این مطلب یکی از مقالات پرونده ویژه «رایانش و خدمات ابری» شماره 205 ماهنامه شبکه است. علاقه‌مندان می‌توانند کل این پرونده ویژه را از روی سایت شبکه دانلود کنند.
پردازش ابری دقیقا چیست؟
ارائه یک تعریف از پردازش ابری برای خواننده ماهنامه شبکه که چه‌بسا خودش از فعالان این صنعت باشد، به‌نوعی زیره به کرمان بردن است! اما در این بخش درصدد ارائه یک تعریف دقیق از پردازش ابری هستیم تا وجه تمایز آن با سایر شیوه‌های پردازشی و ذخیره‌سازی مشخص شود. چنین تعریفی حتی برای فعالان صنعت پردازش ابری نیز مفید است، زیرا گاهی درگیر شدن در جزییات کار، فرد را از مفاهیم پایه غافل می‌سازد. پس حتی اگر سال‌ها با ابر سروکار داشته‌اید، خواندن این بخش را به شما توصیه می‌کنیم.
تعاریف متنوعی از پردازش ابری ارائه‌شده که در اینجا تعریف سازمان ملی علم و فناوری ایالات‌متحده (NIST) را مبنا قرار خواهیم داد. طبق این تعریف، هر سیستم پردازشی دارای ویژگی‌های زیر پردازش ابری محسوب می‌شود:
سلف‌سرویس و بر حسب تقاضا (On-demand Self-service):
این ویژگی بیان می‌دارد دسترسی به خدمات ابری باید بی‌نیاز از کسب مجوز و به‌صورت خودکار باشد. البته گاهی در ابتدای کار نیاز به دریافت مدارک و امضای توافق‌نامه بین کاربر و ارائه‌دهنده سرویس است. بااین‌حال هر چه دریافت سرویس نیاز کمتری به دخالت نیروی انسانی داشته باشد، رضایت کاربر بیشتر و هزینه‌های سرویس‌دهنده کمتر خواهد بود و پردازش ابری به نقطه ایده‌آل نزدیک‌تر خواهد شد.
دسترسی شبکه وسیع: هر چند کیفیت سرویس اینترنت به‌طور روزافزون در حال افزایش است، اما گاهی اینترنت کاربر پهنای باند آن‌چنان زیادی ندارد. یک سرویس ابر باید بتواند طیف گسترده‌ای از کاربران را پوشش دهد، از جمله حسگرهایی که در اینترنت اشیا به ابر متصل شده‌اند؛ بنابراین بی‌نیاز بودن کاربران از دانلود پلتفرم پرحجم، یکی دیگر از ویژگی‌های ابر شناخته‌شده است.
مطلب پیشنهادی
اشتراک منابع (Resource pooling):
یک وجه تمایز ابر با سایر شیوه‌های پردازشی همین اشتراک منابع است. ابر یک آپارتمان مسکونی نیست که هر واحد آن متعلق به یک خانواده باشد، بلکه همچون یک هتل است که مسافران چند روزی در یک اتاق می‌مانند و بعد آن را تحویل می‌دهند. فناوری کلیدی برای این ویژگی مجازی‌سازی است. با مجازی‌سازی، بخشی از منابع (شامل پردازنده، حافظه و شبکه) برای مدتی محدود در اختیار کاربر قرار می‌گیرد. در بخش‌های بعدی خواهیم گفت که این ویژگی چگونه ابر را به یک گزینه جذاب برای بسیاری از شرکت‌ها به‌خصوص استارت‌آپ‌ها بدل می‌سازد.
قابلیت ارتجاعی سریع (Rapid Elasticity): فرض کنید، سرویس‌دهنده به شما 16 گیگابایت حافظه RAM تخصیص داده است. حال می‌خواهید یک شبکه عصبی عمیق را اجرا کنید که به 32 گیگابایت حافظه نیاز دارد. یک سرویس پردازش ابری باید به‌سرعت و بدون نیاز به نیروی انسانی (مطابق ویژگی اول) حافظه اضافی را در اختیار شما قرار دهد. همچنین، پس از اتمام کار شما باید بتوانید حافظه اضافی را پس دهید. این انعطاف در ارائه سرویس به سود کاربر است، زیرا برای همان میزان سرویس که دریافت می‌کند پول پرداخت می‌کند. از طرفی، این رویکرد به سود سرویس‌دهنده نیز است، به این دلیل که می‌تواند منابع بدون استفاده را خاموش کرده و در هزینه صرفه‌جویی کند.
سرویس اندازه‌گیری‌شده:
قابلیت اندازه‌گیری سرویس در ابر ضروری است تا کاربر بتواند به همان میزان منابعی که مصرف کرده پول پرداخت کند (pay as you go). معیار اندازه‌گیری می‌تواند زمان مصرف، پهنای باند استفاده‌شده یا هر پارامتر دیگری باشد. اگر کاربر ابر هستید، بهتر است بدانید معیار اندازه‌گیری سرویس‌دهنده شما چیست و بر اساس آن هزینه‌های خود را مدیریت کنید.
شیوه‌های سرویس‌دهی در ابر: از نرم‌افزار تا سخت‌افزار
قبل از پرداختن به اصل ماجرا، یعنی مزایای ابر، مروری بر شیوه‌های سرویس‌دهی در ابر خواهیم داشت. به‌طورکلی، سه شیوه نرم‌افزار به‌عنوان سرویس (SaaS)، پلتفرم به‌عنوان سرویس (PaaS) و زیرساخت به‌عنوان سرویس (IaaS) وجود دارد. در مدل SaaS، نرم‌افزار به‌صورت آماده به کاربر عرضه می‌شود. مثال بارز آن نرم‌افزار مایکروسافت آفیس 365 است که با آن می‌توان فایل‌های آفیس خود را از هر سیستمی ویرایش کرد. همچنین، امکان کار گروهی روی یک پروژه وجود دارد.
در مدل PaaS، پلتفرم در اختیار کاربر قرار می‌گیرد تا برنامه‌های مورد نیاز خود را روی آن نصب کند. این گزینه برای برنامه‌نویسانی که می‌خواهند کد خود را توسعه دهند، بسیار مفید است. در نهایت مدل IaaS منابع خام پردازشی، ذخیره‌سازی و شبکه به کاربران ارائه می‌دهد تا مورد استفاده قرار دهند. شکل(1) سه مدل پردازش ابری را نشان می‌دهد. ناحیه داخل کادر در هر مدل، بخشی است که در ابر اجرا می‌شود. در مدل SaaS، حتی نرم‌افزار نیز روی سرورهای ابر اجرا می‌شود، در حالی که در مدل IaaS تنها سخت‌افزار متعلق به سرویس‌دهنده ابر است. حال که ویژگی‌های ابر و مدل‌های سرویس‌دهی آن را مرور کردیم، به بیان مزیت‌های ابر در بخش‌های بعدی می‌پردازیم.
شکل 1
مطلب پیشنهادی
توجیه اقتصادی ابر
فرض کنید، شرکت شما به یک سری منابع پردازشی یا ذخیره‌سازی نیاز دارد. شما به‌عنوان مدیر شرکت (مسئول بخش فناوری اطلاعات) باید تصمیم بگیرید که از پردازش ابری بهره ببرید یا این‌که منابع مورد نیاز را خریداری کنید. شاید هیچ نموداری مانند نمودار شکل (2) درک اقتصادی درستی از ماجرا ایجاد نکند. در این نمودار، محور عمودی هزینه نسبی (شامل هزینه‌های اولیه و هزینه‌های عملیاتی) است و محور افقی نیز میزان منابعی است که نیاز دارید. مثلاً این محور را می‌توان بر حسب مقدار حجم حافظه بر حسب ترابایت شماره‌گذاری کرد.
شکل 2
در ارتباط با خرید تجهیزات، هزینه اولیه زیادی وجود دارد که بدیهی است با افزایش مقیاس، به شرطی که نیاز به خرید تجهیزات اضافی پیدا نشود، افزایش هزینه ناشی از مصرف توان بیشتر و هزینه خنک‌سازی رخ می‌دهد. در مدل پردازش ابری، همان‌گونه که در بخش ویژگی‌ها ذکر شد پرداخت به ازای مصرف منابع انجام می‌شود، بنابراین، نمودار به‌صورت خطی بر حسب مقیاس افزایش می‌یابد.
نتیجه این‌که در مقیاس کم، استفاده از پردازش ابری نسبت به خرید تجهیزات سخت‌افزاری اقتصادی‌تر است. این وضعیت عمدتاً برای استارت‌آپ‌ها که پردازش زیادی نیاز نداشته و از نظر اقتصادی نیز ثبات ندارند، برقرار است؛ اما در مقیاس زیاد، خرید تجهیزات و پذیرفتن دردسرهای راه‌اندازی آن برای کاهش هزینه در درازمدت راهکاری منطقی است. خلاصه این‌که شما به‌عنوان تصمیم‌گیرنده در شرکت وظیفه دشواری بر عهده دارید و آن تعیین نقطه قرارگیری شرکت روی محور است.
همه هزینه‌ها را در نظر بگیرید!
هزینه‌های راه‌اندازی یک مرکز داده شخصی به خرید سخت‌افزار محدود نیست. هزینه‌های دیگری نیز وجود دارد که عدم توجه به آن‌ها به ارزیابی غیرواقع‌بینانه و در نتیجه تصمیم‌گیری نادرست منجر می‌شود. یک مورد مهم، اختصاص مکان مناسب برای قرارگیری تجهیزات است. در کلان‌شهری مثل تهران، حتی یک متر فضای اضافی نیز خرج زیادی در بر دارد. افزون بر این، کارکنانی مورد نیاز است تا سیستم را پیکربندی و آماده استفاده کنند. هزینه مصرف توان، خنک‌سازی، تعمیرات یا تعویض قطعات در صورت خرابی و محافظت از تجهیزات در برابر دزدی و صدمات فیزیکی موارد دیگری است که باید در ارزیابی لحاظ شوند؛ اما با استفاده از پردازش ابری، بسیاری از این هزینه‌ها برطرف شده یا کاهش می‌یابند.
مسئله مهم دیگر در تصمیم‌گیری پارامتر زمان است. راه‌اندازی یک مرکز داده شخصی، علاوه بر هزینه‌هایی که تحمیل می‌کند، زمان‌بر است. این هزینه در یک کسب‌وکار بادوام توجیه‌پذیر است، اما در یک کاربرد کوتاه‌مدت یا یک شرکت استارت‌آپ که نیاز دارد سریعاً ایده خود را بیازماید، منطقی نیست. پردازش ابری با توجه به ویژگی اول آن یعنی سلف‌سرویس بودن و نیز ویژگی قابلیت ارتجاعی سریع یک گزینه مناسب در این‌گونه کاربردها است.
آخرین مسئله این‌که خریداری مجوز نرم‌افزار یک هزینه دیگر برای بخش فناوری اطلاعات شرکت است، مگر این‌که پایبند قانون کپی‌رایت نباشیم! ضمن این‌که یکی از دردسرهای همیشگی در کار با نرم‌افزارها به‌روزرسانی به‌موقع آن‌ها است. این موضوع به‌ویژه در زمان انتشار یک وصله امنیتی از سوی سازنده نرم‌افزار اهمیت دارد. در پردازش ابری، بار خرید نرم‌افزار و به‌روزرسانی آن از روی دوش کاربر برداشته می‌شود، زیرا ارائه‌دهنده سرویس نرم‌افزار ابری (در مدل SaaS) این کارها را بر عهده می‌گیرد.
مطلب پیشنهادی
صرفه به مقیاس: توجیه سودآوری سرویس‌دهنده ابر
با توجه به مزایای فراوان پردازش ابری برای کاربران، ممکن است این پرسش به ذهن برسد که سرویس‌دهنده پردازش ابری چگونه سود می‌کند؟ پاسخ به این پرسش، در یک مفهوم اقتصادی موسوم به صرفه‌‌به‌مقیاس (Economies of scale) نهفته است. این مفهوم بیان می‌دارد که با افزایش تولید یک کالا، هزینه میانگین تولید هر واحد از آن کاهش می‌یابد (شکل 3). دلایل مختلفی برای این امر وجود دارد، از جمله سرشکن‌شدن بسیاری از هزینه‌ها، تخصصی‌تر شدن که به افزایش کارآیی منجر می‌شود، گرفتن تخفیف بیشتر در هنگام خرید منابع اولیه.
شکل 3
پیش‌تر یکی از ویژگی‌های ابر را اشتراک منابع ذکر کردیم. سرویس‌دهنده ابر به تعداد زیادی کاربر سرویس می‌دهد و بنابراین بسیاری از هزینه‌ها (خنک‌سازی، تعمیر و نگهداری، حفظ امنیت فیزیکی تجهیزات و ...) برای او سرشکن می‌شود. همچنین با به‌کارگیری منابع انرژی تجدیدپذیر مثل انرژی خورشیدی، چنانچه در بسیاری از مراکز داده شرکت‌های معروف دنیا مرسوم شده است، هزینه مصرف انرژی نیز کاهش می‌یابد.
سخن آخر
ازآنچه که در این نوشتار بیان شد می‌توان نتیجه گرفت، پردازش ابری می‌تواند یک بازی برد ـ برد باشد. ارائه‌دهنده سرویس ابر با توجه به مقیاس بالای مصرف منابع با هزینه کمتر و کارایی بالاتر سرویس می‌دهد. کاربران نیز ضمن کاهش هزینه‌ها، با دردسر و اتلاف وقت کمتری روبرو می‌شوند. البته به خاطر سپردن این نکته که پردازش ابری همواره سودمند نیست، بسیار حیاتی است. در مطلبی با عنوان «آن روی سکه: نگاهی به چالش‌های پردازش ابری» در همین پرونده ویژه موضوع مذکور مورد بررسی قرار گرفته است.
ماهنامه شبکه را از کجا تهیه کنیم؟
ماهنامه شبکه را می‌توانید از کتابخانه‌های عمومی سراسر کشور و نیز از دکه‌های روزنامه‌فروشی تهیه نمائید.
ثبت اشتراک نسخه کاغذی ماهنامه شبکه
ثبت اشتراک نسخه آنلاین
کتاب الکترونیک +Network راهنمای شبکه‌ها
- برای دانلود تنها کتاب کامل ترجمه فارسی +Network اینجا کلیک کنید.
کتاب الکترونیک دوره مقدماتی آموزش پایتون
- اگر قصد یادگیری برنامه‌نویسی را دارید ولی هیچ پیش‌زمینه‌ای ندارید اینجا کلیک کنید.
نظر شما چیست؟