رایانش ابری چیست؟ معرفی 11 مثال از این فناوری - مجله فروشگاهی

رایانش ابری به زبان ساده

برای درک اینکه رایانش ابری چیست، ابتدا باید مفهوم رایانش را روشن کنیم.

رایانش چیست؟ به فرآیند استفاده از فناوری رایانه برای انجام وظایف، محاسبه، پردازش اطلاعات، ذخیره سازی و مدیریت داده ها اطلاق می شود.

رایانش ابری این مفهوم را از حالت سنتی خود (استفاده از رایانه های محلی) خارج نموده و به فضایی مجازی در اینترنت منتقل می نماید.

تصور کنید: به جای اینکه یک شرکت برای خرید ژنراتور برق پرهزینه و نگهداری آن، اقدام کند، ترجیح می دهد از شبکه برق عمومی استفاده کند و تنها به ازای مقدار مصرف خود هزینه بدهد.

رایانش ابری دقیقاً همین کار را برای خدمات فناوری اطلاعات انجام می دهد:

• به جای خرید سرور گران قیمت: منابع محاسباتی (CPU، RAM، دیسک) را به وسیله شبکه اجاره می کنید.
• به جای نصب نرم افزار روی رایانه خود: از نرم افزارها به وسیله مرورگر اینترنت استفاده می کنید (مانند Google Docs).

کلمه ابر در این اصطلاح، استعاره ای از اینترنت است، که در نمودارهای شبکه معمولاً به شکل ابر ترسیم می شود.

تاریخچه رایانش ابری

ایده رایانش ابری یک مفهوم تازه نیست و ریشه های آن به دهه های 1960 و 1970 میلادی باز می شود، زمانی که دانشمندانی مانند J.C.R. Licklider و John McCarthy مفهوم رایانش همگانی را بیان کردند.

• دهه 1960: ایده رایانش تعاملی و شبکه های بین کهکشانی مطرح شد. هدف این بود که توان محاسباتی به مثابه یک ابزار عمومی در دسترس همگان قرار گیرد.
• دهه 1970 تا 1990: توسعه ماشین های مجازی (Virtual Machines) و معماری های توزیع شده، پایه و اساس فنی رایانش ابری چیست را شکل دادند. شرکت مخابراتی AT&T مفهوم شبکه سازی بر اساس تقاضا را در دهه 80 بیان کرد.
• دهه 1990 (ظهور اینترنت): با توسعه اینترنت و ظهور شبکه دنیای وب، ایده توزیع و تحویل نرم افزار به وسیله وب (ASP - Application Service Provider) شکل گرفت.
• 2006 (نقطه عطف): آمازون با راه اندازی Amazon Web Services (AWS) و ارائه خدمات EC2 (ماشین های مجازی) و S3 (ذخیره سازی ساده)، مدل پرداخت به ازای مصرف را به واقعیت تبدیل کرد و عصر مدرن رایانش ابری را شروع نمود.
• دهه 2010 به بعد: مایکروسافت Azure و Google Cloud Platform به بازیگران اصلی پیوستند و رایانش ابری از یک مفهوم نوظهور به ستون فقرات اقتصاد دیجیتال تبدیل شد.

انواع سرویس های ابری

رایانش ابری چیست در عمل، با تفکیک خدمات به سه مدل اصلی سرویس دهی تعریف می شود که هر کدام مقدار مسئولیت متفاوتی را بین ارائه دهنده و کاربر نهایی تقسیم می نمایند:

1. زیرساخت به عنوان سرویس (IaaS - Infrastructure as a Service)

• تعریف: ارائه منابع زیرساختی پایه (مانند سرورهای مجازی، فضای ذخیره سازی و شبکه سازی) به صورت سرویس. کاربر مسئولیت سیستم عامل، نرم افزارهای میانی (Middleware)، برنامه های کاربردی و داده ها را بر عهده دارد.
• مثال: Amazon EC2، Azure Virtual Machines، Google Compute Engine.

2. پلتفرم به عنوان سرویس (PaaS - Platform as a Service)

• تعریف: ارائه محیط توسعه و استقرار کامل (شامل سیستم عامل، پایگاه داده، زبان های برنامه نویسی و ابزارهای مورد احتیاج) به عنوان سرویس. کاربر فقط مسئول برنامه های کاربردی و داده های خود است.
• مثال: Google App Engine، AWS Elastic Beanstalk، Azure App Services.

3. نرم افزار به عنوان سرویس (SaaS - Software as a Service)

• تعریف: ارائه کامل یک برنامه کاربردی و نرم افزار به عنوان سرویس، که به وسیله مرورگر یا اپلیکیشن در دسترس است. کاربر تنها مسئول استفاده از نرم افزار و مدیریت داده های خود است.
• مثال: Google Workspace (Google Docs)، Microsoft 365، Salesforce، Dropbox.

انواع رایانش ابری (مدل های استقرار)

مدل های استقرار (Deployment Models) شرح می دهند که زیرساخت رایانش ابری در کجا واقع شده است و چگونه مدیریت می شود:

1. ابر عمومی (Public Cloud)

• تعریف: منابع محاسباتی (سرورها، فضای ذخیره سازی، برنامه های کاربردی) به وسیله یک ارائه دهنده شخص ثالث اداره می شوند و به وسیله اینترنت برای استفاده عموم یا گروه بزرگی از صنعت در دسترس هستند.
• ویژگی ها: مقیاس پذیری بالا، پرداخت به ازای مصرف، عدم احتیاج به نگهداری زیرساخت به وسیله کاربر.
• مثال: AWS، Azure، GCP.

2. ابر خصوصی (Private Cloud)

• تعریف: زیرساخت رایانش ابری به طور انحصاری به وسیله یک سازمان واحد استفاده می شود. این زیرساخت ممکن است در محل فیزیکی سازمان قرار داشته باشد یا به وسیله یک ارائه دهنده شخص ثالث مدیریت شود.
• ویژگی ها: امنیت و کنترل بسیار بالا، مناسب برای داده های حساس و سازمان هایی با الزامات نظارتی سخت گیرانه.

3. ابر ترکیبی (Hybrid Cloud)

• تعریف: ترکیبی از ابر خصوصی و ابر عمومی که به صورت یکپارچه با هم کار می نمایند و داده ها و برنامه ها می توانند بین آن ها جابه جا شوند. سازمان می تواند از ابر عمومی برای بارهای کاری غیرحساس و از ابر خصوصی برای داده های کلیدی استفاده کند.
• ویژگی ها: انعطاف پذیری و کنترل بهینه، امکان استفاده از مزایای هر دو مدل.

4. ابر چندگانه (Multi-Cloud)

• تعریف: استفاده از خدمات بیش از یک ارائه دهنده ابر عمومی (مثلاً استفاده از AWS و Azure به طور همزمان) برای جلوگیری از وابستگی به یک فروشنده خاص (Vendor Lock-in) و بهینه سازی قابلیت دسترسی.

ویژگی های رایانش ابری

پنج ویژگی اصلی که رایانش ابری چیست را تعریف می نمایند و آن را از میزبانی سنتی متمایز می سازند:

1. سلف سرویس در صورت تقاضا (On-demand Self-Service): کاربر می تواند به صورت اتوماتیک و بدون احتیاج به تعامل انسانی با ارائه دهنده، منابع محاسباتی (مانند فضای سرور) را در هر زمان تأمین کند.
2. دسترسی گسترده شبکه (Broad Network Access): قابلیت ها به وسیله شبکه در دسترس هستند و می توان به وسیله هر دستگاه استاندارد (موبایل، لپ تاپ) به آن ها دسترسی پیدا کرد.
3. تجمع منابع (Resource Pooling): منابع محاسباتی ارائه دهنده به صورت یکپارچه تجمیع شده و به صورت پویا بین چندین مشتری تخصیص داده می شوند (Multi-tenancy).
4. کشش پذیری و مقیاس پذیری سریع (Rapid Elasticity): منابع می توانند به سرعت و به صورت الاستیک تأمین یا آزاد شوند تا مطابق با احتیاجهای بار کاری باشند.
5. سرویس مقدار گیری شده (Measured Service): مصرف منابع (مانند ذخیره سازی، توان پردازشی) به صورت اتوماتیک مقدار گیری و نظارت می شود تا مشتری بتواند تنها به ازای مقدار استفاده خود هزینه بپردازد (مدل Pay-as-you-go).

کاربرد رایانش ابری

قابلیت های رایانش ابری آن را به یک ابزار ضروری در صنایع مختلف تبدیل نموده است:

• ذخیره سازی و پشتیبان گیری: شرکت ها از ابر برای ذخیره ایمن داده ها، فایل ها و اجرای راهکارهای پشتیبان گیری از حوادث استفاده می نمایند.
• توسعه و تست نرم افزار (DevOps): رایانش ابری محیط های توسعه و تست را به سرعت فراهم می نماید و زمان مورد احتیاج برای عرضه محصول به بازار را کاهش می دهد (Time-to-Market).
• تجزیه و تحلیل داده های بزرگ (Big Data): توان پردازشی بزرگ ابر برای تحلیل حجم زیادی از داده ها، یادگیری ماشین و هوش مصنوعی لازم است.
• میزبانی وب سایت و اپلیکیشن ها: میزبانی وب سایت های با ترافیک بالا و اپلیکیشن های موبایل در محیطی که قابلیت مقیاس پذیری سریع در صورت افزایش ناگهانی تقاضا را دارد.
• بازی های ابری (Cloud Gaming): اجرای بازی های ویدیویی سنگین بر روی سرورهای ابری و استریم تصویر به دستگاه کاربر، بدون احتیاج به سخت افزار قوی محلی.

اصول پایه رایانش ابری

سه اصل پایه و اساسی، مدل رایانش ابری را پشتیبانی می نمایند:

1. مجازی سازی (Virtualization): این فناوری امکان می دهد تا منابع فیزیکی یک سرور (CPU، RAM) به چندین ماشین مجازی مجزا تقسیم شوند، که اساس IaaS و قابلیت تجمع منابع است.
2. اقتصاد مقیاس (Economy of Scale): ارائه دهندگان ابری می توانند به علت خرید انبوه تجهیزات و مدیریت متمرکز، هزینه های خود را کاهش دهند و این صرفه جویی را به مشتریان منتقل نمایند.
3. چند مستاجری (Multi-Tenancy): قابلیت سرویس دهی به چندین مشتری (مستأجر) به وسیله یک زیرساخت فیزیکی مشترک، با تضمین کامل ایزوله سازی داده ها و امنیت هر مشتری.

مزایا و معایب رایانش ابری

مزایا

1. کاهش هزینه های سرمایه ای (CapEx): حذف احتیاج به خرید سخت افزار و نرم افزار گران قیمت.
2. مقیاس پذیری (Scalability): امکان افزایش یا کاهش منابع محاسباتی در عرض چند دقیقه.
3. بهبود همکاری: امکان دسترسی و کار همزمان کاربران از نقاط مختلف دنیا روی یک فایل یا نرم افزار.
4. امنیت و بازیابی از فاجعه: ارائه دهندگان ابری اغلب سطوح امنیتی بسیار بالاتر و زیرساخت های قوی تر برای پشتیبان گیری و بازیابی از حوادث ارائه می دهند.
5. بهره وری بالا: کاهش زمان صرف شده برای نگهداری و مدیریت زیرساخت های IT.

معایب

1. وابستگی به اینترنت: دسترسی به خدمات ابری احتیاجمند اتصال قوی و پایدار به اینترنت است.
2. نگرانی های امنیتی: با وجود کوشش های زیاد ارائه دهندگان، انتقال داده های حساس به سرورهای شخص ثالث همیشه نگرانی های امنیتی و حریم خصوصی را به همراه دارد.
3. وابستگی به فروشنده (Vendor Lock-in): انتقال داده ها و برنامه ها از یک ارائه دهنده ابری به ارائه دهنده دیگر می تواند سخت و پرهزینه باشد.
4. کنترل محدود: کاربران کنترل کمتری بر روی زیرساخت فیزیکی و سیستم عامل های پایه دارند.

امنیت رایانش ابری

امنیت در رایانش ابری یک مسئولیت مشترک است که بین ارائه دهنده و مشتری تقسیم می شود (Shared Responsibility Model).

• مسئولیت ارائه دهنده (Cloud Provider): تضمین امنیت ابر، شامل سخت افزار، نرم افزار، شبکه سازی، مراکز داده و زیرساخت فیزیکی.
• مسئولیت مشتری (Customer): تضمین امنیت در ابر، شامل داده ها، رمزگذاری، مدیریت هویت و دسترسی، سیستم عامل، فایروال های برنامه و تنظیمات شبکه.

اقدامات امنیتی کلیدی شامل:

1. رمزگذاری: رمزگذاری داده ها در حال انتقال (In-transit) و در حالت سکون (At-rest).
2. مدیریت هویت و دسترسی (IAM): کنترل دقیق اینکه چه کسی و با چه سطحی می تواند به منابع ابری دسترسی پیدا کند.
3. نظارت و ثبت وقایع (Monitoring & Logging): رصد مداوم فعالیت ها و ثبت رویدادهای امنیتی برای شناسایی و پاسخ به تهدیدها.

مثال هایی از رایانش ابری

سوالات متداول

رایانش ابری چیست؟

تحویل خدمات فناوری اطلاعات (مانند سرور، ذخیره سازی، پایگاه داده) به وسیله اینترنت با استفاده از مدل پرداخت به ازای مصرف (Pay-as-you-go) است.

تفاوت اصلی IaaS و SaaS چیست؟

IaaS به کاربر زیرساخت خام (سرور مجازی، دیسک) می دهد تا خودش نرم افزارهای مورد احتیاج را نصب کند. SaaS مستقیماً نرم افزار آماده ای است که کاربر به وسیله مرورگر به آن دسترسی پیدا می نماید (مانند Gmail یا Office 365).

چرا شرکت های بزرگ به ابر مهاجرت می نمایند؟

شرکت ها برای دستیابی به مقیاس پذیری سریع، کاهش هزینه های زیرساختی، افزایش انعطاف پذیری و دسترسی به خدمات پیشرفته ای مانند هوش مصنوعی و تجزیه و تحلیل داده های بزرگ، به رایانش ابری مهاجرت می نمایند.

آیا رایانش ابری امن است؟

بله، رایانش ابری می تواند بسیار امن باشد، مشروط بر آنکه هم ارائه دهنده (از لحاظ زیرساخت) و هم مشتری (از لحاظ تنظیمات امنیتی، رمز عبور و IAM) به مسئولیت های امنیتی خود عمل نمایند.

رایانش چیست در رابطه با ابر؟

به معنای انجام فرآیندهای محاسباتی، پردازش، و ذخیره سازی داده ها به صورت راه دور و توزیع شده به وسیله مراکز داده بزرگ و متصل به اینترنت است.