رایانش ابری فناوری ارائه منابع پردازشی، فضای ذخیره‌سازی، شبکه و نرم‌افزار از طریق اینترنت یا شبکه است. در این مدل، کاربران به‌جای خرید و نگهداری تجهیزات فیزیکی، منابع مورد نیازشان را از یک ارائه‌دهنده خدمات ابری دریافت می‌کنند. برای مثال، یک فروشگاه اینترنتی با افزایش سفارش‌ها می‌تواند ظرفیت پردازشی خود را افزایش دهد، بدون اینکه سرور فیزیکی جدیدی بخرد.

اما رایانش ابری چگونه کار می‌کند و چه تفاوتی با زیرساخت سنتی دارد؟ در این مقاله از مجله پارس هاست، ضمن پاسخ به سوال رایانش ابری چیست، انواع مدل‌های ابری، کاربردها، مزایا و محدودیت‌های آن را بررسی می‌کنیم. همراه ما باشید تا با این فناوری و نقش آن در زیرساخت کسب‌وکارها بیشتر آشنا شوید.

رایانش ابری چیست؟

رایانش ابری (به‌انگلیسی Cloud Computing) مدلی برای دسترسی به منابع محاسباتی از طریق شبکه است. این منابع شامل پردازنده، حافظه RAM، فضای ذخیره‌سازی، پایگاه داده و سرویس‌های نرم‌افزاری می‌شوند.

در زیرساخت قدیمی، شرکت‌ها سرورهای فیزیکی را خریداری و در محل سازمان یا مرکز داده نگهداری می‌کنند؛ اما در رایانش ابری، ارائه‌دهنده مسئول مدیریت زیرساخت فیزیکی است و مشتری متناسب با نوع سرویس، منابع مورد نیازش را دریافت می‌کند.

مثال: برای درک بهتر مفهوم رایانش ابری، یک فروشگاه اینترنتی را تصور کنید که در روزهای معمولی بازدید متوسطی دارد، اما هنگام جشنواره فروش با افزایش ناگهانی ترافیک روبه‌رو می‌شود. در زیرساخت قدیمی، فروشگاه باید از قبل ظرفیت کافی برای روزهای شلوغ تهیه کند.

در مقابل، زیرساخت ابری با قابلیت مقیاس‌پذیری، افزایش ظرفیت را سریع‌تر می‌کند. البته افزایش خودکار منابع به معماری برنامه و امکانات سرویس‌دهنده نیاز دارد.

رایانش ابری چگونه کار می‌کند؟

رایانش ابری بر پایه مجموعه‌ای از سرورهای فیزیکی، تجهیزات شبکه، سیستم‌های ذخیره‌سازی و نرم‌افزارهای مدیریتی فعالیت می‌کند. ارائه‌دهنده ابری این تجهیزات را در مراکز داده نگهداری می‌کند و منابع آن‌ها را در اختیار مشتریان قرار می‌دهد.

مجازی‌سازی (Virtualization) از فناوری‌های رایج در زیرساخت ابری است. این فناوری یک سرور فیزیکی را به چند ماشین مجازی مستقل تقسیم می‌کند. هر ماشین مجازی سیستم عامل، حافظه و منابع پردازشی مشخصی دارد.

فرایند ارائه منابع معمولا چنین مسیری را طی می‌کند:

1. کاربر از طریق پنل مدیریت یا API، منابع مورد نیازش را درخواست می‌کند.
2. سامانه مدیریت ابری ظرفیت موجود را بررسی و منابع مناسب را تخصیص می‌دهد.
3. زیرساخت، ماشین مجازی یا سرویس مورد نظر را راه‌اندازی می‌کند.
4. کاربر از طریق شبکه به سرویس دسترسی پیدا می‌کند و مصرف منابع را بررسی می‌کند.
5. در صورت نیاز، کاربر ظرفیت سرویس را افزایش یا کاهش می‌دهد.

نکته: مجازی‌سازی با رایانش ابری یکسان نیست؛ مجازی‌سازی منابع سخت‌افزاری را تفکیک می‌کند، درحالی‌که رایانش ابری امکاناتی مانند مدیریت متمرکز، ارائه منابع بر اساس تقاضا و اندازه‌گیری مصرف را نیز در بر می‌گیرد.

ویژگی‌های اصلی رایانش ابری

موسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا (NIST) پنج ویژگی اصلی برای رایانش ابری تعریف می‌کند که تفاوت این مدل را با میزبانی سنتی روشن می‌کنند.

این ویژگی‌ها عبارت‌اند از:

• خدمات بر اساس تقاضا: کاربران بدون نیاز به درخواست دستی از اپراتور، منابع را در چارچوب امکانات سرویس مدیریت می‌کنند.
• دسترسی گسترده شبکه‌ای: کاربران از طریق شبکه و با دستگاه‌های مختلف به خدمات دسترسی دارند.
• تجمیع منابع: ارائه‌دهنده منابع فیزیکی را میان چند مشتری تقسیم می‌کند و برای هرکدام محیط منطقی مجزایی در نظر می‌گیرد.
• انعطاف‌پذیری سریع: ظرفیت منابع متناسب با تغییر تقاضا افزایش یا کاهش پیدا می‌کند.
• اندازه‌گیری مصرف: سامانه ابری میزان مصرف منابع را ثبت می‌کند و مبنایی برای مدیریت هزینه و ظرفیت ارائه می‌دهد.

در این مدل، مشتری دید روشن‌تری نسبت به منابع مصرفی دارد؛ بااین‌حال، شیوه محاسبه هزینه و سطح کنترل منابع در سرویس‌دهندگان مختلف یکسان نیست.

انواع رایانش ابری از نظر مدل استقرار کدام‌اند؟

مدل استقرار مشخص می‌کند زیرساخت ابری در چه محیطی قرار دارد، چه کسانی از آن استفاده می‌کنند و سازمان چه سطحی از کنترل را در اختیار دارد.

۱. ابر عمومی (Public Cloud)

در ابر عمومی، شرکت ارائه‌دهنده، زیرساخت را مدیریت می‌کند و منابع را به مشتریان مختلف اختصاص می‌دهد. این مشتریان معمولا زیرساخت فیزیکی مشترکی دارند، اما محیط‌های پردازشی آن‌ها به‌صورت منطقی از یکدیگر جداست.

ابر عمومی برای کسب‌وکارهایی مناسب است که به توسعه سریع، منابع منعطف و کاهش هزینه اولیه تجهیزات نیاز دارند.

۲. ابر خصوصی (Private Cloud)

ابر خصوصی زیرساختی است که یک سازمان به‌صورت اختصاصی از آن استفاده می‌کند. این زیرساخت ممکن است در مرکز داده همان سازمان یا نزد یک ارائه‌دهنده خارجی قرار داشته باشد.

کنترل بیشتر بر زیرساخت و امکان پیاده‌سازی سیاست‌های اختصاصی از ویژگی‌های این مدل است. البته سازمان باید هزینه و پیچیدگی مدیریت آن را نیز در نظر بگیرد.

۳. ابر ترکیبی (Hybrid Cloud)

ابر ترکیبی، زیرساخت خصوصی و عمومی را به یکدیگر متصل می‌کند تا داده‌ها یا برنامه‌ها طبق معماری مشخص میان این محیط‌ها تعامل داشته باشند.

مثال: یک سازمان می‌تواند سامانه داخلی خود را در ابر خصوصی نگه دارد و برای پردازش‌های پرمصرف از ابر عمومی استفاده کند.

استاندارد NIST علاوه بر این سه مدل، ابر اجتماعی (Community Cloud) را نیز معرفی می‌کند؛ مدلی که چند سازمان با الزامات مشترک از زیرساختی اختصاصی استفاده می‌کنند.

انواع خدمات رایانش ابری کدام‌اند؟

مدل خدمات تعیین می‌کند ارائه‌دهنده چه بخش‌هایی از زیرساخت و نرم‌افزار را مدیریت کند و چه مسئولیت‌هایی برعهده مشتری باشد.

سه مدل اصلی رایانش ابری شامل IaaS، PaaS و SaaS است.

۱. زیرساخت به‌عنوان سرویس (IaaS)

در مدل Infrastructure as a Service، مشتری منابع پایه مانند پردازنده، حافظه، فضای ذخیره‌سازی و شبکه را دریافت می‌کند. مشتری معمولا مسئول مدیریت سیستم عامل، نرم‌افزارها و تنظیمات امنیتی محیط خود است.

IaaS برای سازمان‌هایی مناسب است که به کنترل بیشتری بر سرورها نیاز دارند.

۲. پلتفرم به‌عنوان سرویس (PaaS)

در مدل Platform as a Service، ارائه‌دهنده علاوه‌بر زیرساخت، محیط مورد نیاز برای توسعه و اجرای برنامه‌ها را مدیریت می‌کند.

توسعه‌دهندگان تمرکز بیشتری بر کدنویسی و منطق برنامه دارند و بخش مهمی از مدیریت زیرساخت و محیط اجرا را به سرویس‌دهنده می‌سپارند.

۳. نرم‌افزار به‌عنوان سرویس (SaaS)

در مدل Software as a Service، کاربر از نرم‌افزار آماده استفاده می‌کند و ارائه‌دهنده مسئول مدیریت زیرساخت و بخش اصلی نگهداری برنامه است.

مثال: گوگل داکس و مایکروسافت ۳۶۵ نمونه‌هایی از خدمات SaaS محسوب می‌شوند.

در مدل‌های جدیدتر، خدماتی مانند «معماری بدون سرور» (Serverless) نیز رواج دارند که بخش بیشتری از مدیریت زیرساخت اجرایی را از وظایف توسعه‌دهنده حذف می‌کنند.

کاربردهای رایانش ابری چیست؟

کاربرد فناوری رایانش ابری فقط نگهداری فایل نیست؛ بسیاری از سرویس‌های اینترنتی برای اجرای برنامه‌ها و پردازش اطلاعات از زیرساخت ابری استفاده می‌کنند.

مهم‌ترین رایانش ابری عبارت‌اند از:

• میزبانی وب‌سایت: اجرای سایت‌ها و فروشگاه‌های اینترنتی روی زیرساخت پردازشی منعطف.
• ذخیره‌سازی و پشتیبان‌گیری: نگهداری اطلاعات و نسخه‌های پشتیبان در زیرساخت ذخیره‌سازی ابری.
• اجرای نرم‌افزار: میزبانی برنامه‌های سازمانی، حسابداری و مدیریت مشتریان.
• تحلیل داده: پردازش حجم زیادی از اطلاعات با استفاده از منابع پردازشی ابری.
• هوش مصنوعی: اجرای مدل‌های یادگیری ماشین و پردازش داده‌های آموزشی.
• محیط توسعه و آزمایش: ایجاد محیط‌های موقت برای توسعه‌دهندگان بدون خرید تجهیزات جدید.

در میزبانی وب، فناوری ابری اهمیت ویژه‌ای دارد. به‌عنوان نمونه، یک وب‌سایت پربازدید ممکن است به منابع بیشتری در زمان اوج ترافیک نیاز پیدا کند.

در چنین شرایطی، هاست ابری یا معماری مبتنی‌بر سرورهای ابری می‌تواند مدیریت ظرفیت را ساده‌تر کند؛ البته قابلیت افزایش منابع و تحمل خرابی در هر سرویس متفاوت است.

مزایا و معایب رایانش ابری (Cloud Computing) چیست؟

رایانش ابری هزینه اولیه تامین زیرساخت را کاهش می‌دهد و دسترسی سریع‌تری به منابع ایجاد می‌کند. بااین‌حال، استفاده از خدمات ابری محدودیت‌هایی هم دارد.

مزایای رایانش ابری شامل این موارد می‌شود:

• کاهش هزینه اولیه: سازمان برای شروع کار نیازی به خرید تمام تجهیزات فیزیکی ندارد.
• مقیاس‌پذیری: منابع متناسب با نیاز کسب‌وکار تغییر می‌کنند.
• راه‌اندازی سریع: ایجاد سرور یا سرویس جدید معمولا زمان کمتری نسبت به تهیه سخت‌افزار می‌برد.
• دسترسی شبکه‌ای: کاربران و تیم‌های کاری از مکان‌های مختلف به سرویس دسترسی دارند.
• تنوع خدمات: سازمان‌ها به ابزارهای پردازش، ذخیره‌سازی، تحلیل داده و توسعه نرم‌افزار دسترسی پیدا می‌کنند.

معایب رایانش ابری عبارت از موارد زیر است:

• وابستگی به شبکه: اختلال در ارتباط می‌تواند دسترسی به سرویس را مختل کند.
• هزینه‌های متغیر: افزایش مصرف منابع یا انتقال داده ممکن است هزینه ماهانه را بالا ببرد.
• وابستگی به ارائه‌دهنده: مهاجرت میان سرویس‌دهندگان گاهی به تغییر معماری و تنظیمات نیاز دارد.
• چالش‌های امنیتی: پیکربندی نامناسب دسترسی‌ها و منابع می‌تواند امنیت داده‌ها را تهدید کند.
• محدودیت کنترل: در بعضی مدل‌ها مشتری به تنظیمات زیرساخت اصلی دسترسی ندارد.

گفتنی است طبق گزارش سال ۲۰۲۶ شرکت Flexera که بر اساس نظرسنجی از ۷۵۳ متخصص و تصمیم‌گیرنده حوزه خدمات ابری تهیه شد، سازمان‌ها همچنان با چالش مدیریت هزینه‌های رایانش ابری روبه‌رو هستند.

وب‌سایت رسمی Flexera در این گزارش می‌نویسد:

“Estimated wasted cloud spend ticked up to 29%, reversing a five-year downward trend.” «برآورد هزینه‌های هدررفته خدمات ابری به ۲۹ درصد افزایش یافت و روند کاهشی پنج‌ساله این هزینه‌ها را متوقف کرد.»

تفاوت رایانش ابری و زیرساخت‌های رایج چیست؟

تفاوت رایانش ابری و پردازش رایج بیشتر در شیوه تامین، مدیریت و توسعه منابع دیده می‌شود.

در زیرساخت‌های رایج، سازمان تجهیزات مورد نیاز را خریداری می‌کند و مسئول نگهداری آن‌هاست. در مدل ابری، ارائه‌دهنده منابع را به‌صورت سرویس عرضه می‌کند.

در جدول زیر تفاوت رایانش ابری و زیرساخت‌های رایج را مشاهده می‌کنید:

البته زیرساخت‌های رایج برای سازمان‌هایی که تجهیزات موجود و بار کاری ثابت دارند، همچنان کاربرد دارد. هنگام مقایسه هزینه‌ها باید مصرف بلند مدت، نیروی انسانی، برق، شبکه و نگهداری را نیز محاسبه کرد.

تفاوت رایانش ابری و فضای ذخیره‌سازی ابری

رایانش ابری و فضای ذخیره‌سازی ابری دو مفهوم مرتبط اما متفاوت‌اند؛ رایانش ابری مجموعه‌ای از خدمات محاسباتی شامل پردازش، شبکه، ذخیره‌سازی و اجرای نرم‌افزار را دربرمی‌گیرد. در مقابل، فضای ذخیره‌سازی ابری (Cloud Storage) سرویسی برای نگهداری و بازیابی اطلاعات از طریق شبکه است.

مثال: وقتی فایل‌های شخصی را در گوگل درایو نگهداری می‌کنید، از یک خدمت ذخیره‌سازی ابری استفاده می‌کنید. اما اجرای یک برنامه روی ماشین مجازی ابری به منابع پردازشی و شبکه نیز نیاز دارد.

نمونه‌های واقعی استفاده از رایانش ابری

بسیاری از خدمات شناخته‌شده اینترنتی بر پایه رایانش ابری فعالیت می‌کنند.

برای نمونه، شرکت Amazon Web Services خدماتی مانند ماشین مجازی، ذخیره‌سازی و پایگاه داده مدیریت‌شده ارائه می‌دهد. Google Cloud زیرساخت اجرای برنامه، پردازش داده و خدمات هوش مصنوعی را در اختیار توسعه‌دهندگان و سازمان‌ها قرار می‌دهد. Microsoft Azure نیز خدمات پردازشی، شبکه، ذخیره‌سازی و ابزارهای سازمانی دارد.

در سطح کاربری، خدماتی مانند گوگل داکس نشان می‌دهند که رایانش ابری لزوما به دانش مدیریت سرور نیاز ندارد. کاربر فقط نرم‌افزار را اجرا می‌کند و ارائه‌دهنده زیرساخت آن را مدیریت می‌کند.

چه کسب‌وکارهایی به رایانش ابری نیاز دارند؟

کسب‌وکارهایی که با نوسان ترافیک، توسعه سریع نرم‌افزار یا نیاز به منابع پردازشی متغیر روبه‌رو هستند، معمولا بیشترین استفاده را از خدمات ابری دارند:

• فروشگاه‌های اینترنتی برای مدیریت ترافیک جشنواره‌ها
• استارتاپ‌ها برای راه‌اندازی سریع محصول و آزمایش ایده‌ها
• شرکت‌های نرم‌افزاری برای توسعه و اجرای برنامه‌ها
• سازمان‌های بزرگ برای زیرساخت ترکیبی و پردازش اطلاعات
• شرکت‌های تولید محتوا برای نگهداری و پردازش فایل‌های حجیم

اگر کسب‌وکار به مدیریت سیستم عامل، نصب نرم‌افزار اختصاصی و منابع پردازشی مستقل نیاز دارد، خرید سرور مجازی ابری یکی از راهکارهای قابل بررسی است.

پارس هاست نیز سرویس‌های سرور مجازی ابری لینوکس و ویندوز را برای میزبانی برنامه‌ها و مدیریت محیط سرور ارائه می‌دهد. هنگام انتخاب سرویس، میزان RAM، پردازنده، فضای ذخیره‌سازی و سیاست پشتیبان‌گیری را با نیاز برنامه خود مقایسه کنید.

رایانش ابری چه زمانی انتخاب مناسبی است؟

رایانش ابری زمانی ارزش بیشتری دارد که کسب‌وکار به توسعه سریع منابع، مدیریت منعطف ظرفیت یا کاهش هزینه اولیه زیرساخت نیاز داشته باشد.

بااین‌حال، انتخاب میان ابر عمومی، خصوصی و ترکیبی باید بر اساس حساسیت داده‌ها، بودجه، عملکرد مورد انتظار و توان فنی تیم انجام شود. به‌علاوه، پیش از انتقال برنامه‌ها، هزینه ترافیک خروجی، شرایط پشتیبان‌گیری و محدودیت‌های مهاجرت را بررسی کنید.

شناخت مدل‌های خدمات و استقرار، اولین قدم برای انتخاب زیرساختی است که پاسخگوی نیاز فعلی کسب‌وکار باشد و توسعه آینده آن را نیز پشتیبانی کند.

سوالات متداول درباره رایانش ابری

۱. رایانش ابری چیست و چه کاربردی دارد؟

رایانش ابری فناوری ارائه منابع پردازشی و نرم‌افزاری از طریق شبکه است. از آن برای میزبانی وب‌سایت، ذخیره اطلاعات، اجرای برنامه‌ها و پردازش داده استفاده می‌کنند.

۲. آیا استفاده از رایانش ابری به اینترنت نیاز دارد؟

بیشتر خدمات ابر عمومی به اینترنت نیاز دارند؛ اما بعضی محیط‌های خصوصی یا ترکیبی از طریق شبکه داخلی و ارتباطات اختصاصی نیز در دسترس‌اند.

۳. آیا رایانش ابری همان سرور مجازی است؟

خیر؛ سرور مجازی نوعی محیط پردازشی است که ممکن است بخشی از خدمات رایانش ابری باشد. رایانش ابری خدمات گسترده‌تری مانند ذخیره‌سازی، شبکه و نرم‌افزار را شامل می‌شود.

۴. آیا رایانش ابری امنیت بالایی دارد؟

زیرساخت ابری می‌تواند امنیت مناسبی داشته باشد، اما سطح امنیت به معماری سرویس، تنظیمات دسترسی، رمزنگاری و مدیریت صحیح منابع نیز وابسته است.

۵. آیا رایانش ابری همیشه ارزان‌تر از سرور فیزیکی است؟

خیر؛ برای بارهای کاری متغیر و پروژه‌های کوتاه‌مدت، مدل ابری اغلب هزینه اولیه کمتری دارد؛ اما برای بار کاری ثابت و بلندمدت باید مجموع هزینه مالکیت و مصرف را مقایسه کرد.