению. В отличие от услуг, компоненты организованные в виде сервисов являются автономными, имеют четко определенный интерфейс и зачастую поддерживают несколько различных технологий интеграции. В качестве сервиса в СОА может выступать как целое программное приложение, так и отдельные его функциональные модули. Сервисы могут реализовать как бизнес-логику, так и функции более низкого уровня, в том числе некоторые системные функции [8, 11, 12].

СОА требует наличие управляющих процессов, в которых сервисы определяются, изменяются, комбинируются, повторно используются и взаимодействуют с целью решения задач постоянно изменяющегося бизнеса. Эти управляющие процессы в СОА называются бизнес-процессами. В парадигме СОА бизнес-процесс управляет потоком сервисов. Бизнес-процесс управляет потоком событий, вызывает и координирует сервисы и создает контекст для их взаимодействия [12].

Исходя из изложенного, предпочтительным является применение СОА для создания промежуточного уровня абстракции в совокупности моделей «облачных» вычислений.

Такую модель «облачных» вычислений можно назвать «компоненты как услуга» (СaaS, Components as a Service). Вследствие этого, очевидно, что

СОА применима и в модели SaaS, поскольку приложения, построенные из сервисов, могут благополучно взаимодействовать с любыми другими сервисами в рамках парадигмы СОА [8, 12].

СОА позволяет представить программное обеспечение или его компоненты в виде сервисов со стандартными интерфейсами, которые могут быть многократно использованы в различных информационных задачах, а «облачные»» технологии позволяют предоставлять это программное обеспечение по требованию, в виде услуги. Слабая связанность сервисов в концепции СОА дает возможность потребителю самостоятельно выбрать необходимые программные компоненты, и соответственно не оплачивать дополнительные невостребованные функции.

Благодаря унифицированным интерфейсам сервисов в СОА, возможно осуществлять свободный доступ к ним через различные приложения, по различным каналам связи. Главное достоинство совместного использования «облачных» технологий и СОА – это возможность осуществления интеграции между «облачными» технологиями и традиционными информационными технологиями потребителей [8].

Разработчики и конечные пользователи, которые применяют «облачную» платформу, получают следующие преимущества.

• •    Гибкость. Партнеры и заказчики могут использовать преимущества средств разработки, автоматизированного управления службами и глобальной сети центров обработки данных, чтобы быстрее реагировать на потребности клиентов, концентрировать свои усилия на укреплении конкурентных преимуществ и выходить на новые рынки.

• •    Эффективность. «Облачная» платформа повышает продуктивность и рабочую эффективность за счет сокращения капитальных вложений. Заказчики и партнеры могут добиться сокращения операционных расходов на некоторые процессы на 30–40% за 3 года. Оплата на основе фактического потребления, пакеты и скидки для партнеров сокращают первоначальные расходы при внедрении «облачных» служб и обеспечивают предсказуемые расходы на информационные технологии.

• •    Концентрация на главном. Партнеры и заказчики могут сконцентрироваться на обслуживании клиентов и удовлетворении их потребностей вместо того, чтобы расходовать время и ресурсы на управление технологической инфраструктурой. Платформа позволяет партнерам и заказчикам тратить меньше времени на решение текущих проблем и уделять больше внимания укреплению конкурентных преимуществ.

• •    Простота. Партнеры и заказчики могут применять существующие навыки разработки на знакомых языках, таких как .NET, Java и PHP, для создания Web-приложений и служб, а также управления ими как в «облачных» центрах обработки данных, так и в локальных.

• •    Надежность. Партнеры и заказчики могут рассчитывать на обслуживание корпоративного класса, подкрепленное надежными соглашениями об уровне обслуживания и обширным опытом предоставления Web-служб.

Следует отметить, что достоинствам разработанных на сегодняшний день интегрированных программных решений на основе СОА следует отнести широкое применение технологий виртуализации, при этом, использование «облачной» модели снимает с предприятия все заботы по поддержке информационной инфраструктуры, поскольку эта задача ложится на вендора - поставщика «облачных» сервисов.