زیرساخت ابری چیست؟ + انواع، اجزا و مزایا و معایب از صفر تا صد

زیرساخت ابری، فضایی ارائه می‌دهد که بدون نیاز به سخت‌افزار و تجهیزات فیزیکی بتوانید اطلاعات‌تان را به‌راحتی ذخیره و استفاده کنید. ممکن است مفهوم سخت و پیچیده‌ای به نظر برسد، ولی در واقع، شما روزانه از آن استفاده می‌کنید بدون اینکه متوجه شوید.

مثلاً وقتی در اسپاتیفای آهنگ گوش می‌دهید، عکسی در پینترست می‌بینید یا فایلی در دراپ‌باکس ذخیره می‌کنید، تمام این کارها با کمک زیرساخت ابری انجام می‌شود. ولی، دقیقاً زیرساخت ابری چیست و چه کسب‌وکارهایی از آن استفاده می‌کنند؟ در این مطلب سرتاپیاز این فناوری پرکاربرد را بررسی می‌کنیم، با ما همراه باشید.

زیرساخت ابری چیست؟

زیرساخت ابری (Cloud Infrastructure) یعنی مجموعه‌ای از سخت‌افزار و نرم‌افزار که به شما اجازه می‌دهد کارهایی مثل ذخیره یا پردازش اطلاعات را به‌راحتی از طریق اینترنت انجام دهید. به این روش «رایانش ابری» می‌گویند و زیرساخت ابری همان ابزارهایی است که این کار را ممکن می‌کند.

برخلاف سیستم‌های سنتی (On-Site) که سازمان‌ها تجهیزات‌شان را در محل خودشان نگه می‌دارند، شرکت‌هایی مثل آمازون، مایکروسافت و گوگل این خدمات را به شکل ابری ارائه می‌دهند. یعنی شما نیازی به خرید یا نگهداری سخت‌افزار ندارید؛ فقط با پرداخت هزینه اشتراک به منابع مورد نیازتان دسترسی پیدا می‌کنید و هر زمان خواستید می‌توانید میزان استفاده‌تان را کم یا زیاد کنید.

این شرکت‌ها سرورها، فضای ذخیره‌سازی، شبکه و نرم‌افزارها را مدیریت می‌کنند و شما فقط از طریق اینترنت منابع مورد نیازتان را انتخاب می‌کنید و طبق میزان مصرف هزینه (Pay-As-You-Go) پرداخت می‌کنید. این مدل باعث می‌شود هزینه‌های خرید و نگهداری تجهیزات کاهش یابد و کار شما بسیار ساده‌تر شود.

توجه کنید که با شرکت در دوره آموزش زیرساخت ابری فناپ‌کمپس، این فرصت را دارید به‌طور حرفه‌ای در این حوزه مهارت کسب کرده و مسیر شغلی خود را در این زمینه شروع کنید.

زیرساخت ابری از چه اجزایی تشکیل شده است؟

زیرساخت ابری شامل مجموعه‌ای از اجزای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری است که به شما کمک می‌کند منابع موردنیازتان را به‌صورت مجازی فراهم کرده و برنامه‌ها و بارهای کاری را در فضای ابری اجرا کنید. به‌طورکلی، زیرساخت ابری از ۵ بخش اصلی تشکیل شده که هر کدام نقش مهمی در عملکرد و ارائه خدمات دارند:

۱. سخت‌افزار (Hardware)

سخت‌افزار شامل تجهیزات فیزیکی است که در مراکز داده قرار دارند و ماشین‌های محاسباتی را به فضای ابری وصل می‌کنند. این تجهیزات مثل سرورها، حافظه‌ها، واحدهای پردازش و منابع تغذیه، ستون فقرات ارائه خدمات ابری به کسب‌وکارها و کاربران هستند.

۲. مجازی‌سازی (Virtualization)

مجازی‌سازی به‌معنی ساخت نسخه ماشین مجازی (Virtual Machines – VMs) از یک سیستم فیزیکی است. این کار باعث می‌شود چندین ماشین مجازی روی یک سخت‌افزار اجرا شوند. نتیجه این کار، کاهش هزینه‌ها، افزایش انعطاف‌پذیری و امنیت بهتر در فضای ابری است. 

۳. ذخیره‌سازی (Storage)

ذخیره‌سازی ابری به شما اجازه می‌دهد اطلاعات خود را آنلاین نگه دارید، آن‌ها را ویرایش کنید، نسخه پشتیبان بگیرید و به‌راحتی به اشتراک بگذارید. این روش نسبت به ذخیره‌سازی سنتی امن‌تر، سریع‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر است. ذخیره‌سازی ابری به سه نوع تقسیم می‌شود:

• ذخیره‌سازی فایل: مشابه فایل‌های روی کامپیوترهای شخصی است.
• ذخیره‌سازی شیء: مخصوص داده‌های بدون ساختار مثل عکس و ویدئو است.
• ذخیره‌سازی بلاکی: داده‌ها به بخش‌های ثابت تقسیم می‌شود و برای سیستم‌عامل‌ها و پایگاه‌های داده مناسب است.

۴. شبکه (Network)

شبکه در زیرساخت رایانش ابری مجموعه‌ای از کامپیوترها و دستگاه‌ها است که منابع و اطلاعات را با هم به اشتراک می‌گذارند. این بخش شامل تجهیزات فیزیکی شبکه، شبکه‌های مجازی، متعادل‌کننده‌های بار، فایروال‌ها و سایر سرویس‌هایی است که باعث انتقال امن و سریع داده‌ها می‌شوند.

 همچنین، شبکه‌های تعریف‌شده با نرم‌افزار (SDN) کمک می‌کنند تا مدیریت و تنظیمات شبکه در فضای ابری به شکل پویا و آسان انجام شود.به‌طورکلی، شبکه‌های ابری می‌توانند خصوصی (مخصوص یک سازمان)، عمومی (در دسترس همه در اینترنت) یا ترکیبی از هر دو باشند.

۵. نرم‌افزارهای مدیریتی و اتوماسیون (MAS)

این نرم‌افزارها برای کنترل، مدیریت، تخصیص منابع، صدور صورت‌حساب، حفظ امنیت و خودکارسازی کارها در زیرساخت‌های ابری استفاده می‌شوند. ابزارهایی مثل داشبوردها، APIها و پلتفرم‌های مدیریتی به شما کمک می‌کنند منابع ابری را راحت‌تر کنترل و بهینه کنید.

انواع زیر ساخت ابری چیست؟ 

زیرساخت‌ ابری براساس نحوه راه‌اندازی به چند دسته اصلی تقسیم می‌شود:

زیرساخت ابری عمومی (Public Cloud)

در مدل زیرساخت ابری عمومی، به جای خرید تجهیزات، از خدمات شرکت‌های ارائه‌دهنده استفاده می‌کنید و فقط اجاره هزینه منابع مصرفی را می‌دهید. این مدل برای چندین مشتری به‌صورت مشترک فراهم شده است، ولی هر سازمان فقط به منابع خودش دسترسی دارد.

 سرویس‌های ابر عمومی چند گزینه دارند:

• اگر بودجه بیشتری دارید، می‌توانید زیرساخت اختصاصی بگیرید که فقط برای سازمان شما است و توسط ارائه‌دهنده مدیریت می‌شود.
• اگر دنبال گزینه مقرون‌به‌صرفه هستید، می‌توانید منابع را با دیگران شریک شوید، ولی همه چیز به‌صورت امن و جدا از هم نگهداری می‌شود.

مزایای ابر عمومی شامل مقیاس‌پذیری، بازیابی آسان اطلاعات و دسترسی بالا با هزینه پایین است.

زیرساخت ابری خصوصی (Private Cloud)

ابر خصوصی یعنی زیرساختی که فقط متعلق به یک سازمان بوده و خودِ آن سازمان مسئول مدیریت و نگهداری‌اش است. این زیرساخت در دیتاسنترهای داخلی سازمان راه‌اندازی می‌شود و منابع آن با هیچ کاربر دیگری به اشتراک گذاشته نمی‌شود.

 در این مدل، سازمان باید همه تجهیزات و نرم‌افزارها را خودش تهیه، نصب و نگهداری کند که هزینه‌ بیشتری نسبت به زیرساخت ابری عمومی دارد. 

به همین دلیل، بسیاری از شرکت‌ها ترجیح می‌دهند از خدمات مدیریت‌شده استفاده کنند تا اداره ابر خصوصی برای‌شان ساده‌تر و کم‌دردسرتر شود.

زیرساخت ابری خصوصی امنیت و کنترل بیشتری ارائه می‌دهد و برای سازمان‌هایی مناسب است که با اطلاعات حساس سروکار دارند یا ملزم به رعایت قوانین خاصی هستند.

زیرساخت ابری ترکیبی (Hybrid Cloud)

زیرساخت ابری هیبریدی، ویژگی‌های ابر خصوصی و عمومی را به‌صورت یکجا دراختیارتان قرار می‌دهد. مثلاً می‌توانید بخش‌هایی که نیاز به امنیت بالا و حفظ اطلاعات خصوصی دارند را روی ابر خصوصی اجرا کنید و بقیه برنامه‌ها و داده‌های عادی را روی ابر عمومی قرار دهید.

همچنین وقتی نیاز به قدرت و منابع بیشتری باشد، می‌توانید از ابر عمومی کمک بگیرید تا سریع‌تر و راحت‌تر پاسخ‌گو باشد. دراین‌صورت انعطاف‌پذیری بیشتری دارد و بهترین امکانات هر دو نوع زیرساخت را ارائه می‌دهد.

زیرساخت چند ابری (Multicloud)

در مدل چند ابری، می‌توانید هم‌زمان از خدمات ابری چند شرکت مختلف به‌طور هم‌زمان استفاده کنید. با این کار، وابستگی به یک شرکت خاص کمتر می‌شود، هزینه‌ها راحت‌تر کنترل می‌شوند و می‌توانید از بهترین امکانات هر سرویس‌دهنده بهره‌مند شوید.

زیرساخت ابری جامعه‌محور (Community Cloud)

این نوع زیرساخت ابری برای گروهی از کاربران طراحی شده که هدف‌ها یا دغدغه‌های مشترک دارند؛ مثل سازمان‌هایی که نیازهای‌شان یکسان است. زیرساخت این ابر بین اعضا به‌صورت مشترک استفاده می‌شود و یک شرکت یا نهاد ثالث آن را مدیریت می‌کند.

زیرساخت ابری لبه (Edge Cloud)

زیرساخت ابر لبه‌ای به‌جای اینکه داده‌ها را به یک مرکز داده‌ی بزرگ در ابر بفرستد، آن‌ها را نزدیک به محل تولیدشان (لبه شبکه) پردازش و ذخیره می‌کند. این کار باعث می‌شود داده‌ها سریع‌تر و با تاخیر کم‌تر پردازش شوند، که برای دستگاه‌های اینترنت اشیا، اپلیکیشن‌هایی با حجم داده بالا یا نیاز به پاسخ سریع، مهم است.

معرفی انواع سرویس‌های زیرساخت ابری

خدمات رایانش ابری در ۴ مدل اصلی ارائه می‌شوند که هر مدل سطح متفاوتی از منابع و خدمات را در اختیارتان قرار می‌دهد.

۱. نرم‌افزار به‌عنوان سرویس (SaaS)

در این مدل، به‌طور مستقیم به زیرساخت‌های ابری دسترسی ندارید. به جای آن، شرکت ارائه‌دهنده یک نرم‌افزار را روی فضای ابری نگه می‌دارد و شما فقط از طریق مرورگر و بدون نصب برنامه، از آن استفاده می‌کنید. اطلاعات ممکن است در فضای ابری یا روی دستگاه‌تان ذخیره شود.

۲. پلتفرم به‌عنوان سرویس (PaaS)

در سال‌های اخیر، مرز بین PaaS و IaaS کمتر شده چون PaaS امکانات بیشتری روی زیرساخت‌ها ارائه می‌دهد. این مدل امکانات بیشتری برای‌تان فراهم می‌کند تا بتوانید به‌سادگی برنامه‌های خود را بسازید و اجرا کنید. خدماتی مثل:

•  ابزارهای توسعه نرم‌افزار
• روش‌های نصب و راه‌اندازی خودکار
•  مدیریت بار ترافیک (Load Balancing)
•  افزایش ظرفیت خودکار (Autoscaling)

 شما می‌توانید بسته به نیازهای کسب‌وکار خود از این امکانات استفاده کنید.

۳. زیرساخت به‌عنوان سرویس (IaaS)

در این مدل، شما می‌توانید منابع سخت‌افزاری مثل سرورها، فضای ذخیره‌سازی و شبکه را از طریق اینترنت اجاره کنید. هزینه‌ها اغلب به‌صورت دوره‌ای و براساس میزان استفاده محاسبه می‌شود.

بنابراین، قیمت‌گذاری خدمات زیرساختی IaaS براساس میزان استفاده است. یعنی هزینه‌ها براساس مقدار پردازش (CPU)، حافظه، نوع ذخیره‌سازی (مثل SSD یا HDD) و مدت زمان مصرف محاسبه می‌شود.

۴. عملکرد به‌عنوان سرویس (FaaS)

این مدل نوعی محاسبات بدون سرور است (Serverless) که به شما اجازه می‌دهد برنامه‌های خود را به‌صورت خودکار و بدون نگرانی از مدیریت سرور اجرا کنید. در این مدل، برنامه‌ها به‌صورت میکروسرویس‌ها (Microservices) و براساس رویدادها (Events) فعال می‌شوند.

همچنین، شرکت‌های ارائه‌دهنده خدمات ابری، امکانات دیگری مثل زیرساخت‌های مخصوص کانتینرها، سیستم‌های مدیریت خدمات و ابزارهای شبکه مثل شبکه‌های خصوصی مجازی (VPC)، لود بالانسر (Load Balancers)، سیستم نام دامنه (DNS) و فایروال‌ها (Firewalls) دارند.

مزایا و چالش‌های زیرساخت ابری چیست؟

استفاده از خدمات ابری برای شرکت‌ها مزایای زیادی دارد. به همین دلیل، بسیاری از شرکت‌ها به جای استفاده از سرورهای سنتی، به سمت رایانش ابری می‌روند تا راحت‌تر و بهتر به منابع خود دسترسی داشته باشند. البته، در این مسیر با چالش‌هایی هم روبه‌رو می‌شوند که نباید به‌سادگی از آن‌ها چشم‌پوشی کرد. درادامه مزایا و معایب زیرساخت ابری را بررسی می‌کنیم.

مزایای زیرساخت ابری که حتماً باید بدانید

دلایل زیادی وجود دارد که بسیاری از افراد و کسب‌وکارها به استفاده از زیرساخت ابری روی می‌آورند، از جمله:

۱. انعطاف‌پذیری بالا؛ منابعی که همیشه همراه شما رشد می‌کنند

در سرورهای سنتی، افزایش یا کاهش ظرفیت منابع سخت و زمان‌بر است، ولی در رایانش ابری، منابع به آسانی و سریع طبق نیاز شما تنظیم می‌شوند. این یعنی منابع همیشه بهینه استفاده می‌شود و کسب‌وکارتان می‌تواند بدون دردسر رشد کند.

۲. اطمینان بیشتر؛ خداحافظ قطعی‌ها و نگرانی‌ها

سرورهای داخلی ممکن است دچار مشکل یا قطعی شوند، ولی ارائه‌دهندگان ابری با داشتن مراکز داده وسیع و امکانات پشتیبانی، ریسک قطعی را کاهش می‌دهند. این سیستم‌ها از پشتیبان‌گیری خودکار و امکانات پیشرفته برای اطمینان بیشتر استفاده می‌کنند.

۳. هزینه‌های مقرون‌به‌صرفه؛ فقط به اندازه نیازتان پرداخت کنید

یکی از بزرگ‌ترین مزایای زیرساخت ابری برای کسب‌وکارهای کوچک و نوپا، این است که نیاز به سرمایه‌گذاری اولیه زیاد ندارد. شما فقط به اندازه استفاده خود هزینه می‌کنید، پس هزینه‌ها قابل پیش‌بینی و کنترل می‌شوند و دیگر نیازی نیست نگران نگهداری سخت‌افزار باشید.

۴. امنیت قدرتمند؛ داده‌هایتان در امن‌ترین جا نگهداری می‌شوند

اگرچه در ابتدا کسب‌وکارها درباره امنیت داده‌ها در فضای ابری نگران بودند، ولی حالا این نگرانی‌ها کمتر شده است. ارائه‌دهندگان زیرساخت ابری سیستم‌های امنیتی خود را قوی‌تر می‌کنند و امنیت بهتری نسبت به سرورهای داخلی دارند.

مشکلات زیرساخت ابری که قبل از مهاجرت باید بشناسید

با وجود تمام خوبی‌های زیرساخت ابری، استفاده از آن چالش‌هایی هم دارد که باید به آن توجه کنید:

۱. تهدیدهای امنیتی در فضای اشتراکی؛ وقتی اطلاعات شما تنها نیست

ارائه‌دهندگان خدمات ابری تلاش زیادی برای حفظ امنیت زیرساخت‌های خود می‌کنند، ولی به دلیل گستردگی و پیچیدگی این سیستم‌ها، نمی‌توانند به‌تنهایی همه بخش‌ها را کنترل کنند. در این مدل، ارائه‌دهنده فقط مسئول امنیت زیرساخت است، ولی حفاظت از داده‌ها و برنامه‌ها از جمله تنظیمات امنیتی و کنترل دسترسی را خودتان باید انجام دهید.

۲. نبود کنترل کامل؛ وقتی همه‌چیز در دست شما نیست

در فضای ابری، شما نمی‌توانید سخت‌افزار فیزیکی که برنامه‌‌تان روی آن اجرا می‌شود را ببینید یا کنترل کنید. بعضی ارائه‌دهندگان سرورهای خاصی با امکانات بیشتر و عملکرد بهتر دارند که هزینه بیشتری هم دارد، ولی کنترل بیشتری به شما ارائه می‌دهند.

۳. صورتحساب‌هایی که غافلگیرتان می‌کنند؛ هزینه‌های پنهان زیرساخت ابری

مدل پرداخت براساس میزان استفاده خوب است اگر بدانید چقدر و چه چیزی استفاده می‌کنید. استفاده زیاد از منابع یا مدیریت نادرست باعث می‌شود هزینه‌ها سریع بالا برود. شما باید به دقت مصرف خود را زیر نظر داشته باشید چون خدمات ابری روزبه‌روز پیچیده‌تر می‌شوند.

تفاوت زیرساخت ابری و معماری ابری چیست؟

اصطلاحات «زیرساخت ابری» و «معماری ابری» گاهی به جای هم به کار می‌روند، اما فرق کوچکی با هم دارند. زیرساخت ابری (Cloud Infrastructure) مجموعه‌ای از ابزارها و تجهیزات است که پایه و اساس ایجاد فضای ابری را تشکیل می‌دهد.

 این زیرساخت، قدرت پردازش، شبکه، فضای ذخیره‌سازی و امکانات مهم دیگر را فراهم می‌کند تا بتوانید از فضای ابری استفاده کنید.

ولی معماری ابری (Cloud Architecture) فراتر از این است؛ معماری ابری نقشه راه و ساختاری است که نشان می‌دهد چگونه این اجزا و فناوری‌ها در کنار هم قرار می‌گیرند تا یک سیستم ابری کامل و هماهنگ شکل بگیرد.

در واقع، معماری ابری تعیین می‌کند چطور سخت‌افزار، شبکه، سیستم‌عامل، منابع مجازی، نرم‌افزارهای مدیریت و اتوماسیون، فناوری میکروسرویس‌ها، APIها و کانتینرها به‌صورت یکپارچه همکاری می‌کنند تا تجربه‌ای بی‌نقص و قابل اعتماد از فضای ابری خلق شود.

برای انتخاب زیرساخت ابری به چه نکاتی توجه کنیم؟

انتخاب زیرساخت ابری یکی از تصمیم‌های مهم برای هر سازمان است. این انتخاب می‌تواند روی عملکرد، امنیت و هزینه‌های کسب‌وکار زیادی بگذارد. پس بهتر است با دقت و آگاهی کامل پیش بروید. در ادامه چند نکته مهم که به تصمیم‌گیری بهتر کمک می‌کنند را معرفی می‌کنیم:

هزینه‌ها و روش‌های پرداخت را بررسی کنید

 ابتدا هزینه‌های اولیه و ماهیانه را بررسی کنید. ببینید قیمت‌گذاری چطور است؛ مثلاً پرداخت براساس میزان منابع مصرفی یا ماهانه محاسبه می‌شود. همچنین هزینه‌های مخفی مثل انتقال داده را فراموش نکنید.

مطمئن شوید زیرساخت همیشه در دسترس است

زیرساخت ابری باید همیشه آماده باشد تا برنامه‌ها و داده‌های شما بدون مشکل کار کنند. ارائه‌دهنده خدمات باید راه‌حل‌هایی برای رفع مشکلات و خرابی‌ها داشته باشد و ضمانت کند که سیستم همیشه فعال است. قبل از انتخاب، سابقه شرکت را در این زمینه بررسی کنید.

مقیاس‌‌پذیری و قابلیت ارتقای منابع را چک کنید

یکی از بهترین مزایای زیرساخت ابری این است که می‌توانید به‌راحتی منابع را کم یا زیاد کنید. مثلاً می‌توانید منابع (حافظه، فضای ذخیره‌سازی یا پردازنده) سرور را بیشتر کنید یا تعداد سرورها را افزایش دهید. بعضی سیستم‌های ابری حتی خودکار این کار را براساس نیاز شما انجام می‌دهند. این قابلیت برای رشد کسب‌وکار و تغییر میزان کار بسیار مهم است.

بررسی عملکرد و قابلیت اطمینان را فراموش نکنید

سرعت و کارایی زیرساخت روی تجربه کاربری و کیفیت برنامه‌ها تاثیر دارد. باید عواملی مثل سرعت انتقال داده و قدرت پردازش را در نظر بگیرید. استفاده از شبکه‌های تحویل محتوا (CDN) هم می‌تواند سرعت بارگذاری اطلاعات را بهتر کند.

مطمئن شوید امنیت داده‌های‌تان حفظ می‌شود

امنیت همیشه مهم‌ترین موضوع است. مطمئن شوید که زیرساخت ابری قوانین امنیتی را رعایت می‌کند، داده‌ها رمزنگاری می‌شوند و فقط افراد مجاز به منابع دسترسی دارند.

آیا شرایط خدمات ابری با قوانین منطبق است

اگر در صنعتی کار می‌کنید که قوانین خاصی درباره محل نگهداری داده‌ها دارد، حتماً مطمئن شوید ارائه‌دهنده خدمات ابری با این قوانین هماهنگ است و مراکز داده‌اش در مکان‌های مناسب است.

پشتیبانی و تعهدات ارائه‌دهنده را بررسی کنید

پشتیبانی فنی خوب و سریع برای حل مشکلات مهم است. قراردادها و شرایط خدمات (SLA) را خوب بخوانید و بدانید که در صورت بروز مشکل چه اتفاقی می‌افتد.

نکات مهم دیگر که باید بدانید

بررسی نزدیکی مراکز داده به محل شما، امکان هماهنگی با سیستم‌های فعلی سازمان و اعتبار مالی ارائه‌دهنده خدمات ابری را هم فراموش نکنید.

با زیرساخت ابری هزینه کمتر، سرعت و عملکرد بهتر را تجربه کنید

زیرساخت ابری، قلب تپنده رایانش ابری است که به شما کمک می‌کند با سرعت بیشتر، راحت‌تر و هزینه‌ای کمتر به اهداف خود برسید. اگر با اجزا، انواع و مزایا و معایب این فناوری آشنا شوید، می‌توانید بهترین گزینه را متناسب با کسب‌وکارتان انتخاب کنید.

 با پیشرفت فناوری ابری، زیرساخت ابری همچنان نقش مهمی در نوآوری و تحول صنایع مختلف دارد. در این مطلب همه چیز درباره زیر ساخت ابری چیست را بررسی کردیم. به نظر شما آیا استفاده از این فناوری نسبت به زیرساخت سنتی هزینه کمتر و کارایی بیشتری دارد؟

پاسخ به چند سوال مهم درباره زیرساخت ابری چیست

سوالات زیادی درباره مفهوم زیرساخت ابری مطرح می‌شود. در ادامه، به رایج‌ترین آن‌ها پاسخ می‌دهیم: