تكنولوجيا التعليم الحديث: الحوسبة السحابية Cloud Computing

Cloud Computing

الحوسبة السحابية

هي تقنية تدعى بالحوسبة السحابية, ويمكن أن نطلق عليه معنى الخدمات الكمبيوتريه ضمن الإنترنت. و بتعريف أكثر وضوح وشموليه يمكننا القول هي أن تكون ملفاتك والجزء الأساسي من نظام تشغيلك وبرامجك على شبكة الإنترنت . وهي نموذج كمبيوتري يقوم بتعيين المهمات لمجموعة من الاتصالات والبرمجيات والخدمات التي يتم الدخول إليها أو استخدامها من خلال الشبكة. الحوسبة السحابية مفهوم مرتبط مع مفاهيم ومصطلح (software as a service) SaaSو البرمجة الخدماتية, ومصطلحات WebService وWeb2 وWeb2.5 .

مما لاشك فيه أنها تقنية ستغير مجرى التعامل مع أجهزة الكمبيوتر , سيكون جهازك مجرد محطة عبور للوصول إلى الخادم server الذي يحوي مساحة تخزين تمكنك من التعامل مع برامجك , وتحرير ملفاتك عن طريق الإنترنت .تعتمد البنية التحتية للحوسبة السحابية ( Cloud Computing ) على توفير مراكز بيانات , تقدم مساحات تخزين كبيرة , والتي بدورها توفر بعض البرامج كخدمات للمستخدمين , وهي تعتمد بشكل كبير على تقنية Web 2.0 .

بداية خطوات ظهور الحوسبة السحابية (Cloud Computing ) :
أعلنت شركة مايكروسوفت عن اهتمامها بالحوسبة السحابية , وهناك أقاويل بإن نظام التشغيل القادم (بعد فيستا ) سيخدم الحوسبة السحابية (Cloud Computing ) , و بداية التنفيذ من مايكروسوفت كانت مع مؤتمر PDC وشهد الأعلان عن azure وهي خدمة لإستضافة تطبيقات العملاءعلى سيرفرات شركة مايكروسوفت سأتطرق للحديث عنها لاحقاً ,حالياً تخطط مايكروسوفت لإصدار نسخة cloud من حزمة
ولا ننسى شركة Google ومبادرتها في تنفيذ الخدمة من خلال WebDocuments , و Google Reader ولها دور أساسي في الإتجاه نحو هذا المجال .

فائدة الحوسبة السحابية (Cloud Computing ) :

هي الجزء الأهم وهي تُمكن المستخدم من الدخول على ملفاته وتطبيقاته من خلال هذه السحابة دون الحاجة لتوفر التطبيق في جهاز المستخدم , بالتالي تقل المخاطر الامنية وموارد العتاد المطلوبة وغيرها . ومنها الإستفادة من السيرفرات الضخمة جداً في إجراء عمليات معقدة قد تتطلب أجهزة بمواصفات عاليه .
مشاكل الحوسبة السحابية :
تكمن المشكلة الأساسية في توفر الإنترنت , خصوصاً في الدول النامية , حيث تتطلب الخدمة توفر الإتصال بشبكة الإنترنت . أما بالنسبة لشركات الحوسبة فمشاكلها غالباً تتعلق بحماية حقوق الملكية الفكرية .
بالنسبة للعملاء والمستخدمين مشكلة الأمن Security تعد من أكثر المشاكل تخوفاً حيث تكمن في دخول المستخدم على النظام وتعامله معه , أما بالنسبة للملفات فالشركة المستضيفة تتولى أمر حمايتها .

الفرق بين Cloud Computing و Grid Computing:

يتم الخلط أحياناً مابين Cloud Computing و Grid Computing هو نموذج من الأعمال الكمبيوترية لتوزيع و تقسيم المكونات المتطلبة لاستخدام آلاف الكمبيوترات،الذي بواسطته يكتب الكمبيوتر السوبر والوهمي صنف من مجموعة cluster من الشبكة،لكمبيوترات مربوطة بشكل غير محكم، والعمل بانسجام لأداء مهمات ضخمة , أو ما بينه وبين Utility Computing هي توفير مساحة للمستخدمين على الويب و مزودات وهمية تمكن المستخدم من الدخول عند الحاجة ، الميزة هي قدرة المستخدم من التحكم بشكل كبير ، إضافةلمواصفات الأجهزة المستخدمة من الشركات المقدمة لهذه الخدمة مثل IBM, Amazon, Sun .

تصنيف الحوسبة السحابية:

يمكن تصنيف الحوسبة السحابية في أربعة نماذج انتشار، والتي تم تعريفها من قبل المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا (نيست) على أنها السحابة الخاصة، السحابة المجتمعية، السحابة العامة والسحابة الهجينة.
السحابة الخاصة هي بنية تحتية تستأجرها شركة واحدة وتعمل لحسابها فقط. والسحابة المجتمعية هي بنية تحتية يتقاسمها عدد من الشركات لاحتياجات مشتركة كالأمور الأمنية. أما السحابة العامة فهي البنية التحتية التي تملكها شركة تبيع خدمات السحابة للعموم، وأخيرا السحابة الهجينة هي بنية تحتية مكونة من نوعين أو أكثر من أشكال السحابة.
مع تعدد نماذج الانتشار، تحتار الشركات في الحصول على الوسيلة الأفضل لاستغلال هذا المفهوم. يقول أرميستيد "تلعب مصداقية البنية التحتية للسحابة دورا كبيرا في استيعاب فوائد السحابة- خاصة تطبيقات البرمجيات التي تتحكم في البيانات الخاصة وتأتمت العمليات الدقيقة. تتعرض هذه التطبيقات لعدد متزايد من التهديدات الافتراضية ما يضطر مؤسسات تكنولوجيا المعلومات إلى تحسين السحابة التي تحتوي هذا البرنامج، ما يحد من المرونة وتوفير التكاليف. وبالتالي فإن ضمان أمن البرمجيات المتأصل يعتبر عاملا أساسيا لإطلاق قوة الحوسبة السحابية وبلوغ الحد الأقصى للمرونة وفوائد التكلفة".
وفقا لمحللي القطاع، سيبدأ توظيف الحوسبة السحابية مع الوقت في منطقة الشرق الأوسط. يقول جيوتي لالشانداني، نائب الرئيس والمدير الإقليمي في مؤسسة آي دي سي "بطبيعة الحال سنرى بعض الشركات التي تتبنى هذه التكنولوجيا مبكرا، لكن مدراء المعلوماتية الواقعيين هم الذين ينظرون إلى السحابة من بحذر، فبالنسبة لهم المسألة ليست ظرفية بل زمنية. متى سيعتقدون أن شركاتهم قد أصبحت جاهزة لاعتماد السحابة؟".
اختلاف نماذج الخدمة السحابية من حيث رواجها
تتوفر حاليا ثلاث خدمات سحابية رئيسية، وهي البرمجيات كخدمة (SaaS)، والبيئة الحوسبية كخدمة (PaaS)، والبنية التحتية كخدمة (IaaS). وتعد البرمجيات كخدمة الأكثر رسوخاً بين الأنظمة، حيث يسيطر المزوّد على الأمن بينما يتحكم العميل بالقليل مما يتعلق بالتطبيقات. أما البيئة الحوسبية كخدمة فهي نموذج خدمة سحابية ناشئة يختلف كثيرا عن البرمجيات كخدمة. يوضح أرميستيد "بوسع العميل أن يطور تطبيقات وينشرها على البنية التحتية للسحابة باستخدام لغات برمجة وأدوات تدعمها سحابة مزود الخدمة. لكن ليس بمقدوره السيطرة على البنية التحتية الفعلية -- مثل الشبكة ونظام التشغيل والخوادم أو التخزين - أي النظام نفسه".
والبنية التحتية كخدمة هي امتداد لـ البيئة الحوسبية كخدمة حيث يكون المستأجر قادرا على التحكم بأجزاء أكثر من البنية التحتية. يستطيع العميل نشر وتشغيل البرمجيات الاعتباطية، بما في ذلك أنظمة التشغيل والتطبيقات الموزعة.
ويخلص أرميستيد بالقول "بينما اكتسبت البرمجيات كخدمة شعبية كبديل للبرمجيات المرخصة للشركة، تحظى البيئة الحوسبية كخدمة والبنية التحتية كخدمة بالكثير من الاهتمام. إذ تنجذب الشركات بشكل خاص الى الاستراتيجيات البديلة للبنية التحتية للتطوير ولمراكز البيانات التي توفرها البيئة الحوسبية كخدمة والبنية التحتية كخدمة. يبدو أن الشركات الصغيرة حالياً مندفعة نحو البيئة الحوسبية كخدمة، التي تمكنهم من اخراج مواقعهم الاكترونية إلى الأسواق بسرعة، بينما تشعر الشركات الكبيرة براحة أكبر في بدء الانتشار السحابي بتطبيق موجود تنقله إلى البنية التحتية كخدمة

MS Offic العام القادم من خلال SharePoint و Officelive وWindows 7 , و صرحت حينها " ان البرنامج لن يثبت على الجهاز بل ستعمل عليه من خلال الانترنت وأن هذا سيشمل كامل حزمة اوفيس وسيتم التمويل من خلال بدائل مثل الاعلانات و الاشتراك في الخدمة " .

الحوسبة السحابية (cloud computing) هي أحد اساليب الحوسبة، يتم فيها تقديم الموارد الحاسوبية كخدمات، ويتاح للمستخدمين الوصول إليها عبر شبكة الإنترنت (”السحابة“)، دون الحاجة إلى امتلاك المعرفة، الخبرة، أو حتى التحكم بالبنى التحتية التي تدعم هذه الخدمات. يمكن النظر إلى الحوسبة السحابية على أنها مفهوم عام يشمل البرمجيات كخدمة (Software as a Service)، الويب 2.0، وغيرها من التوجهات الحديثة في عالم التقنية التي تشترك في فكرة الاعتماد على شبكة الإنترنت لتلبية الاحتياجات الحوسبية للمستخدمين.

نشرت مجلة Technology Review مؤخرا مقالا يتحدث عن أدوات الحوسبة السحابية مفتوحة المصدر. سنستعرض في هذه التدوينة الحاجة إلى مثل هذه الأدوات، ومالذي بإمكانها تقديمه. (حقوق الصورة:Seven Morris)

الحاجة إلى أدوات حوسبة سحابية مفتوحة المصدر

منصات الحوسبة السحابية التجارية مثل Amazon EC2، Microsoft Azure Services Platform، وGoogle App Engine تعطي العديد من الشركات مرونة الوصول إلى الموارد الحاسوبية اللازمة، وتساهم في تقليل تكاليف البنية التحتية للشركات الناشئة، لكن الاعتماد عليها لا يخلو من الشوائب. فكثير من المستخدمين يثيرون مواضيع مثل الخصوصية، الأمن، والموثوقية عندما يدور الحديث عن “السحابة“. لذلك، هناك اهتمام متزايد بأدوات الحوسبة السحابية مفتوحة المصدر، التي تمكن الشركات من بناء وتخصيص “سُحُبهم” الحوسبية لتعمل بجانب الحلول التجارية الأقوى.

مشاريع الحوسبة السحابية مفتوحة المصدر

هناك عدة مشاريع تهدف إلى تطوير أدوات مفتوحة المصدر للحوسبة السحابية، من أبرزها:

1. Eucalyptus: بنية تحتية برمجية مفتوحة المصدر لتنفيذ الحوسبة السحابية. واجهة Eucalyptus متوافقة مع واجهة EC2، كما أن تجربة الاستخدام متشابهة، لكن الفرق هو أن Eucalyptus يتيح للمستخدمين تشغيل برامجهم باستخدام مواردهم الخاصة، ويوفر نظرة تفصيلية داخل ما يمكن أن يكون “الصندوق الأسود” لخدمات الحوسبة السحابية التجارية.

2. Globus Nimbus: مشروع من جامعة شيكاغو، عبارة عن مجموعة أدوات مفتوحة المصدر تتيح تحويل العناقيد الحاسوبية (clusters) إلى “سحابة” تقدم البنية التحتية كخدمة (Infrastructure-as-a-Service).

3. هناك شركات مثل Enomaly و10gen تقوم بتطوير أدوات مفتوحة المصدر للحوسبة السحابية.

مالذي بإمكان هذه الأدوات فعله؟

يوضح روفين كوهين، مؤسس Enomaly، أن “السحابة” مفتوحة المصدر توفر مرونة مفيدة للأكاديميين و الشركات الكبيرة. فعلى سبيل المثال، قد تريد شركة تشغيل معظم عملياتها الحوسبية في “سحابة” تجارية كالتي توفرها أمازون، واستخدام نفس البرمجيات لمعالجة البيانات الحساسة على حواسيب خاصة بها، وذلك من أجل زيادة الأمان. وكبديل لذلك، قد يريد مستخدم ما تشغيل البرمجيات على موارده الخاصة معظم الوقت، مع إمكانية التوسع إلى خدمة تجارية عند الحاجة إلى ذلك. في كلتا الحالتين، فإن بإمكان واجهة حوسبة سحابية مفتوحة المصدر تقديم تلك المرونة المنشودة، بحيث تكون مكملا لخدمة تجارية، وليست بديلا عنها.

لدى ريتش فولسكي – استاذ في قسم علوم الحاسوب في جامعة كاليفورنيا، سانتا باربرا، ومدير مشروع Eucalyptus – رؤية مشابهة، حيث يقول أن Eucalyptus لا يهدف إلى أن يكون قاتل EC2، غير أنه يؤمن بأن مشروعه يمكن أن يقدم مساهمة فعالة من خلال توفير طريقة بسيطة لتخصيص البرامج لاستخدامها في “السحابة“.

مستقبل الحوسبة السحابية مفتوحة المصدر

يتوقع فولسكي أن يكون الكثير من مستخدمي Eucalyptus من الأكاديميين المهتمين بدراسة البنية التحتية للحوسبة السحابية. ورغم أنه يشك في أن منصة كهذه سوف تستخدم من قبل مستخدمي الحاسب العاديين، إلا أنه لا ينفي هذا الاحتمال، ويعتقد أن أداة ما من أدوات الحوسبة السحابية مفتوحة

Cloud Computing

ماهيته واستخدامه وجميع الأمور المتعلقة بخصوصه بشكل موجز قدر الإمكان، حيث أن الأهم هو إيصال الفكرة الرئيسية دون التعرض لأصغر التفاصيل، علماً أن المقالات المحققة بهذا الموضوع كثيرة جداً.

وقد رأيت أنه من الضروري تعريف القراء الكرام على هذا الموضوع خاصة بأن الشركات تخطو بهذا الاتجاه، ذلك أن شركة Microsoft ستقوم بالتحدث عن خطتها المستقبلية لـ Cloud Computing خلال هذا الشهر. كما أن العديد منا يقوم باستعمال هذه التقنية من دون معرفتها، وسأقوم بنشر مقال آخر لاحق عن أهم الشركات التي تبنت هذه التقنية واستخداماتها.

Cloud Computing

يختلف العديد من الأشخاص والشركات بإعطاء المعنى الحقيقي لهذا المصطلح وخدماته (سنقوم بتسميته حالياً "الخدمات الكمبيوترية ضمن الانترنت").

تستخدم "The Cloud" (سنقوم بإطلاق تسمية سحابة على هذا التعبير) كمجاز عن الانترنت (مبنية على كيفية الرسم البياني لشبكة الكمبيوترات) و تجريد للبنية الأساسية المعقدة. بينما "Computing" (سنطلق على هذا المصطلح "الأعمال الكمبيوترية") على أنه أسلوب من الأعمال الحسابية أو الكمبيوترية حيث تقدم المقدرات المتعلقة بتكنولوجيا المعلومات بشكل خدمات، "الخدمات الكمبيوترية ضمن الانترنت" تكمن المستخدمين من الدخول إلى خدمات متعلقة بالتكنولوجيا من الانترنت (ضمن السحابة) من دون المعرفة أو اختبار أو التحكم بالبنية الأساسية التي تقوم بدعمهم.

وقد شرح IEEE Computer Society الموضوع على الشكل التالي: هي نموذج حيث يتم حفظ المعلومات بشكل دائم في المزودات على الانترنت و مخبأ بشكل مؤقت على أجهزة العملاء التي من ضمنها سطح المكتب desktop ومراكز الترفيه entertainment centers وكمبيوترات مكتبية وكمبيوترات محمولة وكمبيوترات حائطية وأجهزة محمولة (موبايل) الخ....

المفهوم العام لسحابة الانترنت بأنها دمج "الخدمة كبرمجية software as a service (SAAS)" مع تكنولوجيا ويب مثل Web 2.0 أو تقنيات حديثة أخرى. حيث أن الموضوع الأساسي هو الاعتماد على الانترنت من أجل إرضاء حاجات الأعمال الكمبيوترية للمستخدمين.

أحد الأمثلة Google Apps التي تزود تطبيقات أعمال شائعة من خلال الانترنت و يمكن الدخول إليها واستخدامها من خلال متصفح الانترنت، بينما تبقى المعلومات محفوظة على مزود الشركة.

وبشكل تفصيلي أكثر فهي نموذج كمبيوتري يقوم بتعيين المهمات لمجموعة من الاتصالات والبرمجيات والخدمات التي يتم الدخول إليها أو استخدامها من خلال الشبكة. شبكة المزودات والاتصالات تدعى إجمالاً “the cloud”. أما Computing على هذا المقياس فهو الذي يمكن المستخدمين من الدخول إلى الكمبيوترات السوبر supercomputer بمستوى مستخدم نفوذ “power-level” ، ذلك من خلال استخدام تطبيق صغير للعميل “client” أو نقاط دخول أخرى “access point”، على سبيل المثال أجهزة موبايل مثل iPhone أو BlackBerry أو Google Androidأو حتى أجهزة الكمبيوتر المحمولة، حيث يتمكن المستخدمين من الوصول إلى السحابة للحصول على المصادر التي يحتاجونها. وقد تم وصف " الخدمات الكمبيوترية ضمن الانترنت" بالوجود عند الطلب للأعمال الكمبيوترية “on-demand computing”.

البنية الأساسية " لخدمات الكمبيوترية ضمن الانترنت " تتألف حالياً من خدمات يعتمد عليها لإيصال الجيل الجديد من مراكز البيانات data centers المبنية على كمبيوترات وسعات مستخدمة لتكنولوجيا virtualization. يتمكن المستخدم من الدخول واستخدام هذه الخدمات من أي مكان في العالم. وعادة لا تتطلب تنصيب أية برمجية لاستخدام التطبيقات أو الخدمات.

يتم الخلط أحياناً مابين Cloud Computing و Grid Computing (والذي هو نموذج من الأعمال الكمبيوترية لتوزيع و تقسيم المكونات المتطلبة لاستخدام آلاف الكمبيوترات، الذي بواسطته يكتب الكمبيوتر السوبر والوهمي صنف من مجموعة cluster من الشبكة، لكمبيوترات مربوطة بشكل غير محكم، والعمل بانسجام لأداء مهمات ضخمة) أو ما بينه و بين Utility Computing (هي توفير مساحة للمستخدمين على الويب و مزودات وهمية ممكنة الدخول عند الحاجة، المميز بهذه الميزة قدرة المستخدم من التحكم بشكل كبير، إضافة لمواصفات الأجهزة المستخدمة من الشركات المقدمة لهذه الخدمة مثل IBM, Amazon, Sun) أو Automatic Computing (نظام كمبيوتر قادر على الإدارة بشكل منفرد).

يرى Cloud Computing على أنه الخطوة التالية الطبيعية بعد هذه الخدمات و النماذج المتوفرة.

يتم استخدام Cloud Computing عادة ضمن خدمات تحتاج أحجام هائلة من البيانات، شركة Google لها دور رئيسي بهذا الخصوص لأنها بحاجة لإعطاء نتائج فورية ودقيقة من خلال محرك بحثها الذي يعطي ملايين النتائج يومياً للمستخدمين، حيث يتم تحليل لغوي لبيانات بأحجام بالتيرابايت على مزوداتها. إضافة لاعتماد تطبيقاتها وبرمجياتها بشكل كامل على هذا النظام مثل Gmail و Google Apps و Google Maps. وقد قامت شركات أخرى بإنشاء نظام تشغيل مستقل على الانترنت مستعملاً تطبيقات مصممة Flash ومتوفرة على الانترنت، يتوفر المئات من الشركات العارضة لخدمات الويب.

تقوم بعض الشركات بالاستفادة بشكل كبير من Cloud Computing "الخدمات الكمبيوترية ضمن الانترنت" من خلال استخدام هذه الخدمات و المزودات المتوفرة على الانترنت، بينما تكون الشركة تملك كمبيوترات شخصية مع البرمجيات الأساسية، على سبيل المثال لشركة تقوم باستضافة موقع من خلال شركة استضافة تدعى Modwest بينما إدارة المبيعات يستخدمون شركة Salesforce.com، كما أنهم يقومون بعمل استفتاء من خلال بيانات على كمبيوترات لـ Survey Monkey، إضافة لاستخدام تطبيقات Google لمشاركة المستندات وما إلى ذلك من تطبيقات أخرى.

وهو حل مناسب لشركة لا تريد شراء مزودات أو القيام بالصيانة بشكل مستمر للبرمجيات، خاصة بتوفرها بأسعار قليلة كما أثبتت Google.

الوجه الآخر لـ Cloud Computing هو الاعتماد بشكل كامل على شركة أخرى التي تحد من التكنولوجيا المستخدمة و مرونة العمل للمستخدمين. كما أنه لا يتمكن المستخدمين بعمل أي شيء خارج الحدود المسموح بها من الشركات العارضة لهذه الخدمة. حيث سابقاً كان يتم الاعتماد على مسؤولي الكمبيوترات لحل المشاكل التي تواجه الموظفين ضمن العمل.

تعريفات لبعض المصطلحات ضمن المقالة:

Cloud Computing = الخدمات الكمبيوترية ضمن الانترنت

The cloud = مجموعة الشبكات لاتصالات الانترنت و المزودات

Computing = الأعمال الكمبيوترية أو الحسابية

Power-level user = مصطلح يستخدم عادة ضمن نظم تشغيل المزودات، حيث يكون للمستخدم صلاحيات أكثر من المستخدم العادي

Supercomputer = الكمبيوتر السوبر