Безопасные облачные хранилища и энерго-эффективные облачные вычисления: профессор Андрей Черных провел серию лекций

В Южно-Уральском государственном университете состоялись лекции и семинары известного ученого в области компьютерных наук с мировым именем – Андрея Черных, профессора Центра научных исследований и высшего образования Энсенады (Мексика). В рамках визита в университет он познакомил студентов и преподавателей ЮУрГУ с возможными решениями таких актуальных проблем, как оптимизация вычислительных ресурсов и методы защиты облачных хранилищ данных от техногенных и киберугроз.

Профессор Черных является специалистом в области распределенных вычислительных систем, включая облачные вычисления. Он изучает вопросы, связанные с управлением распределенными вычислительными системами с учетом неопределенности, обеспечением кибербезопасности при передаче и хранении данных в облачных вычислительных системах, обработкой данных для технологий Интернета вещей. В настоящее время ученый возглавляет работу Лаборатории проблемно-ориентированных облачных сред Высшей школы электроники и компьютерных наук ЮУрГУ.

Проблеме оптимизации вычислительных ресурсов профессор посвятил две лекции. Студенты, аспиранты и научные сотрудники ЮУрГУ узнали об основах оптимизации ресурсов для параллельных, распределенных и облачных систем, а также разобрали более частные моменты оптимизации ресурсов в условиях неопределенности. Рациональное использование вычислительных ресурсов имеет глобальное значение для жизни людей – например, если решаемые суперкомпьютерами задачи выполняются бессистемно, может увеличиваться время их выполнения и потребление энергии, что оказывает влияние даже на изменение микроклимата. Так, один вычислительный центр потребляет столько же электроэнергии, как и целый европейский город, а поскольку он в процессе работы выделяет большое количество тепла, для охлаждения также необходимо электричество.

«В настоящее время беспокойство людей вызывает потребление энергии, потому что она ограничена, в частности, растет потребление электричества. Это касается ресурсов земли, экологии, – минимизация энергии является жизненно важной. Она осуществляется двумя способами. Либо предлагаются новые технологии, которые минимизируют потребление энергии, например, выпускают процессоры, которые потребляют все меньше и меньше. Другой путь – оптимизация программными способами. Мы занимаемся именно этим. Кроме того, существует огромное количество полезных применений оптимизации ресурсов. Выполнение вычислительных задач быстрее и с лучшим качеством обслуживания позволяет снизить общие расходы на что-либо, удовлетворить потребности пользователя и т.д.», – отметил Андрей Николаевич.

Нерациональное использование вычислительных ресурсов – проблема, актуальная для многих крупных компаний. Американская компания Amazon – крупнейшая в мире на рынке платформ электронной коммерции, лидер среди интернет-магазинов по объемам торговли – также столкнулась с необходимостью оптимизации ресурсов. Пик продаж на Amazon приходится на Рождество, а в остальное время около 70% ресурсов не востребованы. Компания начала предоставлять людям ресурсы в пользование, что впоследствии превратилось в эффективную экономическую модель – стали развиваться провайдеры облачных вычислений и т.д. Активное распространение этих технологий привело к еще большему спросу на IT-специалистов.

«Основы управления ресурсами в облачных вычислительных средах, оптимизация ресурсов – это невероятно важная задача сегодня. По всему миру крупнейшие IT-компании открывают свои облачные вычислительные центры, и, конечно, самой известной и мощной является компания Amazon, за ней по стопам идут Google и Microsoft. В России полгода назад Яндекс тоже запустил свое «облако», и они постоянно ищут новых сотрудников для решения большого количества задач. Например, каким образом сделать так, чтобы сотни тысяч суперкомпьютеров были разделены на сотни миллионов маленьких виртуальных компьютеров, а потом эти ресурсы были эффективно предоставлены десяткам, сотням тысяч пользователей. Это сложная задача может в какой-то степени решена с использованием современных систем распределения ресурсов», – рассказал директор ВШ ЭКН Глеб Радченко.

Чтобы оптимизировать процесс решения вычислительных задач, необходимо задать критерий оптимизации. Это может быть такой критерий, как уменьшение времени, необходимого для выполнения задачи, и многие другие. Сейчас используются системы, которые выполняют так называемые потоки задач – пользователь формирует среду потоковых задач, которая объединяет десятки и тысячи элементов. На их основе создаются специальные расписания. Все это позволяет проводить масштабные исследования в разных областях, начиная от изучения звездного неба, когда необходимо свести воедино огромный объем изображений с учетом искажений, до математического моделирования биологических процессов.

«До лекций мы не знали о таком направлении дискретной математики, как теория расписаний. Теория автоматов была известна, теория графов тоже, теперь еще мы познакомились с теорией расписаний. Вообще, насколько мы поняли, эта теория используется в разработке процессоров, распараллеливании процессов, оптимизации – то, что сейчас необходимо в силу разрастания технологий», – поделился слушатель лекций, студент третьего курса ВШ ЭКН Станислав Лысов.

Семинар по кибербезопасности был посвящен техногенным и киберугрозам, угрожающим облачным хранилищам данных, таких как OneDrive, Яндекс.Диск, DropBox. Безопасность информации – главная проблема «облаков», так как они могут подвергаться вирусным, DDoS-атакам и т.д., в том числе новому способу нарушения безопасности – «облачному сговору». Главными требованиями к безопасности на данный момент остаются: конфиденциальность, целостность, приватность. Командой ученых во главе с Андреем Черных разрабатываются методы, которые позволяют не допускать доступа к информации, хранящейся в «облаках». Они основаны на совершенствовании системы кодировки, базирующейся на увеличении данных, чтобы невозможно было восстановить ее из отдельных кусков. Предложенный способ менее избыточен, но позволяет сохранить решение проблемы безопасности.

Азалия Шарафутдинова, фото: Олег Игошин
Вы нашли ошибку в тексте:
Просто нажмите кнопку «Сообщить об ошибке» — этого достаточно. Также вы можете добавить комментарий.