اصول و مفاهیم پردازش ابری

فناوری کلود چیست؟ کلود کجا است؟ آیا هم اکنون ما در کلود هستیم؟ شاید تا‌کنون با خود فکر کرده و با سؤالاتی از این قبیل مواجه شده‌اید. عبارت «پردازش ابری» (Cloud Computing) همه جا هست.

برای توضیح ساده در این مورد باید گفت پردازش ابری یعنی نگه‌داری و دسترسی به داده‌ها و برنامه‌ها به‌جای اینکه فقط به رایانه‌ی شما محدود باشد، در سراسر اینترنت در دسترس قرار بگیرد. کلود را می‌توان استعاره‌ای برای اینترنت دانست. 

کلود درباره‌ی هارد درایو فیزیکی رایانه‌ی شما نیست. هنگامی که داده‌ها را روی هارد دیسک خود ذخیره می‌کنید یا برنامه‌ای را از روی هارد اجرا می‌کنید، در واقع با فضای ذخیره‌سازی و پردازش محلی کار کرده‌اید. در این شرایط هر آنچه نیاز دارید از نظر فیزیکی به شما نزدیک است و این یعنی می‌توانید به‌آسانی و با سرعت بالا به داده‌های خود دسترسی داشته باشید. در واقع روش عملکرد صنعت کامپیوتر برای چند دهه شبیه به شیوه‌‌ی کار شما با هارد درایوتان بوده است. برخی از افراد معتقدند که روش کارکرد یادشده حتی همین حالا هم بر پردازش‌ ابری ارجحیت دارد. برای تأیید این حرف دلایلی وجود دارد که در ادامه به‌صورت مختصر به توضیح آن‌ها می‌پردازیم.

باید توجه داشته باشید که فناوری ابری همچنین به این معنی نیست که شما یک شبکه‌ی مجهز به چند فضای ذخیره‌سازی سخت‌افزاری متصل به هم داشته باشید. ذخیره‌سازی داده‌ها در شبکه‌های خانگی یا شبکه‌های محل کار، بخشی از قابلیت‌های کلود به شمار نمی‌رود. 

پردازش ابری را اینگونه در نظر بگیرید که امکان دسترسی به داده‌ها یا برنامه‌های شما از سراسر اینترنت فراهم باشد یا حداقل یک سری داده را با سایر اطلاعات موجود در وب همگا‌م‌سازی کرده باشید. در کسب و کارهای بزرگ، شاید نیاز داشته باشید که اطلاعاتی در مورد آن‌سوی اتصال داشته باشید. به‌عنوان یک کاربر شخصی، شاید هیچ‌گاه به این موضوع فکر نکنید که در طرف دیگر اتصال، چه فرآیندهای عظیم پردازشی‌ در حال انجام هستند. نتیجه‌ی نهایی در نهایت یکسان است؛ با یک اتصال آنلاین، امکان انجام پردازش‌های ابری از هر کجا و در هر زمان وجود دارد.

تولد ابرها

اگرچه پردازش ابری بیشتر مفهومی متعلق به قرن ۲۱ است، اما مفهوم و شالوده‌ی آن قدمتی زیاد و ریشه در زمانی پیش از دهه‌ی ۱۹۵۰ میلادی دارد. روزهایی که مشخصه‌ی آن، اتاق‌های سرور بزرگ بود با رایانه‌های فوق قوی غول‌آسا. این اَبَررایانه‌ها میان چندین کاربر و از طریق اتصال‌هایی که به‌وسیله‌ی ترمینال‌های اشتراکی برقرار می‌شد، به اشتراک گذاشته می‌شد و این در حالی بود که بیشتر پردازش صورت گرفته، در خود این اَبَر رایانه‌ها انجام می‌شد.

تصویری را که ترسیم شد در ذهن داشته باشید و فاصله‌ی یک اینترنت میان ترمینال و ابَر رایانه را به آن اضافه کنید؛ متوجه خواهید شد که آنچه در آن زمان وجود داشت، به شدت به پردازش ابری، ذخیره‌سازی ابری و سایر سرویس‌های ابری امروزی ما شباهت دارد.

یک کلود یا ابر، در حقیقت ردیفی گسترده از کامپیوترهایی است که به یکدیگر متصل شده‌اند و به‌عنوان یک اکوسیستم واحد به فعالیت می‌پردازند. ابرها به گونه‌ای پیکربندی می‌شوند تا یک یا چند نوع سرویس خاص (نظیر ذخیره‌ی داده، تحویل محتوا یا اپلیکیشن‌ها) را  به گونه‌ای ارائه کنند که کاربران آن یعنی ما و شما بتوانیم از راه دور به این سرویس‌ها دسترسی داشته باشیم. تصور کنید که یک فضای ذخیره‌سازی روی یک سرور اجاره کرده‌اید. اگر این سرور به‌صورت واحد و بدون هیچ ارتباطی با سایر سرورها وظیفه‌ی نگهداری و پردازش داده‌های شما را بر عهده داشته باشد، ممکن است بارها و بارها بنا بر دلایل مختلفی از به‌روزرسانی سیستم‌عامل گرفته تا مشکل سخت‌افزاری با نقصان مواجه شود. حال اگر مجموعه وسیعی از کامپیوترها را به گونه‌ای سازمان‌دهی کنیم که بار پردازشی و ذخیره‌سازی در میان آن‌ها به‌صورت پویا تقسیم شود، نتیجه چه خواهد شد؟ مسلما پایداری بی‌نظیر یکی از خصیصه‌های اصلی این اقدام خواهد بود؛ و این همان ابر یا کلود است.

سرویس‌های ابری کاملا از پیش پیکربندی می‌شوند تا کاربر بتواند بدون نیاز به اعمال هیچ‌گونه تنظیمات خاصی، به بهره بردن از آن بپردازد. اما شاید ذهن شما هم به این نکته‌ی ظریف مشغول شده باشد که چرا عبارت کلود به معنی ابر برای این شیوه انتخاب شده است؟ هیچ‌کس به شکل دقیق نمی‌داند اما تصور یک پاسخ منطقی و قابل قبول به هیچ وجه دور از ذهن نیست. مجموعه‌ی عظیمی از واحدهای منفرد، زمانی که از فاصله‌ی نزدیک نظاره شوند، می‌توانند مفهوم و تصویر یک ابر واحد و منحصربه‌فرد را تداعی کنند. درست همانند ابری که از ذرات بخار آب یا غبار معلق در هوا به‌وجود می‌آید. ذکر این مسئله نیز خالی از لطف نیست که در زبان انگلیسی به پرواز دسته‌جمعی پرندگان و ملخ‌ها و... نیز عبارت کلود یا ابر را نسبت می‌دهند؛ حال تصور دسته‌ی هماهنگی از کامپیوترها به‌عنوان یک ابر آنقدرها هم نمی‌تواند دشوار باشد.

انواع ابر و مفهوم هر یک

ابرها به‌شکل کلی در یکی از دو دسته‌بندی اصلی زیرساخت یا سرویس قرار می‌گیرند. از منظر زیرساخت، چهار دسته‌بندی متفاوت وجود دارند که به شرح زیر هستند.

ابر خصوصی: ابر خصوصی به منظور استفاده‌ی یک واحد یا سازمان ایجاد می‌شود و مختص خدمت‌رسانی به نیازهای همان واحد یا سازمان می‌ماند. البته با وجود این مسئله، ابر همچنان باید در خارج از موسسه و در فضای مخصوص دیتاسنتر باقی بماند تا مفهوم ابر به آن اطلاق شود. مدیریت یک ابر خصوصی می‌تواند به شیوه‌ی داخلی (توسط واحدی که از این ابر استفاده می‌کند) یا توسط شخص یا مرکز ثالث (که ابر را برای واحد مذکور مدیریت خواهد کرد) صورت پذیرد.

ابر عمومی: پر واضح است که ابرهای عمومی برای استفاده‌ی عموم افراد در دسترس قرار دارند. از منظر ساختاری، به‌جز در ارائه دسترسی به اشخاصی که امکان استفاده از این سرویس‌ها را دارند، تفاوت خاصی بین ابر خصوصی و عمومی وجود ندارد. یک مثال محبوب از ابر عمومی می‌تواند سرویس شناخته‌شده‌ی دراپ‌باکس باشد.

ابر آمیخته (هیبریدی): زمانی که یک ارائه‌کننده‌ی خدمات ابری، هم سرویس عمومی و هم خصوصی ابری ارائه کند، آنچه با آن مواجه هستیم ابر آمیخته نام خواهیم گذاشت. چنین رخدادی برای نمونه زمانی اتفاق می‌افتد که دو ابر جدا از یکدیگر، برای اشتراک عملکردها به یکدیگر بپیوندند یا زمانی که یک کمپانی به‌خصوص، به تکامل و گسترش سیستم‌های خود به منظور ارائه‌ی سرویس‌های جدید می‌پردازد.

ابر اجتماعی: زمانی که یک ابر خصوصی در میان چند واحد یا سازمان به اشتراک گذاشته شود، به یک ابر اجتماعی (کامیونیتی) تبدیل خواهد شد. اگر بخواهیم از زاویه‌ی دیگری به این گزینه بنگریم، ابر اجتماعی در حقیقت یک ابر شبه‌عمومی است که به چند سازمان یا واحد به‌خصوص محدود شده است.

از منظر طبقه‌بندی مبتنی بر سرویس، سه دسته‌ی کلی در حال حاضر وجود دارد که با توسعه و تحول روزافزون ابرها، هرروز به زیرمجموعه‌های آن افزوده می‌شود.

زیرساخت به‌عنوان سرویس (IaaS): زمانی که سرویس ارائه‌شده توسط کلود دربرگیرنده‌ی منابع پردازشی نظیر سخت‌افزار سرور، پهنای باند شبکه یا سیستم‌های بالانس بار باشد، در چنین حالتی گفته می‌شود که این ابر ارائه‌کننده‌ی زیرساخت است. یک نمونه‌ی شناخته‌شده از این نوع، سرویس‌های وب آمازون است.

پلتفرم به‌عنوان سرویس (PaaS): هنگامی که یک ابر، به ارائه‌ی محیطی می‌پردازد که کاربران می‌توانند از آن به منظور توسعه‌ی نرم‌افزاری بهره ببرند، آنچه ارائه‌ شده است پلتفرم می‌نامیم. چنین سرویسی برای کاربرانی که قصد دارند تنها روی توسعه‌ی حقیقی برنامه تمرکز کنند و مجبور نباشند بار سنگین مدیریت و پیکربندی مسائل سخت‌افزاری و نرم‌افزاری سیستم میزبان را که موجب فعالیت ابر می‌شود بر دوش بکشند بسیار مناسب است. می‌توان سرویس Force.com را نمونه‌ای از این دسته نامید.

نرم‌افزار به‌عنوان سرویس (SaaS): در این دسته که متداول‌ترین مورد محسوب می‌شود، سرویس ارائه‌شده توسط ابر، مبتنی بر اعطای دسترسی به کاربران عمومی به نرم‌افزارها و برنامه‌هایی است که روی آن ابر منزل گزیده‌اند. نمونه‌های مطرح این دسته را می‌توان با نام‌هایی نظیر جیمیل، بیس‌کمپ و نت‌فلیکس یادآور شد.

کاربردهای شخصی در برابر کاربردهای تجاری

بگذارید در اینجا موضوع را روشن کنیم. صحبت‌های ما از پردازش ابری در مورد تأثیر این فناوری بر مشتریان شخصی است؛ افرادی که مثل در خانه یا ادارات کوچک تا متوسط از اینترنت برای انجام کارهای معمولی بهره می‌برند.

اما هنگامی که صحبت از کلود در کسب و کارها به میان بیاید، شرایط کاملا فرق خواهد کرد. برخی از کسب و کارها پیاده سازی «نرم افزار به‌عنوان یک سرویس» (SaaS) را انتخاب کرده‌اند که در این شرایط مشترکان از طریق اینترنت به خدمات نرم‌افزاری این نوع کمپانی‌ها دسترسی دارند. علاوه بر این خدمات دیگری موسوم به «پلتفرم به‌عنوان سرویس» (PaaS) وجود دارد که در آن شرکت‌ها می‌توانند اپلیکیشن‌هایی سفارشی برای استفاده در سراسر خود کمپانی تولید کنند. همچنین نباید «زیرساخت به‌عنوان یک سرویس» (IaaS) را فراموش کنیم؛ جایی که در آن شرکت‌هایی مثل آمازون، مایکروسافت، گوگل و راک‌اسپیس، سرویس‌های زمینه‌ی مورد نیاز برای فعالیت‌های سایر کمپانی‌ها را ارائه می‌دهند. از جمله شرکت‌های دیگری که از خدمات پایه‌ای شرکت‌های نامبرده استفاده می‌کنند می‌‌توان به نتفلیکس اشاره کرد که سرویس‌هایش را به کاربرانی مثل شما ارائه می‌دهد و خود این کمپانی خود یکی از مشتریان خدمات ابری آمازون است.

البته پردازش ابری یک کسب و کار بزرگ محسوب می‌شود. درآمدزایی این بازار در سال ۲۰۱۲ معادل ۱۰۰ میلیارد دلار بود و این میزان در سال ۲۰۱۷ می‌تواند به ۱۲۷ میلیارد دلار و تا سال ۲۰۲۰ به ۵۰۰ میلیارد دلار افزایش یابد.

مثال‌های رایجی از خدمات ابری

مرز بین پردازش‌های محلی و پردازش‌های ابری در برخی از شرایط به میزان بسیار زیادی از بین می‌رود؛ زیرا امروزه خدمات کلود تقریبا بخشی از تمام رایانه‌های ما است. شما می‌توانید یک بخش محلی از نرم‌افزار (به‌عنوان مثالمایکروسافت آفیس ۳۶۵) مورد نظرتان را در اختیار داشته باشید که از پردازش ابری (سرویس وان درایو مایکروسافت) برای ذخیره‌سازی داده استفاده می‌کند. 

با توجه به آنچه گفته شد، مایکروسافت همچنین یک سری اپلیکیشن تحت وب موسوم به آفیس آنلاین به کاربران خود ارائه می‌دهد. این اپلیکیشن‌ها شامل نسخه‌هایی از ورد، اکسل، پاورپوینت و وان‌نوت می‌شود که فقط از طریق اینترنت در دسترس کاربران قرار دارند و شما بدون نیاز به نصب هیچ ابزاری و تنها با استفاده از مرورگر وب خود می‌توانید از آن‌ها استفاده کنید. این نوع اپلیکیشن‌ها را می‌توان نسخه‌هایی از پردازش ابری (مبتنی بر وب = کلود) دانست.

در ادامه به برخی از مثال‌های بارز دیگری که در آن‌ها از پردازش ابری بهره گرفته شده است و شما از آن‌ها استفاده می‌کنید، اشاره خواهیم کرد.