ما المقصود بالبنية 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.

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. وفقًا لتقرير صادر عن McKinsey، يمكن أن تحقق الحوسبة السحابية ما يقرب من 3 تريليونات دولار أمريكي من الأرباح قبل خصم الفوائد والضرائب والإهلاك والاستهلاك (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 تكنولوجيا المعلومات. وتشمل حالات استخدام الأعمال المتوقعة لدفع قيمة الحوسبة السحابية تحليلات البيانات الكبيرة 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.

1. واجهة أمامية
2. واجهة خلفية
3. شبكة
4. منصة تسليم قائمة على السحابة

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. توفر جميع التقنيات الخلفية (الخوادم السحابية، وقواعد البيانات السحابية، وواجهات برمجة التطبيقات (APIs) للوصول إلى الملفات) التي يستخدمها مزود خدمة السحابة (CSP) لدعم الواجهة الأمامية، بما في ذلك جميع التعليمات البرمجية التي تساعد قاعدة بيانات أو خادم ويب على التواصل مع متصفح ويب أو نظام تشغيل محمول.

تتضمن عناصر البنية السحابية الخلفية ما يلي:

• التطبيقات: تطبيقات الواجهة الخلفية هي البرامج أو المنصات التي تقدم طلبات خدمة العميل على الواجهة الأمامية.
• خدمة الحوسبة السحابية: توفر الخدمة الخلفية مرفق الخدمات في بنية الحوسبة السحابية وتدير إمكانية الوصول إلى الموارد المستندة إلى السحابة (مثل خدمات التخزين المستندة إلى السحابة، وخدمات تطوير التطبيقات، وخدمات الويب، وخدمات الأمان، وغيرها).
• وقت تشغيل السحابة: يوفر وقت التشغيل البيئة المناسبة (نظام التشغيل والأجهزة والذاكرة) لتنفيذ الخدمات أو تشغيلها. وتلعب المحاكاة الافتراضية دورًا مهمًا في تمكين أوقات تشغيل متعددة على نفس الخادم. (اقرأ المزيد عن المحاكاة الافتراضية أدناه).
• التخزين السحابي: يشير التخزين السحابي في الواجهة الخلفية إلى خدمة التخزين المرنة والقابلة للتطوير وإدارة البيانات المخزنة لتنفيذ التطبيقات.
• بنية تحتية: تتكون البنية التحتية من جميع الموارد أو أجهزة الواجهة الخلفية (مثل الخوادم وقواعد البيانات ووحدة المعالجة المركزية (CPU) وأجهزة الشبكة مثل أجهزة التوجيه والمحولات ووحدة معالجة الرسومات (GPU) وما إلى ذلك.) وجميع البرامج المستخدمة لتشغيل الخدمات المستندة إلى السحابة وإدارتها. وفي الحديث عن الحوسبة السحابية، يتم أحيانًا الخلط بين مصطلح البنية التحتية والبنية السحابية، ولكن هناك فرق واضح بينهما. وكما هو الحال مع مخطط إنشاء مبنى، تعمل البنية السحابية بوصفها خطة تصميم لبناء البنية التحتية السحابية.
• برامج الإدارة: تنسقالبرامج الوسيطة الاتصال بين الواجهة الأمامية والخلفية في نظام الحوسبة السحابية، حيث يُتيح هذا العنصر تقديم الخدمات في الوقت الفعلي لضمان تجارب مستخدم أمامية سلسة.
• أدوات الأمان: توفر أدوات الأمان، أمان الواجهة الخلفية (يشار إليه أيضًا باسم أمان جانب الخدمة) للهجمات الإلكترونية المحتملة أو فشل النظام. وتحمي جدران الحماية الافتراضية تطبيقات الويب وتمنع فقدان البيانات وتضمن النسخ الاحتياطي والتعافي من الكوارث. وتتضمن عناصر الواجهة الخلفية بروتوكولات التشفير وتقييد الوصول والمصادقة لحماية البيانات من الاختراقات.

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:

• IaaS، أو البنية التحتية كخدمة، تعني الوصول عند الطلب إلى الخوادم الفعلية والافتراضية المستضافة على السحابة ووحدات التخزين والشبكات—البنية التحتية  الخلفية لتكنولوجيا المعلومات لتشغيل التطبيقات وأحمال التشغيل في السحابة. وتتيح البنية التحتية كخدمة (IaaS) للمنظمات إمكانية توسيع نطاق موارد البنية التحتية وتقليصها حسب الحاجة. وتساعدهم هذه الخدمة المستندة إلى سحابة على تجنب التكاليف العالية المرتبطة ببناء مركز بيانات محلي وإدارته، ما يوفر القدرة على استيعاب أحمال التشغيل شديدة التغير أو "الشاقة".
  
  
• PaaS، أو المنصة كخدمة، هي الوصول عند الطلب إلى منصة حوسبة سحابية كاملة وجاهزة للاستخدام لتطوير التطبيقات وتشغيلها وإدارتها. ويمكن لـ PaaS تبسيط ترحيل التطبيقات الحالية إلى السحابة من خلال إعادة تهيئة المنصات (نقل تطبيق إلى السحابة مع تعديلات تؤدي إلى الاستفادة بشكل أفضل من قابلية التوسع السحابية وموازنة الأحمال والقدرات الأخرى) أو إعادة هيكلة (إعادة تصميم بعض التطبيقات أو كلها) باستخدام الخدمات المصغرة والحاويات وغيرها من تقنيات السحابية الأصلية ).
  
  
• SaaS، أو البرامج كخدمة، هي الوصول عند الطلب إلى برامج تطبيقات جاهزة للاستخدام مستضافة على سحابة (مثل Salesforce وMailchimp). وتلغي SaaS تحميل جميع عمليات تطوير البرامج وإدارة البنية التحتية إلى مزود الخدمة السحابية. ونظرًا لأن البرنامج (التطبيق) مثبت ومكون بالفعل، يمكن للمستخدمين توفير الخادم المستند إلى السحابة على الفور وجعل التطبيق جاهزًا للاستخدام في غضون ساعات. وتقلل هذه القدرات من الوقت المستغرق في التثبيت والتكوين وتسرع نشر البرامج.

وفقًا لتقرير Gartner(يؤدي الرابط إلى صفحة خارج موقع ibm.com)، فإن ما يقرب من ثلثي (65.9%) إنفاق المؤسسات على تكنولوجيا المعلومات سيذهب إلى البرمجيات كخدمة في عام 2025، حيث ارتفعت النسبة من 57.7% في عام 2022.

تشمل منصات الخدمة الشائعة الأخرى ما يلي:

• الحوسبة بدون خادم (أو بدون خادم): Serverless هو نموذج تطوير وتنفيذ تطبيقات سحابية يتيح للمطورين إمكانية إنشاء تعليمات برمجية وتشغيلها دون توفير خوادم أو بنية تحتية للواجهة الخلفية أو إدارتها.
  
  
• العمليات التجارية كخدمة (BPaaS): BPaaS هي منصة للاستعانة بمصادر خارجية للعمليات التجارية تجمع بين خدمات IaaS و PaaS و SaaS.
  
  
• الوظيفة كخدمة (FaaS): FaaS هي مجموعة فرعية من SaaS حيث لا يتم تشغيل التعليمات البرمجية للتطبيق إلا استجابةً لأحداث أو طلبات محددة. وتسهل FaaS على فرق عمليات التطوير والفرق الأخرى تشغيل تطبيقات الخدمات المصغرة وإدارتها.

فيما يلي بعض التقنيات الأكثر أهمية لتطوير البنية السحابية.

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. يبيع مزودي 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:

• أتمتة العمليات لتقليل التكاليف ودعم موثوقية الحل وتوافره وأمانه.
• احترام جاذبية البيانات - مفهوم أن البيانات لها كتلتها وقوتها الخاصة بها. كلما زادت كتلة البيانات، زاد الجهد المطلوب لنقلها، والذي يترجم عادةً إلى مزيد من الوقت والتكلفة وقوة المعالجة. تنفيذ الحلول التي تحول الحوسبة إلى البيانات حيثما توجد لتقليل تكاليف التشغيل والتعقيد.
• اختر أفضل منصة لكل حمل تشغيل للاستفادة من إمكانات المنصة لتحسين مستويات الخدمة وخصائص تشغيل أحمال التشغيل.

بفضل وجود بنية سحابية مخصصة، يمكنك تطوير استراتيجية عالية الأداء وتوفير التكاليف مع الحصول على ميزات واسعة النطاق.