ما المقصود بالبنية التحتية فائقة الارتباط؟

بينما يستخدم مركز البيانات التقليدي أجهزة مختلفة لكل وظيفة، تعتمد الأنظمة فائقة الارتباط على الأجهزة الافتراضية (VMs) لإنشاء نسخ مجردة لكل عنصر، وكل ذلك ضمن أجهزة شائعة متاحة تجاريًا. وبهذه الطريقة، يمكن لحلول البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات التي تستخدم التقارب الفائق تبسيط إدارة مراكز البيانات وعملياتها لتوفير بديل محلي عالي الأداء وفعال من حيث التكلفة لمراكز البيانات التقليدية، أو الحوسبة السحابية العامة.

أدى الطلب المتزايد على مراكز البيانات لتسريع نمو الأعمال إلى زيادة الحاجة إلى البنية التحتية فائقة الارتباط. في تقرير صادر عن Fortune Business Insights، بلغت قيمة سوق HCI العالمي 9.66 مليارات دولار أمريكي في عام 2023. من المتوقع أن ينمو حجمه من 11.98 مليار دولار أمريكي إلى 61.49 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2032 (بمعدل نمو سنوي مركَّب قدره 22.7%).¹

ولفهم البنية التحتية فائقة الارتباط، من المفيد مقارنة الاختلافات بين البنية التحتية فائقة التقارب (HCI) والبنية التحتية المتقاربة (CI).

لدمج ميزات الحوسبة والشبكات والتخزين في نظام واحد قابل للإدارة، تعمل مراكز البيانات التي تستخدم منهجية متقاربة على دمج عناصر مختلفة. يمكن أن تشمل هذه العناصر الخوادم والمعالجات والتخزين والشبكات في حلول فردية مصممة مسبقًا تتكون من أجهزة معيارية أو مصممة خصيصًا.

تعمل أنظمة البنية التحتية المتقاربة (CI) على تبسيط النشر والإدارة مقارنةً بالأنظمة غير المتقاربة ولكنها تفشل في الاستفادة الكاملة من المحاكاة الافتراضية للبرامج. وعلى الرغم من دمج بعض عناصر البنية التحتية المتقاربة، فإن هذه الأنظمة لا تزال تتطلب عدة قطع من الأجهزة المميزة (التي قد تكون متخصصة ومكلفة) ودعمًا تقنيًا لدمج وإدارة النظام.

تخطو الأنظمة فائقة الارتباط خطوة إلى الأمام نحو التقارب. فبدلاً من دمج عناصر مختلفة من الأجهزة المتخصصة، تنشئ الأنظمة فائقة الارتباط إصدارات افتراضية من كل عنصر من عناصر مركز البيانات (الحوسبة والتخزين والشبكات) داخل خادم x86 server.

تشمل حلول البنية التحتية فائقة الارتباط منصة Nutanix السحابية (NCP)، وDell EMC VxRail، وIBM Fusion HCI، وVMware vSAN، وMicrosoft Azure HCI Stack.

تستخدم كل من البنية التحتية فائقة الارتباط (HCI) والأشكال التقليدية للبنية التحتية لتقنية المعلومات مثل البنية التحتية المتقاربة (CI) والبنية التحتية غير المتقاربة عناصر مختلفة لتمكين عمليات الأعمال السلسة. ومع ذلك، بينما تستخدم نماذج البنية التحتية السابقة عناصر أجهزة مادية مختلفة لإنجاز مهام مختلفة، تعمل أجهزة HCI على إنشاء ملخصات افتراضية لكل عنصر داخل قطعة واحدة من الأجهزة.

الطاقة وسعة التخزين (مثل NAS وSAN والتخزين بالذاكرة الوميضية القائم على NVMe) وقدرة أجهزة HCI قابلة للتوسع وسحابية الأصل. حيث يمكن توسيع HCI لزيادة إجمالي موارد البنية التحتية أو التوسع لزيادة أداء العناصر الفردية داخل قطعة واحدة من الأجهزة.

تعمل HCI على تمثيل مكونات البنية التحتية التقليدية بشكل افتراضي، مع إضافة عناصر جديدة لدعم نظام التقارب الفائق.

تشمل العناصر البرمجية الرئيسية لتفاعل الإنسان مع الكمبيوتر ما يلي: 

• المشرف الفائق (Hypervisor): هو طبقة برمجية متخصصة تُدير أعباء عمل الأنظمة فائقة الدمج من خلال إنشاء أجهزة افتراضية (VMs)، تعمل كتمثيلات رقمية للعناصر المادية الفريدة.

• العُقد: في بيئة HCI، تكون العقدة عبارة عن وحدة قائمة بذاتها تضم موارد الحوسبة والتخزين والشبكات. وتعمل العقد معًا لإنشاء بنية تحتية افتراضية موحَّدة لتكنولوجيا المعلومات.

• الحوسبة: تشغل عناصر الحوسبة الأجهزة الافتراضية والتطبيقات داخل المنصات فائقة الارتباط. 

• الشبكات المعرَّفة بالبرمجيات: يستخدم عنصر الشبكات في كل عقدة الشبكات المعرَّفة بالبرمجيات (SDN) لتمكين الاتصال بين العُقد وتسهيل نقل البيانات داخل HCI.

• التخزين المعرَّف بالبرمجيات (SDS): يعمل التخزين المعرَّف بالبرمجيات (SDS) على تجريد ومحاكاة التخزين المادي الأساسي لعناصر مركز البيانات. وهذه الميزة الأساسية لتخزين البيانات فائق التقارب تُلغي الحاجة إلى مصفوفات تخزين متخصصة، وتُتيح تقسيم موارد التخزين الكاملة بشكل أكثر كفاءة. يمكن تحقيق هذه الفوائد سواء باستخدام التخزين على محركات الأقراص التقليدية ذات الحالة الصلبة (SSD) أو على الذاكرة السريعة غير المتطايرة (NVMe).

على الرغم من أن البنية التحتية فائقة الارتباط (HCI) قد لا تكون مناسبة لكل تطبيق، فإنها تقدِّم الكثير من الميزات مقارنةً بالأنواع التقليدية للبنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات. والجدير بالذكر أن HCI تزيد من كفاءة تكنولوجيا المعلومات من خلال تجميع الموارد تلقائيًا وتخصيص تلك الموارد ديناميكيًا حسب الحاجة.

من خلال الأتمتة، يمكن لتقنية HCI أن تساعد على تقليل العبء على فِرق تكنولوجيا المعلومات والقضاء على العمليات المعزولة أو اليدوية مع زيادة استخدام الموارد إلى أقصى حد. كما أن تقنية HCI تبسِّط عمليات ترقية النظام وصيانته.

تتضمن بعض المزايا الإضافية التي تقدِّمها HCI ما يلي:

• قابلية التوسع

• حماية البيانات

• فعالية التكلفة

• الأتمتة

• التوافق
  
  

توفر القوة التحويلية للبنية التحتية فائقة الارتباط (HCI) ميزات محتملة كبيرة لعدد كبير من القطاعات. تُعَد HCI بنية تحتية لتكنولوجيا المعلومات ذات قدرة عالية على التكيف، ويمكن تطبيقها عبر مجموعة واسعة من التطبيقات وهي مناسبة لمعظم المؤسسات. توفِّر حلًا مرنًا وفعَّالًا وقابلًا للتطوير لتكنولوجيا المعلومات، وقادرًا على التعامل مع أعباء العمل الكثيفة والكميات الكبيرة من تخزين البيانات.

إن القدرة على تبسيط البنية التحتية بكفاءة مع دعم نمو المؤسسات، جعلت من تقنية HCI خيارًا رائدًا لمجموعة واسعة من حالات الاستخدام. تتراوح بعض هذه التطبيقات من عمليات الحكومة والخدمة المدنية إلى المشاريع العامة الكبرى والمرافق.

• الرعاية الصحية

• الخدمات المالية

• التجزئة

• التصنيع
  
  

في مجال الرعاية الصحية الصعب، أصبحت HCI حجر الزاوية في البنية التحتية لمركز البيانات الحديثة والمحسنة. ومن خلال تقارب الأنظمة المتباينة، تبسط HCI إدارة السجلات الصحية الإلكترونية مع ضمان الامتثال في بيئة تنظيمية صارمة. وتجعل أنظمة HCI حماية بيانات المريض الحساسة أبسط، مع تسهيل تخزين هذه البيانات والوصول إليها.

وفيما يتعلق بالمؤسسات التعليمية التي تدرس مجال الطب، تتيح HCI للطلاب وأعضاء هيئة التدريس والباحثين الوصول السلس إلى بيئات التعلم الافتراضية المدعومة ببنية تحتية عالية الأداء.

وفي مجالات أخرى، برزت HCI أيضًا كمورد قيّم في قطاع الخدمات المالية عالي المخاطر. وبفضل قابليتها للتوسع وسرعتها، تستفيد المؤسسات المالية من HCI لنشر التطبيقات المهمة بسرعة، بما في ذلك المنصات المصرفية عبر الإنترنت وأنظمة التداول وأدوات إدارة المخاطر.

وفي حين أن توسيع نطاق الأشكال التقليدية للبنية التحتية يمكن أن يؤدي إلى زيادة التكاليف من حيث المال والوقت، فإن HCI يُعزز الكفاءة التشغيلية لقابلية التوسع السريع دون أجهزة باهظة الثمن ومصممة لهذا الغرض.

البيع بالتجزئة هو قطاع آخر يستفيد من HCI في دمج عدد من الأنظمة المتباينة. تُتيح ميزة تخصيص الموارد الديناميكية في HCI لتجار البيع التجزئة إدارة المهام المعقدة بشكل ديناميكي مثل إدارة المخزون، وإدارة علاقات العملاء (CRM) وإدارة سلسلة التوريد (SCM). كما تساعد على دمج العمليات التجارية عبر الإنترنت والعمليات التجارية التقليدية.

وبفضل قوة HCI، يمكن لتجار التجزئة تقديم تجارب عملاء مخصصة بشكل أفضل لتحويل مزيد من المبيعات بكفاءة مع تقليل الجهد والطاقة المهدرة.

أثبتت HCI أيضًا قيمتها الكبيرة في قطاع التصنيع، حيث يُعَد تبسيط المهام المعقدة مثل الإنتاج وإدارة المخزون والخدمات اللوجستية ميزة مرحَّب بها. وتوفِّر HCI للمصنعين حلًا محسَّنًا يوفر زيادة في كفاءة استخدام الموارد والقدرة وقابلية التوسع ويُناسب تمامًا ظروف السوق المتقلبة.

بخلاف هذه القطاعات الرئيسية، تتألق الطبيعة متعددة الاستخدامات لتقنية HCI في العديد من تطبيقات الأعمال الحديثة، ما يحقِّق قيمة عبر مختلف الصناعات. تتضمن بعض تطبيقات الأعمال العامة وبيئات تكنولوجيا المعلومات التي تستفيد من قدرة البنية التحتية المتقاربة على التكيف بكفاءة ما يلي:

• البنية التحتية لسطح المكتب الافتراضي (VDI): إن الطبيعة الفعَّالة والقابلة للتوسع لتقنية HCI تجعلها الخيار الأمثل لعمليات نشر البنية التحتية لسطح المكتب الافتراضي (VDI). يمكن أن تساعد تقنية HCI على تحسين تجربة المستخدم وتبسيط توفير سطح المكتب الافتراضي. 

• المكاتب البعيدة أو الفروع (ROBO): تدعم HCI بيئات ROBO، أي المكاتب أو الفروع الواقعة بعيدًا عن المقر الرئيسي للمؤسسة أو المكتب الرئيسي. من خلال واجهة إدارة مركزية، تساعد HCI على تقليل الحاجة إلى موظفي تكنولوجيا المعلومات والموارد الداعمة في المواقع البعيدة.

• التطبيقات عالية الأداء: تم تصميم أنظمة HCI لاستيعاب أعباء العمل الأكثر تطلبًا. وتستفيد المهام التي تتطلب أجهزة عالية الأداء -مثل تحليلات البيانات أو عمليات المحاكاة المتقدمة- من قدرة HCI على توفير موارد حوسبة وتخزين مرنة. 

• حوسبة الحافة: تتميز HCI بطبيعتها المدمجة والقابلة للتوسع والافتراضية، وهي مناسبة تمامًا لتطوير بنية حوسبة الحافة، والتي تسعى إلى تقليل زمن الانتقال من خلال معالجة الخدمات السحابية بشكل أقرب فعليًا إلى المستخدم الفعلي.

• بيئات الحوسبة السحابية المتعددة: يُعَد دمج عناصر CI متوافقًا للغاية مع بيئات الحوسبة السحابية المختلفة. تُتيح هذه الميزة للمؤسسات اعتماد استراتيجية السحابة الهجينة أو السحابة المتعددة التي تتضمن بنية تحتية للسحابة الخاصة المحلية والخدمات السحابية العامة.

• الذكاء الاصطناعي (AI): تدعم HCI حالات استخدام الذكاء الاصطناعي (AI) من خلال توفير منصة قابلة للتطوير ومبسَّطة لأعباء عمل الذكاء الاصطناعي، والتي تشمل التدريب والإدارة والنشر. من خلال دمج موارد الحوسبة والتخزين والشبكات في نظام واحد، فإنه يُتيح معالجة كميات كبيرة من البيانات في الوقت الفعلي أو شبه الفعلي للنماذج اللغوية الكبيرة (LLMs) وتطبيقات الذكاء الاصطناعي الأخرى.