سازمان‌ها همیشه دنبال راه‌هایی هستند که بهره‌وری و کارایی بیشتری برای آنها فراهم کند. رایانش ابری یکی از این روش‌هاست که تحول بزرگی در نحوه مدیریت منابع محاسباتی ایجاد کرده است. اما پشت این فناوری پیشرفته، ساختاری دقیق و منسجم قرار دارد که به آن معماری ابری گفته می‌شود. در ادامه اجزای معماری رایانش ابری و انواع مختلف آن را معرفی می‌کنیم تا با این چارچوب قدرتمند بیشتر آشنا شویم.
معماری رایانش ابری چیست؟
معماری رایانش ابری (Cloud Architecture) مانند نقشه ساختمانی، چارچوب کلی یک سیستم محاسباتی ابری را مشخص میکند و نشان می‌دهد اجزای مختلف آن چگونه با هم ارتباط برقرار می‌کنند. این اجزا شامل سرورها، سیستم‌های ذخیره‌سازی و شبکه، نرم‌افزارهایی مثل سیستم‌عامل، میان‌افزارها و برنامه‌های کاربردی و همچنین منابع مجازی و رویه‌های مدیریت سیستم هستند.
به عبارت ساده‌تر، معماری رایانش ابری چارچوبی است که تعیین میکند چگونه این عناصر با هم تعامل داشته و به عنوان یک کل واحد عمل کنند.
هدف اصلی از طراحی معماری رایانش ابری ارائه خدمات محاسباتی با انعطاف‌پذیری بالا، قابلیت مقیاس‌پذیری و اطمینان‌پذیری است. سازمان‌ها به لطف معماری رایانش ابری به جای سرمایه‌گذاری کلان در زیرساخت‌های فیزیکی، تنها هزینه منابع مصرف شده را پرداخت می‌کنند. این امر منجر به کاهش هزینه‌ها، افزایش سرعت در ارائه خدمات و بهبود بهره‌وری می‌شود.
چهار بخش اصلی در معماری ابری شامل بک‌اند (Back-End)، فرانت‌اند (Front-End)، مدل ارائه و شبکه است که در ادامه متن به توضیح کامل آنها می‌پردازیم.
معمار ابری کیست؟
معمار ابری (Cloud Architect) یک متخصص فناوری اطلاعات است که مسئولیت طراحی، ایجاد، استقرار و مدیریت زیرساخت ابری سازمان را بر عهده دارد. این افراد در مهاجرت زیرساخت‌ها به ابر و اطمینان از سازگاری سیستم ابری با نیازهای تجاری نقش کلیدی دارند. وظایف معمار ابری شامل این موارد است:
- طراحی و برنامه‌ریزی معماری ابری
- ارزیابی و انتخاب ابزارها و فناوری‌ها
- تحلیل و برآورد هزینه‌ها
- استقرار و مدیریت زیرساخت ابری
- اتوماسیون و خودکارسازی
- طراحی و پیاده‌سازی راهکارهای امنیتی
- عیب یابی و رفع مشکلات
یک معمار ابری زبردست باید از این مهارت‌ها برخوردار باشد:
- دانش عمیق از سرویس‌های ابری مانند AWS، Azure و GCP
- تجربه در طراحی و پیاده سازی معماری ابری
- مهارت در زمینه شبکه، امنیت، و مجازی سازی
- توانایی حل مسئله و عیب یابی
- مهارت های ارتباطی و بین فردی قوی
- آشنایی با DevOps و اتوماسیون
بیشتر بخوانید: زیرساخت ابری چیست؟ راهنمای انتخاب زیرساخت ابری
اجزای معماری رایانش ابری چیست؟
معماری ابری شامل مجموعه‌ای از اجزا و لایه‌هاست که به طور همزمان با هم کار می‌کنند تا خدمات ابری به دست شما برسد. ستون فقرات این معماری از چهار بخش فرانت‌اند، بک‌اند، مدل ارائه سرویس ابری و شبکه (اینترنت یا اینترانت) تشکیل می‌شود.
فرانت‌اند (Front-End)
پلتفرم‌های فرانت‌اند در رایانش ابری شامل رابط کاربری، اپ‌های سمت کاربر، دستگاه و شبکه‌ای است که امکان دسترسی و تعامل با سیستم را به شما می‌دهد. برای مثال زمانی که یک فایل گوگل داک را ویرایش می‌کنید؛ هر سه مورد مرورگر، گوشی و داک از اجزای فرانت‌اند معماری ابری محسوب می‌شوند.
بک‌اند (Back-End)
این اجزا زیرساخت فیزیکی و مجازی تشکیل دهنده ابر بوده و شامل منابع محاسباتی، ذخیره‌سازی، سازوکارهای امنیتی، نرم‌افزار مجازی‌ساز، سیستم عامل و ابزارهای مدیریتی می‌شوند. از مهمترین اجزای بک‌اند باید به این موارد اشاره کرد:
اپلیکیشن: نرم‌افزار یا برنامه بک‌اند که مشتری از طریق فرانت‌اند به آن دسترسی می‌یابد تا درخواست‌ها و نیازها را برآورده کند.
سرویس: قلب معماری ابری است و تمام وظایف اجرا شده روی ابر را مدیریت میکند. این سرویس مشخص میکند که شما به کدام منابع دسترسی داشته باشید.
Runtime ابری: محیطی در فضای ابری است که برنامه‌ها و سرویس‌های شما در آن اجرا می‌شوند. آن را به عنوان سیستم‌عامل مجازی در نظر بگیرید که برای اجرای برنامه‌ها بهینه شده است.
ذخیره‌سازی: امکان ذخیره دائمی داده‌ها، برنامه‌ها و سایر اطلاعات را فراهم میکند. انواع مختلفی از ذخیره ابری وجود دارد؛ از جمله ذخیره سازی بلوکی، شی‌گرا و فایلی که هر کدام برای نیاز خاصی طراحی شده‌اند.
زیرساخت: پردازنده، پردازشگر گرافیکی و دیگر اجزای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری مورد نیاز برای اجرای روان سیستم‌ها.
پایگاه‌داده: سرویس مدیریت داده که امکان ذخیره، بازیابی و مدیریت اطلاعات را به صورت ساختاریافته فراهم میکند. انواع مختلفی از پایگاه داده ابری مانند پایگاه داده‌های رابطه‌ای (SQL) و پایگاه داده‌های NoSQL وجود دارد.
میان‌افزار: مجموعه‌ای از نرم‌افزارها که بین برنامه‌ها و سیستم عامل قرار گرفته و ارتباط و تعامل بین آنها را برقرار میکند. شامل سرور وب، سرور برنامه و صف‌های پیام (Message Queues) می‌شود.
مدیریت: ابزارها و خدماتی که برای مدیریت و نظارت بر محیط ابری استفاده می‌شود. این اجزا در مدیریت منابع، نظارت بر عملکرد، خودکارسازی فرآیندها و تضمین امنیت کاربرد دارند.
امنیت: مجموعه‌ای از سیاست‌ها، فرآیندها و فناوری‌ها است که برای محافظت از داده‌ها، برنامه‌ها و زیرساخت‌ها در برابر تهدیدات امنیتی استفاده می‌شود. این اجزا شامل فایروال‌ها، سیستم‌های تشخیص نفوذ و رمزگذاری داده‌ها می‌شود.
شبکه ابری
شبکه با متصل کردن اجزای مختلف بک‌اند و فرانت‌اند به یکدیگر، امکان ارتباط بین سرور، حافظه، پایگاه داده، کاربران و سایر منابع را فراهم میکند. به عبارت دیگر شبکه ابری مانند یک سیستم عصبی تمام اجزا را به هم پیوند داده و امکان تبادل داده‌ها و اطلاعات را فراهم می‌سازد.
زمانی که کاربر یک درخواست را از طریق فرانت‌اند ارسال میکند، شبکه از طریق میان‌افزار درخواست را به سمت بک‌اند می‌فرستد تا اجرا شود.
اجزای اصلی شبکه شامل سوییچ‌ها، روترها، فایروال‌ها، متعادل‌کننده بار وVPN است. انتخاب و پیکربندی صحیح این اجزا در بهره‌برداری کامل از مزایای ابری نقش حیاتی دارد.
مدل‌های رایانش ابری
مدل تحویل یا ارائه خدمات بخش مهم دیگری از معماری ابری است که به سه نوع IaaS، PaaS و SaaS تقسیم می‌شود. این مدل‌ها با هم تفاوت اساسی دارند و باید بر اساس نیازهای سازمان مدل مناسب را انتخاب کنید.
زیرساخت به عنوان سرویس (IaaS): پایه‌ترین مدل خدمات ابری است که به شما امکان اجاره منابع محاسباتی مانند سرور، فضای ذخیره‌سازی، شبکه و سیستم‌عامل را می‌دهد. شما روی سیستم‌عامل و برنامه‌های نصب‌شده کنترل دارید، اما مسئولیت مدیریت و نگهداری زیرساخت هم بر عهده شماست.
پلتفرم به عنوان سرویس (PaaS): این مدل ابزارها و خدمات لازم برای توسعه، استقرار و مدیریت برنامه‌ها را در قالب یک پلتفرم به شما ارائه می‌دهد.
نرم‌افزار به عنوان سرویس (SaaS): رایج‌ترین لایه خدمات ابری که امکان استفاده از برنامه‌های کاربردی را بر بستر اینترنت می‌دهد.از طریق دستگاه‌های مختلف می‌توانید به برنامه‌ها دسترسی داشته و آنها را اجرا کنید.
بیشتر بخوانید: IaaS چیست؟ هر چیزی که راجع به IaaS باید بدانید!
انواع معماری ابری
معماری رایانش ابری از نظر پیاده‌سازی به سه نوع مختلف تقسیم می‌شود که هر کدام مزایا و محدودیت‌های خود را دارند. سازمان‌ها باید بر اساس نیازها، اولویت‌ها و اهداف خود سراغ یکی از این مدل بروند.
ابر خصوصی (Private Cloud)
به‌طور اختصاصی برای یک سازمان یا کسب‌وکار خاص ایجاد می‌شود. این نوع ابر در محل (On-Premises) یا توسط یک ارائه‌دهنده خدمات ابری مدیریت می‌شود، اما در هر صورت منابع و خدمات آن به یک مشتری خاص اختصاص دارد. مزایای آن کنترل کامل روی داده‌ها و زیرساخت‌ها، منابع اختصاصی و امکان سفارشی‌سازی است اما هزینه بالایی دارد و مدیریت تخصصی هم می‌خواهد.
ابر عمومی (Public Cloud)
توسط ارائه‌دهندگان خدمات ابری به صورت عمومی ارائه شده و منابع آن بین چندین مشتری یا سازمان به اشتراک گذاشته می‌شود. شرکت‌هایی مانند ایران سرور، آمازون AWS، مایکروسافت اژور و گوگل کلاد از ارائه‌دهندگان ابر عمومی هستند. هزینه آن کمتر است و مقیاس پذیری بالایی دارد اما کنترل کمتری روی زیرساخت دارید. اشتراکی بودن منابع هم برخی نگرانی‌های امنیتی را ایجاد میکند.
ابر هیبریدی (Hybrid Cloud)
همانطور که از اسم آن مشخص است ترکیبی از معماری ابر خصوصی و عمومی است. در این مدل سازمان می‌تواند برخی داده‌های حساس و محرمانه را در ابر خصوصی و داده‌های دیگر را رو ابر عمومی ببرد که هزینه کمتری دارد. در این حالت سازمان همزمان از مزایای هر دو نوع معماری بهره می‌برد. مزایای آن انعطاف‌پذیری عالی، بهینه‌سازی هزینه‌ها و امنیت بالاست و از معایبش هم باید به پیچیدگی مدیریتی اشاره کرد.
چند ابری (Multicloud)
در سال‌های اخیر معماری «چند ابری» هم به این سه مورد اضافه شده و سازمان‌ها دنبال این هستند که از خدمات چند سرویس‌دهنده به صورت همزمان بهره ببرند. این مدل برای سازمان‌‌های متوسط و بزرگی مناسب است که بودجه مناسبی در اختیار داشته و نمی‌خواهند به یک سرویس دهنده محدود و وابسته شوند.
بیشتر بخوانید: SaaS چیست؟ همه چیز راجع به سرویس ابری SaaS
جدول مقایسه انواع معماری رایانش ابری
| نوع معماری | ابر عمومی | ابر خصوصی | ابر هیبریدی | چند ابری |
| مالکیت | ارائه دهنده خدمات ابری | سازمان | ترکیبی از عمومی و خصوصی | چند ارائه‌دهنده |
| دسترسی | عمومی | خصوصی | ترکیبی | عمومی |
| مقیاس‌پذیری | بسیار زیاد | متوسط تا زیاد | زیاد | بسیار زیاد |
| امنیت | متوسط تا زیاد (بسته به ارائه دهنده) | زیاد | متوسط تا زیاد | متوسط تا زیاد (بسته به ارائه دهندگان) |
| هزینه | پایین | بالا | متوسط | بالا |
| پیچیدگی | کم | کم | بالا | بالا |
| کاربردهای معمول | میزبانی وبسایت‌ها، توسعه نرم‌افزار، ذخیره‌سازی داده‌ها | داده‌های حساس، برنامه‌های حیاتی | ترکیب بهترین ویژگی‌های هر دو نوع، مهاجرت تدریجی به ابر | انعطاف‌پذیری بالا، انتخاب بهترین سرویس برای هر بار کاری |
مزایای معماری رایانش ابری
معماری ابری به کسب‌وکارها و توسعه‌دهندگان کمک میکند که بهره‌وری بالاتری داشته باشند و هزینه‌ها و پیچیدگی‌های زیرساخت‌های سنتی را کاهش دهند. برخی از مهمترین مزایای معماری ابری عبارتند از:
مقیاس‌پذیری: می‌توانید به راحتی و به سرعت منابع را متناسب با نیاز خود افزایش یا کاهش دهید. این مزیت برای کسب و کارهایی مفید است که با نوسانات فصلی یا اوج ترافیک در زمان‌های خاص مواجه هستند.
صرفه‌جویی در هزینه‌ها: مدل پرداخت به ازای مصرف به سازمان‌ها اجازه می‌دهد تا فقط برای منابعی که استفاده می‌کنند هزینه پرداخت کنند.
دسترسی بالا: اپ‌های میزبانی شده در معماری ابری از منابع سخت‌افزاری قدرتمند و قابل اعتماد بهره می‌برند که دسترسی مداوم به آنها را تضمین میکند.
چابکی و سرعت: استقرار برنامه‌های کاربردی در ابر آسان‌تر از روش سنتی است. این امر به سازمان‌ها اجازه می‌دهد تا سریع‌تر وارد بازار شده و به نیازهای مشتریان پاسخ دهند.
تحول سریع‌تر: معماری‌های ابری بومی مانند «کوبرنتیز» (Kubernetes) به شما کمک می‌کنند تا از مزایای کامل رایانش ابری بهره‌مند شده و کسب‌وکار خود را متحول کنید.
نوآوری: با دسترسی به ابزارها و خدمات پیشرفته ابری مانند هوش مصنوعی، یادگیری ماشین، تحلیل داده‌ها و اینترنت اشیاء (IoT)، می‌توانید به سرعت راهکارهای جدید را پیاده‌سازی کنید.
معایب معماری رایانش ابری
معماری رایانش ابری معایبی هم دارد که برخی کسب‌وکارها را در استفاده از آن با چالش مواجه میکند. در ادامه مهمترین معایب و چالش‌های معماری رایانش ابری را مرور می‌کنیم:
طراحی پیچیده: طراحی معماری ابری به گونه‌ای که هم کارآمد و هم مقیاس‌پذیر باشد، نیازمند دانش عمیق از ابزارها و تکنولوژی‌های مختلف ابری است که برای برخی از تیم‌ها چالش‌برانگیز خواهد بود.
وابستگی به سرویس‌دهنده: برخی از معماری‌های ابری به ابزارها و پلتفرم‌های خاصی وابسته هستند که می‌تواند شما را به سرویس‌دهنده وابسته کند.
مسائل امنیتی: ذخیره داده‌ها و برنامه‌های کاربردی مخصوصا در مدل ابر عمومی می‌تواند خطرات امنیتی و حریم خصوصی را به همراه داشته باشد. مطمئن شوید ارائه دهنده از سپرهای امنیتی قوی و به‌روز استفاده میکند.
وابستگی به اینترنت: استفاده از خدمات ابری به اتصال پایدار و پرسرعت به اینترنت وابسته است. در صورت قطع یا کاهش کیفیت اینترنت، دسترسی به سرویس‌ها و داده‌های حیاتی مختل می‌شود.
جمع‌بندی
معماری رایانش ابری مثل یک نقشه ساختمانی نحوه ارتباط اجزای رایانش ابری از جمله سرورها، شبکه‌ها و نرم‌افزارها را مشخص میکند. این چارچوب به سازمان‌ها اجازه می‌دهد از منابع ابری به صورت منعطف استفاده کرده و به اندازه مصرف خود هزینه بپردازند. در نتیجه منجر به کاهش هزینه‌ها، افزایش سرعت و بهبود بهره‌وری در ارائه خدمات می‌شود.
معماری رایانش ابری از چهار بخش فرانت‌اند (رابط کاربری)، بک‌اند (زیرساخت فیزیکی و مجازی) مدل ارائه و شبکه تشکیل شده که به طور هماهنگ با هم کار می‌کنند. علاوه بر این، انواع مختلفی از معماری ابری مانند ابر خصوصی، عمومی و هیبریدی وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند و سازمان‌ها باید بر اساس نیازهای خود نوع مناسب را انتخاب کنند. در نهایت، معماری ابری با مزایایی مانند مقیاس‌پذیری، صرفه‌جویی در هزینه‌ها و دسترسی بالا به سازمان‌ها کمک میکند تا به طور کارآمدتر و رقابتی‌تر در بازار عمل کنند.
اپراتور هوش مصنوعی اهورا به‌عنوان یک راه‌حل جامع و کامل، امکان دسترسی بی‌وقفه به منابع قدرتمند پردازش گرافیکی مورد نیاز برای کسب‌وکارها را فراهم می‌آورد. اهورا با ارائه خدماتی نظیر پردازش گرافیکی ابری، ذخیره‌سازی هوش مصنوعی و مشاوره تخصصی، به‌طور همه‌جانبه پاسخگوی نیازهای متنوع مشتریان در حوزه هوش مصنوعی است.
سوالات متداولی که شما می پرسید؟
1. معماری ابری چیست؟
ساختار کلی یک سیستم رایانش ابری است که نحوه تعامل اجزای مختلف آن را مشخص میکند.
2. هدف از طراحی معماری ابری چیست؟
هدف اصلی ارائه خدمات محاسباتی با انعطاف‌پذیری، مقیاس‌پذیری و اطمینان‌پذیری بالا است.
3. معمار ابری کیست؟
متخصصی است که مسئول طراحی، ایجاد و مدیریت زیرساخت‌های ابری سازمان است.
4. اجزای اصلی معماری ابری چیست؟
فرانت‌اند (رابط کاربری و دستگاه‌ها)، بک‌اند (منابع محاسباتی و ذخیره‌سازی)، مدل ارائه سرویس و شبکه ارتباطی.
5. مدل‌های رایانش ابری کدامند؟
زیرساخت به عنوان سرویس (IaaS)، پلتفرم به عنوان سرویس (PaaS) و نرم‌افزار به عنوان سرویس (SaaS).
6. ابر هیبریدی چیست؟
ترکیبی از ابر خصوصی و عمومی است. سازمان‌ها می‌توانند داده‌های حساس را در ابر خصوصی و موارد دیگر را در ابر عمومی مدیریت کنند.
7. مزایای معماری ابری چیست؟
مقیاس‌پذیری سریع، صرفه‌جویی در هزینه‌ها، دسترسی بالا، چابکی در توسعه و نوآوری سریع.
منابع:
