رایانش ابری (Cloud Computing) چیست و چه کاربردی دارد؟

اصطلاح «رایانش ابری» در نگاه اول پیچیده و فنی به‌نظر می‌رسد، ولی واقعیت این است که هر روز، بدون اینکه حتی متوجه شوید از آن استفاده می‌کنید:

• هر بار که فیلمی را در نتفلیکس پلی می‌کنید
• فایلی را در گوگل درایو آپلود یا دانلود می‌کنید
•  بی‌وقفه در اینستاگرام یا تلگرام اسکرول می‌کنید
• دوره‌های آموزشی آنلاینی که شرکت می‌کنید

در حال استفاده از رایانش ابری هستید. این فناوری قدرتمند، درست پشت صحنه زندگی دیجیتال ما قرار دارد؛ ابری نامرئی که دسترسی ما را به فضای ذخیره‌سازی، داده‌ها، اپلیکیشن‌ها و امکانات بی‌شمار دیگر فقط با روشن کردن اینترنت ممکن می‌کند.

ولی رایانش ابری چیست و و چرا این‌قدر با زندگی روزمره ما گره خورده است؟ بیایید با این فناوری پرکاربرد بیشتر آشنا شویم.

رایانش ابری (Cloud Computing) چیست؟

رایانش ابری (Cloud Computing) که به پردازش ابری هم شناخته می‌شود، خدمات مختلفی از جمله زیرساخت، سرورها، ذخیره‌سازی، پایگاه‌ داده، شبکه، نرم‌افزار و پلتفرم‌های پیشرفته‌ای مثل تحلیل داده‌ها و هوش مصنوعی را از طریق اینترنت ارائه می‌دهد.

به زبان ساده، به جای اینکه بخواهید دیتاسنتر خود را راه‌اندازی کرده و منابع سخت‌افزاری و نرم‌افزاری بخرید، می‌توانید از منابع موجود در سرویس‌های ابری مثل آمازون (AWS)، مایکروسافت (Azure) و گوگل (Google Cloud) استفاده کنید.

این کار باعث می‌شود، فقط هزینه منابعی که استفاده می‌کنید را پرداخت کرده و به این ترتیب، در هزینه‌های‌تان صرفه‌جویی کنید. 

همچنین، رایانش ابری مقیاس‌پذیری بالایی را برای شما فراهم می‌کند؛ به این معنی که می‌توانید به‌راحتی و بدون نیاز به صرف هزینه‌های سنگین برای ارتقای زیرساخت، منابع مورد نیازتان را از این سرویس‌های ابری دریافت کنید.

درک مفهوم رایانش ابری با یک مثال ساده

تصور کنید به جای اینکه یک ژنراتور برق گران‌قیمت برای خانه یا محل کارتان بخرید، از برق شهری استفاده کنید و فقط به اندازه‌ای که نیاز دارید هزینه بدهید. این دقیقا مفهوم «رایانش ابری» است؛ شما به جای خرید سرورهای پرهزینه، از منابع ابری استفاده می‌کنید و تنها برای استفاده‌ای که دارید پول می‌دهید.

مثل زمانی که برای مدیریت سایت خود از شرکت‌های هاستینگ سرویس سرور مجازی می‌گیرید. این کار باعث می‌شود نیازی به راه‌اندازی دیتاسنتر، خرید سرور فیزیکی یا مدیریت پیچیده آن نداشته باشید.

رایانش ابری چطور کار می‌کند؟

رایانش ابری با استفاده از فناوری‌های مهمی مثل مجازی‌سازی، شبکه‌سازی و مراکز داده، خدمات خود را ارائه می‌دهد. در این سیستم، منابع فیزیکی مثل سرورها به قسمت‌های کوچکی به نام ماشین مجازی تقسیم می‌شوند. کنترل این ماشین‌ها با نرم‌افزاری به نام هایپروایزر است و شما می‌توانید به‌طور آنلاین به آن‌ها دسترسی پیدا کنید.

مراحل عملکرد رایانش ابری به زبان ساده

• درخواست کاربر: شما به‌ عنوان کاربرد از طریق اینترنت درخواست استفاده از یک سرویس ابری مثل ذخیره‌سازی یا نرم‌افزار می‌دهید.
• تخصیص منابع: ارائه‌دهنده سرویس ابری (مثل AWS) منابع لازم را از سرورهای خود برای شما فراهم می‌کند.
• ارائه سرویس: شما می‌توانید از سرویس موردنظر استفاده کنید بدون اینکه نیاز به نصب یا مدیریت سخت‌افزار داشته باشید.

• پرداخت به‌ازای مصرف: در نهایت فقط به میزان استفاده خود از منابع هزینه پرداخت می‌کنید.

بیایید ببینیم فرایند استفاده از مجازی‌سازی در رایانش ابری چطور است.

مجازی‌سازی چیست؟

مجازی‌سازی (Virtualization) به زبان ساده یعنی ساخت نسخه‌های مجازی از چیزهایی که به‌طور واقعی وجود دارند؛ مثلاً سرور، سیستم‌عامل یا حتی شبکه. با این روش می‌توانید یک سرور واقعی را به چند سرور مجازی تبدیل کنید تا چند کاربر به‌طور هم‌زمان و مستقل از هم، بتوانند از آن استفاده کنند.

شرکت‌های ارائه‌دهنده خدمات ابری با استفاده از این فناوری، می‌توانند با یکسری سرور و تجهیزات فیزیکی، محیط‌های مجازی مختلفی بسازند. شما هم از طریق ابزارهایی مثل API به این محیط‌ها دسترسی پیدا می‌کنید.

برای مدیریت این سرورهای مجازی، برنامه‌ای به نام هایپروایزر (Hypervisor) استفاده می‌شود. این برنامه کمک می‌کند منابع فیزیکی (مثل پردازنده یا حافظه) به‌خوبی بین ماشین‌های مجازی تقسیم شوند و همه‌ آن‌ها هم‌زمان به کار خود ادامه دهند.

فقط سرورها؟ نه! همه‌چیز قابل مجازی‌سازی است

مجازی‌سازی فقط مخصوص سرورها نیست. فضای ذخیره‌سازی و شبکه هم قابل مجازی‌سازی هستند. یعنی می‌توان حافظه و شبکه را هم به‌صورت مجازی ساخت و مدیریت کرد. 

این کار باعث می‌شود استفاده از منابع آسان‌تر و بهینه‌تر باشد. برای مثال، شبکه‌های مجازی می‌توانند دستگاه‌های مختلف را از هر جایی به هم وصل کرده و جابه‌جایی اطلاعات را ساده‌تر کنند.

مدل‌های مختلف پردازش ابری چیست؟

رایانش ابری براساس چگونگی استقرار و دسترسی به منابع، به چند مدل مختلف تقسیم می‌شود که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند، این‌ها مدل‌های مختلف پردازش ابری هستند:

پردازش ابری عمومی (Public Cloud)

ابر عمومی یک نوع رایانش ابری است که در آن منابع محاسباتی مثل سرورها و فضای ذخیره‌سازی از طریق اینترنت توسط شرکت‌های شخص ثالث مثل آمازون و مایکروسافت در اختیارتان قرار می‌گیرد. در این مدل، چندین کاربر از منابع مشترک استفاده می‌کنند و هزینه‌ها براساس منابع مصرفی به‌طور اشتراکی محاسبه می‌شود.

تمام سخت‌افزارها، نرم‌افزارها و زیرساخت‌ها توسط ارائه‌دهنده مدیریت می‌شوند و شما فقط از طریق مرورگر وب به این خدمات دسترسی دارید.

 این مدل به شما این کمک می‌کند با هزینه‌ای مناسب از منابع استفاده کنید و فقط هزینه مصرفی را بپردازید. نمونه‌های معروف ابر عمومی عبارت‌اند از:

• گوگل کلاد پلتفرم (GCP)
• سرویس وب آمازون (AWS)
• مایکروسافت آژور (Microsoft Azure)

از مزایای ابر عمومی می‌توان به هزینه پایین، مقیاس‌پذیری بالا و نیاز نداشتن به مدیریت زیرساخت اشاره کرد. ولی چالش‌هایی مثل وابستگی به اینترنت و محدودیت در کنترل امنیت داده‌ها هم وجود دارد.

پردازش ابری خصوصی (Private Cloud)

در ابر خصوصی، یک شرکت فقط از منابع رایانش ابری خود استفاده می‌کند. این منابع می‌توانند در دیتاسنتر شرکت یا در دیتاسنتر یک ارائه‌دهنده خارجی قرار داشته باشند.

 در این مدل، تمام خدمات و زیرساخت‌ها در یک شبکه خصوصی تحت کنترل و مدیریت قرار می‌گیرند. ابر خصوصی امنیت بالاتر، کنترل بیشتر و انطباق بهتر با قوانین سازمانی را فراهم می‌کند، ولی باید به هزینه‌های بالا و نیاز به تخصص برای نگهداری آن توجه کنید.

به‌طورکلی، ابرهای خصوصی می‌توانند شامل مراکز داده مجازی‌سازی شده‌ای باشند که به‌صورت محلی (On-premise) با استفاده از VMware یا Hyper-V راه‌اندازی شده‌اند.

شرکت‌های معتبری مثل موارد زیر خدمات ابر خصوصی مدیریت‌شده ارائه می‌دهند:

• آی‌بی‌ام کلاد (IBM Cloud)
• اوراکل کلاد (Oracle Cloud)
• گوگل کلاد (Google Cloud) (Anthos)
• مایکروسافت آژور (Azure) (Azure Stack)
• آمازون وب سرویس (AWS) (VPC ،Outposts)

پردازش ابری ترکیبی (Hybrid Cloud)

ابرهای هیبریدی ترکیبی از ابرهای عمومی و خصوصی هستند که با استفاده از فناوری‌های خاص، داده‌ها و برنامه‌ها را بین این دو نوع ابر اشتراک‌گذاری می‌کنند.

این نوع ابر به سازمان‌ها این آزادی را می‌دهد که بسته به نیازهای مختلف، از بهترین ویژگی‌های هر دو محیط استفاده کنند. برای مثال، می‌توان از ابر عمومی برای برنامه‌هایی که نیاز به مقیاس‌پذیری دارند استفاده کرد، درحالی‌که داده‌های حساس در ابر خصوصی ذخیره شوند. 

همچنین از ویژگی‌هایی مثل «انفجار ابری» (Cloud Bursting) برای مدیریت بارهای سنگین در زمان‌های اوج مصرف استفاده می‌شود. کاربردهای ابر ترکیبی شامل موارد زیر است:

•  به‌روز رسانی و بهبود برنامه‌ها
•  حفظ حریم خصوصی و انطباق با قوانین داده‌ها
•  بازیابی پس از فاجعه و استفاده از ابر عمومی برای توسعه و آزمایش 

پردازش چندابری (Multi Cloud)

ابر چندگانه یعنی از چندین سرویس ابری از شرکت‌های مختلف در یک ساختار واحد استفاده کنید. این روش به سازمان‌ها کمک می‌کند تا وابسته به یک ارائه‌دهنده خاص نشوند و بتوانند بهترین سرویس‌ها را از هر شرکت برای کارهای مختلف انتخاب کنند. 

برای مثال، می‌توانید از AWS برای پردازش داده‌ها، از Azure برای پایگاه‌ داده‌ها و از GCP برای یادگیری ماشین استفاده کنید. همچنین ممکن است از چند ابر مختلف برای امنیت بیشتر و بازگردانی اطلاعات در مواقع بحرانی استفاده شود. ابر چندگانه به سازمان‌ها کمک می‌کند:

•  انعطاف‌پذیری بیشتری داشته باشند
•  از وابستگی به یک شرکت دوری کنند
•  بهترین راه‌حل‌ها را برای نیازهای خاص خود پیدا کنند 
•  با قرار دادن منابع در نزدیکی کاربران، سرعت دسترسی را افزایش دهند

 البته، این کار می‌تواند مدیریت و امنیت پیچیده‌تری داشته باشد و نیاز به ابزارهای مناسب برای مدیریت داده‌ها و برنامه‌ها در چند ابر مختلف دارد.

رایانش ابری چه کاربردی دارد؟

رایانش ابری دیگر فقط یک مفهوم تخصصی در دنیای فناوری نیست؛ حالا تبدیل به بخشی جدایی‌ناپذیر از زندگی روزمره ما شده است. از خدمات درمانی و مالی گرفته تا آموزش و حتی سرگرمی، همه‌جا می‌توان اثرات و کاربردهای این فناوری را دید. در ادامه با چند مورد از پرکاربردترین استفاده‌های رایانش ابری آشنا شوید:

•  ذخیره‌سازی و پشتیبان‌گیری ابری: با سرویس‌هایی مثل گوگل درایو و دراپ‌باکس می‌توانید فایل‌های خود را همیشه و همه‌جا در دسترس داشته باشید.
•  میزبانی وب و اپلیکیشن‌ها: پلتفرم‌هایی مثل LEG AWS میزبان میلیون‌ها سایت و اپلیکیشن در سراسر دنیا هستند.
•  توسعه و تست نرم‌افزار: ابزارهایی مثل گیت‌هاب محیطی ابری فراهم می‌کنند تا بتوانید بتوانند به‌راحتی کدنویسی و دیباگ کنید.
•  پردازش کلان‌داده و هوش مصنوعی: سرویس‌هایی مثل آژور ماشین لرنینگ قدرت تحلیل حجم عظیمی از داده‌ها را فراهم می‌کنند.
•  سرویس‌های ارتباطی: ابزارهایی مثل مایکروسافت تیمز و زوم که روی فضای ابری اجرا می‌شوند، ارتباط و همکاری از راه دور را ساده‌تر از همیشه کرده‌اند.
• پزشکی و سلامتی: رایانش ابری کمک می‌کند اطلاعات پزشکی بیماران به‌طور امن، در هر زمان و مکانی در دسترس باشد، این موضوع به بهبود تشخیص و درمان بیماران کمک می‌کند.
• مالی و سرمایه‌گذاری: موسسات مالی از رایانش ابری برای شناسایی تقلب استفاده می‌کنند. این کار با تحلیل داده‌های بزرگ از منابع مختلف انجام می‌شود.
• آموزشی: محیط‌های یادگیری مجازی (VLEs) و سیستم‌های مدیریت یادگیری (LMS) مبتنی بر ابر، همکاری و تعامل میان دانش‌آموزان و معلم‌ها را آسان‌تر می‌کنند. 

جالب اینجاست که شما می‌توانید با شرکت در دوره آموزشی پردازش ابری یا دوره آموزشی زیرساخت فناپ‌کمپس، همه چیز درباره این فناوری را به‌صورت حرفه‌ای از صفر تا صد به‌طور تخصصی یاد بگیرید.

انواع سرویس‌های پردازش ابری؛ IaaS ،PaaS ،SaaS و Serverless

رایانش ابری خدمات مختلفی به کاربران ارائه می‌دهد که بسته به نیازها و سطح مسئولیت متفاوتی که می‌خواهند، می‌توانند یکی از این مدل‌ها را انتخاب کنند:

•  محاسبات بدون سرور (Serverless) 
• زیرساخت به‌ عنوان‌ یک سرویس (IaaS)
•  پلتفرم به‌ عنوان‌ یک سرویس (PaaS)
• نرم‌افزار به‌ عنوان‌ یک سرویس (SaaS)

 این دسته‌ها به نام «استک» (Stack) پردازش ابری هم شناخته می‌شوند؛ چون هر کدام روی دیگری بنا شده‌اند. 

زیرساخت به‌ عنوان سرویس (IaaS)

این ساده‌ترین مدل رایانش ابری است؛ در مدل زیرساخت به‌ عنوان سرویس (IaaS) ارائه‌دهنده خدمات ابری، زیرساخت‌های اساسی مثل سرورها، شبکه، سیستم‌عامل، فضای ذخیره‌سازی و… را از طریق اینترنت دراختیارتان قرار می‌دهد. دراین‌صورت، می‌توانید به‌صورت اجاره‌ای از منابع محاسباتی استفاده کنید و فقط به اندازه‌ منابع انتخابی هزینه (Pay-As-You-Go) بپردازید.

پلتفرم به‌ عنوان سرویس (PaaS)

پلتفرم به‌ عنوان‌ سرویس (PaaS) به سرویس‌هایی گفته می‌شود که محیطی کامل برای ساخت، اجرا و مدیریت برنامه‌ها فراهم می‌کند، بدون اینکه نیازی به مدیریت سخت‌افزار و سیستم‌عامل‌ها باشد.

این سرویس به برنامه‌نویسان کمک می‌کند بدون نگرانی از راه‌اندازی یا مدیریت سخت‌افزار، به‌راحتی برنامه‌های وب یا موبایل بسازند. نمونه‌هایی از این خدمات عبارت‌اند از:

•  موتور برنامه گوگل (Google App Engine)
• سرویس اپلیکیشن مایکروسافت آژور (Microsoft Azure App Service)

نرم‌افزار به‌ عنوان سرویس (SaaS)

نرم‌افزار به‌ عنوان سرویس (SaaS) به این معنی است که برنامه‌های نرم‌افزاری از طریق اینترنت ارائه می‌شوند. شما می‌توانید این برنامه‌ها را براساس نیاز خود استفاده کرده و هزینه آن‌ها را از طریق اشتراک پرداخت کنید.

 در این روش، ارائه‌دهندگان ابری مسئول نصب، به‌روزرسانی و رفع مشکلات امنیتی برنامه‌ها هستند. شما می‌توانید با استفاده از مرورگر وب، از هر دستگاهی مثل گوشی، تبلت یا کامپیوتر به این برنامه‌ها (مثل جیمیل، مایکروسافت ۳۶۵ و…) دسترسی پیدا کنید.

محاسبات بدون سرور (Serverless Computing)

محاسبات بدون سرور (Serverless) مشابه پلتفرم به‌ عنوان سرویس (PaaS) است، ولی تمرکز بیشتری روی توسعه برنامه‌ها دارد. در این مدل، نیازی به مدیریت دائمی سرورها و زیرساخت‌ها نیست. ارائه‌دهنده خدمات ابری این کارها (مثل تنظیمات و برنامه‌ریزی ظرفیت) انجام می‌دهد. 

به‌طورکلی، معماری‌های بدون سرور مقیاس‌پذیر و رویدادمحور هستند و منابع فقط زمانی فعال می‌شوند که عملکرد یا رویداد خاصی نیاز به اجرا داشته باشد. برخی از خدمات بدون سرور عبارت‌اند از:

• آژور فانکشنز (Azure Functions)
•  سرویس وب آمازون لامبدا (AWS Lambda)
• گوگل کلاد فانکشنز(Google Cloud Functions)

این روش برای کارهایی مثل پردازش داده‌ها به‌صورت بلادرنگ، ساخت APIهای RESTful و پشتیبان‌گیری مناسب است.

 این نوع معماری به‌خصوص برای برنامه‌هایی که به مقیاس‌پذیری خودکار نیاز دارند و بار کاری آن‌ها تغییر می‌کند، مفید است و می‌تواند هزینه‌ها را کاهش دهد.

مزایا و معایب رایانش ابری چیست؟

رایانش ابری برای سازمان‌ها و کاربران مزایای زیادی به همراه دارد، ولی مثل هر فناوری دیگری، معایبی هم دارد که باید به آن‌ها توجه کنید.

مزایای پردازش ابری چیست؟

در مقایسه با سیستم‌های سنتی که در آن‌ها شرکت‌ها مراکز داده و سرورهای فیزیکی برای ذخیره‌سازی و پردازش داده‌ها دارند، رایانش ابری امکانات زیادی را فراهم می‌کند؛ برخی از مزایای اصلی آن عبارت‌اند از:

۱. صرفه‌جویی در هزینه‌ها

رایانش ابری با قیمت‌گذاری انعطاف‌پذیر و پرداخت براساس منابع انتخابی، هزینه‌های را کاهش می‌دهد. این ویژگی برای کسب‌وکارهای کوچک و متوسط مناسب است که نمی‌خواهند هزینه‌های زیادی برای زیرساخت‌ها پرداخت کنند.

۲. انعطاف‌پذیری و مقیاس‌پذیری

 خدمات پردازش ابری به کسب‌وکارها کمک می‌کند منابع را براساس نیاز خود افزایش یا کاهش دهند. این ویژگی باعث می‌شود کسب‌وکارها بدون سرمایه‌گذاری زیاد در سخت‌افزار، در زمان‌های کم تقاضا هم فعالیت کنند.

۳. همکاری و دسترسی

با رایانش ابری داده‌ها و برنامه‌ها از هر مکان با استفاده از اینترنت قابل دسترسی هستند. این ویژگی باعث افزایش همکاری تیمی می‌شود و امکان اشتراک‌گذاری اسناد و پروژه‌ها در زمان واقعی می‌شود.

۴. نگهداری و به‌روزرسانی خودکار

 رایانش ابری به‌طور خودکار نرم‌افزارها را به‌روز می‌کند و نسخه‌های جدید را در اختیارتان قرار می‌دهد. این ویژگی به شرکت‌ها کمک می‌کند تا همیشه به جدیدترین فناوری‌ها دسترسی داشته باشند و تمرکز خود را روی فعالیت‌های کسب‌وکار بگذارند.

معایب رایانش ابری چیست؟

رایانش ابری با وجود مزایای زیاد، معایبی هم دارد. یکی از این معایب، نگرانی‌های مربوط به امنیت و حفظ حریم خصوصی داده‌ها است. چون وقتی داده‌های حساس روی سرورهای شخص ثالث ذخیره می‌شود، احتمال نقض داده‌ها، از دست دادن آن‌ها و دسترسی غیرمجاز بیشتر می‌شود.

زمان‌های خرابی و قابلیت اطمینان

وابستگی به یک ارائه‌دهنده خاص هم می‌تواند مشکل‌ساز باشد. جابه‌جایی داده‌ها بین ارائه‌دهندگان مختلف به‌دلیل استفاده از فناوری‌های خاص و هزینه‌های زیاد ممکن است سخت و زمان‌بر باشد.

وابستگی به اتصال اینترنت

نیاز به اینترنت برای دسترسی به خدمات ابری هم محدودیت دیگری است، چون مشکلات اینترنتی می‌توانند عملکرد کسب‌وکارها را مختل کنند.

 پیچیدگی در مدیریت هزینه‌ها

در ضمن، مدیریت هزینه‌ها در رایانش ابری ممکن است پیچیده باشد. در مقایسه با سیستم‌های سنتی، کنترل کمتری روی زیرساخت‌ها و تنظیمات دارید که ممکن است مشکل ایجاد کند. همچنین، هزینه‌های پنهانی مثل هزینه انتقال داده یا افزایش هزینه‌ها ممکن است باعث شوند که رایانش ابری از آنچه که فکر می‌کنید، گران‌تر شود.

با رایانش ابری فقط برای منابعی که نیاز دارید هزینه کنید

با رایانش ابری می‌توانید از هر جایی به منابع محاسباتی دسترسی پیدا کنید. این تکنولوژی مزایای فراوانی دارد، از جمله کاهش هزینه‌ها، انعطاف‌پذیری بیشتر، مقیاس‌پذیری آسان و دسترسی راحت که باعث محبوبیت آن شده است.

با این حال، باید برخی چالش‌ها مثل نگرانی‌های امنیتی، وابستگی به یک ارائه‌دهنده خاص و نیاز به اینترنت همیشه فعال را مد نظر قرار دهید و برای حل این مسائل برنامه‌ریزی کنید.

در آینده و با پیشرفت فناوری‌هایی مثل هوش مصنوعی، محاسبات لبه‌ای و خدمات محاسبات بدون سرور، رایانش ابری به مراتب امکانات و کاربردهای بیشتری را به دنیای فناوری اضافه خواهد کرد.

سوالاتی که درباره رایانش ابری چیست می‌پرسید

رایانش ابری فناوری قدرتمندی است که در تاروپود زندگی ما نفوذ کرده است. در ادامه به چند سوال رایج درباره این فناوری پاسخ می‌دهیم: