رایانش ابری (Cloud Computing)

این اصطلاح در فارسی بنام رایانش ابری یا پردازش ابری ترجمه شده است، اما از آنجا که این فناوری هنوز دوران ابتدایی و آغازین خود را میگذراند، هنوز تعریف استاندارد علمی که مورد قبول همه باشد برای آن ارائه نشده، اما بیشتر صاحبنظران بر روی قسمتهایی از تعریف این پدیده هم رای هستند که بر اساس تعاریف موسسه ملی فناوری و استانداردها، اینگونه تعریف شده است: “رایانش ابری مدلی است که برحسب تقاضای شبکه، دسترسی آسان و فراگیر به مجموعه عظیمی از منابع محاسباتی قابل تنظیم (همانند شبکه ها، سرورها، فضای ذخیره سازی، برنامه های کاربردی و سرویس ها) را به سرعت و بدون دخالت سرویس دهنده به راحتی ممکن می سازد.”

منظور از رایانش ابری استفاده از منابع محاسباتی (سخت افزار و نرم افزار) مجموعه ای از سرورها از طریق یک شبکه متصل به یکدیگر است. به عبارت دیگر در این روش، بجای اینکه کاربر (یک کاربر معمولی یا حتی یک سازمان بزرگ) سخت افزار، نرم افزار، منابع ذخیره سازی و … مورد نیاز خود را بر روی کامپیوتر شخصی و یا سرورهای اختصاصی خود پیاده سازی نماید، از طریق هر کامپیوتر متصل به شبکه خدمات را بصورت آنلاین دریافت می نماید. نرم افزارها به صورت متمرکز بر روی سرورهای سمت سرویس دهنده با اتصالات پر سرعت به شبکه اینترنت وصل می شوند و کاربر می تواند به تمامی این نرم افزارها از طریق اینترنت دسترسی داشته باشد. در این روش فایلهای کاربر نیز بر روی سرور ذخیره شده و از هر کامپیوتر متصل به شبکه قابل دسترسی هستند. 
ابر در حقیقت، تصویری است انتزاعی از شبکه ای عظیم و توده ای که حجم آن مشخص نیست، ما نمی دانیم از چه میزان منابع پردازشی تشکیل شده است. ابعاد زمانی و مکانی یکایک اجزای آن نیز شناخته نیست، نمی دانیم سخت افزار ها و نرم افزارها کجای این توده – cloud – قرار دارند، اما آنچه را که ارائه می نماید، می شناسیم. مثال ملموسی که می توان ارائه نمود برق است. برای اینکه از وسایل و تجهیزات برقی در خانه یا محل کارتان استفاده کنیم لازم نیست یک ژنراتور یا کارخانه برق در خانه تان داشته باشیم، بلکه به ازای هزینه مشخصی برق را اجاره می کنیم.
در پردازش ابری یا Cloud Computing نیز سازمان ها و افراد برای نرم افزار، سخت افزار یا شبکه پولی پرداخت نمی کنند، بلکه توان محاسباتی و سرویس های نرم افزاری مورد نیازشان را خریداری می کنند. این ایده در واقع صرفه جویی بزرگ و بهره وری زیادی در منابع IT را به همراه خواهد داشت.
پردازش ابری به ما اجازه می دهد به تمام برنامه های کاربردی و اسناد خود، از هر جایی از دنیا دسترسی پیدا کنیم و ما را از گرفتاری های استفاده از کامپیوترهای دسک تاپ رهایی می بخشد و کمک می کند با دیگران راحت تر تبادل و همکاری داشته باشیم.. اما Cloud Computing برای همه مناسب است؟ این پدیده مانند هر پدیده دیگری نقاط قوت و ضعف خود را دارد. این روش یک تغییر بسیار عمده را در چگونگی ذخیره سازی اطلاعات و اجرای برنامه های کاربردی به وجود آورده است. به جای قرار گرفتن برنامه های کاربردی و داده ها بر روی یک کامپیوتر شخصی منفرد، همه چیز بر روی ابر یا Cloud که مجموعه ای متشکل از چندین کامپیوتر و سرور است که از طریق اینترنت به آن ها دسترسی می یابیم میزبانی می شود.
شاید بتوان به صورت کلی و از نگاه کاربر رایانش ابری را معادل نرم افزارهای تحت وب ‎نامید. در واقع اگر ما از نرم افزارهای تحت وب که توسط سرویس دهندگانی مانند Google و Microsoft ارائه شده استفاده نماییم، در عمل از پردازش ابری بهره مند شده ایم. ‎هر کدام از اپلیکیشن های مبتنی بر وب از جمله Gmail ،Google Calendar  ،Hotmail،Dropbox و Google Doc بر مبنای رایانش ابری تعریف شده اند. زمانی که به هرکدام از این سرویس ها متصل می شویم در واقع به منبع گسترده ای از سرورهای موجود در اینترنت متصل شده ایم. نیاز نیست که کاربر حتما از مرورگر وب استفاده کند، در حال حاضر اکثر نرم افزارها به دلیل سهولت در استفاده به صورت web-based ارائه می شوند. اما این به آن معنی نیست که تنها روش استفاده از Cloud Computing می باشد. به عنوان مثال سرویس DropBox نیاز به داشتن مرورگر ندارد و برای انتقال فایل می توان از نرم افزار نصب شده سمت کامپیوتر یا موبایل خود استفاده نمود. اما در برای دسترسی Gmail اغلب از مرورگر استفاده می کنید.
این روش مزایای بسیار زیادی دارد. به جای اینکه کاربران، شرکت ها و یا سازمان ها مجبور به تهیه و نصب تمامی امکانات مورد نیاز ارائه سرویس را خود انجام دهند، خدمات راه اندازی شده و قابل دسترسی را در به صورت اشتراکی استفاده می نمایند. بدین ترتیب تمامی کاربران در هر لحظه دسترسی به سرویس های مورد نیاز خود دارند و فایل های تولید شده را نیز بر روی سرورها ذخیره می کنند که نیاز به نگهداری، تهیه نسخه پشتیبان و مدیریت نسخه ها را برطرف می کند.
در حال حاضر شرکت های زیادی در دنیا خدمات Cloud Computing ارائه می کنند که افراد عادی یا حتی سازمان ها می توانند در ازای پرداخت مبلغ معینی از طریق اینترنت به سرویس های موجود بر روی سرورهای آنها دسترسی پیدا کند. بدین ترتیب دسترسی به خدمات از هر نقطه متصل به اینترنت ممکن خواهد بود. از جمله این شرکت ها Google می باشد که سرویس های آنلاین خود مانند پست الکترونیکی را در اختیار کاربران قرار می دهد. سازمان ها نیز می توانند به جای راه اندازی داخلی Mail Server در شبکه خود با تهیه اشتراک از Google به صورت اختصاصی خدمات دریافت نمایند.


 مدل‌های پیاده‌سازی

ابر عمومی توصیف کننده پردازش ابری در معنای اصلی و سنتی آن است. سرویس‌ها به صورت پویا و از طریق اینترنت و در واحدهای کوچک از یک عرضه کننده عمومی خدمات مانند شرکت Google تدارک داده می‌شوند و عرضه کننده منابع را به صورت اشتراکی به کاربران اجاره می‌دهد (Multi-Tenancy) و بر اساس مدل پردازش همگانی و مشابه صنعت برق و تلفن برای کاربران صورتحساب می‌فرستد. استفاده از فضای AWS شرکت آمازون و یا Office 365 در این دسته قرار می گیرند.

ابر گروهی در جایی به وجود می‌آید که چندین سازمان نیازهای یکسان دارند و به دنبال این هستند که با به اشتراک گذاردن زیرساخت از مزایای پردازش ابری بهره‌مند گیرند و هزینه ها را نیز کاهش دهند. به دلیل اینکه هزینه‌ها بین کاربران کمتری نسبت به ابرهای عمومی تقسیم می‌شود، این گزینه گران‌تر از ابر عمومی است اما میزان بیشتری از محرمانگی، امنیت و سازگاری با سیاست‌ها را یه همراه می‌آورد.

یک ابر آمیخته متشکل از چندین ارائه دهنده داخلی و یا خارجی می باشد و گزینه مناسبی برای بیشتر مؤسسات تجاری است. با ترکیب چند سرویس ابر کاربران این امکان را می‌یابند که انتقال به ابر عمومی را با دوری از مسائلی چون سازگاری با استانداردهای شورای استانداردهای امنیت آسانتر سازند.

ابر خصوصی یک زیر ساخت رایانش ابری است که توسط یک سازمان برای استفاده داخلی به وجود آمده‌است. عامل اصلی که ابرهای خصوصی را از ابرهای عمومی جدا می‌سازد، محل و شیوه نگهداری از زیرساخت است. ابر خصوصی امکان کنترل بیشتر بر روی تمام سطوح پیاده سازی ابر (مانند سخت افزار، شبکه، ذخیره سازی، سیستم عامل، نرم افزار و …) را فراهم می‌سازد. مزیت دیگر ابرهای خصوصی امنیت بیشتری ست که ناشی از قرارگیری تجهیزات در درون مرزهای سازمان و عدم ارتباط با دنیای خارج ناشی می‌شود. اما بهره گیری از ابرهای خصوصی مشکلات ایجاد و نگهداری را به همراه دارد. یک راه حل میانه برای دوری از مشکلات ابرهای خصوصی و در عین حال بهره مند شدن از مزایای آنها، استفاده از ابر خصوصی مجازی است. ابر خصوصی مجازی بخشی از زیر ساخت یک ابر عمومی است که برای استفاده اختصاصی یک سازمان کنار گذارده می‌شود و دسترسی به آن تنها از راه شبکه خصوصی مجازی و ایمن امکانپذیر است. به عنوان نمونه می‌توان از ابر خصوصی مجازی آمازون نام برد.

 معماری

معماری سامانه‌های نرم افزاری دست اندر کار در ارائه پردازش ابری عموماَ شامل اجزایی است که با یکدیگر از طریق رابط برنامه‌نویسی نرم‌افزار و معمولاَ وب‌سرویس ارتباط برقرار می‌کنند. این طراحی شباهتی با فلسفه یونیکس و لینوکس دارد که در آن چند برنامه مختلف که هر یک کاری را به خوبی انجام می‌دهند، با یکدیگر از طریق واسط‌ها کار می‌کنند. پیچیدگی کنترل می‌شود و سامانه‌های حاصل مدیریت پذیرتر از معادل یکپارچه – integrated – خود هستند. در زیر لیست لایه های در گیر در این معماری آورده شده است.

Users

کاربر رایانش ابری متشکل از سخت افزار و نرم افزاری است که برای تحویل برنامه‌های کاربردی از ابر استفاده می‌کند و یا آنکه به طورویژه تنها برای تحویل سرویسهای ابر طراحی شده‌است که در هر دوی موارد بدون وجود ابر بی استفاده باشد. مثال: رایانه‌ها، تلفن‌ها و سایر دستگاهها، سیستم‌عامل‌ها و مرورگرهای وب.

 Software

سرویس‌های برنامه کاربردی ابری یا “نرم‌افزار به عنوان سرویس” (SaaS)، نرم افزار را به صورت سرویس روی اینترنت تحویل می‌دهند و بدین وسیله نیاز به نصب نرم افزار روی رایانه‌های مشتریان را ازبین می‌برند و نگهداری و پشتیبانی را ساده تر می‌سازد. ویژگیهای اصلی این سرویسها عبارتند از

  • دسترسی و مدیریت نرم افزار از طریق شبکه
  • فعالیتهایی که از سوی مراکزی اداره می‌شوند و نه در مکان هریک از مشتریان و در نتیجه مشتریان می‌توانند از راه دور و از طریق وب به برنامه‌ها دسترسی داشته باشند.
  • مدل تحویل نرم افزار به مدل یک-به-چند (یک نسخه در حال اجرا از برنامه – مدل چند مستاجری) نزدیک تر است تا مدل یک-به-یک.
  • به روز رسانی و ارتقای نرم افزار به صورت مرکزی اداره می‌شود و نیاز به بارگیری (دانلود) patchها یا ارتقا دهنده‌ها را برطرف می‌سازد.

Platform

سرویس‌های بستر ابری یا “بستر به عنوان سرویس” (PaaS) بستر رایانشی و یا پشته راهکار -که اغلب روی زیرساخت ابری اجرا شده و برنامه کاربردی ابری را تغذیه می‌کند- را به صورت سرویس ارایه می‌دهد سرویس بستر ابری استقرار برنامه‌های کاربردی را بدون هزینه و پیچیدگی خرید و مدیریت لایه‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری زیرین آسان می‌سازد

Infrastructure

سرویس‌های زیرساخت ابری یا “زیرساخت به عنوان سرویس” (IaaS) زیرساخت رایانه‌ای را که عموما یک بستر مجازی است به صورت سرویس ارائه می‌دهند. کاربران به جای خرید سخت‌افزار و نرم‌افزار و فضای مرکز داده (دیتا سنتر) ویا تجهیزات شبکه، همه این زیر ساخت‌ها را به صورت یک سرویس Outsource شده می‌خرند. صورتحساب سرویس معمولاً بر اساس مدل پردازش همگانی (Utility Computing) و میزان منابع مصرف شده صادر می‌شود و بنابر این هزینه منعکس کننده میزان فعالیت است. این شیوه در واقع تکامل یافته مدل عرضه سرورهای خصوصی مجازی است. به عنوان مثال شرکت پارس آنلاین و تبیان در ایران ارائه کننده این خدمات می باشند. در این طرح نیز بر اساس راه اندازی بستر IaaS در محیط Private بانک ملت حرکت شده است.

بر اساس آمارهای ارایه شده توسط سایت cloud-standards.org در مورد رایانش ابری، واقعیت های زیر در جریان است

  • حدود دو سوم از کسب و کارها عنوان میکنند امنیت بستر رایانش ابری، بیشتری دغدغه آنها در مهاجرت به بستر های رایانش ابری محسوب می شود
  • بیش از 80 درصد از سازمانها، دیتاهای پر اهمیت خود را در بستر رایانش ابری ذخیره میکنند (آمار جهانی)
  • بر اساس پیش بینی گارتنر، تا سال 2025، 99 درصد از اختلالات امنیت در بستر های رایانش ابری مربوط به اشتباه  خود مشتری بستر رایانش ابری خواهد بود
    بر اساس گزارش های گارتنر در زمینه اتخاذ تصمیمات استراتژیک برخورد با پدیده رایانش ابری در سازمان ها و همچنین امارهای رایانش ابری:
    تا سال 2023، سرویس دهندگان بستر رایانش ابری، از مراکز داده توزیع شده برای ارایه خدمات استفاده خواهند کرد.دلیل این موضوع توزیع بار بین مناطق جغرافیایی مختلف و نزدیک بودن حجداکثری به کاربر انتهایی سرویس گیرنده بستر است
  • کارتنر توصیه می کند جهت چرهیز از وابستگی به یک وندور خاص، اگر بستر حساسی دارید، با بیش از یک سرویس دهنده قرارداد داشته باشید
  • تا سال 2024، سازمانهایی که به سمت استفاده از IaaSمی روند به این نتیحه می رسند که Optimizationدر بستر نرم افزاری تاثیر زیادی در کاهش هزینه هایشان خواهد داشت و اقدام به بهینه سازی بستر نرم افزاری خود خواهند کرد
  • تا سال 2024، 45 درصد از کلیه هزینه هایی که سازمانهای مختلف در موضوع فن آوری اطلاعات می کنند، از بستر رایانش ابری استفاده خواهد کرد. حوزه های زیر مجموعه شامل زیرساخت سیستمی، زیرساخت های نرم افزاری، نرم افزارهای سازمانی و سامانه های مدیریت کسب و کار می باشد.