چکیده

با پی شرفت تکنولوژيها، محا سبات فراگیر و نرمافزارهاي تحت شبکه، محا سبات ابري میتواند یک روش جدید براي ایجاد پویاي نسل جدید مراکز داده و محاسبات سریع و سنگین در دسترس میلیونها مصرف کننده قرار گیرد . محاسبات ابري به عنوان مدلی در بسیاري از کاربردهاي علمی، تجاري و نظامی و راهی به منظور ارائهي سرویسهاي تکنولوژي اطلاعات به افراد و سازمانها در نظر گرفته شده است که دسترسی و کنترل منابع را از طریق اینترنت مقدور میسازد و قابلیتهاي زیرساختی و بسترهاي نرم افزاري را به عنوان سرویسی به کاربران ارائه میدهد که این سرویسها شامل نرم افزار، بستر و زیرساخت به عنوان سرویس است.

در راستاي پیاده سازي ابر محاسباتی و به کارگیري آن، ابزارها و سرویسهاي منبع باز بسیاري وجود دارد که میتوان مواردي از جمله اکالیپتوس، نیمباس، اُپن نبولا و … را نام برد. در این مقاله، ابتدا به بررسی و مقایسهي چندین ابزار مبتنی بر محاسبات ابري، قابلیتها، معماري، ویژگیها و عملکرد آنها پرداخته شده ا ست، از آنجایی که سی ستم اکالیپتوس قابلیت ایجاد، اجرا و مدیریت خصوصیات ماشین مجازي را از طریق ماشینهاي فیزیکی فراهم میکند، به مدیران و محققان امکان استقرار یک زیرساخت براي ایجاد ماشین مجازي تحت کنترل کاربر را میدهد. همچنین با توجه به سازگاري که با سرویسهاي وب آمازون مانند: سرویس ذخیرهسازي (S3) و ابرمحاسباتی منعطف((EC2 دارد، مورد استقبال موسسات علمی و تحقیقاتی و شرکتهاي تجاري در بخش مالی و یا در صنعت خودرو قرار گرفته است. بنابراین در ادامه سعی شده است به نقاط قوت و ضعف استفاده از این سرویس پرداخته شــود و به منظور اینکه بتوانیم با بهرهگیري از نقاط قوت به حداکثر بهرهبرداري از فرصــتها و حذف تهدیدها دســت یابیم، تحلیل

SWOT بر روي آن صــورت گرفته اســت و در پایان با اســتفاده از نتایج تجزیه و تحلیلهاي انجام شــده به رفع چالشهاي اصــلی پرداخته شده است.

واژههاي کلیدي: رایانش ابري، ابر محاسباتی اکالیپتوس، سرویس وب آمازون، تحلیل SWOT

١

-۱ مقدمه

با پیشرفت فناوري اطلاعات و محاسبات فراگیر، نیازهایی مانند امنیت اطلاعات، پردازش سریع، دسترسی پویا، انجام محاسبات در همه جا و همه زمان و از همه مهم تر صرفه جویی در هزینهها اهمیت زیادي یافته است که به منظور تهیهي زیرساخت نرم افزاري و سخت افزاري و فضاي ذخیره سازي مناسب، راه حلی جز رایانش ابري وجود ندارد. در واقع رایانش ابري مدلی براي فراهم کردن دسـترسـی آسـان بر اسـاس تقاضـاي کاربر از طریق شـبکه به مجموعهاي از منابع رایانشـی قابل تغییر و پیکربندي اسـت که این دسترسی بتواند با حداقل نیاز به مدیریت منابع و دخالت مستقیم فراهمکننده سرویس به سرعت فراهم شود. خدماتی که رایانش ابري ارائه میکند شامل سه دسته: نرم افزار، بستر و زیرساخت به عنوان سرویس است. همچنین جهت پیاده سازي ابر ابزارهاي منبع باز متفاوتی مانند: اکالیپتوس۱، اوپننبولا۲، نیمباس۳ و … وجود دارد که میتوان آنها را بر ا ساس یکی از مدلهاي ابرعمومی، ابرخ صو صی و یا ابرآمیخته پیاده سازي کرد. در این مقاله، سه پلت فرم منبع باز مختلف از نقطه نظر هدف، معماري، جنبههاي اصلی شبکه و سایر موارد بررسی شده است. نیمباس یک راه حل محاسبات ابري است که به کاربران اجازه میدهد محیط محاسبات مورد نیاز را ایجاد و منابع قابل استفاده مجدد راه دور را با استفاده از ماشینهاي مجازي اجاره کنند. از طرفی اوپننبولا به گونهاي طراحی شده است که اجازه میدهد تا با بسیاري هایپرویزورها (نرم افزاري که ماشین مجازي را اجرا میکند) و محیطهاي مختلف یکپارچه شــود. اما اکالیپتوس یک چارچوب محاســبات ابري متن باز اســت که قابلیت ایجاد، اجرا و مدیریت خصــوصــیات ماشــین مجازي را طی ماشــینهاي فیزیکی فراهم میکند. معماري آن ســاده، انعطاف پذیر و ماژولار میباشــد و از پنج جزء اصــلی شــامل: کنترل کننده ابر، Walrus، کنترل کننده نود، کنترل کننده دسته و کنترل کننده ذخیره سازي تشکیل شده است. اکالیپتوس از سرویسهاي ذخیرهسازي(S3) 4 و محاسبات ابري منعطف(EC2) 5 که دو سرویس وبِ آمازون است، بهره میگیرد. این مورد باعث شده ا ست تا نیازهاي سطوح مختلف تقا ضاي کاربر را پو شش دهد و از سرریز شدن۶ وب سایت جلوگیري میکند. نامزدهاي در استفاده از اکالیپتوس، موسسات علمی و تحقیقاتی و همچنین شرکتهاي تجاري در بخش مالی و یا در صنعت خودرو میباشند.

در این مقاله، این سه پلت فرم منبع باز رایانش ابري از نقطه نظر هدف، معماري، جنبههاي ا صلی شبکه برر سی شده ا ست. و از آنجایی که در حال حاضر از اکالیپتوس براي ایجاد و مدیریت یک ابر خصوصی یا عمومی استفاده میشود. بنابراین با استفاده از آن، میتوان یک ابر راه اندازي کرد و با ا ستفاده از آن به کاربران اجازه داد تا یک ما شین مجازي کامل را ایجاد و کنترل کنند، و به آن دسترسی داشته باشند. در ادامه سعی شده است به نقاط قوت و ضعف استفاده از این سرویس پرداخته شود و به منظور اینکه بتوانیم با بهرهگیري از نقاط قوت به حداکثر بهرهبرداري از فرصـــتها و حذف تهدیدها دســـت یابیم، تحلیل SWOT بر روي آن صورت گرفته است و در پایان با استفاده از نتایج تجزیه و تحلیلهاي انجام شده، پیشنهادهایی به منظور رفع چالشهاي اصلی ارائه شده است.

-۲ تعریف ابر محاسباتی۷

همسو با پیشرفت فناوري اطلاعات و مبدل شدن دنیاي اینترنت به عنوان جزئی حیاتی در زندگی بشر، نیازهایی مانند امنیت اطلاعات، پردازش سریع، دسترسی پویا، انجام محاسبات در همه جا و همه زمان و از همه مهم تر صرفه جویی در هزینهها اهمیت زیادي یافته

۱٫ Eucalyptus 2. OpenNebula 3. Nimbus

۴٫ Simple Storage Service 5. Elastic Computing Cloud 6. Over Flow 7. Cloud Computing

٢

است. بدیهی است براي انجام موارد فوق با در نظر گرفتن سرمایه گذاري اندك و صرف زمان کم جهت تهیه زیرساخت نرم افزاري و سخت افزاري و فضاي ذخیره سازي مناسب، راه حلی جز رایانش ابري وجود ندارد. رایانش ابري مدلی براي فراهم کردن دسترسی آسان بر اساس تقاضاي کاربر از طریق شبکه به مجموعهاي از منابع رایانشی قابل تغییر و پیکربندي (مانند:

شبکهها، سرورها، فضاي ذخیرهسازي، برنامههاي کاربردي و سرویسها) است که این دسترسی بتواند با حداقل نیاز به مدیریت منابع و دخالت مستقیم فراهمکننده سرویس به سرعت فراهم شود.[۱۳] از طرفی میتوان آن را به کارگیري قابلیتهاي رایانهاي بر مبناي اینترنت نامید. این قابلیتها مانند نرم افزار، اطلاعات و منابع اشتراکی رایانشی، به صورت یک سرویس اینترنتی به مشتري عرضه میشود. به این صورت ذخیره سازي و پردازش آنلاین اطلاعات توسط سرویس دهندههاي متعدد و قدرتمندي که در شبکه جهانی قرار دارد، انجام میگیرد و نتیجه آن به م شتري تحویل داده می شود. به عبارتی میتوان بیان کرد که ا صطلاحی ا ست که براي ارائه خدمات میزبانی تحت اینترنت به کار رفته و به عنوان نســل بعدي معماري فناوري اطلاعات پیش بینی شــده اســت که پتانسیل بسیار خوبی را براي بهبود بهرهوري و کاهش هزینهها ارائه میدهد. در مقایسه با راه حلهاي سنتی که در آن سرویسهاي فناوري اطلاعات بر پایه کنترلهاي فیزیکی و منطقی بودند، رایانش ابري نرم افزارهاي کاربردي و پایگاه دادهها را به ســـمت مراکز دادههاي بزرگ سوق داده است.[۱,۲] ویژگیهاي آن را میتوان عدم وابستگی به مکان و زمان و دسترسی دائم به علت استفاده از بستر اینترنت، قابلیت اطمینان، مقیاس پذیري، اشتراك گذاري منابع و هزینهها بین چند مشتري، امنیت بیشتر در برابر حملات سایبري، پشتیبانی مقرون به صرفه و نیاز نداشتن کاربر به استفاده از رایانهاي قدرتمند با توجه به وجود سخت افزار مورد نیاز در ابر بر شمرد. با توجه به موارد بیان شده، تنها وظیفه رایانههاي شخصی، برقراري ارتباط با ابر توسط اینترنت است. خدماتی که رایانش ابري ارائه میکند شامل سه د سته: نرم افزار، ب ستر و زیر ساخت به عنوان سرویس ا ست که در ادامه به شرح هر یک میپردازیم

:[۱۹ , ۱۲, ۳ , ۱۱]
• نرم افزار به عنوان سرویس(:(SaaS1 این سرویس بنا به درخواست کاربر به صورتی ارائه میشود که پردازشی منفرد از یک نرم افزار در محیط ابر اجرا میشود. دیگر نیازي به نصب نرم افزار روي رایانه مشتري نیست و باعث تسهیل در پشتیبانی میشود. بزرگ ترین مزیت این سرویس، دسترسی دائم کاربر به نرم افزار در هر نقطه، به وسیله بستر اینترنت است. Google Docs، Online Photoshop و Zoho را میتوان مثالهاي خوبی از این شیوه دانست .[۱۱]

• بستر به عنوان سرویس(::(PaaS2 به کمک این سرویس، مشتري این امکان را دارد که نرم افزار خریداري شده یا ساخته شده توسط خود را روي بستر ابري قرار دهد و آن را کنترل و تست کرده یا تغییر دهد. به وسیله این سرویس دیگر نیازي به خریداري سرویس دهنده اختصاصی و گران قیمت نیست. شرکت گوگل با سرویس Apple Engine و همچنین مایکروسافت با Azure Platform چنین خدماتی را ارائه میکند.[۱۲]

• زیرساخت به عنوان سرویس(::(IaaS3 این سرویس با فراهم کردن توان پردازشی، شبکهها، فضاي ذخیره سازي و منابع پایهاي رایانشی، نیاز مشتري را به خرید سخت افزار و تجهیزات مختلف شبکه از بین میبرد. به این صورت کاربر قادر است سیستم عامل یا نرم افزارهاي مورد نظر خود را در زیرساخت ابر قرار داده، پردازش کرده یا از آنها استفاده کند. از معروفترین نمونههاي این سرویس، خدمات رایانش ابري EC2 شرکت آمازون و IBM Smart Cloud را میتوان نام برد.

علاوه بر این میتوان رایانش ابري را با ا ستفاده از ابزارهاي متن باز متفاوت بر ا ساس یکی از مدلهاي ابرعمومی، ابرخ صو صی و یا ابرآمیخته پیاده سازي کرد که در ادامه به توضیح مختصري در مورد برخی از این ابزارها پرداخته شده است.[۷]

-۳ ابزارهاي پیادهسازي رایانش ابر

۱٫ Software as a Service

۲٫ Platform as a Service 3. Infrastructure as a service
٣