ما المقصود بالبنية الهجينة الموزعة؟

تُعد السحابة الهجينة الموزعة جزءًا أساسيًا من تطور الحوسبة السحابية، حيث تعزز نموذج السحابة الهجينة التقليدي من خلال توفير السرعة والمرونة والأمان اللازمين للتعامل مع البيئات الموزعة المعقدة وتسريع تبني الذكاء الاصطناعي.

في الآونة الأخيرة، زاد عدد التطبيقات كثيفة البيانات بشكل كبير، إلى جانب زيادة الحاجة إلى معالجة المعلومات في زمن شبه حقيقي على الحافة. تدمج البنية التحتية الهجينة الموزعة الأنظمة المتباينة في نظام موثوق وآمن حتى تتمكن الشركات من التكيف والابتكار ومواكبة التغيرات السريعة في التكنولوجيا بشكل مستمر.

وفقًا لتقرير صادر عن 360iresearch، قُدر حجم سوق البنية التحتية الهجينة الموزعة بنحو 5.60 مليارات دولار أمريكي في عام 2024، ومن المتوقع أن يصل إلى 9.95 مليارات دولار أمريكي بحلول عام 2032.¹

بينما قد تبدو البنية التحتية الهجينة الموزعة والسحابة الموزعة متشابهتين، إلا أنهما تقنيتان مختلفتان.

السحابة الموزعة هي خدمة سحابة عامة يوفر من خلالها مورد سحابة واحد البنية التحتية عبر عدة مواقع. على سبيل المثال، مراكز بيانات مزود الخدمة السحابية ومراكز البيانات الخارجية والمحلية. كما أنها تتيح إمكانية إدارة كل ذلك من مستوى تحكم واحد.

تتكون البنية التحتية الهجينة الموزعة من حلول تشمل البيئات المحلية وبيئات السحابة المتعددة وحوسبة الحافة، ما يوفر طبقة إدارة موحدة لضمان اتساق العمليات والأمان وإمكانية نقل أحمال التشغيل. يعمل هذا النهج على تبسيط عمليات تكنولوجيا المعلومات للتطبيقات الحديثة القائمة على الحاويات.

تتكون البنية التحتية الهجينة الموزعة (DHI) من مجموعة تقنية موحدة تعتمد على إمكانات السحابة الأصلية لتطوير التطبيقات ونشرها. فهي توسع نطاق المبادئ المرتكزة على السحابة عبر البيئة الهجينة بأكملها.

فيما يلي بعض العناصر الرئيسية:

• المحاكاة الافتراضية
• النقل بالحاويات
• تنسيق الحاويات
• الخدمات المصغرة
• منصة إدارة موحدة

تُعد المحاكاة الافتراضية، التي تستخدم طبقة برمجية تسمى مراقب الأجهزة الافتراضية لتجريد عناصر الحاسوب المادية وتحويلها إلى عدة أجهزة افتراضية (VM)، الركيزة الأساسية للحوسبة السحابية.

يشغل كل جهاز افتراضي نظام التشغيل (OS) الخاص به ويعمل كحاسوب مادي منفصل، يشترك في العناصر المادية الأساسية نفسها. كما أنه يوزع الموارد (مثل العمليات، والذاكرة، والشبكات، ووحدات التخزين)، التي ترتبط عادةً بعناصر الحاسوب المادية، عبر العديد من المواقع المختلفة، ما يمهد الطريق للبنية التحتية الهجينة الموزعة.

تقوم الحاويات على المحاكاة الافتراضية، وهي وحدات برمجية قابلة للتنفيذ تجمع التعليمات البرمجية للتطبيق مع مكتباتها وارتباطاتها. وهي تطور طبيعي للأجهزة الافتراضية، حيث تسمح بتشغيل التعليمات البرمجية في أي بيئة حوسبة وتوفر طبقة من إمكانية النقل والسرعة للتطبيقات الحديثة.

تعمل Kubernetes، وهي منصة تنسيق حاويات مفتوحة المصدر، على جدولة وأتمتة عملية نشر وإدارة وتوسيع نطاق التطبيقات القائمة على الحاويات، وذلك لضمان تشغيلها بسلاسة بغض النظر عن مكان نشرها.

بنية الخدمات المصغرة هي نمط تصميم يتكون فيه التطبيق الواحد من العديد من العناصر أو الخدمات الصغيرة المترابطة بشكل مرن والقابلة للنشر بشكل مستقل والتي تتواصل عبر واجهات برمجة التطبيقات ووسطاء الرسائل. وهذه الخدمات تكون قابلة للنقل ويمكن نشرها في أي مكان، ما يجعلها جزءًا مهمًا من البنية التحتية الهجينة الموزعة.

تستخدم خدمات البث مثل Netflix وHBO مئات الخدمات المصغرة لأداء مهام تتراوح بين مصادقة المستخدم وتوصيات المحتوى، وصولاً إلى بث مقاطع الفيديو والفوترة.

توفر منصة الإدارة الموحدة واجهة واحدة تتيح لفرق تكنولوجيا المعلومات إمكانية نشر وإدارة وتحسين أحمال التشغيل المهمة في جميع البيئات. تشمل مزاياها أدوات التنسيق، والأتمتة، والمراقبة، والحوكمة التي تسهل سير العمل وتتابع السلامة والأداء العام للبنية التحتية والتطبيقات الموزعة.

تساعد البنية التحتية الهجينة الموزعة (DHI) الشركات على تحديث أنظمة تكنولوجيا المعلومات لديها وتحقيق أهداف عملها. تشمل المزايا ما يلي:

• المرونة وقابلية التوسع: كما هو الحال في بيئات السحابة الهجينة، تُعد المرونة وقابلية التوسع هي المزايا الأساسية للبنية الهجينة الموزعة. تدعم هذه المزايا إمكانية النقل، والتزويد السريع للموارد، والتوسيع أو التقليص بناءً على الطلب. كما تتيح للمؤسسات إمكانية تنفيذ إستراتيجيات الانتقال إلى السحابة بنجاح (مثل الرفع والنقل، وإعادة الهيكلة).
• تحسين الأداء: يمكن للمؤسسات نشر أحمال التشغيل في أفضل موقع لها، ما يحسن الأداء. على سبيل المثال، يمكن نشر البيانات الحساسة في مركز بيانات محلي، بينما يمكن معالجة البيانات التي تحتاج إلى معالجة في الوقت الفعلي (مثل بيانات إنترنت الأشياء (IOT) ) على الحافة لتقليل زمن الانتقال. كما يمكن للمؤسسات تحسين الأداء من خلال تقسيم التطبيقات المتجانسة إلى خدمات مصغرة ووضعها في حاويات.
• التعافي من الكوارث واستمرارية الأعمال (DRBC): تعمل البنية التحتية الهجينة الموزعة على نشر البيانات عبر مواقع جغرافية وعناصر بنية تحتية سحابية متعددة، ما يدعم التكرار وتوازن الأحمال. وذلك يضمن التوافر العالي (HA) ويقضي تقريبًا على فترات التعطل، ما يضمن التعافي من الكوارث واستمرارية الأعمال في مواجهة الاضطرابات (مثل انقطاعات التيار الكهربائي، وهجمات الأمن الإلكتروني ).
• الأمان والامتثال الصارمان: تساعد البنية التحتية الهجينة الموزعة المؤسسات على تلبية المتطلبات التنظيمية والسيادية ومتطلبات الامتثال الصارمة من خلال تدابير أمنية شاملة. وتشدد على المراقبة المستمرة (على سبيل المثال، SIEM وإدارة الهوية والوصول (IAM))، إلى جانب إدارة الامتثال وتخزين البيانات من خلال الرؤية الموحدة.
• تكامل السحابات المتعددة: تتيح البنية التحتية الهجينة الموزعة التكامل السلس عبر أنواع سحابية متعددة، بما في ذلك السحابة العامة والخاصة والسيادية والمخصصة. وهذا يحد من التقيد بمورد معين ويسمح للشركات باختيار أفضل الحلول لتشغيل أحمال التشغيل المختلفة.  
• تحسين كفاءة التكلفة: مع نهج البنية التحتية الهجينة الموزعة، يمكن للمؤسسات تحسين تخصيص إنفاقها عبر مراكز البيانات، والمواقع المشتركة، والسحابات العامة والخاصة. يوفر الدفع حسب الاستخدام المزيد من فرص توفير التكاليف.
• محسنة بما يتناسب مع أحمال تشغيل الذكاء الاصطناعي والذكاء الاصطناعي التوليدي: يمكن إجراء التدريب المكثف لنماذج التعلم الآلي (ML) والنماذج اللغوية الكبرى (LLM) اللازم لتشغيل أحمال تشغيل الذكاء الاصطناعي والذكاء الاصطناعي التوليدي اليوم على خوادم سحابية فائقة في بيئة بنية تحتية هجينة موزعة. تحدث معالجة البيانات في الوقت الفعلي والاستدلال في زمن انتقال قصير على الحافة، ويمكن لموارد وحدة معالجة الرسومات/الحوسبة أن تتوسع ديناميكيًا عبر البيئات.

كشف تقرير من Gartner Magic Quadrant حول البنية التحتية الهجينة الموزعة (DHI) عن تحول كبير من إستراتيجيات "السحابة أولاً" إلى "الهجين أولاً"، حيث من المتوقع أن تتبنى 90% من المؤسسات هذه الأساليب الهجينة بحلول عام 2027.²

مع تحديث الشركات لإستراتيجياتها في تكنولوجيا المعلومات، يتطور القادة إلى ما هو أبعد من إستراتيجيات السحابة العامة ويركزون على تقديم نموذج تشغيل السحابة الأصلية في المواقع غير السحابية. واستجابة لذلك، ظهرت حلول البنية التحتية الهجينة الموزعة لتوفير التقنيات المتقدمة والمرونة في النشر اللازمة لتلبية هذا الطلب.

تنقسم حلول البنية التحتية الهجينة الموزعة إلى ثلاث فئات رئيسية:

• المنصات السحابية
• البنية التحتية فائقة الارتباط (HCI)
• XaaS (أي شيء كخدمة)

يوفر مزودو السحابة (على سبيل المثال، عمالقة الحوسبة السحابية مثل Microsoft Azure، وAWS، وGoogle Cloud، وIBM Cloud، وOracle Cloud) اتصال السحابة الهجينة بين مراكز البيانات المحلية والبيئات السحابية. كما يتيحون خدمات سحابية موزعة عبر مناطق جغرافية ونطاقات توافر متعددة.

تشمل المزايا أدوات إدارة موحدة مثل لوحات المعلومات المركزية، وتطبيق السياسات، وتنسيق أحمال التشغيل.

البنية التحتية فائقة الارتباط (HCI) هي نهج مراكز بيانات معرف بالبرامج للبنية التحتية التي تستخدم المحاكاة الافتراضية لدمج عناصر الحوسبة والشبكات والتخزين في نظام واحد تديره طبقة برمجية.

لدعم البنية التحتية الهجينة الموزعة، يمكن نشر هذه المنصات في مواقع متعددة، ما يوفر بنية تحتية متسقة عبر الأنظمة. تشمل الحلول الرئيسية للبنية التحتية فائقة الارتباط Nutanix Cloud Platform (NCP)، وIBM Fusion HCI، و VMware vSAN.

تشمل حلول XaaS (أي شيء كخدمة) بشكل عام الخدمات السحابية عند الطلب، مثل SaaS (البرمجيات كخدمة)، و PaaS (المنصة كخدمة) ، و IaaS (البنية التحتية كخدمة)، وCaaS (الحاويات كخدمة) وغير ذلك الكثير.

يعزز هذا النموذج المرونة والموثوقية والأمان المطلوبين في البنية التحتية الهجينة الموزعة. ويُمكّن الشركات من تقديم أحدث تقنيات الذكاء الاصطناعي وغيرها من الابتكارات على أساس مرن وبنظام الدفع حسب الاستخدام. تتضمن حلول XaaS الشائعة IBM® Power® Virtual Server و®Red Hat® OpenShift.

تقدم البنية التحتية الهجينة الموزعة (DHI) مزايا كبيرة عبر قطاعات الأعمال المختلفة. توضح حالات الاستخدام المقدمة لاحقًا كيفية إحداث البنية التحتية الهجينة الموزعة لتغيير جذري في مفهوم البنية التحتية في المجالات الرئيسية:

• الخدمات المالية
• الرعاية الصحية
• البيع بالتجزئة
• النقل والخدمات اللوجستية