رايانش ابري

رایانش ابری، محاسباتی است که توسط گروه بسیاری از سرورهای از راه دور و بصورتremote که با یکدیگر شبکه هستند انجام می گیرد که منجر به ذخیره سازی متمرکز داده ها و دسترسی آنلاین به سرویس ها و منابع کامپیوتری می گردد؛ به طور ساده تر رایانش ابری، دستیابی به منابع محاسباتی از طریق اینترنت است و در عمل به جای اینکه شما اطلاعات را بر روی هارد دیسک خود نگه دارید و یا برنامه های کاربردی مورد نیازتان را به طور مستمر به روزرسانی نمایید، شما از سرویسی بر روی اینترنت به منظور برآوردن نیازهایی مشابه موارد مذکور استفاده می نمایید.

رایانش ابری به انگلیسی Cloud Computing به معنی توسعه و به‌کارگیری فناوری کامپیوتر بر مبنای اینترنت است. این عبارت شیوه‌هایی از محاسبات کامپیوتری در فضایی است که قابلیت‌ھای مرتبط با فناوری اطلاعات به عنوان سرویس یا خدمات برای کاربر عرضه می‌شود و به او امکان می‌دھد به سرویس‌ھای مبتنی بر فناوری در اینترنت دسترسی داشته باشد، بدون آن‌که اطلاعات تخصصی در مورد این فناوری‌ھا داشته باشد و یا بخواھد کنترل زیرساخت‌ھای فناوری که از آنھا پشتیبانی می‌کند را در دست بگیرد. سرویس‌های رایانش ابری برنامه‌های کاربردی را به صورت برخط فراهم می‌کنند که قابل دسترسی با مرورگر وب هستند درحالی‌که نرم‌افزار و داده روی سرورها ذخیره شده‌اند. مؤسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا NIST رایانش ابری را اینگونه تعریف می‌کند: رایانش ابری مدلی است برای داشتن دسترسی فراگیر، آسان و بنابه‌سفارشِ شبکه به مجموعه‌ای از منابع رایانشی پیکربندی‌پذیر مثل: شبکه‌ها، سرورها، فضای ذخیره‌سازی، برنامه‌های کاربردی و سرویس‌ها که بتوانند با کمترین کار و زحمت یا نیاز به دخالت فراهم‌کننده سرویس به سرعت فراهم شده یا آزاد گردند.

رایانش ابری یک الگوی محاسباتی است که در آن تعداد بسیار زیادی از سیستم ها به صورت شبکه های خصوصی (private) و یا عمومی (public) به یکدیگر متصل شده اند تا زیرساخت پویا و مقیاس پذیری را برای برنامه های کاربردی، ذخیره داده ها و فایل ها فراهم آورند. با ظهور این تکنولوژی، هزینه محاسبات، میزبانی برنامه های کاربردی، ذخیره سازی محتوا و تحویل سرویس ها به طور قابل توجهی کاهش یافته است. ایده محاسبات ابری در اصل بر مبنای “استفاده مجدد از قابلیت های فناوری” است.

مدل رایانشی بر پایهٔ شبکه‌های رایانه‌ای مانند اینترنت است که الگویی تازه برای عرضه، مصرف و تحویل خدمات رایانشی شامل زیرساخت، نرم‌افزار، بستر، و سایر منابع رایانشی با به کارگیری شبکه ارائه می‌کند. «رایانش ابری» از ترکیب دو کلمه رایانش و ابر ایجاد شده است. ابر در اینجا استعاره از شبکه یا شبکه‌ای از شبکه‌های وسیع مانند اینترنت است که کاربر معمولی از پشت صحنه و آنچه در پی آن اتفاق می‌افتد اطلاع دقیقی ندارد (مانند داخل ابر) در نمودارهای شبکه‌های رایانه‌ای نیز از شکل ابر برای نشان دادن شبکهٔ اینترنت استفاده می‌شود. دلیل تشبیه اینترنت به ابر در این است که اینترنت همچون ابر جزئیات فنی‌اش را از دید کاربران پنهان می‌سازد و لایه‌ای از انتزاع را بین این جزئیات فنی و کاربران به وجود می‌آورد. به عنوان مثال آنچه یک ارائه‌دهندهٔ خدمات نرم‌افزاری رایانش ابری ارائه می‌کند، برنامه‌های کاربردی تجاری آنلاین است که از طریق مرورگر وب یا نرم‌افزارهای دیگر به کاربران ارائه می‌شود.

رایانش ابری اگرچه برخی از ویژگی هایش را از مدل‌های رایانشی دیگر به ارث می‌برد؛ اما خود متفاوت از آنهاست. برخی از این مدل‌ها عبارتند از:

1. مدل رایانش شبکه‌ای، شکلی از رایانش توزیع شده و رایانش موازی که در آن یک رایانه مجازی بزرگ از رایانه‌هایی تشکیل شده‌است که با اتصال ضعیف به هم شبکه شده‌اند و با هماهنگی با یکدیگر کار می‌کنند تا وظایف سنگین را به انجام برسانند.
2. مدل رایانش خودمختار، سامانه‌های رایانه‌ای با قابلیت خود-مدیریت
3. مدل مشتری/سرور، رایانش مشتری/سرور به صورت گسترده به هر برنامه کاربردی توزیع یافته ای گفته می‌شود که بین ارائه دهنده سرویس )سرور) و درخواست کننده سرویس )مشتری) تمایز قایل می‌شود
4. مدل رایانه بزرگ، رایانه‌های قدرتمند توسط سازمانهای بزرگ برای کاربردهای بحرانی بکار برده می‌شوند. این کاربردها نوعاً شامل پردازش حجم زیاد داده می‌باشد. به طور نمونه می‌توان از سرشماری، آمار مصرف کننده و صنعت، برنامه‌ریزی منابع سازمانی(ERP) و پردازش تراکنش های مالی نام برد
5. مدل رایانش همگانی، عبارت است از بسته بندی منابع رایانشی مانند منابع محاسباتی و دخیره سازی، در قالب سرویس‌های قابل اندازه‌گیری، به گونه‌ای مشابه با صنایع همگانی) آب، برق، تلفن و …)؛
6. مدل نظیر به نظیر، گونه‌ای از معماری توزیع شده بدون هماهنگی مرکزی است که در آن شرکت کنندگان می‌توانند در آن واحد عرضه کننده و نیز مصرف کننده منابع باشند. (بر خلاف مدل کارخواه-کارساز سنتی)

مزایای اصلی رایانش ابری عبارتند از:

• چابکی: کاربر می‌تواند در زمان نیاز میزان منابع مورد استفاده را کاهش یا افزایش دهد
• هزینه: ادعا می‌شود که این فناوری هزینه‌ها را به میزان زیادی کاهش می‌دهد و هزینه سرمایه‌ای را به هزینه عملیاتی تبدیل می‌کند. این به ظاهر موانع ورود به بازار را کاهش می‌دهد، زیرا رایانش ابر، مشتریان را از مخارج سخت‌افزار، نرم‌افزار و خدمات و همچنین از درگیری با نصب و نگهداری نرم‌افزارهای کاربردی به شکل محلی می‌رهاند. همچنین هزینهٔ توسعهٔ نرم‌افزاری را کاهش داده و فرایند را مقیاس پذیرتر می‌نماید
• عدم وابستگی به دستگاه و مکان: کاربران می‌توانند در هر مکانی و با هر دستگاهی (مثل PC یا تلفن همراه) به وسیلهٔ یک مرورگر وب از راه اینترنت به سامانه‌ها دسترسی داشته باشند.
• چند مستاجری: این ویژگی امکان به اشتراک گذاری منابع و هزینه‌ها بین گروهی از کاربران را به وجود می‌آورد و بدین وسیله موارد زیر را امکان‌پذیر می‌سازد:
  • متمرکز سازی زیر ساختها در مکانهایی با هزینه کمتر (مثل مکانهایی با هزینه برق یا قیمت زمین کمتر)
  • افزایش بکارگیری و کارایی برای سامانه‌هایی که در اغلب مواقع بیش از ۱۰ تا ۲۰ درصد بکارگیری نمی‌شوند
• قابلیت اطمینان: در صورتی که از سایتهای چندگانه استفاده شود فابلیت اطمینان افزایش می‌یابد
• سنجش پذیری: کاربران می‌توانند در زمان تقاضا و به صورت دینامیک منابع را تدارک ببینند و نیازی به تدارک پیشین برای زمانهای حداکثر بار مصرف منابع نیست. منابع در رایانش ابری باید قابل اندازه‌گیری باشند و لازم است که میزان مصرف منابع برای هر کاربر و هر منبع بر اساس واحدهای ساعتی، روزانه، هفتگی، ماهانه اندازه گرفت.
• امنیت: به دلیل تمرکز داده‌ها و منابع امنیتی بیشتر و پیچیده تر امنیت افزایش می‌یابد، اما نگرانی‌ها به دلیل از دست دادن کنترل روی داده‌های حساس همچنان پابرجاست. امنیت در رایانش ابری اغلب بیشتر یا برابر با سیستمهای سنتی می‌باشد، زیرا ارائه دهندگان رایانش ابری به منابع اختصاصی امنیتی دسترسی دارند که بیشتر مشتریان از عهده خرید این منابع بر نمی‌آیند
• نگهداری: به دلیل عدم نیاز به نصب برنامه‌های کاربردی برای هر کاربر نگهداری آسانتر و با هزینه کمترانجام می‌شود. شرکت‌هایی که سکوهای خودشان را پیاده‌سازی و اجرا می‌کنند، باید زیرساخت‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری خودشان را خریداری و نگهداری نمایند و کارمندانی را برای مراقبت از سیستم استخدام کنند، همهٔ اینها می‌تواند پر هزینه و زمان بر باشد. درحالیکه رایانش ابر نیاز به انجام این کارها را از میان می‌برد. هر دستگاه ساده که توانایی اتصال و برقراری ارتباط با سرور را داشته باشد، برای استفاده از خدمات رایانش ابر کافی است و می‌تواند نتایج را با دیگران به تشریک مساعی بگذارد.

شکل‌های ارایه رايانش ابري:

نرم‌افزار ابری به عنوان سرویس (SaaS). چیزی که برای مشتری فراهم شده است برنامه کاربردیِ فراهم کننده است که بر روی زیرساخت ابری، در حال اجراست و توسط  دستگاه‌های کلاینت‌ مختلف  از طریق یک رابط برای کلاینت ضعیف همچون مرورگر وب (مثل: ایمیل وبی) در دسترس است. مشتری زیرساخت ابری، شبکه، سرورها، سیستم‌های عامل، فضای ذخیره سازی زیرین یا حتا نرم‌افزار کاربردی را مدیریت یا کنترل نمی‌کند، البته به جز تنظیمات محدود پیکربندی‌های  برنامه در سطح کاربر. در این مدل، یک برنامه کاربردی کامل به مشتری یه عنوان سرویس ارائه می گردد، که معمولا سرویسی بر مبنای تقاضای مشتری است. در این مدل، در سمت مشتری، دیگر نیازی به سرمایه گذاری برای تهیه سرور مناسب و یا خریداری مجوز نرم افزار به صورت جداگانه نمی باشد و به این ترتیب هزینه ها به میزان چشمگیری کاهش پیدا می کنند.
ویژگی‌های اصلی این سرویس ها عبارتند از:

• دسترسی و مدیریت نرم افزار از طریق شبکه فراهم می گردد.
• فعالیت‌ها از سرور مرکزی اداره می‌شوند و نه در مکان هر یک از مشتریان و در نتیجه مشتریان می‌توانند از راه دور و از طریق وب به برنامه‌های کاربردی دسترسی داشته باشند.
• به روز رسانی و ارتقای نرم افزار به صورت مرکزی اداره می‌شود و نیاز به دانلود Patchها یا ارتقا دهنده‌ها را برطرف می‌سازد.
• برنامه های وب مانند فیس‌بوک، توییتر و یوتیوب، سرویس های نرم افزاری مانند، Gmail، Google Docs،Google Calendar، و … از جمله سرویس های این مدل هستند.

بستر ابری به عنوان سرویس (PaaS). مشتری امکان دارد که برنامه‌کاربردی ساخته شده توسط خود را  بر روی  زیرساخت ابری قرار دهد. این برنامه  با استفاده از زبان‌های برنامه‌نویسی و ابزارهایی که توسط فراهم‌کننده پشتیبانی می‌شوند (مثل: جاوا، پایتون، دات‌نت) ساخته شده است. مشتری زیرساخت ابری، شبکه، سرورها یا  فضای ذخیره‌سازی زیرین را مدیریت یا کنترل نمی‌کند اما بر روی برنامه کاربردی قرارداده شده و احتمالا پیکربندی محیط میزبانی (هاست) برنامه کنترل دارد.  در این مدل،یک لایه از نرم افزار یا محیط توسعه به عنوان سرویس ارائه می شود که با استفاده از آن می توان سطوح بالاتری از سرویس ها را ایجاد نمود.در واقع مشتری برای ساخت برنامه های کاربردی خود که در پلت فرم تهیه شده قابل اجرا است، دارای آزادی عمل می باشد. پلت فرم LAMP (لینوکس، آپاچی، MySql و پی اچ پی)، J۲EE و Ruby و … از جمله سرویسهای این مدل هستند.

زیرساخت ابری به عنوان سرویس (IaaS). امکانی که برای مشتری فراهم آوری شده توان پردازشی، فضای ذخیرسازی، شبکه‌ها و دیگر منابع پایه‌ای رایانشی است به گونه‌ای که مشتری می‌تواند نرم‌افزار دلخواه خود که می‌تواند شامل سیستم‌های عامل و برنامه‌های کاربردی باشد را قرار داده و اجرا کند. مشتری زیرساخت ابری زیرین را مدیریت یا کنترل نمی‌کند ولی بر روی سیستم‌های عامل، فضای ذخیره‌سازی، برنامه‌های قرارداده شده و احتمالا گزینش اجزا شبکه‌بندی مثل: دیواره‌های آتش، همسنگ(متعادل) کننده بار کنترل دارد.  در این مدل،منابع محاسباتی مانند فضای ذخیره سازی به عنوان سرویس های استاندارد در سطح شبکه ارائه می شود که می توان به عنوان نمونه سیستم های ذخیره سازی، تجهیزات شبکه، مرکز داده، پردازنده ها و غیره را نام برد. وب سرویس EC۲ (Elastic Compute Cloud) آمازون که عملیات پردازش را انجام میدهد، و یا سرویس ذخیره سازی S۳ (Simple Storage Service) آمازون و IBM Blue مثال‌هایی از سرویسهای مدل IaaS هستند.

ابر خصوصی (Private cloud). زیرساخت ابری تنها برای یک سازمان کار می‌کند و ممکن است توسط خود سازمان یا شرکتی دیگر مدیریت شود، نیز  می‌تواند درون یا بیرون سازمان جای بگیرد. در عمل یک سازمان یک ابر خصوصی برای خود ایجاد می نماید و مدیریت آن به طور کامل بر عهده خود سازمان است و زمانی دارای معنا است که سازمان دارای IT قابل اندازه گیری است که به عنوان نمونه می توان سرویس دهنده ای مانند Sisco را نام برد.

ابر گروهی (Community cloud). زیرساخت ابری بین چند سازمان به اشتراک گذاشته شده و یک گروه مشخص که وظیفه‌ایی مشترک (مثل: ماموریت، نیازهای امنیتی، سیاست‌گذاری و ملاحضات قانونی) دارند را پشتیبانی می‌کند. این ابر می‌تواند توسط این سازمان‌ها یا یک شرکت دیگر مدیریت شود، همچنین می‌تواند درون یا بیرون سازمان جای بگیرد.

ابر عمومی (Public cloud). زیرساخت ابری برای عموم یا برای دسته بزرگی از مشتریان در دسترس است و مالک آن سازمانی است که این خدمات ابری را  می‌فروشد. در این نوع، قابلیت اطمینان، دسترس پذیری و امنیت محدود می شود نظیر اینترنت. در واقع قراردادی وجود دارد که بیان کننده این امر است که تمامی موارد ( نظیر پاک شدن داده و Hacking و … ) برعهده خود فرد است و بسیاری از سرویس های این نوع، رایگان یا دارای هزینه بسیار کمی هستند که می توان به عنوان نمونه سرویس های شرکت های IBM، Google و آمازون را نام برد.

ابر آمیخته (Hybrid cloud). زیرساخت ابری آمیزه‌ای است از دو یا بیشتر ابر (خصوصی، گروهی یا عمومی) که هر کدام ویژگی‌های یکتای خود را نگه می‌دارند ولی بوسیله‌ی فناوری‌های‌ استاندارد شده یا انحصاری که داده‌ها و برنامه‌های کاربردی را جابجاپذیر (پرتابل) می‌کند به یکدیگر وصل شده‌اند. در سازمانی که ابر خصوصی وجود دارد می تواند بسته به نیاز از منابع عمومی هم استفاده نماید، در واقع ترکیبی از دو مورد فوق؛ که به طور عمده مشتریان این نوع،سازمان ها هستند. این مورد زمانی پیش می آید که Cloud Burst پیش می آید یعنی منابع آنقدر محدود شده و امکان توسعه وجود ندارد و با یک ایجاد اتصال بین ابر خصوصی سازمان و ابر عمومی از منابع عمومی استفاده می شود و برنامه های کاربردی که حساسیت بیشتری دارند روی ابر خصوصی قرار می گیرند و مابقی روی ابر عمومی قرار داده می شود که منجر به تعدیل هزینه می گردد.

با ارائه مطالب فوق مي توان چنين دريافت كه شايد در سال ۲۰۱۹، همهٔ پردازش‌های خود را از طریق لپ تاپ‌ها با هزینه‌ای کمتر از ۱۰۰ دلار انجام خواهیم داد، در حالیکه هیچ مشکلی در زمینهٔ خدمات و سطوح امنیتی نخواهیم داشت، مسلماً فراتر از واقعیت است اما مطمئناً در آینده ازابرها بشکل بسیار گسترده‌ای استفاده خواهیم کرد پتانسیل رشد این تکنولوژی بسیار بالا برآورد شده است.

رایانش ابری مي تواند طی چند سال آينده به اشکال زیر، بر زندگی ما تأثیرات زيادي بگذارد:

• برنامه‌های درون ابر جایگزین برنامه‌هایی خواهند شد که هم اکنون به صورت محلی در دستگاه هایتان نصب شده‌اند. مانند برنامهٔ آفیس.
• اطلاعات ارزان تر و دسترسی و یافتنش آسان تر می‌گردد، زیرا ابر توسعهٔ برنامه و اتصال به شبکه‌های آنلاین را ارزان می‌کند. مانند دائرةالمعارف‌های آنلاین و سرویس‌های ذخیره‌سازی اطلاعات آنلاین.
• ابر سرویس‌های اجتماعی نوین را با اتصال کاربران از طریق شبکه‌های اجتماعی که خود ترکیبی از چند سرویس مختلف ابرند، میسر می‌سازد. مانند شبکهٔ اجتماعی فیسبوک، توییتر، گوگل پلاس و …
• ساخت برنامه‌های جدید آسان تر خواهد شد و مبتنی بر بخش‌های ماژولار استاندارد خواهد بود. مانند سرویس PaaS گوگل (GAE)
• نقش سیستم‌های عامل اختصاصی در پردازش‌ها و رایانش‌های روزمره تقلیل می‌یابد. با ظهور سیستم عامل‌هایی مانند کروم برای شرکت گوگل و آزور برای شرکت مایکروسافت؛ و همواره
• و قادر خوهید بود در تمام اوقات از هرجایی به ابر متصل شوید

نویسنده: دکتر امین گلستانی، مدیرکل نظام مدیریت امنیت اطلاعات