زیر ساخت ابری

زیرساخت ابری به اجزای سخت افزاری و نرم افزاری گفته می‌شود که از ارائه خدمات مبتنی بر ابر پشتیبانی می‌کنند و از نظر معماری سیستم و مدل ارائه خدمات از مراکز داده سنتی پیش فرض متمایز می‌شوند. یک زیرساخت معمولی ابر از طریق اینترنت قابل دسترسی است. منابع سخت افزاری مجازی و انتزاعی هستند تا امکان مقیاس‌بندی، به اشتراک‌گذاری و تأمین منابع را در بین کاربران نهایی مستقر در مکان‌های جغرافیایی متفاوت فراهم کند.

Image for post
Image for post

در این مقاله اجزا ، مشخصات و مدل‌های سرویس و استقرار یک زیرساخت ابری را شرح خواهم داد.

اجزای زیرساخت ابر

یک سرویس ابری متشکل از سیستم‌های سمت مشتری مانند رایانه شخصی، رایانه لوحی و سایر دستگاه‌هایی است که با اجزای مرکز داده backend از طریق شبکه متصل می‌شوند. اجزای تشکیل دهنده زیرساخت ابری عبارتند از:

Image for post
Image for post

شبکه

شبکه کانال ارتباطی است که اطلاعات را قادر می سازد تا بین سیستم‌های cloud backend و دستگاه‌های مشتری انتقال یابند. فرآیند محاسبات در مرکز داده‌های ابری فرضی انجام می‌شود. کاربران از طریق شبکه‌های خصوصی یا عمومی که داده‌ها را بین دو انتهای سرویس ابری برقرار می‌کنند ، به این مولفه‌ها دسترسی و با آنها ارتباط برقرار می کنند. داده‌ها به طور معمول اطلاعات بصری، لاگ‌های مربوط یا عملکرد کنترل هستندکه از طریق شبکه ارتباط برقرار می کنند.

شبکه از اجزای الکتریکی فیزیکی مانند روترها، سیم‌ها و سوئیچ‌ها و همچنین برنامه‌های نرم افزاری و سیستم عامل سخت افزاری تشکیل شده است که ارتباط داده‌ها را طبق مدل ارتباطات داده OSI امکان پذیر می‌کند.

سخت افزار

محاسبات ابری توسط مجموعه‌ای از میزبان‌های مجازی قابل دسترسی است که نمایانگر مجموعه‌ای از پیش تنظیم شده از اجزای سخت افزار فیزیکی است. در حالی که کاربران نهایی سخت افزار را در لایه فیزیکی کنترل، مدیریت و کار نمی‌کنند، زیربنای لایه‌های انتزاعی و زیرساخت تعریف شده توسط نرم افزار، طیف وسیعی از دارایی‌های سخت‌افزاری مشترک در هر مرکز داده، اعم از ابری یا پیش فرض است. این مولفه‌های سخت افزاری شامل سرورها واحدهای پردازشی، پردازنده‌های گرافیکی ، منبع تغذیه، حافظه و سایر مولفه‌ها هستند.

تخصیص این منابع سخت افزاری از طریق مجازی سازی و لایه‌های انتزاعی بسته به مدل سرویس ابری، می‌تواند در بین کاربران فناوری اطلاعات مقیاس‌بندی شود. افزونگی و انعطاف پذیری در سیستم‌های سخت افزاری تعبیه شده است تا اطمینان حاصل شود که عملکرد ، امنیت و در دسترس بودن مربوط به سخت افزار زیرساخت های ابری تاثیری بر کاربران نهایی ندارد.

ذخیره سازی

سیستم عامل و سیستم ذخیره سازی یکی از اجزای مهم زیرساخت‌های ابری است. مراکز داده ابری داده‌ها را از طریق انواع مختلف حافظه و دستگاه ها ذخیره و پشتیبان گیری می کنند و میزان ذخیره سازی مقیاس را بین کاربران ذخیره می کنند. پشته سخت افزاری اساسی که از زیرساخت های ذخیره سازی پشتیبانی می کند از طریق مجازی سازی یا معماری تعریف شده توسط نرم افزار انتزاع می شود. با این کار کاربران می توانند از فضای ذخیره سازی به عنوان سرویس ابری استفاده کنند که می تواند بدون تأمین دستی سخت افزار در هر سرور در صورت لزوم به آن اضافه یا حذف شود.

فرمت های رایج ذخیره سازی ابر عبارتند از:

  • فضای ذخیره سازی بلوکی

 این روش داده ها را به بلوکی تقسیم می کند که در سیستم های ذخیره سازی مختلف در چندین آرایه سرور ذخیره می شوند. داده ها از محیط سخت افزار اساسی جدا می شوند. یک حجم ذخیره سازی منفرد را می‌توان به چندین نمونه تقسیم کرد که بلوک نامیده می شوند. ذخیره سازی بلوک برای داده‌های استاتیک مناسب ترین حالت است.

  • ذخیره سازی اشیا

پرونده‌های داده به قطعاتی تقسیم می‌شوند، هر کدام با یک شناسه متادیتای منحصر به فرد ارائه می‌شوند و به عنوان اشیا داده فشرده نشده و رمزگذاری نشده ذخیره می‌شوند. اطلاعات فرا داده را می‌توان سفارشی کرد (برخلاف ذخیره سازی بلوک، که فقط اجازه می‌دهد مجموعه محدودی از ویژگی‌های فراداده به عنوان شناسه استفاده شود). ذخیره‌سازی اشیا برای تغییر پویا داده‌ها مناسب است.

  • ذخیره سازی پرونده

 مربوط به ذخیره دسترسی شبکه (NAS) است و مشابه ذخیره سازی محلی دستگاه سخت افزاری در رایانه شما کار می کند. در یک مسیر داده به راحتی قابل تنظیم است.

مجازی سازی

سرویس ابری از منابع سخت افزاری خود مانند قدرت محاسبه و ذخیره سازی با استفاده از مجازی سازی یا دیگر معماری محاسبات تعریف شده توسط نرم افزار جدا می‌شود. عملکرد سخت افزار در یک سیستم نرم افزاری تقلید می شود. کاربران به نسخه مجازی از منابع سخت افزاری مانند سیستم عامل، پردازش، ذخیره سازی و شبکه دسترسی پیدا می‌کنند.

منابع سخت افزاری که یک سرویس ابری را فعال می کنند توسط فروشندگان ابری اداره و مدیریت می شوند. کاربران فقط هزینه سرویس هایی را که مصرف می کنند پرداخت می کنند ، به این معنی که مشکلات موجود در سخت افزار سرویس ابری نباید بر توافق نامه سطح خدمات (SLA) تأثیر بگذارد. با مجازی سازی، این محدودیت‌ها از طرف کاربران یک سرویس ابری پوشانده می‌شود زیرا می توان بارهای IT را به صورت پویا جابجا کرد و از میان منابع سخت افزاری موجود در محیط های IT مجازی و قابل تنظیم ، تخصیص داد.

مشخصات زیرساخت های ابری

ویژگی‌های زیرساخت‌های ابری به ویژه به دلیل مدل عملیاتی سرویس‌های ابری و معماری لازم برای محاسبات ابری، متفاوت از مراکز داده در محل است. این مشخصات ابر عبارتند از:

  • مقیاس پذیری بالا
  • جمع آوری انعطاف پذیر منابع
  • تأمین خدمات شخصی درخواستی
  • با چندین لایه امنیتی در برابر حملات سایبری امن هستند
  • مدل تحویل به عنوان سرویس بر اساس مصرف خدمات دریافت می شود
  • دسترسی بسیار بالا به منابع و خدمات IT
  • توسط فروشنده ابر مدیریت می شود

مدل‌های استقرار برای زیرساخت‌های ابر

زیرساخت ابری را می‌توان به کاربران منفرد اختصاص داد که دارای دسترسی جداگانه هستند یا بین چندین کاربر مشترک هستند. یا ترکیبی از هر دو. منابع اساسی زیرساخت بدون توجه به مدل استقرار یکسان هستند اما در تخصیص آنها بین کاربران تفاوت دارند.

سه مدل رایج استقرار ابر به این صورت دسته بندی می شوند:

  • ابر عمومی 

مجموعه‌ای از منابع مجازی شده که بین چندین کاربر خارج از فایروال فروشنده به اشتراک گذاشته شده است. این سرویس براساس نیاز مصرفی توزیع می شود که با استفاده از یک مدل پرداخت مناسب با نیاز شما انجام می شود. فروشنده مسئول مدیریت و بهره برداری از ابر عمومی است.

  • ابر خصوصی

 محیط‌های ابری هستند که به کاربران شخصی اختصاص یافته‌اند و از طریق فایروال خود در دسترس هستند. محیط‌های ابری خصوصی معمولاً به عنوان یک مرکز داده پیش فرض اما مجازی استفاده می‌شوند. یک لایه اتوماسیون اضافه شده به کاربران اجازه می دهد تا از زیرساخت مجازی شده به عنوان یک سرویس ابر خصوصی استفاده کنند.

  • ابر ترکیبی

 ادغام ابر عمومی و خصوصی یک مدل ابر ترکیبی ایجاد می‌کند. بارهای کاری که در کل ابر ترکیبی قابل حمل هستند، به سازمانها امکان می دهد از ابر عمومی تنظیم شده برای بارهای حساس به هزینه و ابر خصوصی تنظیم شده برای بارهای حساس به امنیت استفاده کنند.