ما هي بنية السحابة المختلطة؟

• تشير بنية السحابة المختلطة إلى بيئة تجمع بين التكوينات المحلية، والسحابة الخاصة، والسحابة العامة، والحافة لإنشاء بنية تحتية لتكنولوجيا المعلومات فريدة ومرنة ومدارة.
• كنموذج معماري، تلعب السحابة المختلطة دورًا رئيسيًا في التحول الرقمي، مما يوفر للشركات طريقة مرنة وقابلة للنقل واقتصادية لتحقيق ذلك.
• مع شيوع الحوسبة السحابية التجارية والحاجة المتزايدة للتحول الرقمي، تتجه الشركات نحو حلول السحابة المختلطة للتحكم في التكاليف وتحسين المرونة العامة.

كيف تعمل بنية السحابة المختلطة؟

تشير بنية السحابة المختلطة إلى بيئة تجمع بين التكوينات المحلية، والسحابة الخاصة، والسحابة العامة، والحافة لإنشاء بنية تحتية لتكنولوجيا المعلومات فريدة ومرنة ومدارة.

كنموذج معماري، تلعب السحابة المختلطة دورًا رئيسيًا في التحول الرقمي، مما يوفر للشركات طريقة مرنة وقابلة للنقل واقتصادية لتحديث التطبيقات الحالية ونشر البيانات وتشغيل أعباء العمل عبر بيئات حوسبة متعددة.

إن بنيات السحابة المختلطة معقدة وتختلف حسب احتياجات وحالات استخدام كل شركة. على الرغم من عدم وجود نهج واحد يناسب الجميع لبناء بنية تحتية للسحابة المختلطة، إلا أنها تشترك جميعها في بيئات حوسبة هجينة (سواء محلية أو خارج الموقع)، بما في ذلك:

البيئة المحلية (Local): شكل تقليدي من الحوسبة حيث تقوم المؤسسة بإدارة وتشغيل موارد الحوسبة والشبكات والتخزين والبرمجيات على أجهزة وخوادم موجودة في موقعها الفعلي، مثل مبنى المكاتب أو مركز البيانات المحلي.

بيئة السحابة الخاصة: بيئة حوسبة سحابية يتم فيها عزل جميع الموارد وتشغيلها حصريًا لمؤسسة واحدة. تجمع السحابات الخاصة بين العديد من مزايا الحوسبة السحابية مع أمان ومراقبة البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات المحلية.

بيئة السحابة العامة: نوع من الحوسبة السحابية يستضيفها مزود خدمة سحابية طرف ثالث (CSP)، مثل Amazon Web Services (AWS) وMicrosoft Azure وIBM Cloud وGoogle Cloud. يستضيف مزودو خدمات السحابة العامة هذه موارد حوسبة سحابية عامة، مثل الأجهزة الافتراضية الفردية (VM) وخدمات الحوسبة السحابية الأخرى، عبر الإنترنت العام على أساس الدفع حسب الاستخدام.

تستخدم العديد من الشركات المتوسطة أكثر من واحد، ومعظم الشركات الكبيرة تستخدم الأنواع الثلاثة من الخدمات السحابية المدرجة أدناه:

البنية التحتية كخدمة (IaaS) توفر موارد الحوسبة والشبكات والتخزين للمستهلكين عند الطلب، عبر الإنترنت والدفع حسب الاستخدام. يتيح IaaS للمستخدمين النهائيين زيادة أو تقليل الموارد حسب احتياجاتهم، مما يقلل الحاجة إلى النفقات الرأسمالية الأولية العالية أو البنية التحتية الزائدة عن الحاجة، خاصة عندما تنتشر أعباء العمل.

المنصة كخدمة (PaaS) توفر منصة سحابية كاملة (مثل الأجهزة والبرمجيات والبنية التحتية) لتطوير التطبيقات وتشغيلها وإدارتها دون التكاليف والتعقيد والقيود المرتبطة ببناء وصيانة هذه المنصة محليًا.

البرمجيات كخدمة (SaaS) تشير إلى برامج تطبيقات مستضافة في السحابة لتطبيقات المستخدمين النهائيين (على سبيل المثال، Zoom وDropbox). مزودو خدمات SaaS مسؤولون عن تشغيل البرمجيات والبنية التحتية التي تعمل عليها وإدارتها وصيانتها. SaaS هو أكثر خدمات السحابة العامة شيوعًا ونموذج تسليم البرمجيات السائد.

مكونات بنية السحابة المختلطة

توفر بنية السحابة المختلطة المثالية للشركات قدرات حوسبة وتخزين عالية الأداء، واتصال شبكي منخفض التأخير، ومحاكاة افتراضية، وأمان قوي.

بالإضافة إلى دمج التطبيقات التي تعمل على موارد متعددة (البنية التحتية المحلية، السحابة الخاصة، والسحابة العامة)، تتضمن بنيات السحابة المختلطة هذه المكونات الرئيسية الأخرى.

1. اتصال الشبكة

اتصال الشبكة هو مكون رئيسي في بنية السحابة المختلطة. تتيح اتصالات الشبكة مشاركة الموارد بين مواقع متعددة.

يعتمد اتصال السحابة المختلطة على استخدام التقنيات التالية:

شبكة VPN (الشبكة الخاصة الافتراضية) تنشئ اتصال نقطة إلى نقطة آمن بين نقطتي نهاية شبكة (عقد). تنشئ VPN قناة مشفرة تحافظ على خصوصية البيانات التي ينقلها المستخدم، بالإضافة إلى بيانات الاعتماد ومعلومات الوصول، عبر الإنترنت. باستخدام VPN، يمكن توصيل البنية التحتية المحلية والسحابة الخاصة بأمان عبر اتصال خاص وآمن على شبكة عامة.

شبكة WAN (الشبكة الواسعة) تربط أجهزة الكمبيوتر على مساحة واسعة، على سبيل المثال من منطقة إلى أخرى، أو حتى من قارة إلى أخرى. الإنترنت هو أكبر شبكة WAN، تربط مليارات أجهزة الكمبيوتر حول العالم. في عالم الأعمال، تربط WAN المكاتب ومراكز البيانات والتطبيقات السحابية والتخزين السحابي. تتيح الشبكات الواسعة المستندة إلى السحاب للمؤسسات توصيل الشبكات المحلية للمكاتب ومراكز البيانات بالتخزين والتطبيقات والموارد الأخرى المستندة إلى السحابة.

API (واجهة برمجة التطبيقات) هي مجموعة من القواعد المحددة التي تسمح للتطبيقات المختلفة بالتواصل مع بعضها البعض، وتعمل كطبقة وسيطة لمعالجة نقل البيانات بين الأنظمة. تتيح APIs للشركات فتح بيانات ووظائف تطبيقاتها لمطوري الطرف الثالث الخارجيين وشركاء الأعمال والخدمات الداخلية. في تكوين بنية السحابة المختلطة، يتم استدعاء APIs عبر طلبات HTTP بين السحابات لتوصيل التطبيقات وقواعد البيانات والشبكات.

2. المحاكاة الافتراضية

تعتمد بنيات السحابة المختلطة الحديثة على تقنية المحاكاة الافتراضية، التي تستخدم البرمجيات لإنشاء طبقة مجردة لنظام حاسوبي افتراضي على أجهزة مادية، مما ينشئ أجهزة كمبيوتر افتراضية متعددة تسمى الآلات الافتراضية (VM). تم تطوير المحاكاة الافتراضية في الأصل للشركات بواسطة VMware وهي مكون رئيسي في الحوسبة السحابية للمؤسسات. تتيح للمؤسسات تشغيل أجهزة كمبيوتر افتراضية متعددة وأنظمة تشغيل وتطبيقات على خادم مادي واحد. كما تتيح للمستخدمين شراء موارد الحوسبة حسب احتياجهم وتوسيعها بتكلفة فعالة مع زيادة أعباء العمل.

بالإضافة إلى الخوادم الافتراضية، تستخدم بنيات السحابة المختلطة العديد من أنواع المحاكاة الافتراضية الأخرى، بما في ذلك المحاكاة الافتراضية للشبكة. تتضمن المحاكاة الافتراضية للشبكة الشبكة المعرفة بالبرمجيات (SDN)، التي تقوم بافتراضية الأجهزة (تسمى 'طبقة التحكم') التي تتحكم في توجيه حركة مرور الشبكة. المحاكاة الافتراضية لوظائف الشبكة (NFV) تقوم بافتراضية جهاز أو أكثر من الأجهزة المادية التي توفر وظيفة شبكة محددة، مثل جدار الحماية أو موازن التحميل أو محلل حركة المرور، مما يجعل هذه الأجهزة أسهل في التكوين والإدارة.

تتيح المحاكاة الافتراضية أيضًا البنية التحتية كرمز (IaC)، التي تقوم بأتمتة تكوين البنية التحتية، مما يسمح للمطورين بتطوير ونشر وتوسيع نطاق التطبيقات السحابية بشكل أسرع وبمخاطر أقل وتكلفة أقل.

3. الحاويات

الحاويات هي مكونات تطبيقية خفيفة الوزن وقابلة للتنفيذ تجمع بين الكود المصدري للتطبيق مع جميع المكتبات وتبعيات نظام التشغيل اللازمة لتشغيل الكود في أي بيئة، وهي عنصر أساسي في بنيات السحابة المختلطة الحديثة. بدلاً من افتراضية الأجهزة الأساسية مثل VM، تقوم الحاويات بافتراضية نظام التشغيل (عادةً Linux أو Windows).

بفضل قابلية النقل وكفاءة الموارد الفائقة مقارنة بالآلات الافتراضية (VM)، أصبحت الحاويات وحدة الحوسبة الفعلية للتطبيقات السحابية الأصلية الحديثة. التطبيقات السحابية الأصلية مصممة خصيصًا للتشغيل في السحابة، ومصممة من قبل فرق DevOps وغيرها لتكون قابلة للتوسع، وتتكون من خدمات مصغرة، تُعرف أيضًا باسم بنيات الخدمات المصغرة. وهذا يعني أن التطبيق الواحد يتكون من العديد من المكونات أو الخدمات الأصغر حجمًا والمقترنة بشكل فضفاض والقابلة للنشر بشكل مستقل.

تعمل الخدمات المصغرة على تسريع تطوير ونشر البرمجيات حيث يمكن تطوير كل خدمة ونشرها بشكل فردي. تحولت العديد من الشركات الكبيرة من تطوير التطبيقات المتجانسة إلى تطبيقات الخدمات المصغرة، مثل Amazon التي تستخدم الخدمات المصغرة لتتبع نشاط المستخدمين وسجلهم وبيانات أخرى لتقديم توصيات في الوقت الفعلي لتحسين تجربة العملاء.

4. الإدارة الموحدة للسحابة المختلطة

النهج الحالي للسحابة المختلطة يتضمن منصة موحدة لاكتشاف ومعالجة وإدارة البيانات والموارد محليًا وفي السحابة الخاصة والعامة. يجمع الجمع بين منصات وأدوات السحابة المختلطة وظائف الحوسبة والتخزين والشبكات وقواعد البيانات والتحليلات والأمان لضمان الاتساق والموثوقية في بيئة سحابة مختلطة متنوعة.

اقرأ أيضًا:Hitachi و Cisco يطلقان خدمات استضافة سحابة مختلطة جديدة

منصات السحابة المختلطة الشائعة مع الأجهزة والبرمجيات والخدمات المكونة مسبقًا تشمل AWS Outposts وGoogle Cloud Platform وVMware Hybrid Cloud وRed Hat OpenShift. تدمج كل منصة عادةً تقنيات سحابية قياسية مثل Kubernetes لتنسيق الخدمات القائمة على الحاويات ووظائف برمجية أخرى. تُستخدم أدوات الإدارة الموحدة هذه لمراقبة هذه الموارد وتخصيصها وإدارتها من منصة إدارة واحدة، مما يوفر استراتيجية إدارة لتكنولوجيا المعلومات والشبكات لدمج أدوات المراقبة المتعددة وتدفقات البيانات في واجهة واحدة.

فيما يلي نظرة عامة على الميزات الرئيسية المرتبطة بمنصة إدارة السحابة المختلطة:

إدارة الموارد

تساعد أدوات الخدمات المستضافة في السحابة المختلطة أصحاب المصلحة في تخصيص وإعادة تخصيص الموارد محليًا وفي البيئات السحابية بناءً على احتياجات التطبيقات. على سبيل المثال، يمكن لمؤسسات مثل المؤسسات المالية استخدام السحابات الخاصة للاحتفاظ بمعلومات العملاء الحساسة والسحابات العامة لاختبار تطبيقات جديدة، مثل تطبيقات الخدمات المصرفية عبر الهاتف المحمول.

تنسيق أعباء العمل

تستخدم بنيات السحابة المختلطة أدوات تنسيق الحاويات، مثل Kubernetes أو Docker Swarm، لأتمتة أعباء العمل المعبأة في حاويات. تساعد هذه التقنيات المطورين في نشر وتشغيل ومزامنة الحاويات بسرعة عبر مجموعات من الخوادم الموجودة في مواقع مختلفة. كما تعمل على تحسين قابلية توسع أعباء العمل المعبأة في حاويات، مما يعني أن فرق DevOps وغيرها يمكنها إضافة مجموعات Kubernetes التي تعمل بتطبيقات معبأة في حاويات تلقائيًا حسب الحاجة، مما يقلل من فترات التوقف ويحسن الأداء.

تكامل البيانات

تجمع البيئات المختلطة وتعالج البيانات من مصادر متنوعة، مما يتطلب تكامل البيانات، وهي عملية دمج البيانات من أنظمة مصادر متعددة لإنشاء عرض موحد.

تشمل حلول إدارة البيانات للسحابة المختلطة منصات برمجية لتحليل البيانات تستخدم الذكاء الاصطناعي (AI) والتعلم الآلي لجمع البيانات وتنظيمها وتحليلها. تستخدم العديد من أدوات تكامل البيانات هذه مفهوم تصميم بنية البيانات التي تعمل فوق تقنيات متنوعة في بيئة مختلطة، مما يجمع البيانات من أنظمة مصادر متعددة لإنشاء عرض موحد.

حوكمة البيانات

توفر أدوات حوكمة البيانات طبقة تكنولوجية أخرى في بنية السحابة المختلطة للمؤسسات لإنشاء وصيانة سياسات وبروتوكولات تحدد كيفية تخزين بياناتها وإدارتها واستخدامها وفقًا لمعايير الامتثال والتنظيم.

الأمان

يتضمن أمان السحابة المختلطة التقنيات وأفضل الممارسات المستخدمة لحماية المعلومات الحساسة للمؤسسة في بيئة تتدفق فيها البيانات والتطبيقات عبر مزيج من المنصات المحلية والخاصة والعامة. تتضمن طبقة الأمان في بنية السحابة المختلطة ضوابط تقنية مثل التشفير ومصادقة الشبكة وبرامج الإدارة:

تشفير البيانات

يستخدم تشفير البيانات في بيئات السحابة المختلطة لحماية البيانات الحساسة من خروقات البيانات أو الهجمات الإلكترونية، بما في ذلك البرامج الضارة وبرامج الفدية.

إدارة الهوية والوصول (IAM)

أداة إدارة IAM هي طريقة ترخيص قياسية تنشئ هويات رقمية لجميع المستخدمين لمراقبتهم وتقييدهم بشكل استباقي أثناء جميع تفاعلات البيانات.

إدارة المعلومات والأحداث الأمنية (SIEM)

توفر أداة إدارة SIEM وحدة تحكم لمراقبة الأمان وقابلية الملاحظة، بالإضافة إلى حل شامل لتنسيق الأمان يقوم بأتمتة مراقبة التهديدات واكتشاف التهديدات في الوقت الفعلي والاستجابة.

التعافي من الكوارث (DR)

توفر أدوات التعافي من الكوارث المستندة إلى السحابة المختلطة حماية البيانات للنسخ الاحتياطي والاحتفاظ واستعادة البيانات لتسريع استعادة البيانات المفقودة واستعادة عمليات الأعمال العادية.

مزايا بنية السحابة المختلطة

توفر بنية السحابة المختلطة العديد من المزايا، بما في ذلك:

المرونة وقابلية التوسع

تزيد بنيات السحابة المختلطة من المرونة عن طريق تعيين وتحرير الموارد بسرعة في السحابات المحلية أو العامة أو الخاصة لتلبية احتياجات الأعمال المتغيرة بسهولة. بفضل الموارد السحابية عند الطلب، توفر السحابات المختلطة أيضًا قابلية توسع غير محدودة تقريبًا للأعلى وللأسفل.

استمرارية الأعمال

تقلل عمليات نشر السحابة المختلطة من فترات التوقف عن طريق تحسين استمرارية الأعمال من خلال نسخ البيانات الهامة إلى السحابة والسماح بقابلية التوسع خلال فترات الطلب القصوى.

توفير التكاليف

يمكن أن تساعد استراتيجية السحابة المختلطة في تقليل النفقات الرأسمالية عن طريق نقل أعباء العمل إلى السحابة العامة، وتجنب التكاليف المستمرة لصيانة وترقية الأجهزة الحالية.

تحديث التطبيقات

توفر بيئة السحابة المختلطة المرونة والأمان اللازمين لتحديث التطبيقات، أي تحديث التطبيقات الحالية إلى بيئة تطبيقات سحابية أصلية قابلة للتوسع. يتيح ذلك إنشاء التطبيقات بسرعة ونشرها تلقائيًا وتحديثها بانتظام، وتجنب دورات التطوير الشلالية.

اعتماد الذكاء الاصطناعي التوليدي

تعمل البنية التحتية للسحابة المختلطة على تسريع اعتماد الذكاء الاصطناعي التوليدي واعتماده الكبير على كميات كبيرة من البيانات ونماذج اللغة الكبيرة (LLMs) من خلال توفير قدرات تخزين غير محدودة وقوة حوسبة وتوسع سريع.