Transcript Wczoraj, dzi* i jutro Politechniki Wroc*awskiej

Dolnośląska Chmura Edukacyjna
Prof. dr hab. inż. Tadeusz Więckowski
Rektor Politechniki Wrocławskiej
Plan prezentacji
1
Zagrożenia
2
Cloud Computing
Czym jest Cloud Computing
Chmura obliczeniowa
Chmura obliczeniowa - korzyści
Typy rozwiązań chmury obliczeniowej
3
Droga do Chmury
Zrozumieć zasady transformacji
Architektura
Analiza wykorzystania zasobów
Wybór właściwej drogi migracji
Implementacja wybranej strategii
4
Dolnośląska Chmura Edukacyjna
Cele budowy
Założenia funkcjonalne
2
Zagrożenia
•
•
•
Utrzymywanie wielu różnych platform sprzętowo-programowych
zapewniających zasoby, (moc obliczeniowa, zasób przestrzeni
dyskowej, sieć) poszczególnym aktualnie użytkowanym oraz
planowanym do wdrożenia systemom, prowadzi do:
– przerostu ilości posiadanej infrastruktury, wpływa negatywnie na
koszt utrzymania poszczególnych platform sprzętowych
– przerostu zasobów ludzkich i do znacznego skomplikowania
zarządzania infrastrukturą.
Utrzymywanie wielu różnych modeli komputerów i systemów
operacyjnych a także różne wersje oprogramowania komplikują
zarządzanie środowiskiem pracy użytkowników.
Aplikacje trzeba nieustannie uaktualniać, a sprzęt cyklicznie wymieniać
na nowy, tak by był w stanie obsłużyć nowe oprogramowanie.
– Prowadzi to do wzrostu kosztów, a planowanie wydatków
w budżecie IT (Information Technology) staje się coraz bardziej
problematyczne.
3
Zagrożenia c.d.
• Zagrożone jest bezpieczeństwo – dostęp do informacji bywa
nieautoryzowany (bez uwierzytelnienia) i niemonitorowany,
a poziom zapewnienia usług wyrażony w SLA i dostępności
nie są dopasowane do wymagań.
– (Service Level Agreement, SLA to umowa utrzymania
i systematycznego poprawiania ustalonego między klientem
a usługodawcą poziomu jakości usług poprzez stały cykl
obejmujący: uzgodnienia, monitorowanie, raportowanie, przegląd
wyników)
• Aktualna infrastruktura IT powoduje niedostateczną
wydajność środowiska pracy użytkowników końcowych.
– W dzisiejszych czasach coraz bardziej wzrasta liczba pracowników
mobilnych, którzy korzystają z komputerów poza pracą.
– Utrudniony jest też dostęp do PC pracowników tymczasowych
i zewnętrznych.
4
Cloud Computing
Redukcja kosztów
Zwiększenie wydajności
Uproszczenie zarządzania
Łatwa adaptowalność do zmieniającego się
zapotrzebowania
• Konsolidacja już wdrożonych oraz planowanych do
wdrożenia systemów informatycznych (konsolidacja
platform sprzętowo-programowych)
• Wspomaganie innowacyjności
•
•
•
•
5
Czym jest Cloud Computing?
• Cloud Computing to model zarządzania środowiskiem IT
z rozwiązaniami zapożyczonymi z ideologii funkcjonowania
rozwiązań w sieci Internet.
• Filozofia Cloud Computing polega na przeniesieniu całego
ciężaru świadczenia usług IT (danych, oprogramowania lub
mocy obliczeniowej, przestrzeni pamięci) na na platformę
sprzętowo programową (Chmurę) i umożliwienie stałego
dostępu poprzez komputery klienckie.
• Dzięki temu ich bezpieczeństwo nie zależy od tego, co stanie
się z komputerem klienckim, a szybkość procesów wynika
z mocy obliczeniowej serwera.
• Wystarczy zalogować się z jakiegokolwiek komputera
z dostępem do Internetu by zacząć korzystać z dobrodziejstw
Cloud Computing.
6
Chmura obliczeniowa
•
•
•
•
•
Chmura pozwala na eliminację konieczności zakupu licencji oraz
konieczności instalowania i administracji oprogramowaniem.
Konsument płaci za użytkowanie określonej usługi, np. za możliwość
korzystania z arkusza kalkulacyjnego.
– Nie musi dokonywać zakupu sprzętu ani oprogramowania.
Termin "chmura obliczeniowa" związany jest z pojęciem wirtualizacji.
Wirtualizacja umożliwia efektywniejsze wykorzystanie istniejących zasobów
sprzętowych środowiska informatycznego poprzez dowolne modyfikowanie
cech wirtualizowanych zasobów, dostosowując je do wymagań użytkownika.
– Możliwa
jest
wirtualizacja
pamięci
operacyjnej
systemu
komputerowego oraz wirtualizacja samego sprzętu komputerowego
Model "chmury obliczeniowej" historycznie wiąże się z przetwarzaniem
w sieci grid, gdzie wiele systemów udostępnia usługi korzystając
z podłączonych zasobów
W chmurze obliczeniowej odbiorcy usług mają do czynienia z podążaniem
zasobów za potrzebami usługobiorcy.
7
Chmura obliczeniowa - korzyści
•
Chmura zmniejsza koszty.
–
–
Serwery, systemy pamięci masowej, infrastruktura sieciowa oraz systemy
chłodzenia zużywają coraz więcej prądu.
Wzrasta również koszt eksploatacji i administracji systemów informatycznych
•
•
Chmura zwiększa bezpieczeństwo danych.
–
•
Ze względu na organizację serwerów w chmurze, zabezpieczenia stają się
zintegrowane.
Chmura rozkłada zasoby obliczeniowe.
–
–
•
(np. koszty utrzymania personelu, opłaty za kolokacje tzn. opłaty za miejsce w którym
znajdują się serwery wraz z kosztami obsługi i utrzymania).
W tradycyjnym modelu każdy komputer miał ograniczoną moc obliczeniową ponad
którą nie mógł wykroczyć, a która często była niewykorzystywana.
Teraz, gdy komputery służą tylko jako interfejs do serwera, każdy z nich ma
dostęp do ogromnej mocy obliczeniowej a jednocześnie jest w stanie efektywnie
ją wykorzystać.
Rozwiązanie Cloud Computing umożliwia przesyłanie zapytań do innych
serwerów, w zależności od zapotrzebowania.
8
Typy rozwiązań chmury obliczeniowej
•
Private Cloud – infrastruktura jest własnością lub jest dzierżawiona przez
jedną organizację, która posiada na nią wyłączność w korzystaniu.
–
–
•
Pozwala na wprowadzenie wewnętrznego procesu rozliczania z wykorzystania
zasobów, z jednoczesnym zapewnieniem wysokiej elastyczności i efektywności.
To rozwiązanie znajduje zastosowanie głównie jako środowisko do testowania
i rozwoju rozwiązań.
Hybrid Cloud – infrastruktura jest kompozycją dwóch lub więcej „chmur”
(prywatnych, wspólnych lub publicznych), które są unikalnymi jednostkami,
ale wiąze je jednolita technologia.
–
–
Dotychczas rozwiązywano to zakupując dodatkowe jednostki obliczeniowe
i wykorzystując je tylko cyklicznie,
Dzięki rozwiązaniu Hybrid Cloud można wykupić moc obliczeniową na zdalnych
serwerach tylko wtedy, kiedy jest rzeczywiście potrzebna i w wymaganych
ilościach.
9
Typy rozwiązań chmury obliczeniowej
•
Public Cloud – infrastruktura jest własnością pojedynczej organizacji, która
sprzedaje usługi cloud skierowane do ogółu społeczeństwa lub konkretnych
branż.
–
–
–
–
•
Funkcjonując na wielu rynkach jednocześnie ich priorytetem jest natychmiastowe
udostępnienie danych klientom na całym świecie.
W takim przypadku usługa dostarczana jest w formie ustalonej i zwymiarowanej
w aspekcie funkcjonalności i uwarunkowań związanych ze świadczeniem samej
usługi.
Specyfikacja zasobów i konfiguracja infrastruktury IT jest niewidoczna dla klienta
końcowego, często nie jest znana lokalizacja samej usługi.
Nie ma to jednak znaczenia, ponieważ o jakości decyduje funkcjonalność
i dostępność usługi.
Community Cloud – infrastruktura jest wykorzystywana przez wiele
organizacji i wspiera konkretne wspólnoty, które mają zbieżne cele (np.
polityka, misja, wymogi bezpieczeństwa).
10
Droga do Chmury
• Transformacja
do
Cloud
Computing
może
zostać
przeprowadzona na wiele sposobów, w zależności od potrzeb
instytucji oraz od uwarunkowań związanych z posiadanymi
rozwiązaniami.
• Przedstawione
na
następnych
slajdach
etapy
(w liczbie pięciu) odzwierciedlają standardowy proces
dopasowany do potrzeb odbiorców usług z gwarancją
zachowania możliwości doboru odpowiednich rozwiązań
w zależności od potrzeb.
11
Droga do Chmury
Krok 1. Zrozumieć zasady transformacji
•
•
•
•
•
•
Centralizacja – konsolidacja wielu centrów przetwarzania do kilku,
uproszczenie infrastruktury, ograniczenie kosztów operacyjnych.
Konsolidacja – grupowanie wielu serwerów do kilku obszarów zasobów,
redukcja złożoności systemów zarządzania, redukcja zasobów centrów
przetwarzania.
Wirtualizacja – usunięcie granic zasobów fizycznych, uproszczenie
implementacji, zmniejszenie kosztów licencji.
Automatyzacja – automatyzacja procesu dostarczania rozwiązań
dopasowanych do konkretnych potrzeb, wprowadzenie automatycznego
systemu zarządzania zmianą.
Optymalizacja – dynamicznie tworzenie, rozwój oraz wdrażanie usług
i aplikacji.
Standaryzacja - migracja wielu aplikacji do kilku wzorców, ograniczenie
zasobów operacyjnych, poprawa systemu monitorowania i strojenia
aplikacji.
12
Droga do Chmury
Krok 2. Architektura
•
•
•
•
•
Rozwiązania Cloud Computing wymagają zdefiniowania modelu architektury
dopasowanej do typu i zakresu realizowanych usług.
Niezbędne staje się opisanie zasad tworzenia, dostarczania i świadczenia
usług IT.
Należy również odpowiednio zdefiniować i opisać katalog usług.
Usługi w modelu przetwarzania w chmurze wymagają odpowiednio
przygotowanej infrastruktury.
Należy ją zbudować przy wykorzystaniu rozwiązań wirtualnych oraz
zapewnić dopasowanie do standardów architektury aplikacji.
13
Droga do Chmury
Krok 3. Analiza wykorzystania zasobów
•
Wprowadzenie chmury powinno zostać poprzedzone wnikliwą analizą
wykorzystania zasobów. W tym celu należy wskazać usługi przewidziane do
migracji i poddać je analizie możliwości dopasowania do modelu Cloud
Computing. Konieczne jest wykonanie następujących zadań:
– Analiza ryzyka – w celu określenia potencjalnych zysków/strat oraz
kosztów transformacji.
– Test standaryzacji – celem dopasowania posiadanych rozwiązań i usług
do funkcjonalności jakie oferuje chmura.
– Wymiarowanie zasobów – ocena obciążenia aktualnie eksploatowanych
rozwiązań. Niezbędne staje się zapewnienie mechanizmu skalowania
dla aplikacji w zależności od czasu i zakresu wykorzystania.
14
Droga do Chmury
Krok 4. Wybór właściwej drogi migracji
•
•
Wybór właściwego dla danej usługi
– sposobu realizacji zadań biznesowych,
– rodzaju rozwiązania oraz
– jego umiejscowienia
determinuje uzyskanie określonego modelu finansowego.
W konsekwencji uzyskuje się:
– rozwiązania Private Cloud zlokalizowane w obszarze IT
przedsiębiorstwa lub
– rozwiązania Public Cloud zlokalizowane w zasobach sieci Internet
u zewnętrznych dostawców usług i zasobów informatycznych lub
– rozwiązania Hybrid Cloud łączące mechanizmy powyższych.
15
Droga do Chmury
Krok 5. Implementacja wybranej strategii
•
•
•
Proces implementacji wymaga zaangażowania zarówno zespołów IT, jak
i odbiorców usług.
– Wynika to ze zmiany sposobu dostarczania i utrzymania usług, a także
zasad ich wykorzystania.
– Niezbędne staje się wypracowanie i dostarczanie nowych wzorców
współpracy obszaru IT oraz odbiorców usług (biznesu).
Sam proces przeniesienia usługi do nowego modelu sprowadza się często do
zmiany rozwiązania, aplikacji czy też przemodelowania sposobu realizacji
zestawu funkcjonalności, jednakże realizacja żądań biznesowych zostanie
zachowana.
Ważne jest uzyskanie wymiernych korzyści przy zachowaniu wymaganego
zakresu funkcjonalności i poziomu świadczenia usług.
16
Dolnośląska Chmura Edukacyjna
•
•
Dolnośląska Chmura Edukacyjna to:
– sprzęt
– oprogramowanie
– ludzie oraz
– inne zasoby
umożliwiające współpracę pomiędzy jednostkami dydaktycznymi
na Dolnym Śląsku w celu podniesienia jakości i dostępności
szkolnictwa w regionie.
W celu uzyskania autoryzacji uczestników Dolnośląska Chmura
Edukacyjna wsparta zostanie mechanizmem personalizacji dostępu
w oparciu o unikalny i bezpieczny identyfikator (kartę
elektroniczną) – np. jednoznaczna identyfikacja tożsamości
17
Dolnośląska Chmura Edukacyjna c.d.
Cele budowy
–
–
–
–
–
–
walka z wykluczeniami - udostępnienie materiałów edukacyjnych
organizacja systemu umożliwiającego korzystanie z Bazy Wiedzy oraz
innych aplikacji usługowych oferowanych w ramach Chmury
organizacja systemu wsparcia procesu edukacji szkolnej umożliwiający
gromadzenie i udostępnianie wiedzy, którego silnikiem będzie mechanizm
personalizacji dostępu w oparciu o unikalny i bezpieczny identyfikator
(kartę elektroniczną)
wprowadzenie nowych metod nauczania (e-learning, e-testing)
dynamiczna baza materiałów dydaktycznych oraz ułatwienie dostępu do
materiałów i zasobów na żądanie
całkowita kontrola nad wykorzystywanymi materiałami
18
Dolnośląska Chmura Edukacyjna c.d.
Cele budowy
–
–
–
–
–
–
–
wprowadzenie mechanizmów autoryzacji i autentykacji zapewniających
odpowiedni poziom bezpieczeństwa, personalizacji i identyfikacji
umożliwienie pracy grupowej nawet pomiędzy różnymi jednostkami
usprawnienie kontroli nad komputerowym sprzętem laboratoryjnym
ułatwienie wykorzystania sprzętu na różnych przedmiotach
ułatwienia związane ze współpracą między jednostkami
współpraca z przedsiębiorcami
zmniejszone
koszty
utrzymania
infrastruktury
komputerowej
wykorzystywanej w procesie dydaktycznym (np. sal komputerowych
i laboratoriów)
19
Dolnośląska Chmura Edukacyjna c.d.
Założenia funkcjonalne:
– Portal edukacyjny z materiałami z przedmiotów ścisłych - dodatkowe pomoce
naukowe, śledzenie wykorzystania, możliwość konsultacji (nawet kontakt
z autorem, bo też należy do Chmury) z funkcjonalnością personalizowanego
dostępu (mechanizm uwierzytelniania w oparciu o kartę elektroniczną.
– Wirtualne laboratoria komputerowe - możliwość rezerwacji zasobów
w okresie prowadzenia zajęć. Odpowiednie obrazy zostają stworzone w celu
przedstawienia omawianych na zajęciach zagadnień. Brak ograniczenia
konfiguracji obrazu oraz ilości zasobów na przedmiot z funkcjonalnością
personalizowanego dostępu (mechanizm uwierzytelniania w oparciu o kartę
elektroniczną.
– Praca grupowa - możliwość nadzorowania zadań grupowych (przypisanych
kilku uczniom, kilku szkołom lub nawet różnych rodzajom szkół).
Np. współpraca studentów z uczniami nad wspólnym projektem, utworzenie
wirtualnej grupy składającej się z przedstawicieli rożnych specjalizacji
(szczególnie ważne na zaawansowanych etapach nauki) z funkcjonalnością
personalizowanego dostępu (mechanizm uwierzytelniania w oparciu o kartę
elektroniczną.
20
Dolnośląska Chmura Edukacyjna c.d.
Założenia funkcjonalne:
– Możliwość korzystania z zasobów poza rozkładem zajęć - zasoby muszą być
rezerwowane w okresie prowadzenia zajęć. Dostępność może jednak być
rozszerzona w celu umożliwienia uczniom pracy w domu.
– Repozytorium gościnnych wykładów - możliwość transmisji i późniejszego
odsłuchania.
– Możliwość otwarcia (również odpłatnego) portalu edukacyjnego na zewnątrz
(inne ośrodki, biznes, back to school projects) - konkursy, praktyki i inne
programy pozalekcyjne pozwalające na wyłowienie najzdolniejszych
z funkcjonalnością personalizowanego dostępu (mechanizm uwierzytelniania
w oparciu o kartę elektroniczną.
– Elementy "indywidualnego toku nauczania" dla każdego ucznia w Chmurze
z funkcjonalnością personalizowanego dostępu (mechanizm uwierzytelniania
w oparciu o kartę elektroniczną.
– Możliwość wprowadzenia platformy egzaminacyjnej - zarówno do testów
własnych w domu jak i oficjalnych egzaminów w pracowniach komputerowych
(z pełną kontrolą wiarygodności i bezpieczeństwa danych) z funkcjonalnością
personalizowanego dostępu (mechanizm uwierzytelniania w oparciu o kartę
elektroniczną.
21
Dolnośląska Chmura Edukacyjna c.d.
Założenia funkcjonalne:
ￚ Możliwość wykorzystania Chmury do zadań związanych z badaniami
naukowymi (High Performance Computing - dostępny w zależności od
uprawnień) z funkcjonalnością personalizowanego dostępu (mechanizm
uwierzytelniania w oparciu o kartę elektroniczną.
ￚ Dostępność statystyk wykorzystania materiałów w celu wsparcia przyszłych
decyzji strategicznych.
ￚ Tworzenie jednolitego zasobu informacji o uczestnikach systemu edukacji
począwszy od szkoły podstawowej, skończywszy na Uczelniach, który
zobrazuje „ścieżki kariery”.
ￚ Zdalna administracja zasobami informatycznymi, a w szczególności kontrola
konfiguracji sprzętu w pracowniach komputerowych (automatyczna kontrola
zabezpieczeń i konfiguracji).
ￚ Otwarcie portalu w kilku językach (np. angielskim i chińskim) - możliwość
współpracy międzynarodowej.
22
Dziękuję za uwagę.