Dolnośląska Chmura Edukacyjna

Prof. dr hab. inż. Tadeusz WięckowskiRektor Politechniki Wrocławskiej

Plan prezentacji

2

1 Zagrożenia

Czym jest Cloud Computing

Chmura obliczeniowa

Chmura obliczeniowa - korzyści

Typy rozwiązań chmury obliczeniowej

2 Cloud Computing

Zrozumieć zasady transformacji

Architektura

Analiza wykorzystania zasobów

Wybór właściwej drogi migracji

Implementacja wybranej strategii

3 Droga do Chmury

Cele budowy

Założenia funkcjonalne

4 Dolnośląska Chmura Edukacyjna

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 • (np. koszty utrzymania personelu, opłaty za kolokacje tzn. opłaty za miejsce w

którym znajdują się serwery wraz z kosztami obsługi i utrzymania).

• Chmura zwiększa bezpieczeństwo danych. – Ze względu na organizację serwerów w chmurze, zabezpieczenia stają się

zintegrowane.

• Chmura rozkłada zasoby obliczeniowe. – 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

9

• 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.

Typy rozwiązań chmury obliczeniowej

10

• 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).

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

13

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.

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

dydaktycznymina Dolnym Śląsku w celu podniesienia jakości i dostępnościszkolnictwa 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.