Использование облачных технологий в информационных системах

2.2 Пример использования 1С: Предприятие в "облаке"

Также к облаку, развернутому внутри организации, могут подключаться потребители, не являющиеся сотрудниками (рис. 2.2). Поставщики, клиенты, подрядчики и т.д. для того, чтобы, например, получать отчёты о продаже своих товаров или их остатках на складе.



Рисунок 2.2 - Модель подключения облачного решения "1С:Бухгалтерия"

В 1С:Бухгалтерия подобная инфраструктура включает в себя следующие механизмы и технологии:

· Возможность подключения к информационной базе по протоколу HTTP (HTTPS), благодаря чему клиенты могут работать через интернет из любой точки земного шара;

· Наличие веб-клиента, не требующего предварительной установки на компьютер пользователя. Благодаря этому клиенты могут работать с неподготовленного компьютера или мобильного устройства;

· Отказоустойчивый масштабируемый кластер серверов, благодаря которому 1С:Бухгалтерия может обслуживать большое количество одновременно работающих клиентов;

· Наличие механизма разделения данных, благодаря которому прикладные решения могут работать в архитектуре multitenancy, когда единый экземпляр объекта приложения, запущенного на сервере, обслуживает множество клиентов или организаций;

· Наличие инфраструктуры сервиса, позволяющей развертывать приложения 1С:Бухгалтерия в модели SaaS, когда поставщик разрабатывает и самостоятельно управляет прикладным решением, предоставляя потребителю доступ через интернет.

Такого вида организация информационной облачной системы при наличии соответствующего физического оборудования возможно на подавляющем большинстве предприятий. Общая схема инфраструктуры и взаимодействия в упрощённом виде показана на рисунке 2.3, на котором видно явное разделения облака на два сегмента - управляющий уровень администратора (внутренний блок) и внешний, клиентский уровень (внешний блок).

Рисунок 2.3 - Модель облачного решения в общем виде

Еще одно, нередко упускаемое, качество, -- корпоративное облако предприятия по-новому взаимодействует с бизнесом и может предоставлять сервисы клиентам и партнерам, и хотя оно остается частным, но делает само предприятие более публичным. Более тесная связь между бизнесом и ИТ выводит частное облако за чисто технологические границы и заставляет рассматривать его с разных точек: с позиции директора по информационным вопросам, технического директора и других сотрудников ИТ-подразделений. Первого заботит качество предоставляемых облаком информационных сервисов, а остальных -- качество традиционных показателей эксплуатации. Искусство проектирования облаков заключается в согласовании этих позиций. В конечном итоге все это позволяет сделать информационную систему действенным инструментом управления бизнесом.



3. Разработка рекомендаций по использованию "облачных" технологий на РУП "Белоруснефть"

3.1 Аспекты проектирования облака

Главной целью проектирования облака является автоматизация различных бизнес-процессов, сокращение издержек на поддержание IT инфраструктуры предприятия и упрощение обслуживания всего информационного комплекса в целом. На этапе создания проекта облачного сервиса организации важно учесть не только все особенности предприятия, но и целесообразность его применения в той или иной структуре, а так же грамотно построить модель его полноценного использования сотрудниками, т.е. актуально внедрить в общественно-информационную среду организации.

С точки зрения проектирования облачного сервиса на предприятии РУП "Белоруснефть" основополагающим фактором является наличие собственных мощных серверов. Данная особенность не обязывает искать облачную организацию, которая сможет принять на себя ответственность за сохранность данных, их конфиденциальность, быстрый и стопроцентный круглосуточный доступ к ним и т.д. К тому же это избавит РУП "Белоруснефть" от уплаты ежемесячной абонплаты, платы за трафик, платное расширение инфраструктуры и не самое оперативное изменение необходимых параметров или функций облака.

Основываясь на данном моменте, для создания облачного сервиса можно выделить несколько областей, на которые будут распространятся ресурсы сервиса. Облако будет основано на кластерном гипервизоре VmWareESXi. В данный физический комплекс входит "Серверная накопительная стойка" с двумя видами памяти - жёсткие диски объёмом 3 Тб для долговременногохранения информации (картографические данные, резервные копии, личные данные пользователей, обновления информационных продуктов и т.д.) и высокоскоростные SSD диски с памятью 120 Гб для активных и загрузочных разделов виртуальных машин. Данная стойка имеет возможность физического "горячего" (без перезапуска сервера) дополнения новыми накопителями, собственную аккумуляторную батарею и контроллер распределения памяти. Также в физический комплекс будет входить коммутационный шкаф с основными шлюзами, которые будут основаны на оптоволокне для осуществления максимальной скорости передачи данных.На данном сервере установлены материнские платы с четырьмя слотами для высокопроизводительных процессоров и оперативной памяти с поддержкой больших частот. Сами процессоры нового поколения от фирмы Intelгарантируют высокую производительность, что обеспечит предприятие соответствующими вычислительными мощностями.

На РУП "Белоруснефть" установлено оборудование фирмы Cisco, которое настроено не только для пакетной, но и для потоковой передачи данных. Этот момент является ключевым в построении облачной инфраструктуры, т.к. первоочередная потребность пользователя заключается в максимально быстрой работе с серверными технологиями. На данном физическом оборудовании скорость передачи и приёма данных настолько велика, что на рабочих местах пользователей различные программы, средства коммуникации и другое специализированное ПО будет загружаться в реальном времени, без задержек. Потоковая технология размывает границы при работе с настольным ПК и серверной виртуальной машиной.

Также в основе вычислительного центра серверного оборудования лежат процессорные кластеры и большие объёмы памяти, которые объединены в гипервизор. Данное оборудование фирмы Hewlett-Packard прошло сертификацию и почти месячное тестирование в нагрузочном режиме, зарекомендовало себя с наилучшей стороны. Установку данного серверного комплекса производили специалисты фирмы поставщика. Комплекс имеет возможность в течении часавыполнятьна оборудовании все расчёты "Белорусского научно-исследовательского и проектного института нефти" при отключении внешних источников электроэнергии (за счёт собственной аккумуляторной стойки). Также к данному серверу подключены специализированные модульные системы, которые контролируют загрузку памяти, распределяют загрузочные мощности процессоров и автоматически выделяют каждой создаваемой виртуальной машине определённое количество физической памяти.

Сервер на РУП "Белоруснефть" не будет напрямую соединён с Интернетом, что не обязывает устанавливать мощную защиту от спама и Ddos атак. Преимуществом притаком роде размещения серверной установки является полный контроль как физических, так и программных модулей, масштабирование собственными силами, доступ к носителям информации и т.д. Также ответственность за конфиденциальность данных полностью лежит на организации.

3.2 Архитектура облака

Проектируемая облачная платформа РУП "Белоруснефть" представляет собой интегрированную программно-аппаратную систему, имеющую компонентную структуру, состоящую из:

· Подсистемы инфраструктурного обеспечения

· Телекоммуникация (внутренняя корпоративная почта, система видеоконференций)

· Вычислительная инфраструктура

· Виртуализация как подсистема

· Резервное копирование виртуальных образов

· Подсистемы интеграции и прикладных подсистем

· Интеграция с внешними системами

· Модуль размещения приложений и управления

· Сервис виртуальной сети

· Подсистемы специализированного назначения

· Обеспечение надёжности в работе с ПО

· Каскадное распределение ресурсов

· Интеллектуальная система взаимосвязей пользователей

· Подсистемы корпоративного банка информации

· Поиск корпоративной информации

· Единая папка с общественным доступом

· Личный кабинет для файлов и сканирования

· Подсистемы информационной безопасности

· Сервис информационной безопасности

· Персонализация и ведение логов пользователя

Для вышеупомянутых модулей и подсистем необходимо место и набор аппаратных средств. Ко всему прочему, такая структура должна иметь администратора и модераторов, а так же группы пользователей, у которых будут права доступа на тот или иной информационный уровень (полный или частичный). Т.е. задача будет стоять перед распределение пользователей, как потребителей данного вида ресурса на группы, будут перекрёстные группы, пересекающиеся и совместные. Для такого разграничения необходимо создать групповую политику [14]. Архитектура устройства "облако" на РУП "Белоруснефть" будет выстроена в следующем ключе (рис.3.1).

Рисунок.3.1 - Трёхуровневая архитектура "облака"

На рисунке3.1 видно, что пользователи будут оперировать только лишь с верхушкой облачного сервиса, ниже им не будет предоставляться доступ. Сам же IT сервис, его механизмы, функции и объекты будут находиться на 2 уровне, к которому будут доступны учётные записи руководителей отдела, программистов и научных сотрудников секторов. На самый низкий уровень управления пулом, или непосредственно инфраструктурой облака, доступ будет у ведущих программистов организации, отдела "системного сопровождения баз данных и вычислительной техники", и представителей обслуживающей компании "Инфосервис".

3.3 Программная платформа облака

На серверах РУП "Белоруснефть" будет установлена операционная система Ubuntu 11.10 64 bit Server для нужд облачного хранилища. На неё вполне хорошо устанавливается облачная платформа VirtualMachineManager 2012 R2 [8] для создание облачной среды, групповой политики пользователей, адаптации системных устройств в виртуальной среде и настройку глобальных параметров. Управлять и настраивать такого рода задачи будут специалисты компании "Инфосервис".

Виртуальное облако состоит также из мелких пакетов (механизмы авторизации, интерфейсы для работы с объектами, почтовые клиенты и т.д.), которые необходимы для организации работы некоторых сервисов, модулей и важных частей архитектуры. Они устанавливаются поверх облачной среды и имеют второстепенный характер. Когда первоначальная установка произведена, то в программе выставляются права пользования, и первыми их получают администратор проекта, главный инженер и отдел системного сопровождения. Далее, подключаются все остальные пользователи организации с нулевыми правами (выставляются позже в процессе организации и сортировки ПО, настройке виртуальных машин). Данная процедура необходима для объединения все пользователей, настройку виртуальной среды и пробрасыванию учётных записей от пула, до персонального компьютера.

После установки основания частного облако, необходимо связать его интерфейсом для удобной работы пользователя и аппаратными средствами виртуального хранилища, личного кабинета и т.д. Для этого необходимо установить программу OpenNebula (информация по OpenNebula находиться в ПРИЛОЖЕНИИ Г, Д, Ж). Данный продукт содержит в себе инструменты по администрированию системы с консольным и графическим интерфейсом, а также инструменты для конечных пользователей, которые позволяют управлять ресурсами. Так как пользователи будут постоянно обращаться к данной платформе, её необходимо поместить на первое место в выделением кластере и предоставить достаточно ресурсов. Программа устанавливается на заранее сконфигурированную операционную систему и полностью адаптируется сVirtualMachineManager 2012 R2. К особенностям пакета OpenNebula стоит отнести такие пункты, как удалённое администрирование (с рабочего места, а не из серверной консоли), защищённое соединение, разнообразную многофункциональную настройку виртуальной машины и т.д. Так же программа имеет полную русификацию, набор собственных тестов, сервисов, анализаторов и сбор статистики по всем пунктам облачного исследования. Мониторинг записывается в файл и доступен для анализа, все данные представлены в виде диаграмм, а при корректной настройке программа уведомляет о перегрузке, недостаточном месте или иных угрозах в онлайн режиме. Стоит отметить очень важное составляющее - инструмент резервного копирования, который является мощным стандартным дедупликатором облачного пространства. OpenNebula может работать с виртуальными машинами, распределять мощности, организовывать личные хранилища данных, работать с сетевыми принтерами (что очень важно для организации РУП "Белоруснефть") и многое другое. Продукт частично бесплатный и может использоваться в коммерческих целях (кроме перепродажи).



3.4 Пуско-наладочные работы, установка и запуск облачного сервиса, начальное конфигурирование и предложения по масштабированию

Проект корпоративного облачного сервиса может быть реализован и протестирован только на реальном оборудовании или стендовом макете, так как все расчёты, связанные с производительной мощностью, потребление ресурсов и распределение пользовательских учётных записей будут реальными и обоснованными только на серверном физическом оборудовании. У организации РУП "Белоруснефть" установлены сервера, у которых вычислительная загрузка оборудования при запуске всех систем предприятия равна не более 75%, более 10% отдано под резервные и специальные нужды, а 15% простаивают или служат для особого случая максимальной загрузки вычислительных мощностей [13]. В настоящее время все бизнес процессы и ежедневные сервисы работают под постоянным контролем десятка специалистов в разных зданиях и секторах. Все эти корпоративные задачи можно положить в облако, обучить сотрудников пользоватьсяданным сервисом, а специалистам провести разовую синхронизацию с облаком, физический перенос основных многофункциональных программ и информационных систем в облако, их настройку и конфигурирование, что сократит время на обслуживание десятка агентов и клиентов в разных местах организации.

Новый корпоративный сервер был запущен в июле 2013 года. Он прошел первую сертификацию, нагрузочные тесты, обкат оборудования. В банк хранения уже загружены некоторые информационные данные, геологические карты, планы и проектные работы. Сервер полностью готов для настройки облачного хранилища. Для курсовой работы проверить на реальном оборудовании РУП "Белоруснефть" систему облачного хранилища к сожалению, не удалось. Однако, для проверки совместимости всех программных средств, используемых для построения облака, конфигураций и отладки сервисов было принято решение организовать собственный домашний сервер, и посредством его гиперболизации (программному увеличению мощности, высвобождению памяти и т.д.) установить программные продукты для отладочного тестирования. Гипервизор в домашний условиях крайне сложно собрать, так что для эксперимента был оборудован домашний стационарный компьютер с параметрами системы, которые приведены в таблице 3.2:

Таблица 3.2 - Системные характеристики экспериментального ПК

Компонент	Характеристика
Процессор	Intel Core i7-3960X Extreme Edition (15M Cache, up to 3.90 GHz)
RAM	Kingston 16GB (2x8GB) - DDR3 1866MHz CL11 DIMM
HDD	HP Hard Drive - 1TB - 7200rpm - 3.5-Inch

Данный стенд был собран по следующим показателям: скорость обработки данных по средством мощного процессора, высокочастотная память большого объёма и серверный накопитель данных. На домашний сервер была установлена Ubuntu 11.10 64 bit Server для проверки и тестирования всех составляющих. В процессе нагрузки все компоненты показали себя с отличной стороны(3DMARK 11: Graphics - 17 387, Physics - 13 313, Score - 15 571). Быстрый процессор способен предоставлять необходимую вычислительную мощность, однако понадобилось дополнительное охлаждение, так как температура к 90 градусам (рис. 3.3).



Рисунок 3.3 - Характеристики процессора

В процессе изучения и моделировании реальных условий, какие предполагаются будут на предприятии, между стационарным сервером и собственным пользовательским ноутбуком была организована сеть по средством модема TP-Link TL-R460 и обычного сетевого кабеля 5Е категории, который работает на скорости 100Мб/сек. Именно на такой скорости функционирует сеть на РУП "Белоруснефть". Результаты тестов показывают, что на данном соединении возможно пакетная передача данных на высокой скорости. На рисунке 3.4 представлен график зависимости скорости передачи данных от времени [10].

Рисунок 3.4 - График временного пропускного канала между ПК



В качестве экспериментов пакеты данных размером 10мб отправлялись и принимались на компьютере и домашнем минигипервизоре ежесекундно, имитируя модель обмена данными между пользователем и сервером, а для нагрузки облачного сервиса было запущенно конвертирование видео в высоком разрешении, нагрузочный тест на память и циклический анализатор математических формул (рис. 3.5). Нагрузка на макетную установку составила более 80% по всем параметрам, при том, для обычного функционирования программы Photoshop CS6 по средством сетевого обращения, серверу вполне хватило мощности [12].

Рисунок 3.5 - Тесты для нагрузочного тестирования

На основании данных экспериментов на домашний гипервизор было установлена платформа VirtualMachineManager 2012 R2, на ней настроены и отконфигурированы две виртуальные машины (первая для нагрузки мощности, вторая для непосредственной работы). Облачная платформа так же позволила сделать несколько учётных записей, провести групповую политикуVMware, настройку административных параметров и реализацию целого набора необходимого функционала для удалённого управление сервером (консольное управление, appController и др.). Для установления пользовательского интерфейса облака и организацию хранилища было установлено программное обеспечение OpenNebula на базе существующей операционной системы. Для виртуализации ресурсов и созданию многопользовательского авторизированного доступа было так же одновременно создано несколько десятков виртуальных машин, на которых устанавливался различный софт, в том числе и серверного типа (MDaemon, ManageEngineOpManager, CiscoSpeedMeterPro и др.). В OpenNebulaтак же были настроены отчёты по посещаемости, оценка производительности, логирование активности и прочие конфигурационные параметры (ПРИЛОЖЕНИЕ Е, рис.11). Для организации общего доступа была проделана работа по построению виртуальной сети, создание общей папки. В набор дополнительных предустановленных сервисов OpenNebula вошли: видеоконференция, организационный чат, электронная внутрикорпоративная почта, удалённое управление и др.

Работа через интерфейс браузера осуществляется с любого компьютера, который находиться в сети. Так же дополнительно был открыт доступ к сети интернет, и по защищенному каналу отлично устанавливается соединение с сервером. Скорость передачи ограничивается пропускной способностью кабеля и ограничением провайдера. Для работы с информационными системами необходима более глубокая и адаптационная настройка оборудования, портов и хостов, конфигурирование системы и другие мероприятия по переносу клиента в облако.

В домашних условиях были достигнуты следующие цели:

· Установкаплатформы Virtual Machine Manager 2012 R2

· Установка облачного ПО OpenNebula

· Создание виртуальных машин на базе OpenNebula

· Распределение групповой политики пользователей, назначение ролей

· Настройка виртуальной сети

· Интеграция корпоративных сервисов(почта, чат, видеоконференции, протоколирование и т.д.)

· Организация облачного хранилища

· Создание логической модели корпоративного облака и его реализация

На предприятии РУП "Белоруснефть" актуально будет реализовать облачное хранилище с интеграцией в него информационных систем некоторых отделов, АРМов, 1С: предприятия и пользовательскими базами данных. Данная технология позволит управлять всем с одного места, а так же осуществлять контроль и мониторинг удалённо за всеми объектами, помещёнными в облако. В домашних условиях тесты показали о надёжности данной системы, её высокой работоспособности, несложном внедрении (при соответствующей документации, заранее подготовленным планам и проектам, наличие знаний специфических платформ). В настоящее время ведётся подробное составление руководства по расширению и глобализации данной технологии непосредственно под управленческие нужды предприятия, а так же горизонтальное масштабирование и полноценное покадровое внедрение данного информационного сервиса. Пока проект находиться только на макетном стенде, но уже, полагаясь на результаты, можно сказать, что реализация облачного сервиса на предприятии РУП "Белоруснефть" возможна без постороннего вмешательства и собственными силами.

Корпоративное облако предоставит предприятию интегрированные сервисы, полное наблюдение и использование различной информации, пользовательское информационное пространство, лёгкое внедрение нового ПО, глубоко уровневое управление ИС, протоколирование, дедупликация данных, единые настройки,резервное копирование и многое другое. Так же за счёт собственного сервера и механизмам виртуализации пользователи смогут работать со специализированными программами и службами удалённо, а предприятие может сократить издержки на дальнейшее обновление всей технической базы компьютерной техники (на предприятии более 600 ПК), заменив всего лишь на сервере необходимый компонент.



Заключение

На данный момент облачные технологии являются одной из самых востребованных услуг в IT-сфере. Всяческая виртуализация, что и предоставляет облачная система, в итоге ведёт к уменьшению использования ресурсов, а соответственно - к увеличению реальных вычислительных мощностей для конечного пользователя. Удобство данной технологии так же заключается в простоте обслуживание, к чему приводит постоянная систематизация и распределение ресурсов, программного обеспечения, баз данных и различный информационных систем.

Роль данного корпоративного сервиса сводится к автоматизации различных бизнес процессов, ежедневной работы пользователей, удобность и эластичность конфигурирования облачного программного обеспечения.

Причина создания частного облака на предприятии РУП "Белоруснефть" - систематизация и интеграция клиентских АРМов и программ в едином месте для удобства обслуживания, настройки и управления, а также установка в совокупности необходимых облачных сервисов, устранение вопросов неиспользуемых физический компьютерных ресурсов предприятия и настройка взаимодействия различных секторов и отделов.

Спроектированная модель облачного хранилища отвечает всем стандартам и основана на OpenSource продуктах от мировых брендов в области IT технологи (Microsoft, Hewlett-Packard).

Созданная в результате выполнения курсовой работы облачная корпоративная среда может быть использована на предприятии РУП "Белоруснефть", что значительно упростит общий и персональный доступ к данным, программным продуктам и повысит скорость и качество работы за счёт серверных технологий, а так же снизит экономические затраты на физическое оборудование.

В процессе работы были выполнены обоснования актуальности использования данной платформы, была описана инструкция по установке и внедрению на макетном компьютере в среду организации. Руководство по конфигурированию может быть использовано для внедрение данной облачной структуры на предприятии.



Список использованных источников

1. Запечников, С. В. Основы построения виртуальных частных сетей / С. В. Запечников- СПб.:Телеком, 2012.

2. Мирошина А. О. Возможности VMware по организации эластичного облака для интернет проектов (IaaS) / А. О. Мирошина- М.: ЭКОМ, 2002.

3. Oglesby R. М. VMware Infrastructure / R. M. Qglesby - NY.: Fusion Write, 2012

4. IlgenfritzM.J.,VMware Certified Professional TestPrep.CRC, 2009

5. Роль программного обеспечения как услуг в облачных вычислениях [Электронный ресурс] - Сайт IBM ibm.com. - Режим доступа: http://www.ibm.com/developerworks/ru/library/wa-saascloud/. - Дата доступа: 3.11.2013.

6. Что такое AppController 2012 [Электронный ресурс] - Сайт ITproosp.ru. - Режим доступа: http://www.osp.ru/win2000/2012/11/13033364/. - Дата доступа: 5.11.2013.

7. Управление облаком на open-source софте [Электронный ресурс] - Сайт Habrahabrhabrahabr.ru. - Режим доступа: http://habrahabr.ru/company/depocomputers/blog/145826/. - Дата доступа: 7.11.2013.

8. Создание частного облака с помощью SystemCenterVirtualMachineManager 2012 R2 [Электронный ресурс] - СайтHabrahabrhabrahabr.ru. - Режим доступа: http://habrahabr.ru/company/microsoft/blog/195738/. - Дата доступа: 8.11.2013.

9. Про частные "облака" [Электронный ресурс] - СайтHabrahabrhabrahabr.ru. - Режим доступа: http://habrahabr.ru/company/croc/blog/203466/. - Дата доступа: 10.11.2013.

10. Как измерить производительность "облака" [Электронный ресурс] - СайтHabrahabrhabrahabr.ru. - Режим доступа: http://habrahabr.ru/company/croc/blog/189382/. - Дата доступа: 11.11.2013.

11. Инфраструктура просто и легко с "частным облаком" [Электронный ресурс] - СайтHabrahabrhabrahabr.ru. - Режим доступа: http://habrahabr.ru/company/netapp/blog/123376/. - Дата доступа: 12.11.2013.

12. Сети для облаков [Электронный ресурс] - Сайт"Открытые системы" osp.ru. - Режим доступа: http://www.osp.ru/lan/2013/10/13037886/. - Дата доступа: 14.11.2013.

13. Вычисления в облаке [Электронный ресурс] - Сайт "Открытые системы" osp.ru. - Режим доступа: http://www.osp.ru/os/2010/01/13000677/. - Дата доступа: 16.11.2013.

14. Управление ИТ-сервисами в облаках [Электронный ресурс] - Сайт "Открытые системы"osp.ru. - Режим доступа: http://www.osp.ru/os/2011/09/13011559/. - Дата доступа: 19.11.2013.



Приложение А

Рисунок 1. Добавление ресурсов хостов виртуализации в VMM.

Рисунок 2. Ограничение потребления ресурсов в облаке в VMM.

Скриншоты первоночальной настройки виртуальной машины



Приложение Б

Рисунок 3. Создание и привязка логического коммутатора на хост.

Рисунок 4. Роли пользователей в облаке VMM.

Пример доступа к частному облаку



Приложение В

Рисунок 5. Доступ к облаку через портал AppController.

Снимки экрана окна авторизации и настройки гипервизора OpenNebula



Приложение Г

Рисунок 6. Окно авторизации OpenNebula

Рисунок 7. Параметры подключения к гипервизору

Снимки экрана при создании виртуальной машины и сети в OpenNebula



Приложение Д

Рисунок 8. Настройка параметров виртуальной сети

Рисунок 9. Создание виртуальной машины

Снимки экрана настройке прав доступа и отчёта в OpenNebula



Приложение Ж

Рисунок 10. Инструменты для создания пользователей, групп и списков доступа

Рисунок 11. Пример отчёта о производительности облака

Размещено на Allbest.ru