Облачные вычисления в Интернете


Облачные вычисления используются для предоставления пользователям компьютерных ресурсов по требованию в любое время через Интернет. Системы электронного обучения обычно требуют много аппаратных и программных ресурсов. Существует множество образовательных учреждений, которые не могут позволить себе такие инвестиции, и облачные вычисления - лучшее решение для них. В образовательных целях лекторы и исследователи могут использовать облачные вычисления для повышения своего опыта электронного обучения.

За последние несколько лет идея облачных вычислений, популярного направления в ИТ, получила большой импульс и стала более популярной фразой в информационных технологиях [1, 2, 3]. Обычно облачные вычисления могут быть определены как «модель для обеспечения удобного сетевого доступа по требованию к общему пулу настраиваемых вычислительных ресурсов (например, сетей, серверов, хранилищ, приложений и услуг), которые могут быть быстро предоставлены и выпущены с минимальным управленческие усилия или взаимодействие с поставщиком услуг» [4, 5]. Многие группы начали внедрять эти новые технологии для дальнейшего снижения затрат за счет улучшения использования машин, сокращения времени на администрирование и затрат на инфраструктуру [6]. Облачные вычисления - это среда, которая позволяет клиентам использовать приложения в Интернете, такие как хранение и защита данных при предоставлении услуги (например, на сервисе NVMe VPS) [7].

За последние несколько лет идея облачных вычислений, популярного направления в ИТ, получила большой импульс и стала более популярной фразой в информационных технологиях [1, 2, 3]. Обычно облачные вычисления могут быть определены как «модель для обеспечения удобного сетевого доступа по требованию к общему пулу настраиваемых вычислительных ресурсов (например, сетей, серверов, хранилищ, приложений и услуг), которые могут быть быстро предоставлены и выпущены с минимальным управленческие усилия или взаимодействие с поставщиком услуг» [4, 5]. Многие группы начали внедрять эти новые технологии для дальнейшего снижения затрат за счет улучшения использования машин, сокращения времени на администрирование и затрат на инфраструктуру [6]. Облачные вычисления - это среда, которая позволяет клиентам использовать приложения в Интернете, такие как хранение и защита данных при предоставлении услуги [7].виртуальный хостинг для сайта на облачной основе YottaHost

Таким образом, облачные вычисления стали удобной для реализации принципов обучения в учебных средах, которые следуют конструктивистскому подходу к обучению, поддерживая по требованию самоконтролируемые учебные среды. С помощью облачных вычислений можно реализовать несколько моделей предоставления услуг, предоставляя инфраструктуру, платформу и программное обеспечение как услугу для поддержки сред обучения и оптимизированного использования ИТ-ресурсов университета, используя балансировку нагрузки и даже избыточное выделение ресурсов [8]. Недавние исследования в области изучения будущего образования в компьютерном секторе в Египте выдвигают на первый план две основные проблемы образования в области ИКТ на факультетах компьютерных и информационных наук в Египте: (I) редкость преподавателей ИКТ; (II) Отсутствие высокопроизводительной инфраструктуры. Таким образом, использование облачных вычислений в египетских университетах может способствовать различным сценариям для преодоления этой проблемы. Возможность предоставить лабораторные установки для студентов вне лабораторий и после лабораторных занятий - действительно интересный момент. Студенты могут получить доступ к своим лабораторным сценариям из дома, во время перерывов и отовсюду. Основная цель этой статьи - представить подход для разработки виртуальных лабораторий на основе облачных вычислений.

В предлагаемом подходе инфраструктура как услуга (IaaS) предоставляет виртуальные машины (ВМ) по запросу для учащихся. Эти машины предназначены для курсов и лабораторных занятий и предназначены для создания виртуальных лабораторий. Платформа как услуга (PaaS) идет еще дальше и предлагает учащимся основу для развертывания разработанных ими программных упражнений в четко определенной среде. Наконец, «Программное обеспечение как услуга» (SaaS) делает программные услуги, такие как вспомогательные инструменты для лекций или инструменты разработки, доступными для нескольких пользователей. Таким образом, облачные вычисления позволяют гибко и адаптивно использовать вычислительные ресурсы по требованию и, таким образом, поддерживают мощную среду обучения с точки зрения конструктивистской концепции обучения эффективным способом. Наша система управления облаком предоставляет различные услуги, которые подразделяются на хорошо известные модели облачных услуг SaaS, PaaS и IaaS. Очевидно, что чем более специализированными (например, SaaS), тем меньше настраивается студентом [4,7]. Эта статья выглядит следующим образом: во втором разделе представлено определение проблемы, в третьем разделе представлена ​​предлагаемая нами архитектура, в четвертом разделе рассматриваются различные исследовательские действия, которые мы прошли во время реализации предлагаемой системы, наконец, мы представляем заключение, а в конце документа приводятся ссылки.

Проблемы исследования и дизайна

Один из важных вопросов, препятствующих предложенному решению: Как осуществляется доступ к облачной службе виртуальной лаборатории и какие функции предоставляет веб-интерфейс виртуальной лаборатории? Поэтому необходимо рассмотреть следующие вопросы дизайна:

• Социальная сеть в каждом LMS. Студенты должны быть в состоянии: отслеживать / общаться с друзьями и общаться с учащимися, интересующимися одинаковыми / похожими темами. Кроме того, используйте данные существующих социальных сетей для сбора информации о друзьях и интересах.

• Интеллектуальный анализ данных о поведении учащихся и данных социальных сетей для составления списка: (I) рекомендуемых курсов (персонализированных), рекомендующих людей следовать Руководству студентов при обращении за помощью. (II) Оценка каждого взаимодействия с пользователем, которое отражает влияние этого взаимодействия на точность обработки данных.

• Тестирование различных протоколов для получения информации о выполнении распределенных задач для доступа к виртуальным машинам.

• Изучить отраслевые стандарты для создания контента. Создать процесс для создания контента для веб-приложения. Определите стандартные форматы файлов для определения и ввода контента.

• Внедрение коммуникационного уровня между сервером консультанта лаборатории и облачным менеджером и веб-представлением, показывающим прогресс в лаборатории. Управление всеми вариантами облачных технологий. Рассмотрение выбора сетей, безопасности и производительности для обеспечения высокой степени безопасности, масштабируемости и производительности. Управление рассмотрением всех технологий, выбранных для: облачного масштабирования, мониторинга, оркестровки и предоставления, непрерывной интеграции, CDN, распределенной базы данных

• Протокол удаленного доступа на выбор - VNC, его легко и быстро реализовать в веб-браузере с использованием технологий HTML5 и Javascript. Удаленный рабочий стол - это программное обеспечение или функция ОС, позволяющая удаленно запускать приложения, часто в том числе графические, на сервере и отображать их локально. Существуют различные профессиональные сторонние приложения с открытым исходным кодом и бесплатные приложения для удаленных рабочих столов, некоторые из которых являются кроссплатформенными в различных версиях Windows, Mac и UNIX / Linux / BSD. Основными протоколами удаленных рабочих столов, которые предполагается использовать в предлагаемой архитектуре, являются Virtual Network Computing (VNC) - кроссплатформенный протокол и Remote Desktop Protocol (RDP) - протокол, специфичный для Windows. Этот вид интерфейса компонентов предназначен для взаимодействия с человеком, позволяя удобно осуществлять удаленное администрирование, наблюдение, отладку, настройку компонентов.

• Связь между хостом и гостевой операционной системой в среде виртуализации LXC должна осуществляться с использованием внутренних сокетов UNIX и именованных каналов. Доказано, что производительность максимальна из-за общей природы памяти LXC.

• Новые облачные платформы: отраслевые аналитики сделали оптимистичные прогнозы о том, как облачные вычисления преобразуют всю вычислительную индустрию.

Использованные источники

[1] H.E. Schaffer, S.F. Averitt, M.I. Hoit, A. Peeler, E.D. Sills, M.A. Vouk, “NCSU’s Virtual Computing Lab: A Cloud Computing Solution,” Computer, vol.42, no.7,pp.94-97, July 2009.

[2] D. Hamilton. 'Cloud computing' seen as next wave for technology investors. Financial Post, 4 June 2008.

[3] R. Buyya, C. S. Yeo, and S. Venugopal. Market-Oriented Cloud Computing: Vision, Hype, and Reality for Delivering IT Services as Computing Utilities. In Proceedings of the 10th IEEE International Conference on High Performance Computing and Communications (HPCC 2008), Dalian, China, Sept. 2008.

[4] D. Kasi Viswanath, S. Kusuma and Saroj Kumar Gupta, Cloud Computing Issues and Benefits Modern Education, Global Journal of Computer Science and Technology: Cloud and Distributed, Volume 12 Issue 10 Version 1.0, July 2012.

[5] M. Nagappan, M.A. Vouk, “Adaptive Logging: A Case Study of Logs from a Cloud Computing Environment”. In the Fast Abstracts track of International Symposium on Software Reliability Engineering, 1-4 Nov, 2010, San Jose, California.

[6] A. Fernandez, D. Peralta, F. Herrera and J.M. Benitez, An Overview of E-Learning in Cloud Computing, L. Uden et al. (Eds.): Workshop on LTEC 2012, AISC 173, pp. 35-46. Springer- Verlag Berlin Heidelberg 2012.

[7] Thongchai Kaewkiriya and Nattavee Utakrit, A Model of an ELearning Management System Based on Cloud Computing and Web Service, Information Technology Journal, Vol.8, No.1, January-June 2012.

[8] H.E. Schaffer, S.F. Averitt, M.I. Hoit, A. Peeler, E.D. Sills, M.A. Vouk, “NCSU’s Virtual Computing Lab: A Cloud Computing Solution,” Computer, vol.42, no.7, pp.94-97, July 2009.

[9] M. Vouk, A. Rindos, S. Averitt, J. Bass, M. Bugaev, A. Peeler, H. Schaffer, E. Sills, S. Stein, J. Thompson, M.P. Valenzisi, “Using VCL Technology to Implement Distributed Reconfigurable Data Centers and Computational Services for Educational Institutions”. IBM Journal of Research and Development, Vol. 53, No. 4, pp. 2:1-18, 2009.

[10] Rajkumar Buyya, Chee Shin Yeo, Srikumar Venugopal, James Broberg, and Ivona Brandic , " Cloud Computing and Emerging IT Platforms:Vision, Hype, and Reality for Delivering Computing as the 5th Utility" , Future Generation Computer Systems. Volume 25, Issue 6, June 2009.

[11] Lijun Mei,W.K. Chang, T.H. Tse. A Tale of Clouds: Paradigm Comparisons and Some Thoughts on Research Issues. Proceedings of the 2008 IEEE Asia-Pacific Services Computing Conference (APSCC 2008), IEEE Computer Society Press, Los Alamitos, CA (2008).


Implementation of Cloud-based Virtual Labs for Educational Purposes
Hesham Arafat Ali
August 2014


Авторизация
Забыли свой пароль?