بخشی از مقاله
چکیده
رایانش ابری نوعی شبکه توزیعشده است که اشاره به برنامهها و خدماتی دارد که بهوسیله پروتکلهای اینترنت مشترک و استانداردهای شبکه از منابع در دسترس و مجازی بهره میبرد. بهرغم آنچه کاربران تصور میکنند کلیه منابع بهصورت بیحدوحصر در اختیار آنها میباشد، کاربران مالک اصلی زیرساختهای فیزیکی نیستند. ازآنجاییکه دسترسی به منابع در زمان تقاضای کاربر بهگونهای انعطافپذیر و مقیاسپذیر به کاربر تحویل داده میشود، جزئیات سامانههای فیزیکی از کاربر انتزاع میشود.
در این مقاله ویژگیهای سامانههای رایانشی توزیعشده مورد مقایسه قرار میگیرند و از یکجهت مدلهای استقرار یعنی چگونگی واقع شدن و هدف استقرار ابر و از جهتی دیگر بهترین مدلهای سرویس شناختهشده یعنی آنچه عرضه کننده بایستی مدیریت کند و آنچه بر عهده کاربر است تشریح میگردد و نهایتاً چالشهایی که این سامانههای رایانشی با آنها مواجه هستند موردمطالعه قرار میگیرند.
-1 مقدمه
اصطلاح رایانش ابری شامل جنبههای بسیاری است که طیف وسیعی از فرصتهای جدید را به کاربران نهایی ارائه میدهد بهطوریکه این فن-آوری به پیادهسازی سامانههایی میپردازد که واقعاً این فرصت واقعی را ایجاد میکنند. رایانش ابری بر اساس تعریف موسسه ملی فناوری و استانداردها» - NIST - 1 رایانش ابری مدلی است برای فراهم کردن دسترسی آسان از طریق شبکه بر اساس تقاضای کاربر به مجموعهای از منابع رایانشی قابلتغییر و پیکربندی - همانند: شبکهها، سرورها، فضای ذخیرهسازی، برنامههای کاربری و سرویسها - که این دسترسی بتواند با کمترین نیاز به مدیریت منابع و یا نیاز به دخالت مستقیم فراهم-کننده سرویس بهسرعت فراهمشده یا آزاد گردد.«
بهمنظور اجتناب از هزینه، کاربران رایانش ابری منابع موردنیاز خود را از عرضهکنندگان شخص ثالث اجاره میکنند، ازاینرو مالک زیرساخت فیزیکی ابر نیستند. عرضهکنندگان در قالب سرویس، منابع را ارائه میکنند و به ازای استفاده از سرویسها مبلغی را دریافت می-کنند.
عرضه کنندگان امکان مصرف سرویسهای رایانش ابری را بهصورت مدل رایانش همگانی فراهم میکنند. از سوی دیگر برخی از عرضهکنندگان سرویسهای خود را بر مبنای اشتراک سرویسها عرضه میکنند، بهگونهای که برای بهبود نرخ بهرهبرداری در میان چند مستأجر توان رایانشی - مصرف شدنی و ناملموس - به اشتراک گذاشته میشود تا سرعت تولید و توسعه برنامههای کاربردی افزایش و هزینهها کاهش یابند، بنابراین سرورها بدون استفاده نمیمانند اما این امر منجر به استفاده بیشتر از رایانهها میگردد زیرا کاربران رایانش ابری نیازی به محاسبه و تعیین بار حداکثر2 خود ندارند.
NIST سه نوع سرویس ابری ازجمله سرویس زیرساخت بهعنوان سرویس - IaaS - 3، پلتفرم بهعنوان سرویس - PaaS - 4 و نرمافزار بهعنوان سرویس - SaaS - 5 تعریف کرده است. در IaaS قدرت و فضای ذخیره- سازی هر تقاضا محاسبه میشود و PaaS زیرساختی از رایانش ابری برای ایجاد محیطی توسعهیافته است که بر اساس آن برنامههای کاربردی میتوانند ساخته شوند. PaaS مدلی را برای استفاده فراهم میآورد که میتواند برنامههای کاربردی پیچیده از قبیل مدیریت ارتباط با مشتری - CRM - 6 یا برنامهریزی منابع سازمانی - ERP - 7 سامانهها را ایجاد یا تقویت کند.
PaaS از بخشهای مفید رایانش ابری میباشد و اغلب تحت مدل معماری سرویس گرا مؤلفه شده و استقراریافته است. SaaS نرمافزار میزبان شدهای است که بهطور جهانی در دسترس میباشد بهطوریکه معمولاً بهوسیله اینترنت و از طریق مرورگر قابلاستفاده هستند. کاربر توسط این سرویس مستقیماً با نرمافزار میزبان شده تعامل دارد و ممکن است بهعنوان جایگزین مدلی از نرمافزار کوچک بستهبندیشده دیده شود
همانطور که رایانش ابری رشد میکند، چندین نوع سرویس خدماتی دیگر نیز در حال گسترش است که پوششی بر این معماریها هستند. توسعه دادهشدهترین انواع این سرویسها، هویت بهعنوان سرویس - IDaaS - 8 است که سرویس احراز هویت و مجوز خدمات را در شبکههای توزیعشده فراهم میکند. انواع خدمات دیگر مانند انطباق بهعنوان سرویس - CaaS - 9 به تأمین، نظارت، ارتباطات و غیره می-پردازد اما ابرها با محدودیتهای فیزیکی همراه میباشند بدین ترتیب که گرههای اضافه یا حتی ابررایانهها بهمنظور تأمین بار مالی بیش از منابع موردنظر خود مخالفت به عمل میآورند. ابرها نیز در بسیاری از مناطق جغرافیایی با چالشهای مهمی مواجه هستند که به محاسبات علمی متصل نشدهاند، ازجمله کارایی که بسیار موردتوجه میباشد
در بخش دوم مقایسهای از ویژگیهای سامانههای رایانشی توزیع-شده ارائه میشود و در بخش سوم و چهارم مدلهای زیرساخت و مدلهای سرویس تشریح میشوند ونهایتاً در آخرین بخش چالشهای پیش روی سامانههای رایانشی معرفی میشوند.
شبکه گرید: نوعی سیستم توزیعشده و موازی است که بهصورت پویا در زمان اجرا با توجه به قابلیت دسترسی، توانایی، عملکرد، هزینه و الزامات کیفیت خدمات کاربر از قابلیت اشتراکگذاری، انتخاب و جمعآوری منابع مستقل توزیعشده به لحاظ جغرافیایی برخوردار است
شبکه ابری: نوعی سیستم توزیعشده و موازی است که شامل مجموعهای از کامپیوترهای مجازی و به هم پیوستهای میباشد که به-صورت پویا بهعنوان یک یا چند منبع محاسباتی یکپارچه بر اساس توافقت نامههای سطح خدمات و با ایجاد مذاکره بین سرویسدهنده و کاربر ارائه شده اند
-3 سامانه های رایانشی توزیع شده
معماران رایانش ابری نیاز به برخی از ملاحظات برای ساخت مدلهای زیرساخت دارند، بهطوریکه مدلهای استقرار به محل و مدیریت زیرساخت ابر اشاره دارند .[4] سه مدل استقرار برنامه مبتنی بر رایانش ابری وجود دارد که عبارتاند از: عمومی13، خصوصی14 و ترکیبی.[5] 15 در جدول 2 خلاصهای از ویژگیهای مختلف مدلهای استقرار آورده شده است.
-1-3 ابرهای عمومی
ابرهای عمومی برای استفاده بهصورت رایگان در دسترس هستند. این مدل از ابرها توسط عرضهکنندگان اجرا میشوند و به عبارتی برنامه-های کاربردی مشتریان مختلف هستند که احتمالاً سامانههای ذخیره-سازی و شبکه باهم بر روی سرور ابر ترکیبشدهاند. یکی از مزایای ابرهای عمومی این است که میتوانند بسیار بزرگتر از ابر خصوصی یک شرکت باشند و مقیاسپذیری بالا و تقاضای کم را فراهم میکنند، بنابراین خطرات زیرساخت از شرکت به عرضهکننده ابر انتقال مییابد
-2 سامانه های رایانشی توزیع شده
سامانههای محاسباتی توزیعشده از مهمترین سامانههای توزیعشدهای هستند که برای کارهای محاسباتی با کارایی بالا به کار میروند. این سامانهها به سه گروه یعنی شبکههای خوشهای10، گرید 11 و ابری12 تقسیم میشوند. در جدول1 بهاختصار ویژگیهای این سه شبکه موردبحث و بررسی قرارگرفتهاند.
شبکه خوشهای: نوعی سیستم توزیعشده و موازی است که شامل مجموعهای از کامپیوترهای مستقل به هم پیوستهای میباشد که باهم بهعنوان یک منبع محاسباتی مجتمع و یکپارچه کار میکنند
-2-3 ابرهای خصوصی
ابرهای خصوصی برای استفاده منحصربهفرد سازمانی ساختهشدهاند و بیشترین کنترل را رویدادهها، امنیت و کیفیت خدمات ارائه میکنند. این مدل از ابرها معمولاً در پشت دیوار آتش سازمان - شرکت یا دانشگاه - قرار دارند و تنها افرادی که در آن سازمان هستند مجوز دسترسی به ابر و منابع آن را دارند
جدول. 1 انواع سامانه های رایانشی توزیع شده
