اقتصاد رایانش ابری

کاربران رایانش ابری می‌توانند از هزینه سرمایه‌ای لازم برای خرید سخت افزار و نرم افزار و خدمات دوری کنند، زیرا آنها تنها برای آنچه که استفاده می‌کنند به عرضه کنندگان پرداخت می‌کنند و هزینه اولیه‌ای برای خرید تجهیزات به آنها تحمیل نمی‌شود. سایر مزایای اقتصادی این شیوه اشتراک زمانی در ارائه منابع رایانشی عبارتند از: موانع ورود به بازار کمتر، هزینه و زیر ساخت اشتراکی، سربار مدیریتی کمتر و دسترسی سریع به طیف وسیعی از برنامه‌های کاربردی.

عموما کاربران می‌توانند در هر زمانی قراردادشان را پایان دهند (و به این وسیله از ریسک و عدم قطعیت در نرخ بازگشت سرمایه بکاهند) و غالبا سرویس‌ها زیر پوشش یک قرارداد سطح سرویسبا جریمه‌های مالی قرار می‌گیرند.  بنا به گفته نیکلاس کار   ، اهمیت راهبردی(استراتژیک) فناوری اطلاعات با استاندارد شدن و ارزان تر شدن آن کاهش می‌یابد. او استدلال می‌کند که تغییرالگووارهٔ رایانش ابری شبیه به جایگزینی ژنراتورهای مولد برق با شبکه‌های توزیع برق است که در اوایل قرن بیستم رخ داد.[۱۵] اگر چه کمپانیها ممکن است بتوانند هزینه‌های پیش پرداختی سرمایه‌ای را حذف کنند اما در مورد هزینه‌های عملیاتی کاهش چندانی صورت نمی‌گیرد و ممکن است در عمل هزینه‌های عملیاتی افزایش یابند. در مواردی که هزینه‌های سرمایه‌ای نسبتا کوچک باشند یا سازمان انعطاف پذیری بیشتری در مورد هزینه‌های سرمایه‌ای نسبت به هزینه‌های عملیاتی داشته باشد، از دیدگاه مالی رایانش ابری انتخاب مناسبی نخواهد بود. سایر عواملی که بر میزان کاهش هزینه بالقوه استفاده از رایانش ابری تاثیر می‌گذارند عبارتند ازمیزان بازدهی مرکز داده‌ها  کمپانی در مقایسه با فروشندگان رایانش ابری، هزینه‌های عملیاتی فعلی کمپانی، میزان پذیرش و استفاده از رایانش ابری و نوع کاربردی که باید در ابر میزبانی شود.

ساختار مدل

معماری سامانه‌های نرم افزاری دست اندر کار در ارائهٔ رایانش ابری عموماَ شامل اجزایی است که با یکدیگر از طریق رابط برنامه‌نویسی نرم‌افزار و معمولاَ وب‌سرویس ارتباط برقرار می‌کنند این طراحی شباهتی با فلسفه یونیکس دارد که در آن چند برنامهٔ مختلف که هر یک کاری را به خوبی انجام می‌دهند، با یکدیگر از طریق واسط‌های جهانی کار می‌کنند. پیچیدگی کنترل می‌شود و سامانه‌های حاصل مدیریت پذیرتر از همتاهاییکپارچه  خود هستند. 

 

لایه‌ها

کاربر رایانش ابری متشکل از سخت افزار و نرم افزاری است که برای تحویل برنامه‌های کاربردی از ابر استفاده می‌کند و یا آنکه به طورویژه تنها برای تحویل سرویسهای ابر طراحی شده‌است که در هر دوی موارد بدون وجود ابر بی استفاده باشد. مثال: رایانه‌ها، تلفن‌ها و سایر دستگاهها، سیستم‌عامل‌ها و مرورگرهای وب.

برنامه‌های کاربردی

سرویس‌های برنامه کاربردی ابری یا «نرم‌افزار به عنوان سرویس»(SaaS)، نرم افزار را به صورت سرویس روی اینترنت تحویل می‌دهند و بدین وسیله نیاز به نصب نرم افزار روی رایانه‌های مشتریان را ازبین می‌برند و نگهداری و پشتیبانی را ساده تر می‌سازد. ویژگیهای اصلی این سرویسها عبارتند از:

  دسترسی و مدیریت نرم افزار تجاری از طریق شبکه

  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 برنامه‌ها دسترسی داشته باشند.

  مدل تحویل نرم افزار به مدل یک-به-چند (یک نسخه در حال اجرا از برنامه - مدل چند مستاجری) نزدیک تر است تا مدل یک-به-یک.

  به روز رسانی و ارتقای نرم افزار به صورت مرکزی اداره می‌شود و نیاز به بارگیری (دانلود) وصله‌ها یا ارتقا دهنده‌ها را برطرف می‌سازد.

بستر

سرویس‌های بستر ابری یا «بستر به عنوان سرویس»(PaaS) بستر رایانشی ویا پشتهٔ راهکار -که اغلب روی زیرساخت ابری اجرا شده و برنامه کاربردی ابری را تغذیه می‌کند- را به صورت سرویس ارایه می‌دهدسرویس بستر ابری استقرار برنامه‌های کاربردی را بدون هزینه و پیچیدگی خرید و مدیریت لایه‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری زیرین آسان می‌سازد.

زیرساخت

سرویس‌های زیرساخت ابری یا «زیرساخت به عنوان سرویس»(IaaS) زیرساخت رایانه‌ای را که عموما یک بستر مجازی است را به صورت سرویس ارائه می‌دهند. کاربران به جای خرید سخت‌افزار و نرم‌افزار و فضای مرکز داده (دیتا سنتر) ویا تجهیزات شبکه، همهٔ این زیر ساخت‌ها را به صورت یک سرویس کاملا برونسپاری(Outsource) شده می‌خرند. صورتحساب سرویس معمولاً بر اساس مدل رایانش همگانی (Utility Computing) و میزان منابع مصرف شده صادر می‌شود و بنابر این هزینه منعکس کننده میزان فعالیت است. این شیوه در واقع تکامل یافته مدل عرضه سرورهای خصوصی مجازی است.

سرور

لایه سرورها متشکل از سخت افزار و نرم افزاری است که مخصوصا برای تحویل سرویسهای ابر طراحی شده‌اند. به عنوان مثال می‌توان از پردازنده‌های چند هسته‌ای و سیستم عمل‌های ویژه ابر نام برد.

ویژگی‌های کلیدی

از دیدگاه سخت افزاری رایانش ابری در مقایسه با فناوری‌های مشابه قبلی سه جنبه جدید دارد:

  ایجاد تصور و توهم دسترسی به منابع نامحدود فناوری اطلاعات در زمان تقاضا و درنتیجه، از بین بردن نیاز کاربر به برنامه ریزی تدارک منابع فناوری اطلاعات برای مصارف آینده

  از بین بردن نیاز به سرمایه گذاری پیشاپیش برای منابع فناوری اطلاعات. شرکتهای تجاری می‌توانند در اندازه کوچکتر کارشان را آغاز کنند و بر اساس نیاز در زمان دلخواه منابع سخت افزاری مورد نیاز خود را افزایش یا کاهش دهند.

  امکان پرداخت برای استفاده از منابع فناوری اطلاعات در واحدهای زمانی کوتاه مدت مورد نیاز آن منبع. (مثال: برای پردازشگر در واحد ساعت؛ یا برای رسانه‌های ذخیره‌سازی در واحد روز)

مزایای اصلی رایانش ابری عبارتند از:

  چابکی : کاربر می‌تواند در زمان نیاز میزان منابع مورد استفاده را کاهش یا افزایش دهد.

  هزینه: ادعا می‌شود که این فناوری هزینه‌ها را به میزان زیادی کاهش می‌دهد و هزینه سرمایه‌ای را به هزینه عملیاتی تبدیل می‌کند این به ظاهر موانع ورود به بازار را کاهش می‌دهد، زیرا رایانش ابر، مشتریان را از مخارج سخت افزار، نرم افزار و خدمات و همچنین از درگیری با نصب و نگهداری نرم افزارهای کاربردی به شکل محلی میرهاند. همچنین هزینهٔ توسعهٔ نرم افزاری را کاهش داده و فرآیند را مقیاس پذیرتر می‌نماید

  نابستگی به دستگاه و مکان: کاربران می‌توانند در هر مکانی و با هر دستگاهی (مثل PC یا تلفن همراه) به وسیلهٔ یک مرورگر وب از راه اینترنت به سامانه‌ها دسترسی داشته باشند.

  چند مستاجری : این ویژگی امکان به اشتراک گذاری منابع و هزینه‌ها بین گروهی از کاربران را به وجود می‌آورد و بدین وسیله موارد زیر را امکان پذیر می‌سازد:

  متمرکز سازی زیر ساختها در مکانهایی با هزینه کمتر (مثل مکانهایی با هزینه برق یا قیمت زمین کمتر)

  افزایش بکارگیری و کارایی برای سامانه‌هایی که در اغلب مواقع بیش از ۱۰ تا ۲۰ درصد بکارگیری نمی‌شوند

  قابلیت اطمینان : در صورتی که از سایتهای چندگانه استفاده شود فابلیت اطمینان افزایش می‌یابد

  مقیاس پذیری : کاربران می‌توانند در زمان تقاضا و به صورت دینامیک منابع را تدارک ببینند و نیازی به تدارک پیشین برای زمانهای حداکثر بار مصرف منابع  نیست.

  امنیت: به دلیل تمرکز داده‌ها و منابع امنیتی بیشتر و پیچیده تر امنیت افزایش می‌یابداما نگرانی‌ها به دلیل از دست دادن کنترل روی داده‌های حساس همچنان پابرجاست امنیت در رایانش ابری اغلب بیشتر یا برابر با سیستمهای سنتی می‌باشد، زیرا ارائه دهندگان رایانش ابری به منابع اختصاصی امنیتی دسترسی دارند که بیشتر مشتریان از عهده خرید این منابع بر نمی‌آیند

  نگهداری: به دلیل عدم نیاز به نصب برنامه‌های کاربردی برای هر کاربر نگهداری آسانتر و با هزینه کمترانجام می‌شود. شرکت‌هایی که سکوهای خودشان را پیاده سازی و اجرا می‌کنند، باید زیرساخت‌های سخت افزاری و نرم افزاری خودشان را خریداری و نگهداری نمایند و کارمندانی را برای مراقبت از سیستم استخدام کنند، همهٔ اینها می‌تواند پر هزینه و زمان بر باشد. درحالیکه رایانش ابر نیاز به انجام این کارها را از میان می‌برد.[۳۵]هر دستگاه ساده که توانایی اتصال و برقراری ارتباط با سرور را داشته باشد، برای استفاده از خدمات رایانش ابر کافی است و می‌تواند نتایج را با دیگران به تشریک مساعی بگذارد.

  سنجش پذیری: منابع در رایانش ابری باید قابل اندازه گیری باشند و لازم است که میزان مصرف منابع برای هر کاربر و هر منبع بر اساس واحدهای ساعتی، روزانه، هفتگی، ماهانه اندازه گرفت.

مدل‌های پیاده‌سازی

ابر عمومی

ابر عمومی یا ابر خارجی[توصیف کننده رایانش ابری در معنای اصلی و سنتی آن است. سرویس‌ها به صورت دینامیک و از طریق اینترنت و در واحدهای کوچک از یک عرضه کنندهٔ شخص ثالث تدارک داده می‌شوند و عرضه کننده منابع را به صورت اشتراکی به کاربران اجاره می‌دهد(Multi-tenancy) و بر اساس مدل رایانش همگانی و مشابه صنعت برق و تلفن برای کاربران صورتحساب می‌فرستد.

ابر گروهی

ابر گروهی در جایی به وجود می‌آید که چندین سازمان نیازهای یکسان دارند و به دنبال این هستند که با به اشتراک گذاردن زیرساخت از مزایای رایانش ابری بهره‌مند گردند. به دلیل اینکه هزینه‌ها بین کاربران کمتری نسبت به ابرهای عمومی تقسیم می‌شود، این گزینه گران‌تر از ابر عمومی است اما میزان بیشتری از محرمانگی، امنیت و سازگاری با سیاست‌ها را یه همراه می‌آورد. نمونهٔ یک ابر انجمنی، «ابر گو گوگل»(Gov Cloud) است.

ابر آمیخته

یک ابر آمیختهمتشکل از چندین ارائه دهندهٔ داخلی و یا خارجی گزینهٔ مناسبی برای بیشتر مؤسسات تجاری می‌باشد. با ترکیب چند سرویس ابر کاربران این امکان را می‌یابند که انتقال به ابر عمومی را با دوری از مسائلی چون سازگاری با استانداردهای شورای استانداردهای امنیت داده‌های کارتهای پرداخت آسانتر سازند.

ابر خصوصی

ابر خصوصی یک زیر ساخت رایانش ابری است که توسط یک سازمان برای استفاده داخلی آن سازمان به وجود آمده‌است. عامل اصلی که ابرهای خصوصی را از ابرهای عمومی تجاری جدا می‌سازد، محل و شیوه نگهداری از سخت افزار زیرساختی ابر است. ابر خصوصی امکان کنترل بیشتر بر روی تمام سطوح پیاده سازی ابر (مانند سخت افزار، شبکه، سیستم عامل، نرم افزار) را فراهم می‌سازد. مزیت دیگر ابرهای خصوصی امنیت بیشتری است که ناشی از قرارگیری تجهیزات در درون مرزهای سازمان و عدم ارتباط با دنیای خارج ناشی می‌شود. اما بهره گیری از ابرهای خصوصی مشکلات ایجاد و نگهداری را به همراه دارد. یک راه حل میانه برای دوری از مشکلات ابرهای خصوصی و در عین حال بهره مند شدن از مزایای ابرهای خصوصی، استفاده از ابر خصوصی مجازی است. ابر خصوصی مجازی بخشی از زیر ساخت یک ابر عمومی است که برای استفاده اختصاصی یک سازمان کنار گذارده می‌شود و دسترسی به آن تنها از راه شبکه خصوصی مجازی IPSec امکانپذیر است. (به عنوان نمونه می‌توان از ابر خصوصی مجازی آمازون نام برد.

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.