رایانش ابری

به دلیل گستردگی موضوع ابتدا به شناخت برخی مسائل مرتبط می پردازیم و سپس به بحث اصلی مقاله باز می گردیم.

رایانش به چند دسته زیر تقسیم بندی می گردد :
1. رایانش شبکه ای: چندین رایانه با مدل رایانش توزیع شده و رایانش موازی به یکدیگر متصل گردیده و با هماهنگی میان خود وظایف سنگین را به انجام می رسانند.
2. رایانش خود مختار: سیستم های رایانه ای خود-مدیریتی که با پیشرفت در زمینه های مختلف و افزایش نیاز کاربران خود را تطبیق داده و تصمیم گیری با استفاده از سیاست های سطح بالا را پیش گرفته اند.
3. رایانش مشتری/سرور: برنامه های توزیع یافته ای که میان سرویس دهندگان و سرویس گیرندگان تمایز قایل می شوند.
4. رایانه بزرگ: رایانه های قدرتمندی که توسط سازمان های بزرگ جهت کاربردهایی همچون پردازش حجم بالا، پردازش مالی، برنامه ریزی منابع سازمانی ERP و ... بکارگیری می شوند.
5. رایانش همگانی: منابع رایانشی مانند منابع محاسباتی و ذخیره سازی، در مدل سرویس های قابل اندازه گیری بسته بندی می گردند.
6. رایانش نظیر به نظیر: رایانشی از معماری توزیع شده که هماهنگی مرکزی ندارند، در این سرویس تمامی عوامل شرکت کننده هرکدام امکان عرضه کنندگی و مصرف کنندگی را خواهند داشت.
7. رایانش ابری: این رایانش مجموعه ای از محاسبات و به اشتراک گذاری منابع را توسط سرورهای راه دور (Remote Server) ارائه می نماید.

برای ایجاد یک شبکه رایانه ای دو شرط لازم وجود دارد، اول باید کامپیوترهای متصل به یکدیگر کاملاً مجزا بوده و سیستم های داخلی آنها بر یکدیگر تأثیر گذار نباشند و دوم باید این کامپیوتر ها توسط یک سرویس فیزیکی (مانند کابل، فیبر، ماهواره و ....) جهت تبادل اطلاعات با یکدیگر ارتباط داشته باشند. اهداف استفاده از شبکه را می توان به ایجاد سهولت در ارتباطات، اشتراک گذاری سخت افزارها و نرم افزارها، تبادل اطلاعات و ... نام برد. شبکه در انواع مختلف همچون PAN ،LAN ،WAN، اینترانت و اینترنت در حال حاضر وجود دارد، رایانش ابری مدلی بر مبنای شبکه رایانه ای مانند اینترنت می باشد که برای عرضه و مصرف و تحویل خدمات رایانشی به کاربران پیاده سازی شده است.

پیدایش رایانش ابری به عنوان یک صنعت همگانی در سال 1960 کلید خورد، در آن دوره شخصی به نام جان مک کارتی اظهار داشت « رایانش ممکن است روزی به عنوان یکی از صنایع همگانی سازماندهی گردد.»
رایانش ابری از ترکیب دو واژه رایانش و ابر تشکیل شده است. Cloud (ابر) که از صنعت تلفن برگرفته شده در این جا استعاره از شبکه ای وسیع همچون اینترنت است، در این حالت کاربران بدون اطلاع از پشت صحنه (داخل ابر) و جزئیات فنی و یا کنترل زیر ساخت از خدمات سخت افزاری/نرم افزاری بهره مند خواهند شد. کمپانی های ارتباطات راه دور که تا دهه 1990 تنها خدمات نقطه به نقطه اختصاصی را به کاربران ارائه می کردند، خدماتی به نام Virtual Private Network (به اختصار VPN یا شبکه خصوصی مجازی) را معرفی نمودند که در آن اطلاعات از طریق یک شبکه عمومی (مانند اینترنت) جابجا می گردید ولی در عین حال ارتباطات کاملاً اختصاصی باقی ماند. Computing (رایانش) در اصطلاح به معنای محاسبات و پردازش می باشد، تعریف دیگر رایانش استفاده از رایانه ها و یا تجهیزاتی است که عملیاتی همچون محاسبات را انجام می دهند. برای مثال زمانی که یک رایانه برای انجام یک سری امور عملیات محاسبه و پردازش را انجام می دهد همزمان پروسه ذخیره اطلاعات در هارد دیسک را نیز پیگیری می نماید، پس در رایانش مجموع فعالیتهای انجام شده فراتر از محاسبه و پردازش را عملی می نمایند.
در تعریف کلی رایانش ابری می توان گفت استفاده از منابع خدماتی به گونه ای انعطاف پذیر و مقیاس پذیر خواهد بود تا تمامی درخواست ها در اسرع وقت از طریق اینترنت در اختیار کاربر قرار گیرد. تعریف موسسه ملی فناوری و استاندارد (NIST) برای رایانش ابری به این صورت می باشد: «رایانش ابری مدلی است برای فراهم کردن دسترسی آسان براساس تقاضای کاربر از طریق شبکه به مجموعه ای از منابع رایانشی قابل تغییر و پیکربندی (شبکه، سرور، فضای ذخیره سازی، برنامه های کاربردی) که این دسترسی بتوان با کمترین نیاز به مدیریت و یا نیاز به دخالت مستقیم فراهم کننده سرویس به سرعت فراهم شده یا آزاد (رها) گردد.»

لایه های رایانش ابری :
1. لایه کاربر (Client): سخت افزار و نرم افزاری که به عنوان کاربر در رایانش ابری تعریف شده اند(رایانه، تلفن، سیستم عامل، مرورگر و...) جهت استفاده از منابع موجود و یا تحویل سرویس های ابری از مدل ابر بهرمند می گردند.
2. لایه برنامه های کاربردی (Application): در مدل رایانش ابری نرم افزارهای مورد نیاز توسط برنامه کاربردی ابری (SAAS) در دنیای اینترنت در اختیار کاربران قرار می گیرد، در این حالت آن نرم افزار بروی سیستم کاربر نصب نشده و مدیریت و ذخیره داده ها با سهولت انجام می گردد. از ویژگی های این لایه میتوان "مدیریت کاربران نسبت به برنامه های موجود در سرورهای مرکزی، دسترسی به نرم افزارهای تجاری از طریق شبکه، تحویل نرم افزار در حال اجرا به چند کاربر و عدم بروز رسانی نرم افزار از طرف کاربر" را نام برد.
3. لایه بستر (Platform): سرویس های بستر ابری (PAAS) یا بستر به عنوان سرویس بروی زیر ساخت ابری اجرا می گردد، کاربر بدون نیاز به صرف هزینه و یا مدیریت بروی زیر ساخت از برنامه های کاربردی در بستر رایانش ابری استفاده نمایند.
4. لایه زیر ساخت (Infrastructure): سرویس های زیر ساخت ابری (IAAS) یا زیر ساخت به عنوان سرویس تمامی زیر ساخت رایانه ای را بصورت مجازی ارائه میدهند.
5. لایه سرور (Server): سرورهای که شامل سخت افزارها/نرم افزارهای قوی همچون پردازنده های چند هسته با سیستم عامل ویژه می باشند که برای طراحی می گردند.

مدل پیاده سازی ابر مطابق تعریف موسسه ملی استاندارها و فناوری ها (NIST) به چهار دسته زیر تقسیم بندی می گردد:
1. ابر عمومی: ابر عمومی یا همان ابر خارجی تعریف اصلی رایانش ابری می باشد. در این حالت عرضه کنندگان سرویس ها را در بستر اینترنت و منابع را به صورت اشتراکی (Muti-tenancy) در اختیار کاربران قرار دهند و صورت حساب همانند صنایع همگانی (برق و تلفن) برای کاربران صادر خواهد شد.
2. ابر گروهی: زمانی که چندین سازمان نیازهای یکسان دارند زیر ساخت های خود را به اشتراک گذارده و اصطلاحاً ابر گروهی تشکیل می دهند، به دلیل آنکه کاربران کمتری از سرویس ها استفاده می نمایند میزان امنیت و سازگاری با سیاست های داخلی بالاتر می روند ولی نسبت به ابر عمومی کاربران هزینه بیشتری را متقبل خواهند شد.
3. ابر ترکیبی: این مدل پیاده سازی متشکل از چندین ارئه دهند داخلی و خارجی می باشد. کاربران این امکان را خواهند داشت که با ترکیب سرویس ها ابر و انتقال به ابر عمومی بدون سازگاری با استانداردهای موجود نیازهای خود را برطرف سازند، به همین دلیل مدلی مناسب برای موسسات تجاری خواهد بود.
4. ابر خصوصی: یک سازمان جهت استفاده داخلی زیر ساخت رایانش ابری را ایجاد می نماید که در این حالت ابر خصوصی از جهت محل و شیوه نگهداری سخت افزار های زیر ساخت از ابر عمومی متمایز می گردد. مزیت این مدل کنترل بهتر به روی زیر ساخت ابری و امنیت بالا به جهت قرارگیری تجهیزات در آن سازمان میباشد. ایجاد نگهداری زیر ساخت ابری امری سخت و هزینه بر میباشد فلذا برای از بین بردن این موارد راه حل میانه به نام ابر خصوصی مجازی معرفی گردید، ابر خصوصی مجازی فضای خصوصی میباشد که یک سرویس دهنده ابر عمومی به صورت کاملاً خصوصی در اختیار سازمانی قرار میدهد تا نیازهای خود را برطرف سازد.

مزایای رایانش ابری:
1. هزینه: رایانش ابری کاربران را از مخارج سخت افزاری/نرم افزاری نجات می دهد و عملاً تنها هزینه عملیاتی را برای کاربران به همراه خواهد داشت.
2. عدم وابستگی به دستگاه و مکان: کاربران در هر زمان و مکانی با استفاده از هر دستگاهی با مرورگر وب از راه اینترنت به سرویس دهندگان متصل گردد.
3. چابکی: امکان تغییر میزان استفاده از منابع در زمان های مختلف برای کاربران بوجود خواهد آمد.
4. چند مستاًجری: امکان به اشتراک گذاری منابع میان چندین کاربر بوجود خواهد آمد.
5. قابلیت اطمینان: کاربران با توجه به این که از چند سایت به صورت چند گانه در سرویس های خود استفاده می نمایند، قابلیت اطمینان در پاسخ مناسب افزایش می یابد.
6. امنیت : به دلیل متمرکز بودن داده ها و سرویس دهندگان امنیت اطلاعات ارائه شده بالا میباشد.
7. نگهداری: در مدل رایانش ابری، نگهداری آسانتر و با هزینه کمتر انجام می شود و دلیل آن عدم نصب برنامه های کاربردی بروی سیستم هر کاربر می باشد.

متخصصان در حوزه فناوری اطلاعات نگرانی و چالش هایی را در خصوص رایانش ابری تصور می نمایند: افزایش شکل جدید نرم افزارها، پذیرش سرویس رایانش ابری توسط کاربران، عدم کنترل و رضایت مشتری در بروز رسانی زیر ساخت های ارائه دهندگان سرویس، هزینه های پهنای باند در خصوص استفاده کاربر افزایش خواهد یافت، کاربران توسط ارائه دهندگان سرویس و استانداردهای ارائه سرویس محبوس خواهند شد، میزان در دسترس بودن منابع برای کاربران اهمیت بالایی خواهد داشت، کاربرانی که حریم خصوص را برای خود واجب می دانند در رایانش ابری دچار مشکل خواهند شد، ارائه دهندگان باید شفافیت دسترسی به اطلاعات هر کاربر را بدون دسترسی کاربران غیر مجاز تعریف نمایند.