فناوری رایانش ابری؛ مزایا و معایب

این روزها، استفاده از مجازی‏سازی (Virtualization)، بهره‏گیری از رایانش ابری (Cloud Computing) و جایگزین کردن بسترهای سنتی با این فناوری‏های نوین از موضوعات مورد بحث محافل فناوری اطلاعات است.

در مجازی‏سازی چندین ماشین مجازی (Virtual Machine) روی یک سرور فیزیکی راه‏اندازی می‏شوند. هر یک از ماشین‏های مجازی می‏توانند سیستم‌عامل و نرم‏افزارهای خود را داشته باشند و مستقل از دیگر ماشین‏های در حال اجرا روی سرور به کاربر خدمات ارائه کنند. مجازی‏سازی راهکاری موثر برای استفاده بهینه از تمامی منابع سرورها است. در رایانش ابری، کاربر ازطریق اینترنت یا شبکه‏های اختصاصی به مراکز داده‏ها (Datacenter) متصل می‌شود و از منابع به اشتراک گذاشته‌شده استفاده می‏کند. این منابع می‏توانند برنامه، بستری از نرم‏افزارها یا یک ماشین مجازی باشند. در این روش، بخش اعظم پردازش روی سرورهای مراکز داده‏ها انجام می‏شود؛ ضمن اینکه تمامی اطلاعات نیز روی تجهیزات ذخیره‏سازی این مراکز نگهداری می‏گردد. تفاوت این رویکرد با بسترهای سنتی در آن است که در رایانش ابری دستگاه کاربر نقشی در پردازش و نگهداری داده‏ها ندارد. هر کاربر با هر دستگاهی که قادر به اتصال به آن مراکز داده‏ها باشد، می‏تواند در هر زمان به منابع به اشتراک گذاشته شده دسترسی پیدا کند و از خدمات آنها بهره‏مند شود.

تاریخچه و پیشینه

اما پیدایش رایانش ابری با مفهوم امروزی آن، به دهه گذشته باز می‏گردد. در سال ۱۹۹۹، Salesforce.com موفق شد برنامه‏های سازمانی را در قالب وبگاه‏های ساده در اختیار مشتریان خود قرار دهد. پس از آن، در سال ۲۰۰۲، شرکت Amazon با ارائه Amazon Web Services دست به اقدامی مشابه زد.
در سال ۲۰۰۶، این شرکت پا را فراتر گذاشت و با ارائه Amazon Elastic Computer Cloud به توسعه‏دهنده‏ها اجازه داد تا با پرداخت اجاره‏بها، از زیرساخت‌های Amazon برای ذخیره‏سازی و اجرای برنامه‏های خود استفاده کنند. از آن زمان بود که رایانش ابری بر سر زبان‌ها افتاد.
در سال ۲۰۰۸، شرکت Google با Google App Engine و در سال ۲۰۱۰ شرکتMicrosoft با Windows Azure (که اکنون با نام Microsoft Azure شناخته می‏شود) به جمع گردانندگان اصلی رایانش ابری پیوستند.

انواع رایانش ابری

موسسه ملی فناوری و استانداردهای آمریکا، رایانش ابری را بر اساس نوع خدمات‌دهی، در سه دسته زیر طبقه‏بندی می‏کند: نرم‌افزار به‌عنوان یک خدمت (Software as a Service): در این حالت، کاربر با اتصال به خدمات‏دهنده از برنامه یا برنامه‏هایی که روی مراکز داده‏های آن به اشتراک گذاشته شده است استفاده می‏کند. کاربر، شبکه، سرورها، سیستم‏های‏عامل، تجهیزات ذخیره‏سازی و حتی ساختار برنامه‏های به اشتراک گذاشته شده را کنترل و مدیریت نمی‏کند. در حال حاضر، این نوع رایانش ابری بیشترین سهم بازار را در اختیار دارد و به‌سرعت هم در حال رشد است. Gmail و Facebook نمونه‏هایی از این نوع خدمات‌دهی هستند که در آنها کاربر تنها با رابط کاربری سروکار داشته و از پشت صحنه هیچ اطلاعی ندارد. بستر به‌عنوان یک خدمت (Platform as a Service):  در این حالت کاربر برنامه‏های مورد نظرش را در زیرساخت رایانش ابری خدمات‌دهنده گسترش می‌دهد و آنها را برای استفاده دیگران به اشتراک می‏گذارد. ضمن اینکه می‏تواند از کتابخانه‏ها، زبان‏های برنامه‏نویسی، سرویس‏ها و ابزارهایی که بستر خدمات‌دهنده از آنها پشتیبانی می‏کند بهره بگیرد. کاربر دخالتی در شبکه، سرورها، سیستم‏های‏عامل و تجهیزات ذخیره‏سازی ندارد. Microsoft Azure نمونه‏ای از این نوع خدمات است که در آن با پرداخت هزینه‏ای می‏توان از بستر ابری شرکت Microsoft برای راه‏اندازی وب‏گاه‏های بر پایه ASP.NET، بانک داده‏های SQL و… استفاده کرد. زیرساخت به‌عنوان یک خدمت (Infrastructure as a Service):  در این حالت کاربر با در اختیار گرفتن ماشین مجازی قادر است نرم‌افزارهای اساسی مورد نظرش از جمله سیستم‏عامل و برنامه‏ها را روی آن گسترش داده و از آن استفاده کند. هر چند که در این حالت نیز کاربر درگیر پردازشگرها، تجهیزات ذخیره‏سازی، شبکه‏ها و دیگر منابع اساسی نمی‏شود؛ اما کنترل کاملی روی سیستم‏عامل و تمامی نرم‏افزارهای نصب شده روی ماشین مجازی دارد. شرکت Amazon یکی از پیشگامان ارائه این‌گونه خدمات است. در سال‌های اخیر نیز تعدادی از شرکت‌های ایرانی ازجمله برخی از شرکت‌های رساننده خدمات اینترنتی اقدام به ارائه این‌گونه خدمات در ایران کرده‏اند. همچنین در مراجع رایانه‏ای، مدل‌های مختلفی از گسترش رایانش ابری ارائه شده است که سه مدل زیر در میان همه آنها مشترک است:  ابر عمومی (Public Cloud): شناخته‌شده‏ترین مدل رایانش ابری از نگاه کاربران، ابر عمومی است. در این مدل، زیرساخت ابر به‌نحوی طراحی می‏شود که دسترسی به آن ازطریق شبکه‏های عمومی همچون اینترنت میسر باشد. Amazon Web Services، Microsoft Azure و Gmail که پیش‌تر به آنها اشاره شد، همگی درقالب ابر عمومی ارائه می‏شوند.  ابر اختصاصی (Private Cloud): در این حالت مراکز داده‏های ابر به‌طور خاص برای استفاده کارکنان یک سازمان طراحی و پیاده‏سازی می‏شوند. برخلاف ابر عمومی که در بسترهای مشترکی چون اینترنت خدمات‌دهی می‏کند، ابر اختصاصی تنها به شبکه(های) سازمان متصل بوده و افرادی که خارج از آن شبکه قرار دارند قادر به استفاده از منابع نیستند. مدیریت این ابر ممکن است توسط خود سازمان یا شرکت طرف قرارداد با سازمان انجام شود. معمولا در مراکز داده‏های ابری اختصاصی، ازطریق نرم‏افزارهای مجازی‏سازی همچون VMware ESX، Citrix Xen، Microsoft Hyper-V و Kernel-based Virtual Machine روی چند سرور قدرتمند، ده‏ها ماشین مجازی راه‏اندازی می‏شود.
ابر ترکیبی (Hybrid Cloud): همان‌طور که از نام آن پیداست، در این مدل، از دو ابر عمومی و اختصاصی در سازمان استفاده می‏شود.

مزایا

بهره‏گیری از رایانش ابری مزایای فراوانی برای سازمان می‏تواند داشته باشد که برخی از آنها به این شرح‏اند: حذف تعمیر و نگهداری: در ابر عمومی، منابع رایانه‏ای در مراکز داده‏های شرکت خدمات‏دهنده قرار دارند و سازمان درگیر پیاده‏سازی نگهداری تجهیزات و نرم‏افزارهای زیرساختی نمی‏شود.  افزایش امنیت: هر چند که مراکز داده‏های شرکت‌های خدمات‏دهنده رایانش ابری از اهداف مورد علاقه نفوذگران است؛ اما ناگفته پیداست که این شرکت‌ها با بهره‏گیری از متخصصان امنیتی خبره و تجهیزات امنیتی مناسب، حداکثر تلاش خود را در امن نگاه داشتن داده‏های کاربران می‏کنند، همچنین در اکثر مواقع تهیه نسخه پشتیبان از سیستم‏عامل بر عهده شرکت خدمات‏دهنده است. در ابر اختصاصی نیز با توجه به اینکه داده‏ها در مراکز داده‏های سازمان به‌صورت متمرکز نگهداری می‏شوند، می‏توان حفاظت فیزیکی ویژه‏ای برای آن مراکز در نظر گرفت. علاوه‌بر آن، متمرکز کردن داده‏ها در صورتی که با تدابیر صحیحی همراه باشد راهکاری برای کاهش خطر سرقت داده‏های سازمان محسوب می‏شود.
توسعه‏پذیری: پیش‏بینی نیازمندهای سخت‏افزاری و نرم‏افزاری در هنگام برنامه‏ریزی بودجه سازمان در بسیاری از مواقع با خطا همراه است. حال آنکه در ابر عمومی در مدت زمانی بسیار کوتاه، می‏توان خدمات را افزایش یا کاهش داد. برای مثال، اگر مراجعین وب‏گاه سازمان به‌دلیلی از قبل پیش‏بینی نشده، چند برابر شوند، می‌توان از شرکت خدمات‏دهنده خواست تا منابع اختصاص داده شده به وب‏گاه را افزایش دهد. دسترسی از هر جا: در ابر عمومی، کاربران قادرند در هر زمان با اتصال به اینترنت با هر دستگاهی از منابع اشتراکی ابر استفاده کنند.
در دسترس بودن همیشگی: قطع برق، آتش‏سوزی و بلایای طبیعی هر یک می‏توانند خدمات دهی سازمان را برای ساعت‌ها و حتی روزها دچار اشکال کنند. در صورتی که شرکت‌های خدمات‏دهنده دارای طرح‌هایی موسوم به Disaster Recovery Plan برای بازگشت به وضعیت عادی در زودترین زمان ممکن هستند. کاهش هزینه‏ها: بارزترین مزیت استفاده از رایانش ابری کاهش هزینه‏های سازمان در بخش فناوری اطلاعات است که از مواردی که در بالا به آنها اشاره شد، ناشی می‏شود.

معایب

اما رایانش ابری بدون ایراد هم نیست که از جمله آنها می‌توان به این موارد اشاره کرد:
عدم شفافیت: در ابر عمومی سازمان هیچ‌گونه دسترسی به مراکز داده‏های خدمات‏دهنده ندارد. اطلاعات سازمان از زیرساخت خدمات‏دهنده همان قدری است که از سوی آن شرکت در اختیار سازمان قرار داده شده است. خطر شنود و سرقت اطلاعات و تجاوز به حریم خصوصی کاربران: در صورت دسترسی یافتن افراد غیرمجاز به بانک‌های داده‏های شرکت خدمات‏دهنده، امنیت اطلاعات سازمان و حریم خصوصی کاربران به مخاطره می‏افتد. همچنین با توجه به اینکه در ابر عمومی، تبادل اطلاعات با خدمات‏دهنده در بستر اینترنت صورت می‏پذیرد، خطر شنود شدن اطلاعات همواره وجود دارد. هرچند که با رمزنگاری صحیح ارتباطات می‏توان احتمال موفقیت سارقان در دست یافتن به اطلاعات را از طریق شنود به حداقل رساند.
اختلافات حقوقی و قانونی: ذخیره اطلاعات در مراکز داده‏هایی که در خاک کشور دیگری قرار دارند می‏تواند در اختلافات حقوقی برای سازمان مشکل‏ساز شود. برای نمونه اگر دادگاهی آمریکایی که مراکز داده‏ها در آن قرار دارد مجوز برای ضبط اطلاعات سازمان کشوری دیگر صادر کند، خدمات‏دهنده موظف به ارائه آن اطلاعات خواهد بود. موضوعی که معمولا در بخش Terms of Use وب‏گاه‏های رایانش ابری به آن اشاره می‏شود. وابستگی به خدمات‏دهنده: در ابر عمومی، سازمان و کاربران کاملا وابسته به شرکت خدمات‏دهنده هستند. اگر به هر دلیل این شرکت از ارائه خدمات سر باز زند، بسته به داده‏های ذخیره‌شده ممکن است سازمان با مشکلات جدی روبه‌رو شود.
در سال ۲۰۱۰، دفتر مدیریت و بودجه آمریکا (Office of Management and Budget)، سازمان‌ها و نهادهای دولتی این کشور را ملزم کرد تا درصورت فراهم بودن سه شاخصه امنیت، اطمینان و هزینه پایین به‌جای راه‏اندازی مراکز داده‏های گران‌قیمت از فناوری‏های رایانش ابری بهره بگیرند؛ اما به‌نظر می‏رسد، پس از گذشت چهار سال همچنان بسیاری از سازمان‌های آمریکایی نیز که بازیگران اصلی رایانش ابری در کشورشان قرار دارند در انتخاب رایانش ابری مردد مانده‏اند.
واقعیت آن است که رایانش ابری تا رسیدن به کمال راه زیادی در پیش دارد. محققان فراوانی در کارگروه‏های مختلف در حال بررسی و ارائه راهکار برای موضوعات چالش برانگیز رایانش ابری هستند؛ اما مزایای این فناوری قابل چشم‏پوشی نیست. به‌خصوص آنکه ساختارهای سنتی نیز خالی از اشکال نیستند. با انتخاب صحیح مدل می‏توان از مزایای این فناوری بهترین استفاده را کرد.
تغییر و تحول در زیرساخت فناوری اطلاعات یک سازمان کاری پیچیده و زمانبر است. جایگزین کردن بسترهای سنتی با رایانش ابری نیز باید با برنامه‏ریزی جامع به‌صورت گام به گام برای سرویس‏های سازمان اجرا شود.