رایانش ابری

• چیستی رایانش ابری

دنیای کامپیوتر دائماً در حال تغییر و تحول است؛ نرم‌افزارها مدام توسعه می‌یابند و قابلیت‌های پیشرفته‌تری دریافت می‌کنند، بازی‌ها نیز به لحاظ فنی پیچیده‌تر و سنگین‌تر می‌شوند. از اینرو کاربران مجبورند برای تهیه نسخه بروز نرم‌افزار هزینه کنند، نسخه قبل را از کامپیوتر خود پاک و نسخه جدید را نصب کنند. علاوه‌براین سنگین و پیچیده‌تر شدن نرم‌افزارها، سخت‌افزار قوی‌تری را ایجاب می‌کند که توان پردازش بالاتری داشته باشد. لذا کاربران باید هزینه ارتقاء سخت‌افزاری سیستم خود را نیز متحمل شوند. برای حل این چالش، ایده «رایانش ابری»[1] به عنوان مدلی برای ارائه خدمات پردازش کامپیوتری از طریق اینترنت توسعه داده شده است.

ایده این مدل آن است که کاربر به جای اینکه نرم‌افزار مورد نیاز خود را مانند یک «محصول»[2] خریداری کرده و مجبور باشد برای نصب و استفاده از آنها سخت‌‌افزارهای لازم را نیز تهیه کند، آنرا در قالب «خدمت»[3] بر بستر زیرساخت شرکت‌های ارائه‌دهنده خدمات ابری به صورت اشتراکی دریافت کند.

در واقع شرکت‌های سازنده نرم‌افزار، به جای فروش مستقیم نرم‌افزارهای خود در قالب دی‌وی‌دی – که خطر بالقوه کرک و کپی شدن داشت – خدمت خود را روی سرورها و پردازشگرهای قدرتمند متصل به اینترنت پیاده‌سازی می‌کنند. پس از این کاربر با تهیه اشتراک خدمت، بدون نیاز به زیرساخت فنی ویژه و صرفاً از طریق یک کامپیوتر ساده، اما متصل به اینترنت، به صورت آنلاین از نرم‌افزار استفاده می‌کند.

شکل 22: (تصویر راست) مجموعه نرم‌افزار «مایکروسافت آفیس ۱۳۷۲/1993» و حافظه‌های فلاپی لازم برای نصب آن مثالی از نگرش «نرم‌افزار به مثابه محصول» است. (تصویر چپ) سرویس ابری «آفیس 365» شرکت مایکروسافت که از سال ۱۳۸۹/2011 آغاز بکار کرد مثالی از نگرش «نرم‌افزار به مثابه خدمت» است.

• کاربردهای رایانش ابری

به طور کلی دو ویژگی تجمیع زیرساخت با ظرفیت بالا در یکجا و همچنین ارائه خدمات بی‌زمان و بی‌مکان به مشتریان توسط فناوری رایانش ابری سبب می‌شود این فناوری در هرجایی که نیاز به سخت‌افزار قوی برای پردازش یا نگهداری حجم بالایی از اطلاعات وجود دارد یا هر جایی که نیاز به دسترسی همه وقت و همه جا به خدمات باشد، مورد استفاده قرار گیرد.

• • ذخیره‌سازی و پشتیبان‌گیری از داده‌ها

یکی از عمومی‌ترین کاربردهای رایانش ابری استفاده از آن دانش یا تخصص خاصی را نیز نمی‌طلبد، خدمات ذخیره‌سازی اطلاعات روی سرورهای رایانش ابری است. در واقع شرکت‌های ارائه‌دهنده این نوع خدمت با فراهم کردن حافظه‌های کامپیوتری عظیم، این امکان را فراهم می‌کنند که سازمان‌ها، شرکت‌ها و افراد حقیقی اطلاعات خود را روی سرور بارگذاری کنند و در هر زمان یا مکانی به وسیله یک دستگاه متصل به اینترنت به آنها دسترسی داشته باشند.

علاوه‌براین، شرکت‌های ارائه‌دهنده خدمات فضای ذخیره‌سازی ابری، با توزیع سرورهای خود در شهرهای مختلف و پشتیبان‌گیری مداوم از اطلاعات کاربران، عملاً خطر مفقود یا پاک شدن اطلاعات را به حداقل می‌رسانند.

شکل 23: مثالی از خدمات ذخیره‌سازی ابری شرکت همراه اول با نام تجاری «ابرهمراهی»[4]

• • میزبانی وب

توزیع سرورهای قدرتمند خدمات ابری در نقاط جغرافیایی مختلف سبب می‌شود بتوانند متناسب با شهر و محل ارسال درخواست از سمت کاربر، پاسخ را از سرورهای نزدیک‌تر ارسال کنند و اینطور سرعت را بالا ببرند. از اینرو بسیاری‌های سایت‌های اینترنت به جای هزینه برای تهیه و نگهداری از کامپیوترهای سرور در محل خود، اقدام به اجاره فضای میزبانی وب از شرکت‌های خدمات ابری و بارگذاری اطلاعات و کدهای سایت خود روی سرورهای آن می‌کنند.

علاوه‌براین، در صورت ورود ترافیک خارج از پیش‌بینی به سایت، زیرساخت‌های ابری این انعطاف را دارند که به طور موقت فضای پردازشی مورد نیاز را در اختیار سایت قرار دهند و مانع از دسترس خارج شدن آن شوند.

شکل 24: شرکت «ابر آروان»[5] یکی از بزگترین شرکت‌های خدمات ابری ایران و خاورمیانه است.

• • پردازش‌های سنگین

در بسیاری موارد ممکن است توسعه‌دهندگان نرم‌افزارهای رایانه‌ای و موبایلی یا پژوهشگران و محققان دانشگاهی برای شبیه‌سازی طراحی خود نیازمند زیرساخت‌های کامپیوتری قدرتمند و در عین حال گران‌ قیمتی باشند که تهیه آنها برای مراحل تحقیقات صرفه اقتصادی نداشته باشد. شرکت‌های خدمات ابری با تهیه این زیرساخت‌ها، امکان استفاده آنلاین و اشتراکی از آنها را برای متقاضیان فراهم می‌کنند تا برای پردازش‌های سنگین مانند محاسبات علمی پیچیده یا تحلیل کلان‌داده یا پلتفرم‌های اینترنت اشیاء مورد استفاده قرار گیرد.

شکل 25: یکی از خدمات «اَبَررایانه سیمرغ» دانشگاه صنعتی امیرکبیر پردازش ابری محاسبات پیچیده علمی است.[6]

• • همکاری مجازی

زیرساخت‌های رایانش ابری این امکان را فراهم می‌کند که دیگر برای انجام پروژه‌های تیمی نیازی به جمع شدن اعضا در یک مکان نباشد و کاربران مختلف از نقاط مختلف دنیا به صورت همزمان در انجام یک پروژه مشکارکت کنند؛ برای مثال کارگردان و تدوینگر یک فیلم سینمایی می‌توانند از دو کشور مختلف به صورت آنلاین فرایند تدوین فیلم را زیر نظر داشته باشند، یا دانشجویان به صورت موازی فایل مقاله خود را تکمیل و با نظارت همزمان استاد جلو ببرند.

شکل 26: جلسه مجازی و ویرایش همزمان فایل توسط چند نفر بر بستر سرویس ابری «Google Docs»

• • هوش مصنوعی

ایجاد هوش مصنوعی از طریق فرایند یادگیری ماشین، نیازمند پردازش حجم بالایی از داده‌ها برای آموزش برنامه است. زیرساخت‌های ابری ابتدا می‌توانند بستر ذخیره‌سازی چنین حجم عظیمی از داده را فراهم کنند، در گام بعد می‌تواند ابزار پردازشی لازم برای بررسی چنین حجمی از اطلاعات را در اختیار توسعه‌دهندگان قرار دهند.

علاوه‌براین، فعالیت هوش مصنوعی نیز عملی سنگین و نیازمند پردازش‌های پیچیده است. برای مثال هوش‌های مصنوعی مدل زبانی باید واژه به واژه جملات را با سرعت بالایی از میان انبوه داده‌هایی که پیش‌تر در مرحله آموزش مرور کرده‌اند انتخاب کنند. یا هوش‌های مصنوعی تصویرسازی نیز باید همه تصاویری را که در داده‌های یادگیری خود دیده‌اند مرور کرده و از ترکیب آنها، تصویر مورد درخواست کاربر را تولید کنند. همه این موارد در شرایطی رخ می‌دهد که در هر لحظه سیلی از درخواست‌ها از سمت کاربران در سراسر دنیا به سرورهای هوش مصنوعی ارسال می‌شود. به همین منظور توسعه هوش مصنوعی تا حد زیادی مبتنی بر زیرساخت قدرتمند، منعطف و توزیع‌شده رایانش ابری صورت می‌گیرد.

• • خدمات دولت الکترونیک

رایانش ابری به دولت‌ها امکان ارائه غیرحضوری و شبانه‌روزی خدمات عمومی را می‌دهد. اما علاوه‌براین انتقال و مهاجرت دادن پایگاه‌های داده وزارتخانه‌ها و سازمان‌ها دولتی به فضای ابری، امکان تبادل سریع‌تر اطلاعات و استعلام‌ها میان نهادهای مختلف را فراهم می‌کند. برای مثال بانک می‌تواند به سرعت از طریق زیرساخت ابری سازمان ثبت احوال، اقدام به احراز هویت مراجعین نماید. یا تقاطع‌دهی پایگاه داده وزارت راه‌وشهرسازی از زمین‌ها و منازل مسکونی ثبت شده به نام افراد با پایگاه داده وزارت اقتصاد از میزان گردش حساب آنها می‌تواند کمک‌کننده اداره مالیات در تعیین عادلانه‌تر مالیات مؤدیان باشد.

شکل 27: «مرکز ملی تبادل اطلاعات» (NIX) نهاد مسئول برقراری اشتراک‌گذاری اطلاعات، استعلام‌ها و خدمات میان نهادهای دولتی و خصوصی است.

• چالش‌های رایانش ابری

در کنار کاربردهای گسترده رایانش ابری، این فناوری با چالش‌های مهمی نیز روبه‌رو است که استفاده از آن را مستلزم اتخاذ تدابیر و تصمیمات لازم می‌کند:

• • امنیت: حضور سایت‌ها و سرویس‌های مختلف اینترنتی روی زیرساخت ابری، آنرا به هدفی جذاب و بالقوه برای هکرها تبدیل می‌کند تا از طریق نفوذ به سرور، اطلاعات و داده‌های روی آنرا سرقت کنند و یا فعالیت تمام سایت‌های روی ابر را مختل کنند. از اینرو تأمین امنیت سرورهای ابری و حفاظت دائمی از آنها دربرابر حملات گوناگون سایبری از چالش‌های جدی این فناوری است.
  • نظارت: تجمیع انبوهی از اطلاعات سایت‌ها و داده‌های کاربران روی زیرساخت ابری، کلان‌داده‌ای را تشکیل می‌دهد که دستیابی به آن و تحلیل داده‌هایش می‌تواند برای دولت‌ها، صاحبان شبکه‌های اجتماعی، شرکت‌های بازاریابی و … ارزشمند و وسوسه‌انگیز باشد. حتی ممکن است برخی زیرساخت‌های ابری مدل درآمدی خود را برمبنای فروش این کلان‌داده‌ها چیده باشند. این موضوع در صورت عدم رعایت ضوابط قانونی و نظارت خارج از ضابطه می‌تواند منجر به نقض حریم خصوصی کاربران شود.

• • وابستگی: قرار گرفتن خدمات اینترنتی روی زیرساخت‌های ابری، به همان نسبت که دسترسی‌پذیری آنها را برای کاربران آسان می‌کند، ممکن است در صورت به وجود آمدن هر گونه اختلالی در زیرساخت (مثلاً نقص فنی، قطع برق، تحریم و …) منجر به از دسترس خارج شدن تمام سرویس‌های روی آن گردد. از اینرو استفاده از رایانش ابری برای خدمات حیاتی و عمومی باید با احتیاط و پیش‌بینی تدابیر جایگزینی لازم صورت گیرد.

[1] Cloud Computing

[2] Software as a Product (SaaP)

[3] Software as a Service (SaaS)

[4] https://abrehamrahi.ir/

[5]

[6] https://simorgh.cloud