بخشی از مقاله
چکیده
در سال های اخیر، همزمان با رشد سریع پردازش و فناوری های ذخیره ، منابع محاسبه ارزان تر و قدرتمند تر شده و بیشتر از قبل در دسترس هستند. رایانش ابری مدلی است برای فراهم کردن دسترسی آسان بر اساس تقاضای کاربر از طریق شبکه ، به مجموعهای از منابع رایانشی قابل تغییر و پیکربندی - مثل: شبکهها، سرورها، فضای ذخیرهسازی، برنامههای کاربردی و سرویسها - که منجر به پیدایش روش های تکاملی برای ارائه پاسخ بهتر به نیاز های فناوری اطلاعات و ارتباطات - IT - می شود. با توجه به نقش بسیار ارزشمند رایانش ابری و گستردگی خدمات قابل ارائه ، محققان بسیاری در اقصی نقاط جهان به دنبال استفاده از این فناوری در زیرساخت های IT و پروژه های بزرگ تجاری می باشند . اختراع ابر و تعداد رو به افزایش ارائه دهندگان و تنوع خدمات پیشنهاد شده ، چالش های بسیاری را برای محققان و سرویس گیرندگان به وجود آورده که انتخاب سرویس دهنده و نوع خدمات را برای آنها دشوار کرده است . در این مقاله مروری ، به بررسی رایانش ابری، چالش ها ، محدودیت ها و مزایای آن می پردازیم .
کلید واژه- امنیت رایانش ابری ، چالش های رایانش ابری ، رایانش ابری
-1 مقدمه
رایانش ابری - Cloud Computing - مدل رایانشی بر پایه شبکه های بزرگ کامپیوتری مانند اینترنت است که الگویی تازه برای عرضه، مصرف و تحویل سرویسهای فناوری اطلاعات - شامل سخت افزار، نرم افزار، اطلاعات، و سایر منابع اشتراکی رایانشی - با به کارگیری اینترنت ارائه میکند. رایانش ابری راهکارهایی برای ارائه ی خدمات فناوری اطلاعات به شیوه های مشابه با صنایع
همگانی - آب، برق، تلفن و ... - پیشنهاد میکند. این بدین معنی است که دسترسی به منابع فناوری اطلاعات در زمان تقاضا و بر اساس میزان تقاضای کاربر به گونه ای انعطاف پذیر[1] و مقیاس
پذیر[1] از راه اینترنت به کاربر تحویل داده میشود .واژه "ابر" واژه ای است استعاری که به اینترنت اشاره میکند و درنمودارهای شبکه های رایانه ای نیز از شکل ابر برای نشان دادن شبکه اینترنت استفاده میشود. دلیل تشبیه اینترنت به ابر در این است که اینترنت همچون ابری جزئیات فنی اش را از دید کاربران پنهان میسازد و لایه ای از انتزاع را بین این جزئیات فنی و کاربران به وجود میآورد.به عنوان مثال آنچه یک ارائه دهندهسرویس نرم افزاری رایانش ابری ارائه میکند.
-2 رایانش ابری
با پیشرفت فناوری اطلاعات نیاز به انجام کارهای محاسباتی درهمه جا و همه زمان به وجود آمده است. همچنین نیاز به این هست که افراد بتوانند کارهای محاسباتی سنگین خود را بدون داشتن سخت افزارها و نرم افزارهای گران بتوانند از طریق خدماتی انجام دهند. رایانش ابری آخرین پاسخ فناوری به این نیازها بوده است. از آنجا که اکنون این فناوری دوران طفولیت خود را میگذراند، هنوز تعریف استاندارد علمی که مورد قبول عام باشد برای آن ارائه نشده است. اما بیشتر صاحبنظران بر روی قسمتهایی از تعریف این پدیده هم رای هستند .موسسه ملی فناوری و استانداردها - NIST - رایانش ابری را اینگونه تعریف می کند :[2]
" رایانش ابری مدلی است برای فراهم کردن دسترسی آسان براساس تقاضای کاربر از طریق شبکه به مجموعه ای از منابع1 رایانشی قابل تغییر و پیکربندی - مثل: شبکه ها، سرورها ، فضای ذخیره سازی، برنامه های کاربردی و سرویس ها - که این دسترسی بتواند با کمترین نیاز به مدیریت منابع و یا نیاز به دخالت مستقیم فراهم کننده سرویس به سرعت فراهم شده یاآزاد - رها - گردد" [3]عموما مصرف کننده های رایانش ابری مالک زیر ساخت فیزیکی ابر نیستند، بلکه برای اجتناب از هزینه سرمایه ای آن را از عرضه کنندگان شخص ثالث اجاره میکنند. آنها منابع را در قالب سرویس مصرف میکنند و تنها بهای منابعی که به کار میبرند را میپردازند. بسیاری از سرویسهای رایانش ابری ارائه شده، با به کار گیری مدل رایانش همگانی امکان مصرف این سرویسها را به گونه ای مشابه با صنایع همگانی - مانند برق - فراهم میسازند.
این در حالی است که سایر گونه های عرضه کنندگان بر مبنای اشتراک، سرویسهای خود را عرضه میکنند. به اشتراک گذاردن قدرت رایانشی " [4] مصرف شدنی و ناملموس" میان چند مستاجر میتواند باعث بهبود نرخ بهره وری شود؛ زیرا با این شیوه دیگر کارساز - سرور - ها بدون دلیل بیکار نمیمانند - که سبب میشود هزینه ها به میزان قابل توجهی کاهش یابند در عین حال که سرعت تولید و توسعه برنامه های کاربردی افزایش مییابد - . یک اثر جانبی این شیوه این است که رایانه ها به میزان بیشتری مورد استفاده قرار میگیرند زیرا مشتریان رایانش ابری نیازی به محاسبه و تعیین حداکثری برای بار حداکثر خود ندارد .[5]
تاریخچه: پیدایش مفاهیم اساسی رایانش ابری به دهه 1960 بازمی گردد .زمانی که جان مک کارتی [6] اظهار داشت که " رایانش ممکن است روزی به عنوان یکی از صنایع همگانی سازماندهی شود."تقریبا تمام ویژگیهای امروز رایانش ابری - تدارک الاستیک، ارائه به صورت یک صنعت همگانی، برخط بودن و توهم دسترسی به عرضه نامحدود - به همراه مقایسه با صنعت برق و شکلهای مصرف عمومی وخصوصی و دولتی وانجمنی را پارک هیل داگلاس در کتابی که با عنوان " مشکل صنعت همگانی رایانه" در سال 1966 مورد بررسی قرار داد .واژه ابر در واقع بر گرفته از صنعت تلفن است به این گونه که کمپانی های ارتباطات راه دور که تا دهه 1990 تنها خطوط نقطه به نقطه اختصاصی ارائه میکردند، شروع به ارائه شبکه های خصوصی مجازی با کیفیتی مشابه و قیمتهای کمتر نمودند. نماد ابر برای نمایش نقطه مرزی بین بخشهایی که در حیطه مسئولیت کاربرند و آنهایی که در حیطه مسئولیت عرضه کننده اند بکار گرفته میشد.
رایانش ابری مفهوم ابر را به گونه ای گسترش میدهد که سرورها را نیز علاوه بر زیر ساختهای شبکه در بر گیرد.سایت آمازون با مدرن سازی مرکز داده خود نقش مهمی درگسترش رایانش ابری ایفا کرد. بعد از حباب دات-کام آنها دریافتند که با تغییر مرکز داده های خود - که ماننداغلب شبکه های رایانهای در بیشتر اوقات تنها از 10 ظرفیت آن استفاده میشدو مابقی ظرفیت برای دوره های کوتاه اوج مصرف در نظر گرفته شده بود - به معماری ابر میتوانند بازده داخلی خود را بهبود بخشند. آمازون از سال 2006 امکان دسترسی به سامانه خود از طریق وب سرویسهای آمازون را بر پایه رایانش همگانی ارائه کرد .[7] در اواسط سال 2008 شرکت گارتنر متوجه وجود موقعیتی در رایانش ابری شد که برای " شکل دهی ارتباط بین مصرف کنندگان خدمات فناوری اطلاعات، بین آنهایی که این سرویسها را مصرف میکنند و آنها که این سرویسها را میفروشند" بوجود می آیند .[8]
ساختار مدل:
معماری: معماری سامانه های نرم افزاری دست اندر کار در ارائه رایانش ابریعموماَ شامل اجزایی است که با و یکدیگر از طریق رابط برنامه نویسی نرم افزار و معمولا وب سرویس ارتباط برقرار می کنند. در طراحی شباهتی با فلسفه یونیکس دارد که در آن چند برنامه مختلف که هر یک کاری را به خوبی انجام میدهند، با یکدیگر از طریق واسط های جهانی کار میکنند. پیچیدگی کنترل میشود و سامانه های حاصل مدیریت پذیرتر از همتاهای یکپارچه خود هستند.[9]
برنامه های کاربردی : سرویسهای برنامه کاربردی ابری یا " نرم افزار به عنوان سرویس" - SaaS - نرم افزار را به صورت سرویس روی اینترنت تحویل میدهند و بدین وسیله نیاز به نصب نرم افزار روی رایانه های مشتریان را ازبین میبرند و نگهداری و پشتیبانی را ساده تر میسازد.
ویژگیهای اصلی این سرویسها عبارتند از:
الف - دسترسی و مدیریت نرم افزار تجاری از طریق شبکه
ب - فعالیتهایی که از سوی مراکزی اداره میشوند و نه در مکان هریک از مشتریان و در نتیجه مشتریان میتوانند از راه دور و از طریق وب به برنامه ها دسترسی داشته باشند.به روز رسانی و ارتقای نرم افزار به صورت مرکزی اداره میشود و نیاز به بارگیری - دانلود - وصله ها یا ارتقا دهنده ها را برطرف میسازد.
بستر: سرویسهای بستر ابری یا " بستر به عنوان سرویس" - - PaaS بستر رایانشی که اغلب روی زیرساخت ابری اجرا شده و برنامه کاربردی ابری را تغذیه می کند را به صورت سرویس ارائه می دهند. سرویس بستر ابری ، استقرار برنامه های کاربردی را بدون هزینه و پیچیدگی خرید ، مدیریت لایه های نرم افزاری و سخت افزاری زیرین آسان می سازد .[10]
زیرساخت : سرویسهای زیرساخت ابری یا "زیرساخت به عنوان سرویس" - IaaS - زیرساخت رایانه ای را که عموما یک بستر مجازی است را به صورت سرویس ارائه میدهند .کاربران به جای خرید سخت افزار و نرم افزار و فضای مرکز داده - دیتا سنتر - ویا تجهیزات شبکه، همه این زیر ساختها را به صورت یک سرویس کاملا برونسپاری شده میخرند . صورتحساب سرویسمعمولاً بر اساس مدل رایانش همگانی و میزان منابع مصرف شده صادر می شود و بنابرای هزینه منعکس کننده میزان فعالیت است. این شیوه در واقع تکامل یافته مدل عرضه سرورهای خصوصی مجازی است.[11]
معماری محاسبه ابر تعاریف :
کلمه ی محاسبه ی توزیع شده به عنوان نقطه ی شروعاستاندارد سیستم دستگاه می باشد که برای وب به عنوان ابر کار می کند. بخش وسیعی از سازمان های IT واقعی و تحقیقات بازاری شرکت هایی مانند IBM، میکروسیستم های سان، گارتنر و پلامر و همکارانش، تحقیق فراستر توسط استاتن، و بویا و همکارانش مقالاتی را ارائه کردند که تعریفی بای معنای محاسبه ی ابر پیشنهاد می کرد. این بحث هااساساً دارند به پایان خود می رسند و تعریف معمولی شروع شده است. موسسه ی ملی آمریکا از استاندارد ها و فناوری تعریف کاری ایجاد کرده ه بخش های محاسبه ی ابر را در بر می گیرد. NIST محاسبه ی ابر را به عنوان مدلی برای دسترسی راحت، مورد تقاضا به شبکه برای به اشتراک گذاری مجموعه ای از منابع محاسبه ای تعریف کرده که می تواند به سرعت با پایین ترین تلاش مدیریت یا تعامل ارائه دهنده ی خدمات آزاد شود. این تعریف NIST محاسبه یابر را به عنوان موردی تعریف می کند که دارای پنج مشخصه ی ضروری است، که سه تای آنها مدل های خدمات، و چهار مدل استفاده را در بر می گیرند.[12]
مشخصه های ضروری محاسبه ابر :
الف - سلف سرویس مورد تقاضا : ثبت منابع ابر در هر جا بدون نیاز به ارتباط انسان با مدیران ابر و عرضه کننده های آنها، ایجاد و استفاده شده. منابع محاسبه شامل قدرت پردازش، ذخیره، دستگاه های مجازی و ... می شوند.[13]
ب - دسترسی شبکه وسیع : منابع می توانند بر اساس دروزاههای ناهمگون سیستم های استفاده شونده بدست آیند برای مثال لپ تاپ، تلفن همراه یا تلفن ها .
ج - POOLING منبع : عرضه کننده های مدیریت ابر منابع خود را POOL می کنند که بخشی از مشتریان را در بر می گیرد. این کار برای چند وجهی بودن ابر استفاده شده که در آن مثلاً سرور فیزیکی می تواند دستگاه های مجازی کمی داشته باشد که برای مشتریان متفاوت هستند .
د - پایداری سریع : یک مشتری می تواندسریعاًٌ منابع بیشتر را از ابر و با مقیاس بندی آنها بدست آورده و دوباره آنها را بر اساس منابع جدید مقیاس بندی کنند - هر زمانی که نیاز داشتند - .
ه - سرویس اندازه گیری شده: استفاده از منابع توسط استفاده ی ذخیره ی نظارت، ساعات CPU، پهنای باند استفاده شده و ...اندازه گیری شود. اندازه های گفته شده برای تمامی ابر ها استفاده شدند اما هر ابر به کاربران حدمات را در سطوح متفاوت انتزاعی ارائه می کند.رایج ترین مدل های محاسبه ابر: یک ابر می تواند با همکاری مشتری در بسته های ترکیبی کار کند تا توانایی هایش به عنوان خدمات استفاده شوند. در طول وب، سه نوع اصلی مدل، از خدمات وجود دارد که در شکل 2جزییات آنها نشان داده شده است .[14]نرم افزار به عنوان سرویس: این مدل به مشتریان توانایی استفاده از کاربرد هایی را می دهد که در زیر ساخت ابر اجرا می شوند کهاساساً در مرورگر وب برای دسترسی به نرم افزار قرار دارند و به عنوان سرویس برای وب ارائه شدند. مشتری نمی تواند کنترل کند که چگونه چهارچوب کار کند که شامل سیستم، سرور ها، شبکه و سیستم های عملکردی، ذخیره یا حتی توانایی های کاربردی فردی می شود و کاربرد های خاص خود را برای مشتری دارند .
