محاسبات ابری (Cloud Computing)
آشنایی با محاسبات ابری (Cloud Computing) شامل معرفی، انواع خدمات محاسبات ابری، مدلهای استقرار، مزایا چالشها آینده این فناوری، در ادامه مباحث مطرح شده در حوزه تاریخچه مختصر علم و فناوری در این نوشتار مدنظر بوده است.
فهرست مطالب
درک محاسبات ابری
محاسبات ابری به عنوان نیرویی تحولآفرین در دنیای فناوری اطلاعات ظاهر شده داده و شیوه مدیریت، ذخیرهسازی و پردازش دادهها در سازمانها را دگرگون کرده است. این فناوری منابع محاسباتی مقیاسپذیر و درخواستی را ارائه میدهد که از طریق اینترنت قابل دسترسی هستند و نیاز به سرمایهگذاریهای کلان در سختافزار و زیرساختهای فیزیکی را از بین میبرد. این نوشتار به بررسی جزئیات محاسبات ابری، مدلهای مختلف آن، مزایا و چالشهای احتمالی آن میپردازد.
محاسبات ابری یعنی خدمات محاسباتی شامل سرورها، ذخیرهسازی، پایگاههای داده، شبکهسازی، نرمافزار، تحلیل و هوش مصنوعی از طریق اینترنت (“ابر”) با هدف نوآوری سریعتر، منابع انعطافپذیر و صرفهجویی در مقیاس.
💡 در اصل، محاسبات ابری ارائه خدمات محاسباتی شامل سرورها، ذخیرهسازی، پایگاههای داده، شبکهسازی، نرمافزار، تحلیل و هوش مصنوعی از طریق اینترنت (“ابر”) است تا نوآوری سریعتر، منابع انعطافپذیر و صرفهجویی در مقیاس را فراهم کند. کاربران معمولاً فقط برای خدمات ابری که استفاده میکنند هزینه پرداخت خواهند کرد، که به کاهش هزینههای عملیاتی، اجرای زیرساختها به صورت کارآمدتر و مقیاسپذیری با تغییر نیازهای کسب و کار کمک میکند.
خدمات محاسبات ابری
خدمات محاسبات ابری (Cloud Computing) به طور کلی به سه دسته تقسیم میشوند:
زیرساخت به عنوان سرویس (IaaS)
IaaS یا Infrastructure as a Service، منابع محاسباتی مجازی را از طریق اینترنت فراهم میکند. این خدمات بلوکهای ساختمانی اساسی فناوری اطلاعات ابری را فراهم نموده و خدماتی نظیر ماشینهای مجازی، ذخیرهسازی و شبکهها را ارائه میدهد. IaaS به کسب و کارها این امکان را میدهد که از هزینهها و پیچیدگی خرید و مدیریت سرورهای فیزیکی و زیرساختهای دیتاسنتر جلوگیری کنند.
کسب و کارها با استفاده از IaaS، میتوانند منابع IT خود را به صورت پویا و در پاسخ به تقاضاهای مختلف مقیاسبندی کنند و فقط برای استفاده خود پرداخت کنند. این مدل به ویژه برای استارتاپها و کسب و کارهای کوچک و متوسط (SME) که به راهحلهای انعطافپذیر و مقرون به صرفه برای رشد عملیات خود نیاز دارند، مفید است.
IaaS همچنین امکانات بهبود یافتهای برای بازیابی از حوادث و تداوم کسب و کار ارائه میدهد. از آنجا که زیرساخت لازم توسط ارائهدهنده خدمات ابری مدیریت میشود، شرکتها میتوانند به سرعت از خرابیهای سختافزاری و سایر اختلالات جلوگیری کرده و فرآیند بازیابی را انجام دهند، ضمناً زمان خرابی و از دست رفتن دادهها را به حداقل برسانند. علاوه بر این، ارائهدهندگان IaaS معمولاً اقدامات امنیتی قوی شامل رمزنگاری، مدیریت هویت و کنترل دسترسی را ارائه میدهند که به کسب و کارها کمک میکند تا دادههای خود را محافظت نموده و با الزامات قانونی سازگار شوند. انعطافپذیری و مقیاسپذیری IaaS آن را به یک گزینه جذاب برای سازمانهایی که به دنبال بهبود زیرساخت IT خود هستند تبدیل کرده است؛ در حالی که کارایی عملیاتی خود را حفظ میکنند.
پلتفرم به عنوان سرویس (PaaS)
PaaS یا Platform as a Service، ابزارهای سختافزاری و نرمافزاری را از طریق اینترنت فراهم میکند، که معمولاً برای توسعه برنامهها لازم هستند. PaaS توسعهدهندگان را از مدیریت زیرساختها آزاد میکند و به آنها اجازه میدهد تا بر نوشتن کد و توسعه برنامهها تمرکز کنند. این خدمات شامل ابزارهای توسعه، سیستمهای مدیریت پایگاه داده و میانافزار میباشد.
پلتفرم به عنوان سرویس (PaaS) محیط جامعی برای توسعه، آزمایش، استقرار و مدیریت برنامهها فراهم میکند که شامل مجموعهای از ابزارها و خدمات است که برای تسهیل چرخه کامل زندگی برنامه، از نوشتن کد تا مدیریت پایگاه دادهها، طراحی شدهاند. PaaS نیاز توسعهدهندگان به مدیریت زیرساختهای سختافزاری و نرمافزاری را از بین میبرد و به آنها اجازه میدهد تا بر نوآوری و توسعه برنامهها تمرکز کنند. این مدل به ویژه برای تیمهای توسعه که به محیط همکاری نیاز دارند، مفید است، زیرا از کاربران متعدد که همزمان بر روی یک پروژه کار میکنند، پشتیبانی نموده و بهرهوری را افزایش داده و فرآیند توسعه را تسریع میکند.
علاوه بر تقویت همکاری، PaaS مقیاسبندی خودکار و تعادل کای را فراهم میکند که اطمینان خواهد داد، برنامهها حتی در زمانهای اوج استفاده به خوبی اجرا میشوند. توسعهدهندگان میتوانند از ابزارهای داخلی برای نظارت و تحلیل عملکرد برنامهها بهرهمند شوند و به سرعت مشکلات را شناسایی و حل کنند. پلتفرمهای PaaS اغلب از زبانها و فریمورکهای برنامهنویسی متنوعی پشتیبانی میکنند و به توسعهدهندگان انعطافپذیری لازم را خواهند داد تا بهترین ابزارها را برای پروژههای خود انتخاب کنند. با سادهسازی فرآیند توسعه و استقرار، PaaS به کسب و کارها امکان میدهد تا برنامهها را سریعتر و با کارایی بیشتری به بازار عرضه کنند.
نرمافزار به عنوان سرویس (SaaS)
SaaS یا Software as a Service، نرمافزارها را از طریق اینترنت و به صورت اشتراکی ارائه میدهد. این روش نیاز سازمانها به نصب و اجرای برنامهها بر روی رایانهها یا مراکز داده (data center) خودشان را از بین میبرد و نگهداری و پشتیبانی را ساده میکند. مثالهای معمول آن شامل ایمیل، سیستمهای مدیریت ارتباط با مشتری (CRM) و سیستمهای برنامهریزی منابع سازمانی (ERP) هستند.
این مدل روشی ساده و مقرون به صرفه برای دسترسی به مجموعهای گسترده از برنامهها، از جمله ایمیل و مجموعههای بهرهوری دفتری تا سیستمهای پیچیده برنامهریزی منابع سازمانی (ERP) و مدیریت ارتباط با مشتری (CRM)، فراهم میکند. برنامههای SaaS از هر دستگاهی با اتصال اینترنت قابل دسترسی بوده و انعطافپذیری و قابلیت جا به جایی بیشتری برای کارکنان فراهم کرده و همکاری در تیمهای توزیعشده را تقویت میکنند.
یکی از مزایای کلیدی SaaS سهولت نگهداری و بهروزرسانی آن است. ارائهدهنده SaaS تمامی جنبههای نرمافزار، شامل بهروزرسانیها، وصلههای امنیتی و پشتیبانگیریها را مدیریت میکند و اطمینان میدهد که کاربران همیشه بدون اینکه تلاشی از جانب آنها لازم باشد به آخرین ویژگیها و بهبودها دسترسی دارند؛ این امر بار روی دوش بخشهای IT را کاهش داده و به کسب و کارها اجازه میدهد تا بر فعالیتهای اصلی خود تمرکز کنند. علاوه بر این، SaaS مقیاسپذیری را ارائه میدهد و به سازمانها این امکان را خواهد داد که به سادگی برنامههای اشتراکی خود را بر اساس نیازهای متغیر خود تنظیم کنند، که همین عامل به یک راهحل ایدهآل برای کسب و کارهایی در هر اندازه و سطحی است.
مدلهای استقرار کلود
محاسبات ابری (Cloud Computing) میتواند به روشهای مختلفی مستقر شود که بستگی به نیازها و ترجیحات سازمان دارد:
ابر عمومی (Public Cloud)
خدمات از طریق اینترنت عمومی ارائه میشوند و بین چندین سازمان به اشتراک گذاشته میشوند. ابرهای عمومی توسط ارائهدهندگان خدمات ابری شخص ثالث، مالکیت و مدیریت میشوند و منابع محاسباتی نظیر سرورها و ذخیرهسازی را از طریق اینترنت ارائه میدهند. که این امر آنها را به یک راهحل مقرون به صرفه برای بسیاری از کسبوکارها تبدیل میکند. این خدمات توسط ارائهدهندگان خدمات ابری شخص ثالث مالکیت و مدیریت میشوند که زیرساخت را مدیریت کرده و منابعی مانند ذخیرهسازی، قدرت محاسباتی و شبکه را به کاربران بر اساس مدل پرداخت به ازای استفاده ارائه میدهند.
مقیاسپذیری و انعطافپذیری قویای را فراهم میکنند و به کسبوکارها اجازه میدهند تا بدون نیاز به سرمایهگذاریهای اولیه بزرگ در زیرساخت فیزیکی، به سرعت به تغییرات بار کاری و تقاضا پاسخ دهند. مثالهای این نوع ابر شامل Amazon Web Services (AWS)، Microsoft Azure و Google Cloud Platform است.
یکی از مزایای اصلی ابرهای عمومی، توانایی آنها در ارائه فناوریها و خدمات پیشرفته، مانند یادگیری ماشین، تحلیلهای کلان داده و قابلیتهای اینترنت اشیا (IoT)، به سازمانهایی در هر اندازه است. این خدمات به طور مداوم توسط ارائهدهندگان ابر بهروزرسانی و بهبود مییابند و اطمینان میدهند که کاربران همیشه به آخرین نوآوریها و ویژگیهای امنیتی دسترسی دارند. با این حال، از آنجایی که محیطهای ابر عمومی بین چندین کاربر به اشتراک گذاشته میشوند، نگرانیهایی در مورد امنیت دادهها و رعایت مقررات وجود دارد. بنابراین ضروری است که سازمانها، نیازهای حفاظت از دادههای خود را به دقت ارزیابی کرده و ارائهدهندگانی را انتخاب کنند که با مقررات و استانداردهای صنعتی خاص مطابقت دارند.
ابر خصوصی (Private Cloud)
یک ابر خصوصی شامل منابع محاسباتی ابری است که به صورت انحصاری توسط یک کسب و کار یا سازمان استفاده میشود. این ابر میتواند به صورت فیزیکی در دیتاسنتر سازمانی مستقر باشد یا توسط یک ارائهدهنده خدمات شخص ثالث میزبانی شود. یک ابر خصوصی سطح بالاتری از امنیت و حریم خصوصی را از طریق دیوارههای آتش (firewall) شرکت و میزبانی داخلی فراهم میکند.
این ابرها میتوانند بهصورت فیزیکی در دیتاسنتر داخلی یک سازمان مستقر باشند یا توسط یک ارائهدهنده شخص ثالث میزبانی شوند. ابرهای خصوصی برای کسبوکارهایی که دارای الزامات قانونی سختگیرانه، دادههای حساس یا نیازهای عملکردی خاصی هستند که نمیتوانند توسط خدمات ابر عمومی برآورده شوند، ایدهآل هستند. با استفاده از ابر خصوصی، سازمانها میتوانند زیرساخت و خدمات خود را بهطور اختصاصی برای تطابق بهتر با نیازهای عملیاتی خاص خود تنظیم کنند.
با وجود مزایای این گروه از خدمات محاسبات ابری (Cloud Computing)، ابرهای خصوصی نیاز به سرمایهگذاری قابل توجهی در سختافزار و نرمافزار دارند و نیازمند نگهداری و مدیریت مستمر هستند. این عامل میتواند برای کسبوکارهای کوچکتر هزینهبر و منابعبر باشد. با این حال، برای سازمانهایی که با دادههای بسیار حساس کار میکنند یا در صنایعی که با تنظیمات قانونی شدید فعالیت میکنند، مزایای امنیت، رعایت مقررات و کنترل افزایشیافته اغلب ارزش هزینه کردن را دارد. علاوه بر این، ابرهای خصوصی میتوانند قابلیت اطمینان و سازگاری عملکرد بیشتری را فراهم کنند، زیرا منابع با سایر سازمانها به اشتراک گذاشته نمیشوند و خطر ازدحام (congestion) و مسائل تاخیر (latency) کاهش مییابد.
ابر هیبریدی (Hybrid Cloud)
یک ابر هیبریدی ترکیبی از ابرهای عمومی و خصوصی است که با فناوریهایی به هم متصل شدهاند که امکان اشتراک دادهها و برنامهها بین آنها را فراهم میکند. با استفاده از امکان انتقال دادهها و برنامهها بین ابرهای خصوصی و عمومی، یک ابر هیبریدی انعطافپذیر بیشتر و گزینههای فراوانتری برای استقرار، به کسب و کارها میدهد.
این شیوه سازمانها اجازه میدهد تا از مزایای هر دو مدل بهرهمند شوند. این رویکرد به کسبوکارها امکان میدهد دادههای حساس و بارهای کاری بحرانی را در یک ابر خصوصی نگهداری کنند، در حالی که از مقیاسپذیری و هزینهپذیری ابرهای عمومی برای عملیات کمتر حساس و بارهای (workload) کاری متغیر استفاده میکنند. ابرهای هیبریدی از طریق ابزارهای ارکستراسیون (orchestration) و مدیریت (management) ، متصل میشوند که باعث تسهیل یکپارچگی بینقص و تبادل داده بین دو محیط خواهد شد.
مدل ابر هیبریدی مزایای قابل توجهی از حیث چابکی و بهینهسازی منابع فراهم میکند. سازمانها میتوانند بهطور پویا منابع را بر اساس نیازهای فعلی تخصیص دهند، هزینهها را بهینه کنند و کارایی را بهبود بخشند. علاوه بر این، ابرهای هیبریدی پشتیبانی از تداوم کسبوکار و بازیابی از بلایا را مقدور میسازند، با این امکان که دادهها و برنامهها در چندین محیط تکرار شوند و دسترسپذیری حتی در صورت خرابیها تضمین شود. با این حال، مدیریت یک ابر هیبریدی میتواند پیچیده بوده و نیازمند اقدامات امنیتی قوی، سیاستهای حکمرانی مؤثر و ابزارهای یکپارچگی پیشرفته برای اطمینان از یک زیرساخت همبسته و امن باشد.
مزایای محاسبات ابری
استفاده از محاسبات ابری (Cloud Computing) چندین مزیت کلیدی دارد:
صرفهجویی در هزینهها: محاسبات ابری هزینه سرمایهای خرید سختافزار و نرمافزار و راهاندازی و اجرای دیتاسنترهای محلی—رکهای سرورها، برق شبانهروزی برای قدرت و خنککنندهها، و کارشناسان فناوری اطلاعات برای مدیریت زیرساختها—را از بین میبرد.
مقیاسپذیری (Scalability) : خدمات ابری میتوانند به صورت الاستیکی مقیاسپذیر شوند، به این معنی که امکان افزایش مقیاس در زمان افزایش نیازهای محاسباتی و کاهش مقیاس در زمان کاهش تقاضا در آنها وجود دارد. این مقیاسپذیری نیاز به سرمایهگذاریهای کلان در زیرساختها برای تطابق با افزایش موقت تقاضا را از بین میبرد.
عملکرد: خدمات ابری بزرگ بر روی شبکهای از دیتاسنترهای امن در سراسر جهان اجرا میشوند که به جدیدترین نسل از سختافزارهای سریع و کارآمد مجهز هستند. این امر چندین مزیت نسبت به یک دیتاسنتر شرکتی از جمله کاهش تاخیر شبکه برای برنامهها و صرفهجویی در مقیاس ارائه میدهد.
امنیت: بسیاری از ارائهدهندگان خدمات ابری مجموعهای از سیاستها، فناوریها و کنترلهایی را ارائه میدهند که امنیت کلی را تقویت کرده و به حفاظت از دادهها، برنامهها و زیرساختها در برابر تهدیدات احتمالی کمک میکند.
انعطافپذیری و قابلیت تحرک: محاسبات ابری به کارکنان اجازه میدهد که در کارهای خود انعطافپذیرتر باشند. به عنوان مثال، آنها میتوانند از خانه، در تعطیلات یا در مسیر رفت و برگشت به محل کار تنها به شرط داشتن اتصال اینترنت به دادهها دسترسی پیدا کنند. کسب و کارها میتوانند شرایط کاری انعطافپذیرتری را به کارکنان ارائه نمایند و به آنها اجازه دهند به اطلاعات در هر جایی که هستند دسترسی داشته باشند و مجبور نباشند تنها در دفاتر کاری از آنها استفاده کنند.
بازیابی در مواقع اضطراری (Disaster Recovery) : خدمات مبتنی بر ابر میتوانند بازیابی سریع دادهها را برای انواع سناریوهای اضطراری، از بلایای طبیعی گرفته تا قطعیهای برق، فراهم کنند. این مزیت اغلب مقرون به صرفهتر از روشهای سنتی بازیابی در محل است.
چالشهای محاسبات ابری
در حالی که محاسبات ابری مزایای زیادی دارد، چالشهایی را نیز به همراه خواهد داشت:
مسائل امنیتی و حریم خصوصی: ذخیرهسازی دادهها و برنامههای حیاتی با ارائهدهندگان خدمات ابری میتواند آنها را در معرض هک و حملات سایبری قرار دهد. اطمینان از اینکه ارائهدهندگان ابری پروتکلهای امنیتی قوی را دنبال میکنند، یک ضرورت است.
زمان خرابی و قابلیت اطمینان: حتی بهترین ارائهدهندگان خدمات ابری نیز دچار قطعیها و اختلالات خدماتی میشوند. کسب و کارها باید برای این قطعیها برنامهریزی کنند و اطمینان حاصل کنند که برنامههای اضطراری لازم را در دست دارند.
مسائل قانونی و رعایت مقررات: صنایع مختلف الزامات رعایتی و مقرراتی مختلفی دارند. اطمینان از اینکه خدمات ابری این استانداردهای نظارتی را رعایت میکنند، میتواند پیچیده باشد.
کنترل و انعطافپذیری محدود: از آنجا که زیرساخت ابری به طور کامل توسط ارائهدهنده خدمات مالکیت، مدیریت و نظارت میشود، مشتریان ابری ممکن است کنترل محدودی بر عملیات و اجرای خدمات در یک زیرساخت میزبان ابری داشته باشند.
مدیریت هزینهها: در حالی که محاسبات ابری میتواند مقرون به صرفهتر باشد، اما اگر به درستی مدیریت نشود میتواند منجر به هزینههای غیرمنتظره نیز شود. سازمانها در این مقوله نیاز به نظارت منظم بر استفادها از این فناوری و هزینهها دارند.
آینده محاسبات ابری
آینده محاسبات ابری (Cloud Computing) امیدبخش به نظر میرسد و روندها نشاندهنده افزایش استفاده و ادغام آن در جنبههای مختلف عملیات کسب و کار هستند. نوآوریهایی نظیر محاسبات لبهای، معماریهای بدون سرور (serverless architecture) و قابلیتهای پیشرفته هوش مصنوعی و یادگیری ماشین قرار است کاربرد و کارکرد خدمات ابری را افزایش دهند. علاوه بر این، با فراگیر شدن فناوری 5G، سرعت و کارایی محاسبات ابری بهبود خواهد یافت و برنامههای کاربردی قویتر و پاسخگوتر ایجاد خواهند شد. ارائهدهندگان خدمات ابری به طور فزایندهای خدمات AI و ML ارائه میدهند که به شرکتها اجازه میدهد از این قابلیتهای پیشرفته بدون نیاز به تخصصهای خاص یا سرمایهگذاریهای زیاد در سختافزار بهرهمند شوند.
روند مهم دیگر ظهور محاسبات لبهای است که پردازش و ذخیرهسازی دادهها را به مکان نزدیکتر به محل نیاز آنها میآورد. این امر زمان تأخیر و استفاده از پهنای باند را کاهش میدهد و آن را برای برنامههایی که نیاز به پردازش در زمان واقعی (real-time) دارند، مانند دستگاههای اینترنت اشیا و وسایل نقلیه خودران، ایدهآل میکند. محاسبات لبهای، به همراه محاسبات ابری، امکان مدیریت دادههای کارآمدتر و عملکرد بهبود یافته سیستمهای توزیعشده را فراهم میکند. با فراگیر شدن شبکههای 5G، ترکیب محاسبات لبهای و ابری بیشتر صنایع را با امکان اتصال سریعتر و قابلاعتمادتر، متحول خواهد کرد و موج جدیدی از برنامهها و خدمات نوآورانه را پشتیبانی خواهد کرد.
در نهایت، تمرکز بر امنیت و حریم خصوصی در محاسبات ابری با پیشرفتهتر شدن تهدیدات سایبری افزایش خواهد یافت. محیطهای ابری آینده احتمالاً شامل اقدامات امنیتی پیشرفتهای مانند رمزنگاری کوانتومی (quantum encryption) و فناوری بلاکچین خواهند بود تا یکپارچگی دادهها را محافظت کرده و انطباق با مقررات فزاینده سختگیرانه را تضمین کنند. علاوه بر این، مفهوم راهبردهای چندابری (multi-cloud strategies)، که در آن کسبوکارها از چندین خدمات ابری از ارائهدهندگان مختلف برای جلوگیری از وابستگی به یک ارائهدهنده و افزایش تابآوری استفاده میکنند، محبوبیت بیشتری پیدا خواهد کرد. این رویکرد به سازمانها اجازه میدهد تا زیرساخت ابری خود را بهینه کنند، امنیت را بهبود بخشند و اطمینان از تداوم خدمات در صورت وقوع اختلالات خدماتی داشته باشند.
نتیجهگیری
محاسبات ابری (Cloud Computing) به طور قابلتوجهی چشمانداز دیجیتال را تغییر داده و راهحلهای قدرتمند و انعطافپذیری برای کسب و کارهای مدرن ارائه داده است. با درک مدلها، مزایا و چالشهای آن، سازمانها میتوانند به طور مؤثری از محاسبات ابری برای پیشبرد نوآوری، افزایش کارایی و باقی ماندن در رقابت در محیط فناوری همیشه در حال تحول امروز، بهرهبرداری کنند.