Архітектура розподілених обчислень: від хмари до туману і роси

Незалежні обчислення, сумісні з хмарними, називаються росистыми (прости, Хабр, але іншого хорошого визначення Dew Computing російською мовою ми не знайшли). Основний принцип росистых обчислень в тому, що вони заповнюють основний недолік хмарних обчислень — вимога до стабільного інтернет-підключення. Хоча росяні обчислення і будуть забезпечувати сервіси і функції в режимі оффлайн, , як і раніше, викликає недовіру тривалість проміжку часу, протягом якого буде недоступне хмара. Тут допоможе додатковий рівень — туманні обчислення, який є своєрідним прошарком між хмарними і росистыми обчисленнями. У цій статті, зібраної з різних джерел, ми розглянемо даний концепт докладніше.

image

Введення
Хмарні обчислення, одне з основних подій в комп'ютерної та мережевої сфері, вважаються найбільш гнучким і економічно ефективним рішенням багатьох проблем. Серед низки обмежень хмарних обчислень присутня висока латентність, що вважається великою перешкодою для критичних до часу додатків. Більшість додатків інтернету речей чутливі до затримок і вимагають швидкої реакції. З цією метою компанія Cisco представила нову парадигму, туманні обчислення. В туманних вычислеях сервіс може бути розміщений на кінцевому пристрої точки доступу або виділеному сервері.

Новий тип обчислень дозволив додаткам працювати як можна ближче до пристроїв, які генерують величезну кількість даних або процесів, які виробляють дані. Туманні обчислення вирішують проблему затримки в хмарних технологіях. Тим не менш, залишається ще один не менш важливий питання — вимога постійного підключення до інтернету. Це призвело до винаходу іншого роду обчислювальної архітектури, росистих обчислень, де на локальному пристрої зберігається легка локальна копія, що полегшує роботу користувача навіть в автономному режимі. Як тільки стає доступним інтернет-з'єднання, пристрій синхронізується з хмарою.

Хорошим прикладом є Dropbox або Google Drive для робочого столу. Диск завжди доступний, користувач може зберігати, оновлювати та видаляти дані, незалежно від підключення до інтернету. І все-таки це не повноцінне додаток росистых обчислень, оскільки для відстеження версій потрібне інтернет. Оскільки росяні обчислення знаходяться на ранній стадії розвитку, виникає маса питань. У цій статті ми постараємося вирішити питання послідовності шарів хмарних обчислень.

Ієрархія розподілених обчислень
Отже, існує нова ієрархічна структура, що складається з трьох рівнів: хмарних, туманних і росистых обчислень. Ці ієрархічні шари розроблені для полегшення стрімко розвиваються складних розподілених комп'ютерних систем і повинні відповідати наступним вимогам:

  • Продуктивність: оптимізовані для швидкого реагування, обробки з низькими затримками;
  • Доступність: вимагають резервування, швидкого відновлення у випадку системних збоїв;
  • Надійність: система повинна бути надійною в плані даних і функціонування;
  • Керованість: масштабована система, яка повинна бути простою в роботі;
  • Вартість: включає витрати на обладнання та програмне забезпечення, але також важливо враховувати й інші аспекти, необхідні для розгортання і підтримки масштабованої обчислювальної системи.


Архітектура на рівні пристроїв
Вище на малюнку показані три шари: шар користувачів, шар спільноти і шар хмар. Користувацький шар складається з пристроїв користувачів (персональних комп'ютерів, ноутбуків або мобільних пристроїв). Ноутбук і мобільні пристрої підключені до сервера спільноти через бездротові інтерфейси. Робочий стіл може бути підключений до сервера спільноти через послідовний інтерфейс або бездротової інтерфейс. При цьому немає необхідності в активному підключенні до інтернету на пристрої користувача, і вони підключені до сервера спільноти через інтерфейс, А з Wi-Fi або підключення по локальній мережі. Однак інший інтерфейс сервер, інтерфейс B, буде підключений до інтернету. Це робить можливим активну синхронізації з хмарним сервером.

image

Пристрої кінцевого користувача будуть містити два ізольованих області, даних і управління. Це закриті інфраструктури, повністю незалежні по частині операційної системи. Сервер співтовариства може отримати доступ до публічної частини пристрою, брати або завантажувати дані з області даних, в той час як інструкції по управлінню (якщо такі є) повідомляються з допомогою контрольної зони. Програма або набір інструкцій будуть контролювати поведінку даних в області даних. Користувач може вибрати те, що буде вважатися суспільним, а також може поставити свою власну програму в галузі управління.

image

Рівень додатків на прикладі системи оцінки фільму

Хоча система огляду, розглянута нижче, може бути застосовна до величезних наборів бізнес-напрямків, ми будемо розглядати систему огляду фільму, щоб продемонструвати концепцію.

image

Як тільки людина приходить в кінотеатр, він підключається до сервера співтовариства з відкритим доступом. Сервер співтовариства запускає інтерактивну сторінку у область відкритих даних на пристрої користувача. Потім надсилається повідомлення для управління пристроєм, який буде показано користувачеві, наприклад, «Ласкаво просимо! Будь ласка, оцініть фільм». Подібного роду повідомлення може бути відправлено у проміжку і в кінці фільму.

Всякий раз, коли користувач цього хоче, в перерві або в кінці фільму, він може оцінити і переглянути фільм, і відповідь буде відправлено на сервер співтовариства. Всі відповіді будуть зібрані і відправлені через Інтернет на сервер. Такі коментарі будуть відразу ж доступні через Інтернет, це повністю вирішує проблему узгодженості в архітектурі росистого хмари. Також, замість того, щоб натискати спеціальну сторінку, користувач може використовувати Facebook або Twitter, щоб отримати нові відгуки, але знову ж таки, додатки повинні бути розроблені для підтримки такої архітектури. Ми розповімо про те, які програми можуть бути розроблені для підтримки такої архітектури.

Архітектура рівня додатків
Обговоримо два сценарії, які дозволяють краще продемонструвати концепт.

Dropbox: При наявності інтернету Dropbox функціонує нормально. Коли є підключення до інтернету, можна зберігати, видаляти або оновлювати файли.

Коли стає доступним інтернет, зберігається остання версія файлу, а не проміжні версії. А що робити, якщо користувачу буде потрібно саме проміжний варіант? Щоб впровадити росяні обчислення, Dropbox може впровадити систему керування версіями, яка буде працювати локально на пристрої користувача без підключення до інтернету. Як тільки з'являється підключення, остання і проміжна версії, збережені за допомогою системи керування версіями, які будуть збережені в хмарі.

Мобільний додаток Facebook: повернемося до прикладу з системою оцінки фільму. Як тільки користувач заходить в онлайн кінотеатр, сервер співтовариства надсилає інструкції для управління зоною взаємодії з Facebook. Потім він буде переміщати копію офіційної сторінки фільму у Facebook у зону даних. Зона контролю з'єднає отриману сторінку фільму на Facebook і дані додатка Facebook. Користувач не буде знати про те, що перед ним окрема сторінка, він залишить відгук про фільм на його сторінці в Facebook, відповіді будуть відправлені назад на сервер співтовариства, де будуть видобувати рейтинги/відгуки, які потім синхронізується з сервером Facebook. Відгуки/рейтинги будуть доступні відразу в інтернеті.

Замість висновку
З введенням рівня туманних обчислень в деякій мірі вирішуються проблеми неузгодженості. Операційні системи і додатки можуть підтримувати росяні обчислення з допомогою рівня пристроїв і програм відповідно. Безумовно, найважливішу роль у досягненні абсолютно автономних обчислень грає сервер співтовариства.
Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.