رایانش ابری، پدیده ای نوین

دنیای اینترنت در حال حرکت به سمت آنلاین شدن، ذخیره شدن و پردازش اطلاعات است. امروزه برای ویرایش یک فایل متنی یا ادغام دو تصویر ساده نیازی به نصب برنامه های حجیم و گران قیمت مثل Word یا فتوشاپ ندارید؛ بلکه به راحتی با استفاده از یک سرویس مبتنی بر اینترنت می توانید همان کاری را که می خواستید انجام دهید، بدون نیاز به خرید و نصب برنامه به انجام برسانید. این تنها بخشی از Cloud Computing است که این روزها شرکت های مهم جهان با شتاب زیادی به سمت آن حرکت می کنند.

Cloud Computing که در فارسی، به «محاسبات ابری»، «رایانش ابری» و «کامپیوتر ابری» برگردانده شده، به معنی به کارگیری قابلیت های کامپیوتری بر مبنای اینترنت است. در واقع قابلیت های کامپیوتری به صورت یک سرویس اینترنتی به کاربر عرضه می شود. در اینجا شما مالکیتی روی سرویس ارائه شده ندارید و تنها از آن استفاده می کنید. و این یعنی ذخیره و پردازش آنلاین اطلاعات که تا پیش از این این کار را روی کامپیوتر شخصی خود انجام می دادید (در این باره در ادامه بیشتر توضیح می دهیم).

شاید ساده ترین و قابل فهم ترین تعریف برای رایانش ابری، «برنامه کامپیوتری اینترنتی» باشد. دراین مطلب ضمن آشنایی بیشتر با مفهوم رایانش ابری، تاریخچه آن را مرور می کنیم و با لایه های مختلف آن آشنا شده و درمی یابیم که «برنامه کامپیوتری اینترنتی» تنها لایه ای از کل مفهوم رایانش ابری است.

فرض کنید شما می خواهید تعدادی از عکس های خود را در کنار هم قرار داده و از آن ها یک عکس واحد بسازید. همچنین بقیه عکس ها را هم طوری مرتب کنید که یک آلبوم عکس درباره یک موضوع مثلا سفر اخیرتان را تشکیل دهند. به جای آن که همه آن ها را روی یک فولدر در کامپیوترتان بریزید، می توانید آن ها را روی یک فضای اینترنتی قرار داده و با استفاده از سرویس اینترنتی، عکس های موردنظرتان را به طور آنلاین با هم ادغام کنید. در اینجا نه فضایی از هارددیسک شما اشغال شده و نه نیازی به نصب برنامه های ویرایش عکس مانند برنامه گران قیمت فتوشاپ داشته اید.

یا مثلا یک فایل صوتی دارید؛ اما فایل صوتی نیاز به ویرایش دارد و نرم افزار ویرایش صدا نیز در دسترس شما نیست یا این که کار با آن وقت زیادی از شما می گیرد؛ در چنین شرایطی با استفاده از یک سرویس مبتنی بر اینترنت می توانید به راحتی فایل صوتی تان را بارگذاری کرده و تغییرات موردنظر را اعمال کرده و نتیجه را دریافت کنید. یا فرض کنید قصد دارید یک فایل ویدیویی برای یکی از دوستانتان بفرستید اما برنامه ویرایش فایل ویدیویی ندارید، در این صورت می توانید با یک سرویس مبتنی بر اینترنت که برای ویرایش ویدیو ساخته شده این کار را انجام دهید. شما می توانید همین راه حل ها را برای کار با انبوهی از برنامه ها، مانند برنامه های مایکروسافت آفیس از جمله ورد، اکسل، پاورپوینت، و برنامه های شرکت ادوبی و... تعمیم دهید. این ها همه امکاناتی است که رایانش ابری برای شما فراهم می کند و تمام این ها بخشی از کارایی این مفهوم جدید است.

این شبکه ها و سرورهای مبتنی بر اینترنت به طور کلی با نام Cloud یا ابر شناخته می شوند. برای آشنایی با مفهوم «ابر»، بد نیست به این سخن از وینتون سرف (از سازندگان پروتکل اینترنت در سال ۱۹۷۴) توجه کنیم که درباره آینده اینترنت می گوید: «در آینده دستگاه هایی مانند تلفن همراه هرچه بیشتر با اینترنت ارتباط پیدا می کنند؛ همان طور که امروزه استفاده از امکاناتی مانند پیداکردن جهت، استفاده از سرویس های آنلاین مانند توییتر با تلفن همراه عادی هستند، در آینده امکانات بسیار بیشتری قابل دسترس خواهد بود.

اینترنت شبکه ای منعطف و بدون مرکز است.» و در مورد مفهوم «ابر» چنین می گوید: «در رایانش ابری (Cloud Computing) برنامه های کاربردی و داده ها در «ابر» یعنی در شبکه می مانند. از این طریق می توان داده ها را همواره به روز نگه داشت، از آنها در مواقع لزوم کپی تهیه کرد و از برنامه های کاربردی به سادگی و به صورت همزمان استفاده برد.» به بیانی دیگر می توان گفت کلمه «ابر» در اینجا استعاره ای است از اینترنت، که بر مبنای نقش اینترنت در دیاگرام شبکه های کامپیوتری است. در وبلاگ «کسب و کار نرم افزار» تعریف رایانش ابری را چنین می خوانیم: «رایانش ابری مدلی است برای داشتن دسترسی آسان و بنا به سفارشِ شبکه به مجموعه ای از منابع رایانشی پیکربندی پذیر (مثل: شبکه ها، سرورها، فضای ذخیره سازی، برنامه های کاربردی و سرویس ها) که بتوانند با کمترین کار و زحمت یا نیاز به دخالت فراهم کننده سرویس به سرعت فراهم شده یا آزاد (رها) شوند. این مدل ابری از در دسترس بودن پشتیبانی می کند.»

در مطلبی از وبلاگ «آپدیت بلاگ»، نویسنده پس از برشمردن مشکلات نرم افزارهای سنتی، به دنیای رایانش ابری اشاره می کند: «در اینجا منظور از ابر همان «سرورهای مرکزی» هستند. بدین معنا که تصور کنید شرکت ادوبی صاحب نرم افزار فتوشاپ، روی سرورهای خود این نرم افزار را نصب کند و شما از طریق مرورگر اینترنتی خود مثل فایرفاکس بتوانید عکس خود را آپلود کنید و سپس در همان مرورگر ویرایش کنید. همان طور که می بینید دیگر نیازی نیست که حتما سیستم عامل خاصی داشته، یا نرم افزار را نصب کرده و یا نگران آپدیت های نرم افزار نصب شده باشیم. همه این کارها توسط سرورهای ادوبی و متخصصان آنها انجام می شود و کاربر دیگر فارغ از تمام مشکلات پشت پرده فقط به هدف خود که ویرایش عکس است فکر می کند. گوگل از مدت ها پیش با ارائه خدمات Google Docs خود گام مهمی را در قرار دادن سرویس ها در ابر برداشت. شما می توانید فایل های متنی و یا اکسل را آپلود و یا حتی آنلاین ایجاد و ویرایش کنید. می توانید دیگران را دعوت کنید تا این فایل ها را ببینند و همزمان باهم ویرایش آن را انجام دهید. دیگر باکی ندارید که کامپیوتر شما خراب شود چرا که مطمئن هستید فایل ها بر روی سرورهای گوگل وجود دارند.»

اگر به عقب برگردیم، می توان سرویس هایی مانند شبکه های خصوصی مجازی برای تبادل اطلاعات در سال ۱۹۹۰ به بعد را در راستای مفهوم جدید رایانش ابری در نظر گرفت. اما با ورود به قرن بیست و یکم مفهوم رایانش ابری بیش از پیش مطرح شد و موردتوجه قرار گرفت. در سال ۱۹۹۹، مارک بنیوف، پارکر هریس و همکارانشان با راه اندازی Salesforce.com بسیاری از فناوری های یاهو و گوگل را برای برنامه های تجاری به کار گرفتند و آنچه را که مشتریان برای تجارت نیاز داشتند، به طور کاملا دلخواه آنان پیاده کردند. در سال ۲۰۰۰ مایکروسافت مفهوم سرویس های مبتنی بر اینترنت را با افزایش آنان گسترش داد و آی بی ام در سال ۲۰۰۱ این مفاهیم را به صورت جزئی تر مطرح کرد.

در این میان آمازون نقش مهمی در گسترش رایانش ابری ایفا کرد و با مدرن کردن مراکز اطلاعاتی خود گام بلندی برداشت و در سال ۲۰۰۵ سرویس های تحت وب خود را قابل دسترسی کرد. در سال ۲۰۰۷، آی بی ام و گوگل و تعدادی از دانشگاه ها پروژه های تحقیقاتی در زمینه رایانش ابری انجام دادند. در اواسط سال ۲۰۰۸ سایت موسسه تحقیقاتی گارتنر رایانش ابری را فرصتی برای ارتباط میان کاربران IT و میان فروشندگان سرویس های IT توصیف کرد، آن را باعث تحول شرکت ها از نرم افزارها و سخت افزارهای اختصاصی به سوی سرویس های مبتنی بر استفاده کاربران دانست و همچنین پیشرفت و رشد فراوان در برخی زمینه های IT و کاهش فعالیت در برخی دیگر از زمینه های IT را پیش بینی کرد.

براساس بررسی های همین موسسه، در حال حاضر ارزش خدمات مبتنی بر رایانش ابری از ۵۶.۳ میلیارد دلار فراتر نخواهد رفت، در حالی که این مقدار تا سال ۲۰۱۳ با حدود سه برابر افزایش به ۱۵۰ میلیارد دلار خواهد رسید. در حال حاضر سرویس های تبلیغاتی آنلاین مانند سرویس های گوگل، یاهو، مایکروسافت و دیگر شرکت ها ۶۰درصد بازار تجاری رایانش ابری را تشکیل می دهند که تا سال ۲۰۱۳ بزرگترین بخش این بازار را تشکیل خواهند داد. از طرف دیگر، در حال حاضر بیش از ۷۰ درصد کاربران اینترنت در امریکا به نوعی از رایانش ابری استفاده می کنند.

از دیدگاهی مثبت، رایانش ابری مرزها را در خواهد نوردید و به تعبیر اکونومیست، نهایت فرایند جهانی شدن و مفهوم دهکده جهانی خواهد بود. اما از دیدگاهی منفی، همین مساله باعث بروز نگرانی هایی از نظر در دسترس قرارگرفتن سرویس ها شده است. از طرفی دیگر، ریچارد استالمن رئیس و بنیانگذار بنیاد نرم افزارهای رایگان نگاه مثبتی به رایانش ابری ندارد و به مردم هشدار داده که: «رایانش ابری مردم را مجبور خواهد کرد که هر روز سیستم های انحصاری تری بخرند و روز به روز پول بیشتری پرداخت کنند.» در حالی که هزینه ها در رایانش ابری به طور قابل توجهی کاهش می یابد، باید به این نکته هم توجه داشت که این کاهش هزینه ها در قبال دسترسی و کنترل کمتر روی اطلاعات و همچنین خطرهای امنیتی بیشتر است که در نهایت ممکن است به تائید حرف ریچارد استالمن بیانجامد. از طرف دیگر استفاده از امکاناتی مانند ویرایش تصویر، صوت و ویدیو نیازمند دسترسی به اینترنت پرسرعت و همچنین بهینه سازی مرورگرهای اینترنت است که از جمله موانع گسترش رایانش ابری به شمار می روند.

اما آنچه که به عنوان یک دیدگاه منفی عنوان شد، شاید قطره ای در برابر دریای پیشرفت ها و مزایای رایانش ابری باشد که با شتاب فراوانی رو به جلو حرکت می کند.

رایانش ابری در ۳ شکل ارائه می شود: سرویس نرم افزار ابری، سرویس بستر ابری و سرویس زیرساخت ابری که به ترتیب با نام های SaaS ، PaaS و IaaS شناخته می شوند. همچنین رایانش ابری به ۴شکل خصوصی، گروهی، عمومی و آمیخته آماده می شود که به نوع نیاز کاربر بستگی دارد.

بنا بر تعریفی که از رایانش ابری ارائه دادیم، لایه های مختلف رایانش ابری را می توان به پنج دسته کلی تقسیم کرد. اول، لایه کاربری که معمولا شامل یک سخت افزار یا نرم افزار کامپیوتری است که برای اجرای برنامه ها روی رایانش ابری تکیه دارد؛ به طوری که بدون آن، غیرقابل استفاده می شود. تلفن های همراه آی فون، آندروید و ویندوز موبایل، کاربران سبک مثل CherryPal، Zonbu و سیستم های مبتنی بر gOS، کاربران بزرگ و مرورگرهای وب مثل فایرفاکس، گوگل کروم و وب کیت از جمله مثال های لایه کاربری هستند.

دوم، لایه برنامه است. در این لایه از رایانش ابری در معماری نرم افزار استفاده می شود و معمولا نیاز به نصب و راه اندازی برنامه در کامپیوتر شخصی کاربر دارد و برای بخش هایی مانند پشتیبانی از رایانش ابری کمک گرفته می شود. نرم افزارهای P۲P مانند اسکایپ، برنامه های وب مانند فیس بوک، توییتر و یوتیوب، سرویس های امنیتی مانند MessageLabs، سرویس های نرم افزاری مانند GoogleLabs و SalesForce، سرویس های اضافه بر نرم افزارها مانند سرویس های آنلاین مایکروسافت و سرویس های ذخیره سازی از جمله مثال های لایه برنامه است.

سوم، لایه پلت فرم است که کاربران عادی اینترنت کم و بیش با آن آشنایی دارند. از سرویس های شناسایی، پرداخت و جستجوی اینترنتی گرفته تا زبان های برنامه نویسی جاوا و PHP و روش های ذخیره سازی مثل بانک های اطلاعاتی، در زمان استفاده در رایانش ابری در این لایه قرار می گیرند. توجه کنید که مثال هایی که در اینجا زدیم مثل زبان های سمت سرور در زمان استفاده در سرویس های رایانش ابری در این لایه قرار می گیرند و به غیر از آن یک زبان برنامه نویسی سمت سرور هستند.

لایه چهارم، لایه زیرساختی است که به معنی فراهم آوردن زیرساخت های کامپیوتری در قالب یک سرویس است. ماشین های فیزیکی و مجازی محاسباتی و مجازی سازی سطح سیستم عامل ها از جمله مثال های این لایه هستند که آمازون در پیشرفت این لایه سهم به سزایی داشته است.

لایه پنجم، لایه سرور است که به سخت افزارها یا نرم افزارهایی اطلاق می شود که به طور ویژه به ارائه خدمات رایانش ابری اختصاص دارند.

این پنج لایه معماری کلی رایانش ابری را تشکیل می دهند. در این میان شاید کاربران بیشتر حضور و پیشرفت لایه اول و دوم را احساس کنند؛ در حالی که بقیه لایه ها نیز برای سرویس دهندگان و توسعه دهندگان اهمیت فراوانی دارند.

برنامه های ابری روز به روز پیشرفت می کنند و افزایش می یابند. برای دسترسی به فهرستی از این برنامه ها به دایره المعارف آنلاین ویکیپدیا، مدخلCloud applications مراجعه کنید. به عنوان یک نمونه، شما در سایت http:\aviary.com/tools/myna به راحتی می توانید فایل های صوتی تان را آنلاین ویرایش کنید.

همان طور که گفته شد، کاربران مالکیت سرویس بر مبنای اینترنت را نخواهند داشت و فقط از آن استفاده می کنند، و ممکن است تنها برای استفاده از منابع سرویس، مبالغی را پرداخت کنند.

با این حساب نداشتن یک برنامه خاص روی کامپیوتر شخصی تان بی معنی می شود، چون می توانید به نسخه آنلاین (Live) آن دسترسی داشته باشید. این موضوع به قدری جذابیت دارد که شرکت های بزرگی مانند گوگل، آمازون، یاهو، آی بی ام، اینتل، اچ پی با سرعت به سمت آن حرکت می کنند.

در این میان مایکروسافت با این که دیرتر وارد این بازار شده ولی ایده های نوینی ارائه داده است. شاید این سوال برای شما نیز پیش آمده باشد که با پیشرفت فناوری رایانش ابری، سیستم های عامل مانند ویندوز نیز ممکن است نیاز به تحول داشته باشند، پس نحوه تعامل مایکروسافت با این پدیده چطور خواهد بود؟ حقیقت آن است که مایکروسافت این نیاز را احساس کرد که برای رقابت در این بازار جدید، نیاز به سیستم عاملی دارد که تعامل بسیار بیشتری با اینترنت داشته باشد. بنابراین، مایکروسافت یک Cloud Platform (که در همین مقاله درباره آن توضیح دادیم) به نام Windows Azure Platform معرفی کرده که بین نرم افزارهای نصب شده روی کامپیوتر و سرویس های تحت وب ارتباط ایجاد خواهد کرد و تمرکز ذکرشده در مفهوم رایانش ابری نیز در آن لحاظ خواهد شد.

این پلت فرم که در نشانی اینترنتی www.microsoft.com/azure قابل دسترسی است، در حال حاضر پنج سرویس را ارائه می کند: سرویس های گسترش لایو، سرویس های بانک اطلاعاتی، سرویس های .NET، سرویس های SharePoint و سرویس های Dynamics CRM که توضیح و بررسی هرکدام از این سرویس ها، مفصل است و بحث دیگری می طلبد؛ اما به طور خلاصه می توان گفت که این سرویس ها ابزارهایی برای برنامه نویسان و توسعه دهندگان هستند که بتوانند برنامه ها و سرویس هایی مبتنی بر اینترنت یا همان ابر (Cloud) بسازند. به غیر از این، Azure یک API مبتنی بر REST، HTTP و XML نیز ارائه می کند که به توسعه دهندگان امکان تعامل با پلت فرم را می دهد. Azure در واقع زیرساختی برای تمام فعالیت ها و پروژه های آنلاین مایکروسافت است که مفهوم شگفت انگیز «سیستم عامل آنلاین» را به ذهن نزدیک می سازد.

به هر حال در آینده سرعت حرکت به سوی رایانش ابری بیش از پیش خواهد شد و تمامی شرکت ها و فناوری های کامپیوتری نیز مجبور به حضور در این بازار هستند. دور نیست روزی که تمامی کارهایمان را به صورت آنلاین انجام بدهیم، و دغدغه ای از نظر نصب برنامه، خرید اعتبار استفاده از برنامه، فضای هارددیسک و... نداشته باشیم.