ما هي بنية السحابة الهجينة؟

كنموذج بنائي، تلعب السحابة الهجينة دوراً حساساً في التحول الرقمي، حيث تقدم للشركات طريقة مرنة ومتنقلة وفعالة من حيث التكلفة لتحديث التطبيقات القديمة الموجودة لديها حاليًا، ونشر البيانات، وتشغيل أحمال التشغيل عبر بيئات حوسبة متعددة.

تكون البنى التحتية للسحابة الهجينة مُعقدة وتختلف بحسب احتياجات الأعمال الفردية وحالات الاستخدام. وعلى الرغم من عدم وجود نهج واحد يناسب الجميع لتصميم البنى التحتية للسحابة الهجينة، فإنها جميعًا تشترك في مزيج من بيئات الحوسبة—سواء داخل الموقع أو خارجه — بما في ذلك ما يلي:

تستخدم العديد من الشركات المتوسطة أكثر من خدمة واحدة، وتستخدم معظم المؤسسات الكبيرة جميع خدمات مزودي السحابة الثلاثة المذكورة:

• توفر البنية التحتية كخدمة (IaaS) الحوسبة والشبكة وموارد التخزين للمستهلكين عند الطلب عبر الإنترنت وعلى أساس الدفع حسب الطلب. تمكن البنية التحتية كخدمة (IaaS) المستخدمين النهائيين من توسيع نطاق الموارد وتقليصها حسب الحاجة، مما يقلل الحاجة إلى نفقات رأسمال عالية مبدئية أو بنية تحتية "مملوكة" غير ضرورية، خاصة في حالة الارتفاع المفاجئ في أحمال التشغيل.
• توفر المنصة كخدمة (PaaS) منصة سحابية كاملة (مثل الأجهزة والبرمجيات والبنية التحتية) لتطوير التطبيقات وتشغيلها وإدارتها من دون تكلفة وتعقيد وعدم مرونة بناء وصيانة تلك المنصة محليًا.
• تشير البرمجيات كخدمة (SaaS) إلى برامج التطبيقات المستضافة على السحابة لتطبيقات المستخدم النهائي (مثل Zoom وDropbox). يتولى مزوِّد خدمة البرمجيات كخدمة (SaaS) مسؤولية تشغيل وإدارة وصيانة البرمجيات والبنية التحتية التي تعمل عليها. تعد البرمجيات كخدمة (SaaS) أكثر الخدمات السحابية شيوعاً ونموذج تسليم البرمجيات السائد.

قبل الحوسبة السحابية، كانت الشركات المؤسسية تخزّن البيانات وتشغل التطبيقات داخل مراكز البيانات المحلية الخاصة بها المكونة من الخوادم وأجهزة الشبكات وتطبيقات البرمجيات المؤسسية. عادة ما يتطلب هذا الإعداد التقليدي للبنية التحتية طاقة ومساحة مادية أكبر من البنية التحتية السحابية. مع ترسخ الحوسبة السحابية، وتزايد الحاجة إلى التحول الرقمي، بدأت المؤسسات في التحول إلى السحابة الهجينة للتحكم في التكاليف وتحسين المرونة الكلية.

يتمثل الهدف الشامل وراء نموذج السحابة الهجينة في خلق المرونة اللازمة لنقل التطبيقات وأحمال التشغيل إلى السحابة واستخدام الخدمات السحابية بناءً على احتياجات الحوسبة والظروف الأخرى. على سبيل المثال، يمكن لموارد السحابة العامة أن تتوسع بسرعة وبشكل تلقائي وبتكلفة منخفضة استجابة للارتفاعات غير المتوقعة في حركة المرور دون التأثير على أحمال التشغيل الخاصة. هذه الميزة الحيوية المعروفة باسم "انفجار السحابة" هي ميزة سحابة هجينة تدعم الشركات التي تواجه ارتفاعات مفاجئة في الطلب على الحوسبة مثل تجار التجزئة عبر الإنترنت، الذين غالباً ما يستخدمون الانفجار السحابي لدعم زيادة حركة المرور أثناء عروض التخفيضات لفترة محدودة.

بينما تجمع بنية السحابة الهجينة بين السحابة العامة والسحابة الخاصة والبنية التحتية المحلية، لا يجب الخلط بينها وبين السحابة المتعددة—أي استخدام الخدمة السحابية من اثنين أو أكثر من الموردين ضمن بنية واحدة. توفر السحابة المتعددة للشركات التجارية حرية اختيار مجموعة متنوعة من أفضل الخدمات لتلبية احتياجاتها. سحابة متعددة تقلل من الاحتكار لمنتج معين، مما قد يسبب مشاكل في الأداء، وخيارات محدودة، وتكاليف غير ضرورية ناتجة عن وجود سحابة واحدة فقط.

تستفيد معظم المؤسسات الحديثة من قدرات السحابة الهجينة والسحابة متعددة لإنشاء بيئات سحابة متعددة هجينة—وهي مزيج من السحابة العامة، والسحابة الخاصة والبنية التحتية المحلية والخدمات السحابية من اثنين على الأقل من مزودي الخدمات السحابية.

توفر بنية السحابة الهجينة المثالية للأعمال قدرة حوسبة وتخزين عالية الأداء، واتصال شبكة بزمن انتقال منخفض، ومحاكاة افتراضية، وأماناً قوياً.

بالإضافة إلى الجمع بين التطبيقات التي يتم تشغيلها على موارد متعددة (البنية التحتية المحلية والسحابة الخاصة والسحابة العامة)، تتكون بنية السحابة الهجينة من هذه العناصر الحساسة الأخرى.

اتصال الشبكة هو عنصر حساس من عناصر بنية السحابة الهجينة. تتيح اتصالات الشبكة مشاركة الموارد عبر مواقع متعددة.

تعتمد السحابة الهجينة على استخدام التقنية التالية:

• الشبكة الخاصة الافتراضية (VPN) تنشئ اتصالاً آمنًا من نقطة إلى نقطة بين نقطتي نهاية على الشبكة (عقدتين). تقوم الشبكة الخاصة الافتراضية (VPN) بإنشاء قناة مشفرة تحافظ على خصوصية بيانات المستخدم المنقولة وهوية وبيانات الاعتماد عبر الإنترنت. باستخدام الشبكة الخاصة الافتراضية (VPN)، يمكن للبنية التحتية المحلية والسحابة الخاصة الاتصال بأمان عبر الشبكة العامة عبر اتصالات خاصة وآمنة.
• تربط شبكة WAN (الشبكة المنطقة الواسعة) أجهزة الحاسوب عبر منطقة واسعة، مثل من منطقة إلى أخرى أو حتى من قارة إلى أخرى. يُعدّ الإنترنت أكبر شبكة واسعة النطاق، حيث تربط مليارات أجهزة الحاسوب في جميع أنحاء العالم. في الأعمال المؤسسية، تربط شبكة المنطقة الواسعة المكاتب ومركز البيانات والتطبيق السحابي والتخزين السحابي معًا. تتيح شبكة المنطقة الواسعة السحابية للمجموعة ربط الشبكات المحلية في مكاتب شركاتها ومركز البيانات بالتخزين السحابي والتطبيق والموارد الأخرى.
• واجهات برمجة التطبيقات (API) هي مجموعة من القواعد المحددة التي تمكن التطبيقات المختلفة من التواصل مع بعضها البعض، وتعمل كطبقة وسيطة تعالج نقل البيانات بين الأنظمة. تسمح واجهات برمجة التطبيقات للشركات بفتح بيانات ووظائف التطبيق لمطورين خارجيين من جهات خارجية وشركاء أعمال وأقسام داخلية. في بنية السحابة الهجينة، تكون واجهات برمجة التطبيقات (API) عبارة عن استدعاءات عبر طلب HTTP بين السحابات للربط بين التطبيقات وقواعد البيانات والشبكات.

تعتمد بنية السحابة الهجينة الحديثة على تقنية المحاكاة الافتراضية، التي تستخدم البرمجيات لإنشاء طبقة تجريد فوق الأجهزة الفيزيائية إلى نظام حوسبة افتراضي، مما يخلق عدة أجهزة افتراضية بشكل أساسي تعرف باسم الأجهزة الافتراضية (VMs). المحاكاة الافتراضية، التي طورتها VMware لأول مرة للأعمال التجارية، هي عنصر حساس في الحوسبة السحابية للمؤسسات. تتيح للمؤسسات إمكانية تشغيل عدة أجهزة كمبيوتر افتراضية وأنظمة تشغيل وتطبيقات على خادم مادي واحد. كما تتيح للمستخدمين شراء موارد الحوسبة حسب الحاجة وتوسيع تلك الموارد بكفاءة وبتكلفة منخفضة بالتزامن مع زيادة أحمال التشغيل لديهم.

إلى جانب الخوادم الافتراضية، تستخدم بنية السحابة الهجينة العديد من أنواع المحاكاة الافتراضية الأخرى، بما في ذلك محاكاة الشبكة. تتضمن المحاكاة الافتراضية للشبكة الشبكات المحددة بالبرمجيات (SDN)، والتي تعمل على محاكاة الأجهزة التي تتحكم في توجيه حركة مرور الشبكة (تسمى "مستوى التحكم"). المحاكاة الافتراضية لوظيفة الشبكة (NFV) تعمل على إجراء المحاكاة الافتراضية لجهاز أو أكثر من الأجهزة الفعلية التي توفر وظيفة شبكة محددة (مثل جدار الحماية أو موازِن التحميل أو محلل حركة المرور)، مما يسهل تكوين هذه الأجهزة وتوفيرها وإدارتها.

كما تعمل المحاكاة الافتراضية على تمكين البنية التحتية كرمز برمجي (IaC)، والتي تعمل على أتمتة توفير البنية التحتية، مما يسمح للمطورين بتطوير ونشر وتوسيع نطاق تطبيقات السحابة بسرعة أكبر ومخاطر أقل وتكلفة مخفضة.

تشكل الحاويات—وهي عناصر تطبيقات خفيفة الوزن وقابلة للتنفيذ تجمع بين مصدر الرمز وجميع مكتبات نظام التشغيل والتبعيات المطلوبة لتشغيل الرمز البرمجي في أي بيئة — وتشكّل جزءًا أساسياً من بنية السحابة الهجينة الحديثة. فبدلاً من المحاكاة الافتراضية للأجهزة الأساسية مثل الأجهزة الافتراضية، تقوم الحاويات بالمحاكاة الافتراضية لنظام التشغيل (عادةً ما يكون Linux أو Windows).

مع قابلية النقل وكفاءة الموارد الأفضل مقارنة بالأجهزة الافتراضية (VMs)، أصبحت الحاويات وحدات الحوسبة الفعلية لتطبيقات السحابة الحديثة الأصلية. تم تصميم التطبيقات الأصلية للسحابة فقط لتعمل في السحابة، حيث صُممت التطبيقات الأصلية للسحابة من قِبل عمليات التطوير وفرق أخرى لتكون قابلة للتوسع وتتكون من خدمات مصغرة (تُسمى أيضًا بنية الخدمات المصغرة). هذا يعني أن التطبيق الواحد يتكون من العديد من العناصر الصغيرة، المترابطة بشكل فضفاض والقابلة للنشر بشكل مستقل.

تُسهم الخدمات المصغرة في تسريع عمليات تطوير ونشر أكبر؛ لأن كل خدمة يُمكن تطويرها ونشرها بمعزل عن غيرها؛ وانتقلت العديد من المؤسسات الرائدة من تطوير تطبيقات ضخمة إلى تطبيقات الخدمات المصغرة، مثل أمازون التي تستخدم الخدمات المصغرة لتتبع سجلات المستخدمين وأنشطتهم وبياناتهم الأخرى بغرض تقديم توصيات في الوقت الفعلي لتعزيز المشاركة وتحسين تجربة العملاء.

يتضمن نهج الحوسبة السحابية الهجينة اليوم منصة موحدة لاكتشاف وتشغيل وإدارة بيانات وموارد السحابة الخاصة والسحابة العامة والبيئة المحلية. يوحد مزيج من منصات السحابة الهجينة وأدواتها وظائف الحوسبة والتخزين وتحليلات قواعد بيانات الشبكة ووظائف الأمان لتوفير الاتساق والموثوقية في جميع أنحاء مشهد السحابة الهجينة المتنوع.

تشمل منصات السحابة الهجينة الشائعة التي تتميز بأجهزة وبرمجيات وخدمات معدة مسبقاً كلاً من AWS Outposts وGoogle Cloud Platform وVMware Hybrid Cloud وRed Hat OpenShift. عادة ما تحتوي كل منصة على تقنيات سحابية قياسية مثل Kubernetes لتنسيق خدمات الحاوية والميزات الأخرى القائمة على البرمجيات. تُقدم هذه الأدوات الموحدة المخصصة لمراقبة هذه الموارد وتخصيصها وإدارتها من خلال لوحة معلومات واحدة، استراتيجية لإدارة تكنولوجيا المعلومات وإدارة الشبكة تستخدم لدمج أدوات المراقبة المتعددة وتغذية البيانات في واجهة واحدة.

فيما يلي ملخص للوظائف الحساسة المرتبطة بمنصة إدارة السحابة الهجينة:

إدارة الموارد: تساعد أدوات الخدمة المدارة من خلال السحابة الهجينة الأطراف المعنية على تخصيص وإعادة تخصيص الموارد عبر البيئات المحلية والسحابية بناء على متطلبات التطبيق. على سبيل المثال، يمكن لمؤسسة مثل مؤسسة مالية استخدام سحابة خاصة للاحتفاظ بمعلومات العملاء الحساسة واستخدام السحابة العامة لاختبار التطبيقات الجديدة، مثل التطبيقات المصرفية على الهاتف المحمول.

أحمال التشغيل: تستخدم البنى السحابية الهجينة أدوات تنسيق الحاويات (مثل Kubernetes أو Docker Swarm) لأتمتة أحمال التشغيل القائمة على الحاويات. تساعد هذه التقنيات المطورين على نشر وتشغيل ومزامنة حاوياتهم بسرعة على مجموعات من الخوادم في مواقع مختلفة. كما تعزز قابلية التوسع في أحمال التشغيل القائمة على الحاويات، مما يعني أن فرق عمليات التطوير والفرق الأخرى يمكنها إضافة مجموعات Kubernetes التي تشغل التطبيقات القائمة على الحاويات تلقائياً حسب الحاجة، مما يؤدي إلى تقليل فترة التعطل وتحقيق الأداء الأمثل.

تكامل البيانات: تجمع البيئات الهجينة البيانات من مصادر متنوعة ومتعددة وتعالجها، ما يتطلب تكامل البيانات—، وهي عملية دمج البيانات من أنظمة متعددة المصادر لإنشاء رؤية موحدة.

تشمل حلول إدارة البيانات للسحابة الهجينة منصات برمجيات التحليلات التي تجمع البيانات وتنظمها وتحللها باستخدام الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي. تتضمن العديد من أدوات تكامل البيانات هذه مفهوم تصميم نسيج البيانات، الذي يعمل على رأس التقنيات المتنوعة في بيئة هجينة، حيث يجمع البيانات من أنظمة مصادر متعددة لإنشاء رؤية موحدة.

إدارة البيانات: توفر أدوات إدارة البيانات طبقة تقنية أخرى في السحابة الهجينة للمجموعات لإنشاء وتعديل سياسات وبروتوكولات تحدد كيفية تخزين بياناتها وإدارتها واستخدامها وفقًا للمعايير التنظيمية والامتثالية.

الأمان: يتضمن أمن السحابة الهجينة التقنيات وأفضل الممارسات المستخدمة لحماية المعلومات الحساسة للمؤسسة في بيئة تتدفق فيها البيانات والتطبيقات عبر مزيج من المنصات المحلية والسحابة الخاصة والسحابية العامة. تشمل طبقة الأمان في بنية السحابة الهجينة ضوابط تقنية مثل التشفير، ومصادقة الشبكة، وبرمجيات الإدارة:

• تشفير البيانات: يستخدم تشفير البيانات في بيئات السحابة الهجينة لحماية البيانات الحساسة من التعرض لاختراق أمن البيانات أو الهجمات الإلكترونية، بما في ذلك البرامج الضارة وبرامج الفدية.
• إدارة الهوية والوصول (IAM): أدوات إدارة الهوية والوصول (IAM) هي طريقة قياسية للتفويض التي تنشئ هويات رقمية لجميع المستخدمين بحيث يمكن مراقبتها وتقييدها بفعالية أثناء جميع تفاعلات البيانات.
• إدارة المعلومات الأمنية والأحداث (SIEM): توفر أدوات إدارة المعلومات الأمنية والأحداث وحدات لمراقبة الأمان وقابلية الملاحظة، إلى جانب حل شامل لتنظيم عمليات الأمان يسهّل أتمتة مراقبة التهديدات واكتشافها والاستجابة لها في الوقت الحقيقي.
• التعافي من الكوارث (DR): توفر أدوات التعافي من الكوارث المستندة إلى السحابة الهجينة حماية البيانات من أجل النسخ الاحتياطي للبيانات والاحتفاظ بها استردادها لتسريع استعادة البيانات المفقودة واستئناف عمليات الأعمال المعتادة.

توفر بنية السحابة الهجينة مزايا متعددة، منها ما يلي: