به گستردگي ابرها(6)

معماري هاي بنا شده روي زيرساختار ابري
 

آيا قرار نبود کامپيوترها، زندگي شخصي ما را ساده تر کنند؟ تبليغات اوليه در مورد کامپيوترهاي شخصي مدعي بودند که مشتريان و مصرف کنندگان مي توانند کار روزانه خود را با استفاده از يک وسيله واحد به اتمام برسانند. برخي از افراد اميدوار بودند که کامپيوترها و سيستم هاي ايميل مي توانند يک محيط کاري بدون کاغذ را براي آنان به ارمغان آورند و مسائل مربوط به عدم درک صحيح ارتباطات را از بين ببرند.
براي بسياري از کمپاني ها، واقعيت مرتبط با کامپيوترها کمي متفاوت و پيچيده تر است. پيش بيني دقيق اين که مشکلات در کجا ممکن است بروز کنند دشوار است. در صدر اين مسئله، سخت افزار و نرم افزار کامپيوتر با سرعت زيادي متحول مي شوند که بخشي از اين موضوع به واسطه اين است که اين صنعت مملو از کمپاني هاي رقيبي است که سعي مي کنند بهترين محصولات و سرويس ها را به مشتريان ارائه کنند. استفاده هميشگي از يک پلتفرم کامپيوتري خاص، سيستم عامل و مجموعه اي از نرم افزارها هميشه يک تصميم درست و مناسب نيست خصوصاً هنگام تنظيم شبکه اي از کامپيوترها.
در حالي که ممکن است به واسطه وجود کامپيوترها، انجام کارهاي منفرد ساده تر صورت بگيرد. نگهداري و تعمير خود کامپيوترها مي تواند يک مسئله چالش برانگيز باشد. بسياري از کمپاني ها، به منظور اجراي صحيح برنامه هاي کاربردي، ميليون ها دلار صرف پشتيباني از IT مي کنند. حتي چيزي به سادگي اضافه کردن يک برنامه کاربردي جديد به يک شبکه کامپيوتري مي تواند مشکلات غير منتظره اي را به بار آورد.
برخي از مديران اجرايي شرکت ها براي حل مشکلات خود، به مکان هاي بيرون از کمپاني خود چشم دوخته اند. يک روش بالقوه، استفاده از Utility computing است. اساساً، Utility computing يک مدل تجاري است که در آن، يک کمپاني يک بخش يا تمام امور مرتبط با پشتيباني کامپيوتري خود را به يک کمپاني ديگر، برون سپاري مي کند. در چنين مواردي، پشتيباني صرفاً به معناي مشاوره فني نيست بلکه شامل هر چيزي، از توان پردازشي کامپيوتري گرفته تا ذخيره سازي داده ها نيز مي شود.

تفاوت Cloud Computing با Utility computing
 

عليرغم آنکه Utility computing، به يک زيرساختار ابري نياز دارد، تمرکز آن روي مدل تجاري است که سرويس هاي محاسباتي خود را روي آن بنا مي کند. به زبان ساده، يک سرويس Utility computing، موردي است که در آن مشتريان به ازاي پرداخت پول، منابع محاسباتي خود را از فراهم آور اين خدمات دريافت مي کنند. درست مثل شرکت برق منطقه اي شما که در ازاي تامين انرژي برق منزل، از شما پول دريافت مي نمايد.
Cloud computing، مفهومي گسترده تر از Utility computing است و بيشتر متمرکز روي معماري زيرين سرويس هايي است که قرار است روي آن بنا شوند. به عنوان مثال، سرويس هاي وب آمازون (AWS)، نمونه کوچکي از Utility computing است.

Utility computing
 

اصلي اساسي Utility computing بسيار ساده است: يک کمپاني براي انجام خدمات کامپيوتري خود، به يک کمپاني ديگر پول مي پردازند تا آن کمپاني کارهاي مربوط به اين حوزه را به انجام برساند. اين سرويس ها ممکن است شامل اجاره سخت افزارها، فضاي ذخيره سازي داده ها، استفاده از برنامه هاي کامپيوتري خاص يا دسترسي به توان پردازشي کامپيوتري باشد. کل اين موضوع به خواسته هاي مشتري و قابليت هاي Utility computingي که کمپاني دوم قادر به عرضه آن است، بستگي دارد.
بسياري از کمپاني هاي Utility computing، بسته هايي از سرويس ها و خدمات را در اين حوزه عرضه مي کنند. يک بسته عمده ممکن است شامل تمام موارد زير باشد:
سخت افزار کامپيوتر: شامل سرورها، پردازنده ها، مانيتورها، ابزار ورود اطلاعات و کابل هاي شبکه .
دسترسي به اينترنت: شامل سرورهاي وب و نرم افزارهاي مرورگر.
برنامه هاي کاربردي نرم افزاري: که کليه برنامه هاي کامپيوتر را اجرا مي کنند. اين ها مي توانند شامل برنامه هاي واژه پرداز، خدمات گيرنده هاي پست الکترونيکي، برنامه هاي کاربردي خاص انجام بعضي از پروژه ها و هر چيز ديگري در اين بين باشند. متخصصان صنعت، به اين نوع فعاليت خاص، Software as a Service يا SaaS مي گويند.
دسترسي به توان پردازشي يک ابر کامپيوتر: برخي از شرکت ها و فعاليت هاي تجاري به نيازمندي هاي کامپيوتري متوسطي نياز دارند. به عنوان مثال، ممکن است يک شرکت مالي به پردازش داده هاي جمع آوري شده از بازار بورس نياز داشته باشد. در حالي که يک کامپيوتر عادي ممکن است براي پردازش داده هاي پيچيده زمان زيادي صرف کند، يک ابر کامپيوتر مي تواند همان کار را بسيار سريع تر به انجام برساند.
استفاده از شبکه اي از سيستم هاي کامپيوتري (Grid computing system): يک سيستم Grid Computing، شبکه اي از کامپيوترهايي است که نرم افزار ويژه اي به نام middleware را اجرا مي کنند. Middleware، توان پردازشي استفاده نشده پردازنده ها را مشخص مي کند و به يک برنامه کاربردي که بر روي يک کامپيوتر ديگر در حال اجرا است اجازه مي دهد، از آن استفاده کند. اين کار براي حل مسائل محاسباتي پيچيده که مي توان به قطعات کوچک تر تقسيم شود، مفيد است.
ذخيره سازي داده ها به صورت Off-site: که به آن Cloud storage ( ذخيره سازي بر روي ابر) نيز گفته مي شود. دلايل متعددي وجود دارد که يک کمپاني ممکن است بخواهد بر اساس آن دلايل، داده ها را به صورت off-site ذخيره کند. اگر کمپاني، داده هاي بسيار زيادي را پردازش کند، ممکن است فضاي فيزيکي کافي براي نگهداري سرورهاي داده اي مورد نياز خود را در اختيار نداشته باشد. يک نسخه پشتيبان off-site نيز يک روش مناسب براي محافظت از اطلاعات در مواقع بروز اشکال به شمار مي رود. به عنوان مثال، اگر ساختمان کمپاني در يک آتش سوزي از بين برود، به داده هاي آن کمپاني صدمه اي وارد نمي شود زيرا اين داده ها در جايي ديگر ذخيره شده اند.
نرخ هاي Utility computing بسته به کمپاني ارايه دهنده اين خدمات و سرويس هاي درخواستي، متغير است. معمولاً اين نوع کمپاني ها بر اساس استفاده از سرويس ها، مبالغ مورد نظر خود را دريافت مي کنند. هر چه يک مشتري بيش تر از سرويس ها استفاده کند، مبالغي که بايد پرداخت کند نيز بيش تر خواهد شد. برخي از کمپاني ها سرويس هاي متعددي را با هزينه کم تر در يک بسته ارائه مي کنند.

مزايا و معايب Utility computing
 

براي اغلب مشتريان، بزرگ ترين مزيت Utility computing، سادگي آن است. مشتري نيازي به خريد تمام سخت افزارها، نرم افزارها و مجوزها ندارد. در عوض، مشتري براي فراهم شدن اين نوع سرويس ها به يک کمپاني ديگر متکي است. مشکلات نگهداري و مديريت سيستم نيز به عهده کمپاني ارائه کننده سرويس Utility computing است و به مشتري اجازه مي دهد بر ساير کارهاي مهم خود متمرکز شود.
نکته ديگري که به سادگي و قانع کننده بودن، بسيار نزديک است، سازگاري است. در يک کمپاني بزرگ که داراي دپارتمان هاي زيادي است، مشکلات مي توانند به واسطه نرم افزار محاسباتي ايجاد شوند. هر دپارتمان ممکن است به يک مجموعه نرم افزاري متفاوت نياز داشته باشد. فايل هايي که توسط کارمندان يک دپارتمان از کمپاني مورد استفاده قرار مي گيرد، ممکن است با نرم افزار مورد استفاده در ساير دپارتمان ها سازگارنباشد. Utility computing به کمپاني ها اجازه مي دهد مشترک يک سرويس واحد شوند و از يک مجموعه نرم افزاري واحد در تمام سازمان بهره گيري کنند.
هزينه ها نيز مي توانند يک مزيت يا يک عيب باشند که اين موضوع به ساختار هزينه هاي تامين کننده اين سرويس ها بستگي دارد. استفاده از سرويس هاي يک کمپاني Utility computing مي تواند کم هزينه تر از اجراي کارهاي کامپيوتري در منزل تمام شود. تا زماني که کمپاني Utility computing سرويس هاي مورد نياز شرکت ديگر را ارائه کند، شرکت دوم نيازي ندارد که به جاي ديگري چشم بدوزد. اغلب هزينه هاي نگهداري به عهده تامين کننده سرويس است نه مشتري. مشتري مي تواند گزينه اتکاء به سخت افزار ساده شده را که بسيار کم هزينه تر و از نظر نگهداري، ساده تر است انتخاب کند.
هر چند، در برخي از موارد، نيازهاي مشتري و چيزي که تامين کننده ارائه مي کند در يک راستا قرار ندارد. اگر مشتري، يک فعاليت تجاري کوچک باشد و تامين کننده، دسترسي به ابر کامپيوتر هاي گران قيمت را با قيمتي متوسط فراهم کند، امکان اين وجود دارد که خود مشتري کارهايش را انجام دهد. چرا بايد براي سرويسي که به آن نياز نداريد پول پرداخت کنيد؟
يک عيب بالقوه ديگر، قابليت اطمينان است. اگر يک کمپاني Utility computing، از نظر مالي با مشکل مواجه باشد و يا تجهيزات آن به طور مداوم با اشکال روبرو شود، مشتريان استفاده از خدمات آن ها را متوقف مي کنند. اين به معناي ايجاد دردسر، هم براي تامين کننده و هم براي مشتري است. اگر يک کمپاني Utility computing از گردونه اين فعاليت خارج شود، مشترياني آن نيز قرباني مي شوند. در صورتي که يک کمپاني کوچک تر داده هاي مشتريان را از بين ببرد و يا در ارائه سرويس ها و قابليت هاي مرتبط دچار اشکال شود ممکن است مشتريان در مورد سپردن فعاليت هاي خود به اين کمپاني با دودلي روبرو شوند.
سيستم هاي Utility computing مي توانند اهداف جذابي براي هکرها هم باشند. يک هکر ممکن است بخواهد بدون پرداخت به اين کمپاني ها از سرويس هاي آنان استفاده کند و يا به فايل هاي مشتريان اين کمپاني ها سرک بکشد. بيش تر مسئوليت ايمني سيستم با تامين کننده است اما مقداري از اين مسئوليت نيز به مشتري بر مي گردد. اگر يک کمپاني نيروي کار خود را به درستي با فرآينده هاي دسترسي صحيح آشنا نکند، يافتن روش هايي براي حمله به سيستم Utility computing آن کمپاني براي يک مهاجم کار دشواري نخواهد بود.
چالشي که کمپاني هاي Utility computing با آن روبرو هستند، آموزش به مشتريان در خصوص سرويس ها است. آگاهي از مقوله Utility computing زياد نيست. در صورتي که مشتري هرگز چيزي در مورد اين سرويس ها نشنيده باشد، فروش يک سرويس به يک مشتري کار بسيار دشواري خواهد بود.
با ارائه سرويس هاي جامع و کامل توسط کمپاني هاي Utility computing، ما شاهد استفاده از کمپاني هاي بيش تري از اين سرويس ها هستيم. در نهايت، امکان اين وجود خواهد داشت که کامپيوترهاي موجود در ديتاسنترهايي که کيلومترها با دفتر کار يا خانه شما فاصله دارند، تمام نيازهاي کامپيوتري شما را به انجام برسانند.

Shared Computing
 

وقتي يک مشکل محاسباتي، واقعاً پيچيده باشد، پردازش آن براي يک کامپيوتر منفرد، مدت ها ( حتي در برخي از موارد ميليون ها روز) طول مي کشد. حتي ابر کامپيوترها نيز با محدوديت هاي پردازشي مواجه هستند. آن ها همچنين گران قيمت و ناياب مي باشند. بسياري از مراکز تحقيقاتي، نياز به توان کامپيوتري بسيار زيادي دارند اما به يک ابر کامپيوتر دسترسي ندارند. براي اين سازمان ها، Shared computing اغلب مي تواند يک جايگزين مناسب براي ابر کامپيوترها باشد. Shared computing، نوعي محاسبات باکارآيي بالا است. يک سيستم کامپيوتري به اشتراک گذاشته شده، شبکه اي از کامپيوترهايي است که براي انجام يک کار ويژه، با يکديگر کار مي کنند. هر کامپيوتر بخشي از توان پردازشي، و گاهي اوقات ساير منابع خود را براي کمک به رسيدن به يک هدف در اختيار کل سيستم قرار مي دهد. با شبکه کردن ميليون ها کامپيوتر در کنار هم، يک سيستم به اشتراک گذاشته شده مي تواند توان پردازشي معادل و يا حتي بيش تر از يک ابر کامپيوتر را داشته باشد.
در اغلب اوقات، کامپيوتر شما از تمام منابع محاسباتي خود استفاده نمي کند. زمان هايي هست که ممکن است شما کامپيوتر را روشن کرده باشيد، اما واقعاً از آن استفاده نکنيد. يک سيستم کامپيوتري به اشتراک گذاشته شده از مزاياي اين منابع کامپيوتري که در غير اين صورت، بي بهره باقي خواهند ماند، استفاده مي کند.
سيستم هاي کامپيوتري به اشتراک گذاشته شده براي پرداختن به برخي از مشکلات پيچيده مفيد هستند؛ اما در ساير موارد، نمي توانند مفيد واقع شوند. طراحي و اداره آن ها مي تواند بسيار دشوار و پيچيده باشد. در حالي که چندين نفر از محققان کامپيوتر در حال کار بر روي روشي براي استاندارد نمودن سيستم هاي کامپيوتري به اشتراک گذاشته شده هستند، بسياري از سيستم هاي فعلي به سخت افزار، نرم افزار و زيرساختار منحصر به فردي متکي هستند.
چه قطعاتي يک سيستم کامپيوتري به اشتراک گذاشته شده را تشکيل مي دهند؟ براي يافتن پاسخ اين سوال ادامه مقاله را مطالعه کنيد.

منبع: بزرگراه رايانه، شماره ي 137 .