1.1. Загальні відомості про систему хмарних обчислень. 4
ЗМІСТ
ВСТУП.. 3
1. АНАЛІЗ ТЕОРИТИЧНИХ ВІДОМОСТЕЙ ПРО СТВОРЕННЯ ТА ТЕХНІЧНУ ПІДТРИМКУ ГІБРИДНИХ МЕРЕЖ У ХМАРНОМУ СЕРВІСІ MICROSOFT AZURE. 4
1.1. Загальні відомості про систему хмарних обчислень. 4
1.2. Платформа Windows Azure. 10
1.3 Гібридні мережі та VPN. 16
1.4. Постановка задачі 17
2. ПРОЕКТУВАННЯ ПРОГРАМНОГО КОМПЛЕКСУ ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ ЗА НАПРЯМКОМ КУРСОВОЇ РОБОТИ 18
3. ЕТАПИ РОБОТИ З ПРОГРАМНИМ ПРОДУКТОМ ТА ЙОГО ТЕСТУВАННЯ. 19
3.1. Створення віртуальної мережі. 19
3.2. Налаштування сервера та маршрутизації. 22
3.3. Створення та налаштування віртуальних машин. 25
3.4. Налаштована мережа. 28
Висновок. 29
ВСТУП
На сучасному етапі розвитку інформаційних технологій і програмних засобів виникає необхідність у створенні найрізноманітнішого програмного забезпечення яке може виконувати найрізноманітніші задачі. З моменту виникнення першої ЕОМ виникла необхідність у створенні програмних продуктів, які будуть керувати роботою комп’ютера у науковій, комерційній, приватній сфері. Відтоді настала ера автоматизації та комп’ютеризації виробничих процесів, математичних розрахунків, та іншого.
Зі зростанням обчислювальних потужностей обчислювальних систем, сучасних комп'ютерів, кластерів робочих станцій стало можливим вирішення багатьох завдань, які передбачають виконання величезних обсягів обчислень за прийнятний час. Хмарні сервіси, що дозволяють перенести обчислювальні ресурси й дані на віддалені інтернет-сервери, в останні роки стали одним з основних трендів розвитку IT-технологій..
Завданнями даної роботи є дослідження особливостей хмарних технологій, що наразі активно впроваджують на ринку, а також проектування та реалізація гібридної мережі.
Об’єктом даної роботи є дослідження створення гібридної мережі у середовищі Microsoft Azure.
Предметом дослідження є особливості використання систем хмарних обчислень.
Метою даної курсової роботи є розробка мережі гібридного типу, яка забезпечить зв’язок між локальним комп’ютером(сервером) і віртуальними машинами на сервері Microsoft Azure.
1. АНАЛІЗ ТЕОРИТИЧНИХ ВІДОМОСТЕЙ ПРО СТВОРЕННЯ ТА ТЕХНІЧНУ ПІДТРИМКУ ГІБРИДНИХ МЕРЕЖ У ХМАРНОМУ СЕРВІСІ MICROSOFT AZURE
1.1. Загальні відомості про систему хмарних обчислень.
Хмарні обчислення та сервіси, що надаються за їх допомогою (наприклад, обчислювальні потужності або сховища) можна порівняти з комунальними послугами. Так само, як під час спеки або холоду змінюється рівень споживання води та електроенергії, так і рівень споживання сервісів, що надаються «хмарними» платформами, може зростати або знижуватися залежно від підвищення або зниження навантажень.
Подібність сервісів і комунальних послуг полягає в кількох аспектах. По-перше, в обох випадках споживачі платять лише за реальне використання. По-друге, обидва види ресурсів беруться в оренду. Тобто, у більшості випадків вам не потрібно підключатися до колодязя для отримання води або безпосередньо до електростанції для отримання електроенергії — постачальники таких сервісів забезпечують їх доступність у вигляді ресурсів, що орендуються, залишаючи за собою питання створення та підтримки інфраструктури. По-третє, укладаючи договір із відповідною організацією, ви маєте на увазі доступність тих чи інших ресурсів, а організація — своєчасну оплату їх оренди.
Хмарні обчислення — це модель забезпечення повсюдного та зручного доступу на вимогу через мережу до спільного пулу обчислювальних ресурсів, що підлягають налаштуванню (наприклад, до комунікаційних мереж, серверів, засобів збереження даних, прикладних програм та сервісів), і які можуть бути оперативно надані та звільнені з мінімальними управлінськими затратами та зверненнями до провайдера.
При використанні хмарних обчислень програмне забезпечення надається користувачеві як Інтернет-сервіс. Користувач має доступ до власних даних, але не може управляти і не повинен піклуватися про інфраструктуру, операційну систему і програмне забезпечення, з яким він працює. «Хмарою» метафорично називають інтернет, який приховує всі технічні деталі. Згідно з документом IEEE, опублікованим у 2008 році, «Хмарні обчислення — це парадигма, в рамках якої інформація постійно зберігається на серверах у мережі інтернет і тимчасово кешується на клієнтській стороні, наприклад на персональних комп'ютерах, ігрових приставках, ноутбуках, смартфонах тощо».
Провайдери хмарних рішень дозволяють орендувати через інтернет обчислювальні потужності та дисковий простір. Переваги такого підходу — доступність (користувач платить лише за ті ресурси, які йому потрібні) і можливість гнучкого масштабування. Клієнти позбавляються від необхідності створювати і підтримувати власну обчислювальну інфраструктуру.
За оцінками експертів, використання хмарних технологій в багатьох випадках дозволяє скоротити витрати в два-три рази в порівнянні з утриманням власної розвиненої IT-структури.
"Хмара" відкриває новий підхід до обчислень, при якому ані обладнання, ані програмне забезпечення не належать підприємству. Замість цього провайдер надає замовнику вже готовий сервіс.
До допомоги "хмар" часто вдаються молоді компанії-стартапи, які потребують великих обчислювальних ресурсів для обслуговування користувачів, але не можуть дозволити собі створення і експлуатацію власного дата-центру.
Одним з перших широкодоступних хмарних інтернет-сервісів стала електронна пошта з веб-інтерфейсом. У цьому випадку всі дані зберігаються на віддалених серверах, а користувач отримує доступ до своїх листів через браузер з будь-якого комп'ютера або достатньо потужного мобільного пристрою.
Національним інститутом стандартів і технологій США встановлені такі обов'язкові характеристики хмарних обчислень:
Самообслуговування на вимогу , споживач самостійно визначає і змінює обчислювальні потреби, такі як серверний час, швидкості доступу та обробки даних, обсяг збережених даних без взаємодії з представником постачальника послуг;
Універсальний доступ по мережі, послуги доступні споживачам через мережу передачі даних незалежно від термінального пристрою;
Об'єднання ресурсів , постачальник послуг об'єднує ресурси для обслуговування великої кількості споживачів в єдиний пул для динамічного перерозподілу потужностей між споживачами в умовах постійної зміни попиту на потужності; при цьому споживачі контролюють тільки основні параметри послуги (наприклад, обсяг даних, швидкість доступу), але фактичний розподіл ресурсів, що надаються споживачеві, здійснює постачальник (в деяких випадках споживачі все ж можуть керувати деякими фізичними параметрами перерозподілу, наприклад, вказувати бажаний центр обробки даних з міркувань географічної близькості);
Еластичність, послуги можуть бути надані, розширені, звужені в будь-який момент часу, без додаткових витрат на взаємодію з постачальником, як правило, в автоматичному режимі;
Облік споживання, постачальник послуг автоматично обчислює спожиті ресурси на певному рівні абстракції (наприклад, обсяг збережених даних, пропускна здатність, кількість користувачів, кількість транзакцій), і на основі цих даних оцінює обсяг наданих споживачам послуг.
З точки зору постачальника, завдяки об'єднанню ресурсів та непостійному характеру споживання з боку споживачів, хмарні обчислення дозволяють економити на масштабах, використовуючи менші апаратні ресурси, ніж при виділенні апаратних потужностей для кожного споживача, а за рахунок автоматизації процедур модифікації виділення ресурсів істотно знижуються витрати на абонентське обслуговування.
З точки зору споживача, ці характеристики дозволяють отримати послуги з високим рівнем доступності і низькими ризиками непрацездатності, забезпечити швидке масштабування обчислювальної системи завдяки еластичності без необхідності створення, обслуговування і модернізації власної апаратної інфраструктури.
Зручність і універсальність доступу забезпечується широкою доступністю послуг і підтримкою різного класу термінальних пристроїв (персональних комп'ютерів, мобільних телефонів, інтернет-планшетів).
Моделі надання послуг за допомогою хмари:
Модель надання програмного забезпечення як сервісу (Software as a Service, SaaS) створює можливість оренди застосунків. Програмне забезпечення як сервіс включає платформу як сервіс та інфраструктуру як сервіс. Прикладом застосунку як сервісу може бути Business Productivity Online Suite. Модель надання програмного забезпечення як сервісу є моделлю забезпечення доступу до застосунків через Інтернет з оплатою за фактом їх використання. Ця модель є найбільш поширеною на сьогодні моделлю надання хмарних сервісів. Організації можуть реалізовувати подібну модель надання сервісу з приватних хмар, використовуючи внутрішні мережні канали, додатково захищені та не пов’язані з Інтернетом. Споживачі такого типу сервісів — кінцеві користувачі — працюють із застосунками, що надаються у «хмарі». Угода про надання сервісів (SLA) зазвичай покриває такі характеристики сервісів, як їх доступність (uptime) і продуктивність. Можливості настроювання застосунків під потреби споживачів мінімальні або взагалі відсутні, їх рівень диктується вимогами ринку або можливостями постачальників таких застосунків. Оплата кінцевого сервісу, як правило, виконується щомісяця та розраховується виходячи з кількості користувачів застосунку.
Модель надання платформи як сервісу (Platform as a Service, PaaS) створює можливість оренди платформи, яка звичайно включає операційну систему та прикладні сервіси. Платформа як сервіс полегшує розроблення, тестування, розгортання та супровід застосунків без необхідності інвестицій в інфраструктуру та програмне середовище. Платформа як сервіс включає також інфраструктуру як сервіс. Прикладом платформи як сервісу може бути Windows Azure.Тут споживачами є самі компанії, що розробили застосунки. Платформа забезпечує середовище для виконання застосунків, сервіси зі зберігання даних і низку додаткових сервісів, наприклад інтеграційні або комунікаційні сервіси. Угода про надання сервісів (SLA) зазвичай покриває такі характеристики сервісів, як доступність середовища виконання застосунків та його продуктивність. Можливості настроювання застосунків під потреби споживачів практично не обмежені. Обмеженням може стати лише функціональність сервісів, що надаються на рівні платформи. При цьому необхідно розуміти: щоб скористатися можливостями хмарної платформи, потрібно значно модернізувати або взагалі переписати існуючі застосунки.
Оплата хмарної платформи розраховується виходячи з обсягу використаних обчислювальних ресурсів, наприклад:
— Час роботи застосунку.
— Обсяг даних і кількість операцій із даними (транзакцій).
— Мережевий трафік.
Провайдер хмарної платформи може запропонувати суттєві знижки в разі придбання певного обсягу ресурсів. Наприклад, знижки на Windows Azure Platform можуть сягати понад 50 %.
Модель надання інфраструктури (апаратних ресурсів) як сервісу (Infrastructure as a Service, IaaS) створює можливість оренди таких інфраструктурних ресурсів, як сервери, пристрої зберігання даних і мережне устаткування. Керування всією інфраструктурою здійснює постачальник сервісів, а споживач керує тільки операційною системою та встановленими застосунками. Такі сервіси зазвичай оплачуються за їх фактичним використанням і дозволяють користувачеві збільшувати або зменшувати обсяг інфраструктури, що використовується, за допомогою спеціальних порталів, які надаються постачальниками сервісів. У цьому разі споживачами є власники застосунків, ІТ-спеціалісти, які готують образи ОС для їх запуску в сервісній інфраструктурі. Хмарна платформа надає сервіси для запуску віртуальних машин і сервіси зберігання даних. Угода про надання сервісів (SLA) зазвичай покриває такі характеристики сервісів, як доступність віртуального сервера та час розгортання образу ОС. У цій сервісній моделі можуть бути запущені практично будь-які застосунки, встановлені на стандартні образи ОС. Як і з PaaS, оплата інфраструктури як сервісу зазвичай відбувається виходячи з обсягу використаних ресурсів.
Загальною характеристикою компаній, що будують свої продукти на основі хмар, є впевненість у тому, що мережа інтернет в змозі задовольнити потреби користувачів в обробці даних.
Моделі розгортання
Обчислювальна хмара може бути розгорнута як:
· Приватна хмара - це хмарна інфраструктура, яка призначена для використання виключно однією організацією, що включає декілька користувачів (наприклад, підрозділів). Приватна хмара може перебувати у власності, керуванні та експлуатації як самої організації, так і третьої сторони (чи деякої їх комбінації). Така хмара може фізично знаходитись як в, так і поза юрисдикцією власника.
· Публічна хмара - це хмарна інфраструктура, яка призначена для вільного використання широким загалом. Публічна хмара може перебувати у власності, керуванні та експлуатації комерційних, академічних (освітніх та наукових) або державних організацій (чи будь-якої їх комбінації). Публічна хмара перебуває в юрисдикції постачальника хмарних послуг.
· Громадська хмара - це хмарна інфраструктура, яка призначена для використання конкретною спільнотою споживачів із організацій, що мають спільні цілі (наприклад, місію, вимоги щодо безпеки, політику та відповідність різноманітним вимогам). Громадська хмара може перебувати у спільній власності, керуванні та експлуатації однієї чи більше організацій зі спільноти або третьої сторони (чи деякої їх комбінації). Така хмара може фізично знаходитись як в, так і поза юрисдикцією власника.
· Гібридна хмара - це хмарна інфраструктура, що складається з двох або більше різних хмарних інфраструктур (приватних, громадських або публічних), які залишаються унікальними сутностями, але з’єднанні між собою стандартизованими або приватними технологіями, що уможливлюють переносимість даних та прикладних програм (наприклад, використання ресурсів публічної хмари для балансування навантаження між хмарами).
1.2. Платформа Windows Azure
Windows Azure - назва платформи «хмарних сервісів» від Microsoft, за допомогою якої можна розміщати в «хмарних» датацентрах Microsoft і «віртуально»-необмежено масштабувати додатка. Windows Azure реалізує модель Platform as a service , коли платформа надається клієнтові як сервіс. Платформа Windows Azure надає можливість розробки і виконання додатків і зберігання даних на серверах, розташованих в розподілених датацентрах. Платформа як сервіс також включає і інфраструктуру як сервіс (Infrastructure as Service, IaaS).
Windows Azure в повній мірі реалізує дві хмарні моделі - платформи як сервісу (Platform as a Service, PaaS) і інфраструктури як сервісу (Infrastructure as Service, IaaS).Працездатність платформи Windows Azure забезпечують 8 глобальних дата центрів Microsoft. У пропозиції публічного хмари клієнт оплачує тільки ресурси і потужності, які задіяні в додаток і тільки за фактичний час використання цих ресурсів. Основні особливості даної моделі:
· оплата тільки спожитих ресурсів;
· загальна, багатопотокова структура обчислень;
· абстракція від інфраструктури.
Модель надання платформи як сервісу реалізує можливість оренди платформи, яка зазвичай включає операційну систему і прикладні сервіси.Платформа як сервіс полегшує розробку, тестування, розгортання і супровід додатків без необхідності інвестицій в інфраструктуру і програмне середовище. Платформа як сервіс також включає і інфраструктуру як сервіс.
В основі роботи Windows Azure лежить запуск віртуальної машини для кожного екземпляра додатка. Розробник визначає необхідний обсяг для зберігання даних і необхідні обчислювальні потужності (кількість віртуальних машин), після чого платформа надає відповідні ресурси. Коли первісні потреби в ресурсах змінюються, відповідно до новим запитом замовника платформа виділяє під додаток додаткові або скорочує невживані ресурси дата-центру.
Особливістю Windows Azure як моделі PaaS є поділ програми та інфраструктури: розробнику достатньо лише визначити необхідний для роботи програми обсяг ресурсів, а всі дії щодо надання запитуваних ресурсів, управління ними, динамічному розподілу, моніторингу, масштабуванню виконуються автоматично платформою Windows Azure.
Windows Azure як PaaS забезпечить не тільки всі базові функції операційної системи, але й додаткові: виділення ресурсів на вимогу для необмеженого масштабування, автоматичну синхронну реплікацію даних для підвищення відмовостійкості, обробку відмов інфраструктури для забезпечення постійної доступності та багато іншого. Крім того, буде надаватися середу для виконання додатків, сервіси по зберіганню даних і ряд додаткових сервісів. Наприклад, інтеграційні та комунікаційні сервіси. Угода про надання послуг та сервісів (SLA) зазвичай покриває такі характеристики системи, як доступність середовища виконання додатків і її продуктивність.
Модель надання платформи як сервісу (Platform as a Service, PaaS) реалізує можливість оренди платформи, яка зазвичай включає операційну систему і прикладні сервіси. Платформа як сервіс полегшує розробку, тестування, розгортання і супровід додатків без необхідності інвестицій в інфраструктуру і програмне середовище.Платформа як сервіс також включає інфраструктуру як сервіс (Infrastructure as Service, IaaS). Windows Azure в повній мірі реалізує модель PaaS, коли платформа надається як сервіс. Споживачами PaaS зазвичай є самі компанії, які розробили додатки.
Інфраструктура як сервіс Windows Azure так само реалізує інший тип сервісу - це інфраструктуру як сервіс. Модель надання інфраструктури (апаратних ресурсів) реалізує можливість оренди таких інфраструктурних ресурсів, як сервери, пристрої зберігання даних та мережеве обладнання. Управління всією інфраструктурою здійснюється постачальником сервісів, а споживач управляє тільки операційною системою і встановленими додатками. Такі сервіси зазвичай оплачуються за фактичним використанням і дозволяють збільшувати або зменшувати обсяг інфраструктури через спеціальні портали, надані постачальниками сервісів. Хмарна платформа надає сервіси для запуску віртуальних машин і сервіси зберігання даних. У даній сервісній моделі можуть бути запущені практично будь-які додатки, встановлені на стандартні образи ОС. У Windows Azure ви можете легко використовувати власні образи Windows Server або Linux, а також вибрати образи з колекції. Збережіть повний контроль над образами і підтримуйте їх у відповідності з бізнес-вимогами. Windows Azure також допомагає переносити ваші програми та інфраструктуру, не змінюючи існуючий код, що прискорює перехід.
У галереї образів доступні образи наступних операційних систем:
· Windows Server:
1. Windows Server 2008 R2