نشر بتاريخ: 22 فبراير 2024
المشاركون: Stephanie Susnjara، وIan Smalley
تشير البنية السحابية إلى تكامل عناصر التقنيات - الخوادم الفعلية وقواعد البيانات وأجهزة التخزين والموارد الافتراضية وعناصر الشبكات والبرامج - المشاركة في بناء بيئة الحوسبة السحابية.
استنادًا إلى احتياجات العمل، تعمل البنية السحابية بوصفها استراتيجية تصميم لتوصيل البنية التحتية المستندة إلى السحابة لتشغيل التطبيقات ونشرها. وتراعي بنية السحابة متطلبات أحمال التشغيل والتكاليف التشغيلية للمنظمة لتوفير المرونة وقابلية التوسع وتوفير التكاليف للحوسبة السحابية.
ابدأ مجانًا للحصول على شهادتك من خلال مركز IBM للتدريب السحابي. واكتسب المهارات والمعرفة المطلوبة لبدء حياتك المهنية كمهندس IBM Cloud Professional Architect.
تُعد الحوسبة السحابية جزءًا أساسيًا من عمليات الأعمال الحديثة، وهي الوصول عند الطلب، عبر الإنترنت، إلى موارد الحوسبة —التطبيقات، والخوادم الفعلية، والخوادم الافتراضية، وتخزين البيانات، وأدوات التطوير، وقدرات الشبكات، وغير ذلك — المستضافة في مركز البيانات البعيد يديرها مزود الخدمات السحابية (أو CSP).
عادةً، يقوم أحد موفري الخدمات السحابية الرائدين - Amazon Web Services (AWS)، أو Google Cloud Platform، أو IBM Cloud، أو Microsoft Azure - أو موفري الخدمات السحابية الآخرين مثل VMware بإتاحة هذه الموارد على أساس الدفع حسب الاستخدام أو الاشتراك الشهري. وتتيح الحوسبة السحابية للشركات استخدام خوادم بعيدة لتخزين البيانات والوصول إليها، مما يقلل من تكاليف بناء وصيانة البنية التحتية التقليدية لتقنية المعلومات في الموقع.
توفر الحوسبة السحابية مزايا أعمال لا تعد ولا تحصى، بما في ذلك تحسين الأداء والكفاءة وقابلية التوسع غير المحدودة والقيمة الاستراتيجية المحسنة. وبحسب تقرير صادر عن شركة McKinsey (يؤدي الرابط إلى صفحة خارج موقع ibm.com)، فإن الحوسبة السحابية قد تجني ما يقرب من 3 تريليون دولار أمريكي في الأرباح قبل الفوائد والضرائب والاستهلاك والإطفاء (EBITDA) بحلول عام 2030. ووجدت الدراسة أيضًا أن القيمة التي تجنيها السحابة من تمكين الشركات من الابتكار تساوي أكثر من خمسة أضعاف ما يمكن تحقيقه ببساطة عن طريق خفض تكاليف تقنية المعلومات. وتشمل حالات استخدام الأعمال المتوقعة لدفع قيمة الحوسبة السحابية تحليلات البيانات الضخمة وإنترنت الأشياء (IoT) والأتمتة.
تدمج بنية الحوسبة السحابية أربعة عناصر أساسية لإنشاء بيئة تقنية معلومات تقوم بتلخيص الموارد القابلة للتطوير وتجميعها ومشاركتها عبر بيئة سحابية واحدة أو أكثر.
تختلف البنى السحابية بناءً على محركات الأعمال الفريدة للمنظمة ومتطلبات التقنية. ومع ذلك، فإنهم جميعا يشتركون في نفس الهدف المتمثل في إنشاء خارطة طريق تراعي أحمال تشغيل التطبيقات ونماذج نشر السحابة وإدارة الخدمة واحتياجات التصميم.
تشير البنية السحابية الأمامية إلى جانب المستخدم أو العميل في نظام الحوسبة السحابية. وهو يتكون من واجهات المستخدم الرسومية (GUIs) ولوحات المعلومات وأدوات التنقل التي توفر الوصول عند الطلب إلى الخدمات والموارد السحابية. وتشمل العناصر الرئيسية تطبيقات البرامج والبرامج المثبتة على الأجهزة (مثل الهاتف المحمول أو الكمبيوتر المحمول أو كمبيوتر سطح المكتب) للوصول إلى المنصة أو الخدمة السحابية. يعد الوصول إلى تطبيق اتصالات الفيديو المستند إلى الويب (على سبيل المثال، Zoom وWebex) عبر جهاز كمبيوتر محمول أو تطبيق طلب الطعام من خلال منصة توصيل متنقلة (Uber Eats وDoorDash) مثالين على قدرات البنية السحابية الأمامية.
في حين أن الواجهة الأمامية تشمل جميع العناصر المتعلقة بالعميل (على سبيل المثال، زائر موقع التجارة الإلكترونية)، فإن الواجهة الخلفية (أو "جانب الخادم") تشير إلى هيكلة الموقع وبرمجة وظائفه الرئيسية، حيث توفر كل التقنيات التي تعمل من وراء الكواليس (خوادم سحابية، وواجهات برمجة التطبيقات (APIs) للوصول إلى الملفات) والتي يستخدمها CSP لدعم الواجهة الأمامية، بما في ذلك كل التعليمات البرمجية التي تساعد قاعدة بيانات سحابية أو خادم الويب في التواصل من خلال متصفح الويب أو نظام تشغيل الأجهزة المحمولة.
تتضمن عناصر البنية السحابية الخلفية ما يلي:
عادةً ما يربط اتصال الإنترنت الواجهة الأمامية بوظائف الواجهة الخلفية. قد تستخدم شبكة داخلية (الإنترانت) - وهي شبكة كمبيوتر تتم صيانتها بشكل خاص لا يمكن الوصول إليها إلا من قبل الأشخاص المصرح لهم وتقتصر على مؤسسة واحدة - أو اتصال بين السحابة لربط الواجهة الخلفية بالواجهة الأمامية. ويجب أن توفر الشبكة السحابية نطاقًا تردديًا عاليًا وزمن انتقال قصير، مما يسمح للمستخدمين بالوصول المستمر إلى بياناتهم وتطبيقاتهم. كما يجب أن توفر الشبكة المرونة بحيث يمكن أن يحدث الوصول إلى الموارد بسرعة وكفاءة بين الخوادم والبيئة المستندة إلى السحابة.
تتضمن معدات الشبكات الأخرى المهمة للبنية السحابية موازنات الأحمال وشبكات تسليم المحتوى (CDN) والشبكات المعرّفة بالبرامج (SDN) لضمان تدفق البيانات بسلاسة وأمان بين مستخدمي الواجهة الأمامية وموارد الواجهة الخلفية.
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من نماذج التسليم السحابي (المعروفة أيضًا باسم نماذج الخدمة السحابية): IaaS وPaaS وSaaS. وهذه النماذج لا يستبعد أحدها الآخر. وتستخدم معظم الشركات الكبيرة الأنواع الثلاثة جميعًا بوصفها جزء من حزمة التوصيل السحابي:
وفقًا لتقرير Gartner (يؤدي الرابط إلى صفحة خارج موقع ibm.com)، فإن ما يقرب من ثلثي (65.9%) إنفاق المؤسسات على تقنية المعلومات سيذهب إلى البرمجيات كخدمة في عام 2025، حيث ارتفعت النسبة من 57.7% في عام 2022.
تشمل منصات الخدمة الشائعة الأخرى ما يلي:
فيما يلي بعض التقنيات الأكثر أهمية لتطوير البنية السحابية.
هي من الأمور الأساسية لبنية السحابة، حيث تعمل المحاكاة الافتراضية كطبقة تجريد تتيح تقسيم موارد الأجهزة الخاصة بجهاز كمبيوتر واحد - المعالجات والذاكرة والتخزين وغير ذلك - إلى أجهزة كمبيوتر افتراضية متعددة تُعرف باسم الأجهزة الافتراضية (VMs). وتربط المحاكاة الافتراضية الخوادم الفعلية التي يحتفظ بها مزود الخدمة السحابية (CSP) في العديد من المواقع، ثم تقسم الموارد وتستخرجها لجعلها في متناول المستخدمين النهائيين أينما كان هناك اتصال بالإنترنت. وإلى جانب الخوادم الافتراضية، تستخدم تقنية السحابة كثير من أشكال المحاكاة الافتراضية الأخرى، بما في ذلك المحاكاة الافتراضية للشبكة والمحاكاة الافتراضية للتخزين.
تتضمن أتمتة السحابة تنفيذ الأدوات والعمليات التي تقلل أو تلغي العمل اليدوي المرتبط بتوفير البيئات السحابية وتكوينها وإدارتها. وتعمل أدوات أتمتة السحابة على البيئات الافتراضية وتلعب دورًا أساسيًا في تمكين المنظمات من الاستفادة بشكل أكبر من فوائد الحوسبة السحابية، مثل القدرة على الاستفادة من موارد السحابة عند الطلب وتوسيعها وتقليصها حسب الحاجة. كما تلعب الأتمتة دورًا حيويًا في سير عمليات التطوير، حيث تعمل على تسريع المهام المتعلقة ببناء التطبيقات واختبارها ونشرها ومراقبتها، مما يؤدي إلى توفير التكاليف والوصول إلى السوق في وقت أسرع.
هناك أربعة نماذج رئيسية للتسليم السحابي، يقدم كل منها ميزات فريدة لإدارة أحمال التشغيل وتحسين قيمة الأعمال.
السحابة العامة هي نموذج حوسبة حيث يوفر مزود الخدمة السحابية موارد الحوسبة (مثل تطبيقات البرامج، ومنصات التطوير، والأجهزة الافتراضية (VM)، وخوادم العمل بدون نظام تشغيل، وغيرها) للمستخدمين عبر الإنترنت العام. ويبيع مقدمي الخدمات السحابية (CSP) هذه الموارد وفقًا لنماذج التسعير القائمة على الاشتراك أو الدفع حسب الاستخدام.
تعد بيئات السحابة العامة متعددة المستأجرين ، حيث يتشارك المستخدمون مجموعة من الموارد الافتراضية التي يتم توفيرها وتخصيصها تلقائيًا للمستأجرين الفرديين من خلال واجهة الخدمة الذاتية. وتتيح هذه الميزة لمقدمي الخدمات الاستفادة القصوى من أجهزة مركز البيانات والبنية التحتية الخاصة بهم، وبالتالي تقديم خدمات عملاء السحابة بأقل التكاليف الممكنة مع إتاحة إمكانية الوصول من أي مكان.
السحابة الخاصة هي بيئة سحابية ذات مستأجر واحد حيث يتم عزل جميع الموارد وتشغيلها حصريًا لمنظمة واحدة. وتضم السحابة الخاصة كثير من ميزات الحوسبة السحابية بالإضافة إلى الأمن والتحكم في البنية التحتية لتقنية المعلومات المحلية. على سبيل المثال، قد تختار الشركات التي يجب أن تستوفي متطلبات الامتثال التنظيمي الصارمة، مثل مؤسسات الرعاية الصحية أو المؤسسات المالية، استخدام السحابية الخاصة لبياناتها الحساسة حيث تتضمن تدابير أمنية مخصصة مثل جدران الحماية والشبكات الافتراضية الخاصة (VPN) وتشفير البيانات ومفاتيح واجهة برمجة التطبيقات.
تجمع السحابة الهجينة بين السحابة العامة والسحابة الخاصة والبنية التحتية المحلية لإنشاء بنية تحتية واحدة لتقنية المعلومات حتى تتمكن الشركات من الحصول على أفضل استفادة من جميع بيئات الحوسبة لتلبية احتياجات أعمالها. وتفضل المنظمات تبني نموذج السحابة الهجينة لسرعتها في نقل التطبيقات وأحمال التشغيل عبر البيئات السحابية بناءً على الأهداف التقنية أو التجارية.
على سبيل المثال، يمكن للمؤسسة التي لديها مخاوف تتعلق بالبيانات الحساسة (مثل الملكية الفكرية، ومعلومات التعريف الشخصية (PII)، والسجلات الطبية، وما إلى ذلك) تخزينها في سحابة خاصة. وفيما يتعلق بأحمال التشغيل الأخرى، مثل استضافة الويب أو استضافة المحتوى، فقد تختار الشركات إعداد سحابة عامة لتوفير التكاليف والقدرة على توسيع نطاق الموارد لأعلى ولأسفل بناءً على حركة بيانات المستخدم (على سبيل المثال، التوسع أثناء حملة على وسائل التواصل الاجتماعي تروج لمنتج جديد).
وفقًا لمؤشر IBM Transformation Index: حالة السحابة، فإن أكثر من 77% من المتخصصين في مجال الأعمال وتقنية المعلومات قد اعتمدوا نهج السحابة الهجينة.
تدمج الغالبية العظمى من الشركات المؤسساتية في الوقت الحالي بيئة السحابة الهجينة مع بيئة سحابية متعددة. السحابة المتعددة هي نموذج حوسبة سحابية يتضمن خدمات سحابية متعددة من أكثر من مزود من داخل نفس البنية التحتية لتقنية المعلومات. وتشكل النماذج الهجينة والمتعددة بنية سحابة متعددة هجينة توفر للشركات المرونة اللازمة لإنشاء أفضل ما في عالَم الحوسبة السحابية لعمليات الترحيل وبناء التطبيقات وتحسينها عبر السحب المتعددة.
بالإضافة إلى توفير التحكم والمرونة لاختيار الخدمة السحابية الأكثر فعالية من حيث التكلفة، توفر الأوساط السحابية المتعددة الهجينة أكبر قدر من التحكم في الأماكن التي يمكن للمنظمات نشرها وتوسيع نطاق أحمال التشغيل بها (على سبيل المثال، النشر الأقرب إلى بيئات الحافة)، مما يؤدي إلى تحسين الأداء بشكل أكبر. ويقدم كل مزود سحابة خدماته الفريدة، حيث يمكن للشركات تخصيص مزيج من حلول الشبكات والتخزين والحلول السحابية من مزودي سحابة مختلفين للعثور على أفضل الحلول في فئتها. فعلى سبيل المثال، قد تستخدم الشركة IBM Cloud للحصول على قدرات البيانات المتقدمة والذكاء الاصطناعي (AI)، وتستخدم Microsoft Azure لميزات الامتثال والأمان، وGoogle Cloud للوصول إلى شبكاتها العالمية.
إن بيئة الحوسبة السحابية معقدة، وقد يكون تقييم جميع الحلول المرتبطة بالبنية السحابية أمرًا شاقًا. وغالبًا ما توظف المؤسسات التي تتطلع إلى نقل تطبيقاتها إلى السحابة ونشر الخدمات المستندة إلى السحابة بتوظيف مهندس بنية سحابة - متخصص في تقنية المعلومات يشرف على خطة لتطوير وتنفيذ وإدارة ومراقبة بنية السحابة الخاصة بهم وتنسيقها. ويتعاون هذا المتخصص في التقنيات مع الأطراف المعنيين في القيادة وأعضاء فريق تقنية المعلومات الآخرين لمراجعة الحلول المستندة إلى السحابة لإنشاء أفضل استراتيجية تتوافق مع أهداف أعمالهم العامة.
من الناحية المثالية، يُساعد مهندس بنية السحابة في رسم خطة فعالة من حيث التكلفة ومخصصة وجاهزة للأعمال تدمج البنية التحتية واستراتيجية النظام الأساسي، وزيادة الأمان والمرونة الإلكترونية، ونماذج الإدارة. وعادةً ما يكون مهندس بنية السحابة حاصل على شهادة أو أكثر تثبت مهاراته وخبراته في منصات سحابية محددة. ويقدم جميع CSP الرئيسيين - IBM Cloud، وMicrosoft Azure، وAWS، وGoogle Cloud، وغيرهم — شهادات في بنية السحابة.
يجب أن يتضمن إطار عمل بنية السحابة المحدد جيدًا أفضل الممارسات والإرشادات لمساعدة مهندسي البنية في إنشاء حلول سحابية مرنة وعالية الأداء وآمنة. وينبغي أن تشمل أفضل الممارسات ما يلي:
بفضل وجود بنية سحابية مخصصة، يمكنك تطوير استراتيجية عالية الأداء وتوفير التكاليف مع الحصول على ميزات واسعة النطاق.
قم بتطوير أفضل استراتيجية للترحيل السحابي لتلبية احتياجات أحمال التشغيل (على سبيل المثال، قم بترحيل قواعد بيانات أو خوادم محددة إلى السحابة للاستفادة من التكلفة المنخفضة والأداء الأكثر موثوقية والكفاءة المحسنة).
استفد من المرونة وقابلية التوسع والتحكم في التكاليف اللازمة لدعم التقنيات السحابية الأصلية مثل أدوات التنظيم والأتمتة ذاتية الخدمة (مثل Kubernetes).
قم بتوسيع منهجيات Agile وDevOps حتى تتمكن فرق التطوير من تطوير التطبيقات مرة واحدة ونشرها على جميع البيئات السحابية، مما يزيد من الوقت المطلوب للتسوق.
ابقَ في صدارة اتجاهات الطلب السائدة اليوم واكتسب ميزة تنافسية من خلال قدرات السحابة المتطورة التي تدعم الذكاء الاصطناعي (AI) والتعلم الآلي (ML) والذكاء الاصطناعي التوليدي والحوسبة الكمية وسلسلة الكتل وإنترنت الأشياء.
قلل من فترة التعطل عن العمل وتفعيل خطة تعافي من الكوارث أسرع من خلال توزيع أحمال التشغيل والبيانات عبر بيئات سحابية متعددة ومرنة.
يمكنك الوصول إلى أحدث تقنيات الأمان السحابي والامتثال التنظيمي وتنفيذ الأمان والامتثال بشكل متسق في جميع البيئات.
تسريع تأثير الذكاء الاصطناعي عبر المؤسسة باستخدام بيئة سحابية هجينة مدروسة.
الانتقال بنجاح إلى بيئة متعددة الأوساط السحابية مع استراتيجية تقنية شاملة وبنية وخطة تنفيذ.
تنظيم وتبسيط طريقتك في تصميم البنى التحتية لأحمال التشغيل السحابية والهجينة والمحلية والعمل على تطويرها وتنفيذها.
أتمتة العمليات وتحسين التجارب وتعزيز تدابير السلامة على الحافة.
اكتشف حلا مؤتمتًا بالكامل كخدمة لتعبئة أحمال التشغيل على مستوى المؤسسة ونشرها في مجموعات Kubernetes. وقم بالتوسع في أي بيئة محلية أو حافة أو سحابية عامة باستخدام IBM Cloud Satellite.
الحوسبة السحابية هي الوصول عند الطلب لموارد الحوسبة - الخوادم والتخزين والبرامج والأدوات المدعومة الذكاء الاصطناعي وغير ذلك - عبر الإنترنت مع تسعير الدفع لكل استخدام.
تنطبق بنية السحابة الهجينة على البيئة التي تجمع بين السحابة المحلية، والسحابة الخاصة، والسحابة العامة، وإعدادات الحافة لإنشاء بنية تحتية واحدة مرنة تناسب تقنيات المعلومات المدارة.
السحابة المتعددة هي استخدام الخدمات السحابية من أكثر من مورد سحابي واحد. وقد يكون الأمر بسيطًا مثل استخدام SaaS من موردي سحابة مختلفين (مثل Salesforce وWorkday). ولكن في المؤسسة، تشير السحابة المتعددة عادةً إلى تشغيل الخدمات المُدارة وتطبيقات المؤسسة على PaaS أو Saas المتوفرين من عدد كبير من مقدمي الخدمات السحابية.
إن IBM Well-Architected Framework عبارة عن مجموعة منظمة من المواد والتوصيات وأفضل الممارسات لمساعدة مهندسي البنية في إنشاء حلول سحابية هجينة تتسم بالمرونة والأداء والأمان. ويشتمل الإطار على ست ركائز وأبعاد أو صفات رئيسية يجب أن يتضمنها حل السحابة الهجينة.
يساعد فهم أنماط التصميم المختلفة والعوامل الحيوية الأخرى على استخلاص تعقيد تصميم بنية السحابة الهجينة.
سلسلة مقاطع فيديو تعرض على لوحة ضوئية تتكون من ثلاثة أجزاء تتناول بنية السحابة الهجينة بكثير من التفصيل. وفي هذا الفيديو التمهيدي، يعرض Sai Vennam المشكلات الثلاث الرئيسية التي سنتناولها في بنية السحابة الهجينة: الاتصال والتحديث والأمان.