Дипломная работа на тему "ТЮМГУ | Реализация отказоустойчивого сервиса дистанционного образования"

Работа на тему: Реализация отказоустойчивого сервиса дистанционного образования
Оценка: хорошо.
Оригинальность работы на момент публикации 50+% на антиплагиат.ру.
Ниже прилагаю все данные для покупки.
https://studentu24.ru/list/suppliers/Anastasiya1---1326

Описание работы

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ИНСТИТУТ МАТЕМАТИКИ И КОМПЬЮТЕРНЫХ НАУК
Кафедра информационной безопасности

РЕКОМЕНДОВАНО К ЗАЩИТЕ В ГЭК

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
дипломная работа
РЕАЛИЗАЦИЯ ОТКАЗОУСТОЙЧИВОГО СЕРВИСА ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

10.05.03 Информационная безопасность автоматизированных систем

Тюмень 2022

РЕФЕРАТ
Выпускная квалификационная работа включает 52 страницы, 3 главы, 2
таблицы, 18 рисунков, 32 использованных источника.
Ключевые слова: система дистанционного образования, микро сервисная архитектура, контейнеризированные приложения, система оркестрации K3s.
Объект исследования: информационная система дистанционного образования.
Предмет исследования: обеспечение отказоустойчивости информационной системы дистанционного образования, реализованной на базе микро сервисной архитектуры.
Цель работы – модернизация инфраструктуры системы дистанционного образования для обеспечения её отказоустойчивости.
Методы исследования: анализ исходной информационной системы, выявление проблем и анализ средств их решения, количественная оценка и сравнение временных затрат.
Результат: отказоустойчивая информационная система дистанционного образования на основе микро сервисной архитектуры.
Модернизированная информационная система была внедрена в бизнес- процесс предприятия ООО «ЗАПАДНО-СИБИРСКИЙ ЦЕНТР КОМПЕТЕНЦИЙ» и доступна для практического любой организации IT- образования ввиду отсутствия лицензионных ограничений и плат за подписку используемых технологий.
Совместно выполнено: анализ исходной информационной системы (ИС) и систем оркестрации, тестирование разработанной ИС.
Ивановым О.А. выполнено: модификация программного комплекса, контейнеризация сервисов, интеграция ИС с Proxmox VE.
Козловой А.О. выполнено: подготовка и настройка инфраструктуры, СХД, системы оркестрации, развертывание микро сервисной архитектуры и управление ею.

СОДЕРЖАНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
1 Анализ исходной информационной системы 6
1.1 Система дистанционного образования «Облачный класс» 6
1.2 Проблемы исходной информационной системы 8
1.3 Анализ систем оркестрации 10
1.4 Выводы по главе 1 12
2 Описание используемых технологий и решений 13
2.1 Платформа виртуализации Proxmox VE 13
2.2 Файловая система ZFS 14
2.3 Модификация приложения 20
2.4 Переход к микро сервисной архитектуре 22
2.5 Система оркестрации K3s и требования к ее установке 26
2.6 Объекты системы оркестрации K3s 27
2.7 Выводы по главе 2 33
3 Построение модернизированной информационной системы 34
3.1 Подготовка и настройка инфраструктуры 34
3.2 Модификаций программного комплекса 36
3.3 Контейнеризация сервисов 40
3.4 Развертывание микро сервисной архитектуры и управление ею 41
3.5 Тестирование разработанной архитектуры 47
3.5 Выводы по главе 3 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 52

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
В настоящей работе применяют следующие сокращения и обозначения.
ОЗУ – Оперативное запоминающее устройство СДО – Система дистанционного образования СУБД – Система управления базами данных ЦПУ – Центральное процессорное устройство API – Application Programming Interface
GCE – Google Compute Engine
GCP – Google Cloud Platform
HA – High Availability
HCL – HashiCorp Configuration Language KVM – Kernel-based Virtual Machine
LVM – Logical Volume Manager
LXC – Linux Containers
NFS – Network File System
NoSQL – Not Only SQL
ORM – Object-Relational Mapping Proxmox VE – Proxmox Virtual Environment PV – Persistent Volume
PVC – Persistent Volume Claim
RAID – Redundant Array of Independent Disks RHEL – Red Hat Enterprise Linux
VDO – Virtual Data Optimizer
VM – Virtual Machine
VNC – Virtual Network Computing
ZFS – Zettabyte File System

ВВЕДЕНИЕ
Дистанционное образование является известным инструментом для обучения и повышения квалификации, особенно в сфере информационных технологий.
Дистанционным образованием занимается компания ООО «ЗАПАДНО- СИБИРСКИЙ ЦЕНТР КОМПЕТЕНЦИИ» (ООО «ЗСЦК»), по заказу которой
выполняется данная работа. В предыдущих работах была разработана система генерации виртуальных лабораторных стендов на основе стека свободных технологий и реализована возможность ее интеграции с облачными провайдерами.
Однако исходное решение информационной системы дистанционного образования имеет несколько проблем:
1) отсутствие масштабируемости системы;
2) отсутствие отказоустойчивости системы;
3) сложность администрирования и выявления инцидентов.
Вследствие чего перед нами была поставлена задача спроектировать и реализовать архитектуру для решения вышеописанных проблем с учетом выполнения требований информационной безопасности.
В ходе анализа было решено произвести переход от монолитной архитектуры к микро сервисной. Данный подход позволит не только решить проблемы, но и сократить затраты на инфраструктуру в связи с использованием открытых технологий и программных средств.
Таким образом, целью данной выпускной квалификационной работы – модернизация инфраструктуры системы дистанционного образования для обеспечения её отказоустойчивости.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1) проанализировать исходную информационную систему дистанционного обучения;
2) сформировать критерии выбора системы оркестрации с точки зрения информационной безопасности;
3) спроектировать отказоустойчивую систему с применением микро сервисной архитектуры;
4) реализовать и апробировать спроектированную систему.
Результатом данной работы будет являться отказоустойчивая информационная система дистанционного образования на основе микросервисной архитектуры.
Для успешной подготовки и защиты выпускной квалификационной работы обучающимся использовались средства и методы физической культуры и спорта с целью поддержания должного уровня физической подготовленности, обеспечивающую высокую умственную и физической работоспособность. В режим рабочего дня включались различные формы организации занятий физической культурой (физкультпаузы, физкультминутки, занятия избранным видом спорта) с целью профилактики утомления, появления хронических заболеваний и нормализации деятельности различных систем организма.
В рамках подготовки к защите выпускной квалификационной работы авторами созданы и поддерживались безопасные условия жизнедеятельности, учитывающие возможность возникновении чрезвычайных ситуаций.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Proxmox V. E. Administration Guide Release 7.1//Proxmox Server Solutions. – 2021. – 522 p.
2. Ahmed W. Mastering Proxmox: Build virtualized environments using the Proxmox VE hypervisor. – Packt Publishing Ltd, 2017. – 768 p.
3. Wojslaw D. Introducing ZFS on Linux: Understand the Basics of Storage with ZFS. – Apress, 2017. – 116 p.
4. Oracle Solaris ZFS Administration Guide//Oracle. – 2013. – 330 p.
5. Managing ZFS File Systems in Oracle Solaris 11.4//Oracle. – 2021. –308 p.
6. Widianto E. D., Prasetijo A. B., Ghufroni A. On the implementation of ZFS (Zettabyte File System) storage system //2016 3rd International Conference on Information Technology, Computer, and Electrical Engineering (ICITACEE). – IEEE, 2016. – P. 408-413.
7. Kaukula M. Analysing Performance Effects of Deduplication on Virtual Machine Storage. – 2017. – 36 p.
8. rabbitmq/rabbitmq-delayed-message-exchange: RabbitMQ Delayed Message Plugin
9. Distributed Locks with Redis
10. K3s – Lightweight Kubernetes.
11. K3s Installation Requirements.
12. Kubernetes Documentation. Concepts. Workloads. Pods.
13. Kubernetes Documentation. Concepts. Workloads. Workload Resources. Deployments.
14. Kubernetes Documentation. Concepts. Workloads. Workload Resources. ReplicaSet.
15. Kubernetes Documentation. Concepts. Services, Load Balancing, and Networking. Service.
16. K3s. Volumes and Storage.
17. Kubernetes Documentation. Concepts. Storage. Persistent Volume.
18. Kubernetes Documentation. Concepts. Storage. Storage Classes.
19. Kubernetes Documentation. Concepts. Workloads. Workload Resources. StatefulSets.
20. Kubernetes Documentation. Concepts. Configuration. ConfigMaps.
21. Kubernetes Documentation. Concepts. Configuration. Secrets.
22. bitnami/porstgresql-repmgr – Docker Image | Docker Hub
23. bitnami/pgpool – Docker Image | Docker Hub
24. Postgres – Official Image | Docker Hub
25. Redis – Official Image | Docker Hub
26. RabbitMQ – Official Image | Docker Hub
27. Python – Official Image | Docker Hub
28. Control startup and shutdown order in Compose | Docker Documentation
29. vishnubob/wait-for-it: Pure bash script to test and wait on the availability of a TCP host and port
30. proxmox_kvm – Management of Qemu(KVM) Virtual Machines in Proxmox VE cluster
31. Community.General – Ansible Documentation
32. Helm: The package manager for Kubernetes.