ما المقصود بالحوسبة؟
في الحوسبة السحابية، يوضح المصطلح "حوسبة" المفاهيم والكائنات المتعلقة بحوسبة البرامج. وهو مصطلح عام يُستخدم للإشارة إلى معالجة القدرة والذاكرة والشبكة ووحدة التخزين والموارد الأخرى اللازمة لنجاح حوسبة أي برنامج.
فعلى سبيل المثال، تحتاج التطبيقات التي تستخدم خوارزميات تعلّم الآلة أو وظائف عرض رسومات ثلاثية الأبعاد إلى العديد من مهام ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) والعديد من وحدات المعالجة المركزية (CPU) لتعمل بنجاح. وفي هذه الحالة، ستُعرف وحدات المعالجة المركزية وذاكرة الوصول العشوائي ووحدات معالجة الرسومات اللازمة باسم موارد الحوسبة، وستُعرف التطبيقات بالتطبيقات كثيفة الحوسبة.
لنلقِ نظرة على بعض الأسئلة المتكررة للتعرف على المصطلح في سياق الحوسبة الحديثة.
ما المقصود بموارد الحوسبة؟
موارد الحوسبة هي مساحات لقوة الحوسبة قابلة للقياس ويمكن طلبها وتخصيصها واستهلاكها لإجراء أنشطة الحوسبة. وتتضمن بعض أمثلة موارد الحوسبة:
وحدة المعالجة المركزية (CPU)
تمثل وحدة المعالجة المركزية (CPU) العقل المدبر لأي حاسوب. وتُقاس وحدة المعالجة المركزية بوحدات تُسمى مللي كوري. يمكن لمطوري التطبيقات تحديد عدد وحدات المعالجة المركزية المخصصة اللازم لتشغيل تطبيقهم ومعالجة البيانات.
الذاكرة
تُقاس الذاكرة بوحدات البايت. ويمكن أن تجري التطبيقات طلبات الذاكرة اللازمة لتشغيلها بفعالية.
في حالة تشغيل التطبيقات على جهاز فعلي واحد، يتم تقييد وصولها إلى موارد الحوسبة في هذا الجهاز. ولكن في حالة تشغيل التطبيقات على السحابة، يمكنها الوصول بالتزامن إلى المزيد من موارد المعالجة من عدة أجهزة فعلية. لنلق نظرة أدق على ذلك.
ما الحوسبة السحابية؟
الحوسبة السحابية هي مصطلح عام يشير إلى أي شيء يتطلب توفير موارد الحاسوب عبر الإنترنت. ويمكن للمستخدمين الحصول على مساحات هائلة من قوة الحوسبة عند طلبها. ويمكنهم شراؤها بالدقيقة أو الساعة، واستخدامها بالقدر اللازم لإجراء أنشطة الحوسبة.
تاريخ الحوسبة السحابية
كانت تتم عادة استضافة تطبيقات الويب على خوادم فعلية ثابتة. وكانت قوة الحوسبة اللازمة للتطبيق مقتصرة على الخادم الذي يعمل به هذا التطبيق. قد يشتري مالكو مواقع الويب عدة خوادم أو مساحة داخل خادم واحد، لكنهم بحاجة إلى دفع سعر ثابت بغض النظر عن الاستخدام. ويتعين عليهم أيضًا إدارة البنية الأساسية للخادم على الحاسوب، والاحتفاظ بها.
اليوم، يمكن للتطبيقات استخدام موارد الحوسبة للعديد من مختلف الأجهزة الفعلية بطريقة مرنة. ويتمتع موفرو السحابة بمجموعات كبيرة من موارد الحوسبة تضم الخوادم ومراكز البيانات الفعلية. ويمكن للمؤسسات استضافة التطبيقات، والحصول على موارد الحوسبة هذه من المجموعة. ويدير الموفر الموارد بالكامل ويحسنها لمنح المستخدمين المرونة وقابلية التوسع والفعالية. يتعين على المستخدمين الاحتفاظ بتطبيقاتهم فقط حيث يتولى موفر السحابة إدارة البنية الأساسية للحوسبة.
برامج المحاسبة: مثال على الحوسبة السحابية
لنلق نظرة على مثال يوضح برامج المحاسبة. منذ عقود قليلة، كان يتعين على الشركات شراء البرامج وتثبيتها على أجهزتها الفعلية الداخلية. وكانت إمكانات البرامج مقتصرة على الأجهزة الأساسية. بمرور الوقت، قد تنفد ذاكرة النظام أو تتطلب تحديثات، وقد يؤدي حدوث أي مشكلة بالأجهزة إلى فقدان البيانات المهمة للشركة.
اليوم، يمكن لمطوري برامج المحاسبة تشغيل البرامج على السحابة. ويمكن للمستخدمين الوصول إليها بالطريقة نفسها التي يستخدمونها في الوصول إلى أي موقع ويب، ويمكنهم شراء باقات متدرجة وفقًا لاحتياجاتهم. تستخدم تطبيقات البرامج قوة الحوسبة من السحابة، ويمكن للبرامج نفسها التوسع حسب الحاجة. ولا داعي للخوف أيضًا من أن يفقد العملاء بياناتهم.
ما المقصود بالخدمات المصغرة؟
الخدمات المصغرة المعروفة أيضًا باسم بنية الخدمات المصغرة هي أسلوب تصميم مُستخدم لتطبيقات البرامج المهيكلة كمجموعة خدمات.
تتم عادة إنشاء التطبيقات الخاصة بالمؤسسات في ثلاثة أجزاء رئيسية:
- واجهة مستخدم من جانب العميل (تطبيق أو صفحة HTML تعمل على جهاز المستخدم النهائي)
- قاعدة بيانات (تخزن بيانات التطبيق)
- تطبيق من جانب الخادم (يحدد آليات العمليات الوظيفية والمنطقية)
يُعد أسلوب التصميم الثابت هذا غير مرن ويصعب تعديله. وتتطلب التغييرات البسيطة في أحد أجزاء النظام إعادة نشر النظام الثابت بالكامل.
من ناحية أخرى، تصمم بنية الخدمات المصغرة التطبيق كمجموعة من الخدمات الوظيفية بإدارة لامركزية. وتحاول الخدمة المصغرة معالجة مشكلة واحدة مثل البحث عن البيانات أو وظيفة التسجيل أو وظيفة خدمة الويب. ويمكن نشر الخدمات المصغرة هذه على نحو مستقل واستخدام موارد الحوسبة والاتصال ببعضها.
فعلى سبيل المثال، قد يتكون تطبيق الأخبار من خدمات مصغرة مستقلة، مثل الرياضة والجريمة والأخبار العالمية وغيرها. وقد تتولى كل خدمة مصغرة إدارة عملية الاسترداد الخاصة بها وكذلك فرز المحتوى. ويمكنها أيضًا زيادة التوسع أو تقليله حسب الحاجة. خلال إقامة حدث رياضي مهم، ستستخدم الخدمة المصغرة الخاصة بالرياضة قوة معالجة إضافية، ولكن سيتم تقليصها بعد انتهاء الحدث.
ما المقصود بالآلات الافتراضية؟
الآلات الافتراضية هي الكتل البرمجية الإنشائية الأساسية التي تتلقى قوة الحوسبة من السحابة. وتعني أي آلة افتراضية برنامجًا يمكنه إجراء كل الوظائف نفسها كحاسوب فعلي مثل تشغيل التطبيقات وأنظمة التشغيل. وإنها تمثل الإصدار الرقمي لحاسوب فعلي. ويمكن للآلات الافتراضية تشغيل البرامج وأنظمة التشغيل وتخزين البيانات والاتصال بالشبكات وإجراء وظائف الحوسبة الأخرى. وقد تتطلب أيضًا صيانة، مثل تنزيل التحديثات ومراقبة النظام.
قد تعمل الآلات الافتراضية على العديد من الآلات الفعلية الأساسية ما يمنح التطبيقات قوة الحوسبة اللازمة لتشغيلها بنجاح. وتمنح الحوسبة السحابية المستخدمين القدرة على نشر الآلات الافتراضية وتوسيعها عند الطلب. وتوفر موارد حوسبة مضمونة داخل بيئة آمنة ومعزولة بدون دفع التكاليف الإضافية اللازمة لإدارة الخوادم الفعلية.
ما المقصود بمثيل Amazon EC2؟
في خدمات AWS Compute، تُعرف الأجهزة الافتراضية باسم المثيلات. وتوفر AWS EC2 أنواعًا مختلفةً من المثيلات تشتمل على تكوينات مختلفة لموارد وحدة المعالجة المركزية والذاكرة ووحدة التخزين والشبكات بحيث يمكن للمستخدم تخصيص موارد الحوسبة حسب احتياجات تطبيقه.
تتوفر المثيلات بخمسة أنواع:
مثيلات الأهداف العامة
توفر مثيلات الأهداف العامة توازنًا في موارد الحوسبة والذاكرة والشبكة، ويمكن استخدامها في إجراء العديد من أعباء العمل المتنوعة. وتُعد هذه المثيلات مثالية للتطبيقات التي تستخدم هذه الموارد بنِسب متساوية مثل خوادم الويب ومستودعات التعليمات البرمجية.
مثيلات الحوسبة المحسّنة
تُستخدم مثيلات الحوسبة المحسّنة في تشغيل تطبيقات الحوسبة عالية الأداء التي تتطلب أداءً سريعًا للشبكة وتوفرًا على نطاق واسع وعمليات إدخال/إخراج (I/O) عالية لكل ثانية. وتُعد المحاكاة والنماذج العلمية والمالية والبيانات الضخمة ومستودعات بيانات المؤسسة والمعلومات المهنية أمثلة على هذا النوع من التطبيقات.
مثيلات الحوسبة المسرّعة
تستخدم مثيلات الحوسبة المسرّعة برامج تسريع الأجهزة أو المعالجات المشتركة في تنفيذ وظائف مثل حساب عدد الفاصلة العائمة أو معالجة الرسومات أو مطابقة أنماط البيانات بكفاءة أكبر مما هو ممكن في البرامج التي تعمل على وحدات المعالجة المركزية.
مثيلات الذاكرة المحسّنة
تستخدم مثيلات الذاكرة المحسّنة بنية أساسية لمحرك أقراص ذي حالة صلبة تعمل بسرعة عالية لتوفير وصول فائق السرعة إلى البيانات وتقديم أداء عالِِ. وتُعد هذه المثيلات مثالية للتطبيقات التي تتطلب ذاكرة بسعة أكبر وطاقة أقل لوحدة المعالجة المركزية مثل قواعد البيانات مفتوحة المصدر وتحليلات البيانات الضخمة في الوقت الفعلي.
مثيلات التخزين المحسَنة
تُصمم مثيلات التخزين المحسّنة لأعباء العمل التي تتطلب وصولًا سريعًا ومتسلسلًا للقراءة والكتابة إلى مجموعات البيانات الضخمة في وحدة التخزين المحلي. وهي محسنَّة لنقل عشرات الآلاف من عمليات الإدخال/الإخراج في الثانية (IOPS) العشوائية منخفضة الاستجابة في كل ثانية للتطبيقات.
ما المقصود بالحاوية؟
قبل طرح أي برنامج، يلزم اختباره ووضعه في حزمة وتثبيته. ويعني نشر البرامج عملية إعداد التطبيق لتشغيله على أي نظام حاسوب أو جهاز.
Docker هي أداة يستخدمها المطورون في نشر البرامج. وتوفر طريقة قياسية لوضع التعليمة البرمجية للتطبيق في حزمة وتشغيلها على أي نظام. وتجمع بين التعليمة البرمجية للبرنامج والتبعيات داخل أي حاوية. بالتالي، يمكن تشغيل الحاويات (أو صور Docker) على أي منصة عبر محرك docker. وإن Amazon Elastic Container Service (ECS) هي خدمة إدارة حاويات عالية الأداء وقابلة للتوسع بشكل كبير، حيث تدعم هذه الخدمة حاويات Docker وتتيح لك تشغيل التطبيقات بسهولة على مجموعة مُدارة من مثيلات Amazon EC2. ويضمن ذلك إجراء عمليات نشر سريعة وموثوقة ومتسقة بغض النظر عن البيئة.
تطبيق لحجز المواعيد في مستشفى: مثال على Docker
فعلى سبيل المثال، يريد أحد المستشفيات إنشاء تطبيق يمكن من خلاله حجز المواعيد. وقد يستخدم المستخدمون النهائيون هذا التطبيق على نظام Android أو iOS أو جهاز Windows أو MacBook أو عبر موقع الويب الخاص بالمستشفى. في حالة نشر التعليمة البرمجية بشكل منفصل على كل منصة، سيكون من الصعب الاحتفاظ بها. وبدلًا من ذلك، يمكن استخدام Docker في إنشاء حاوية عامة واحدة لتطبيق حجز المواعيد. ويمكن تشغيل هذه الحاوية في أي مكان ويشمل على سبيل المثال منصات الحوسبة مثل AWS.
ما المقصود بالحوسبة بلا خادم من خلال سحابة AWS؟
تشير الحوسبة بلا خادم إلى تطوير التطبيقات من خلال بنية أساسية للخادم الأساسي مُدارة خارجيًا. تتسم الخدمات بلا خادم، مثل AWS Lambda، بالتحجيم التلقائي، والتوافر العالي المضمن، ونموذج فوترة للدفع مقابل القيمة.
تُعد الحوسبة بلا خادم طريقة مُستخدمة في توضيح الخدمات والممارسات والإستراتيجيات التي تتيح لشركات تطوير البرامج الابتكار والاستجابة للتغيير بشكل أسرع. ويمكن للفِرق طرح التطبيقات سريعًا ومعرفة الملاحظات وتحسين البرامج من خلال التخلص من التكاليف الإضافية التشغيلية.
فعلى سبيل المثال، تنشئ شركة ناشئة في مجال التكنولوجيا تطبيقًا للبحث عن الدورات التدريبية المتاحة في الجامعة وفلترتها. وللبدء، يمكن أن تعمل الشركة بلا خادم وتركز على تحسين تجربة المستخدم والأنظمة. عند استخدام بنية أساسية للأجهزة المُدارة بالكامل، يمكنها الاستثمار في التسويق بدلًا من ذلك.
ما المقصود بميزة elastic load balancing في موارد الحوسبة؟
موازنة التحميل هي عملية توزيع موارد الحوسبة وأعباء العمل بالتساوي في بيئة حوسبة سحابية. ويمكن إجراء ذلك لتقليل المدة الانتقالية والحفاظ على وقت المعالجة حتى عند زيادة الطلب على التطبيق. يمكن لموازنات التحميل توزيع طلبات العملاء بذكاء عبر العديد من خوادم التطبيقات التي تعمل في بيئة سحابية.
تتيح ميزة Elastic Load Balancing للمستخدمين تعظيم أداء التطبيقات وزيادة الموثوقية. ويمكنها تلقائيًا توزيع نسبة استخدام التطبيق الواردة عبر عدة أهداف مثل مثيلات Amazon EC2 والحاويات وعناوين IP ووظائف AWS Lambda والخوادم الافتراضية. ويمكنها التعامل مع الحمولة المتغيرة لنسبة استخدام التطبيق وتقليل التكاليف وزيادة نطاق التطبيق أو تقليصه بفعالية للمواءمة بين الطلبات
التجارة الإلكترونية: مثال على ميزة elastic load balancing
فعلى سبيل المثال، يتولى متجر التجارة الإلكترونية على الإنترنت تشغيل أي تطبيق لفرز أفضل العروض المتاحة لهذا اليوم. وباعتباره تطبيق حوسبة شاملًا، يستخدم الحوسبة السحابية وموازنة التحميل في إدارة الطلب. ويستخدم تلقائيًا موارد المعالجة الإضافية في عطلات نهاية الأسبوع وأعياد رأس السنة وأوقات الذروة الموسمية الأخرى عند زيادة الطلب. أما في الأيام الأخرى، فيعمل على تقليص الحوسبة عند تراجع الطلب. وبدون استخدام موازنة التحميل، يجب على المتجر دفع رسوم مقابل معدلات الاستخدام في أوقات الذروة حتى في أيام الركود ما يقلل هوامش الربح.
ما المقصود بخدمات الحوسبة؟
تُعرف خدمات الحوسبة أيضًا باسم البنية الأساسية كخدمة (IaaS). وتوفر منصات الحوسبة مثل AWS Compute مثيل خادم افتراضي ووحدة تخزين وواجهات برمجة تطبيقات تتيح للمستخدمين ترحيل أعباء العمل إلى آلة افتراضية. لقد خصص المستخدمون قوة الحوسبة، ويمكنهم بدء تشغيل موارد الحاسوب وإيقافها والوصول إليها وتكوينها حسب الحاجة.
طريقة الاختيار بين مختلف خدمات AWS Compute
يعتمد اختيار أفضل بنية أساسية في AWS على متطلبات تطبيقك ودورة الحياة وحجم التعليمة البرمجية والطلب واحتياجات الحوسبة. ولنلقِ نظرة على الأمثلة الثلاثة الواردة أدناه:
- إذا كنت تريد نشر مجموعة محددة من المثيلات عند الطلب توفر مجموعةً كبيرةً تضم مختلف مزايا الأداء داخل بيئة AWS لديك، فاستخدم Amazon Elastic Compute Cloud (EC2).
- إذا كنت تريد تشغيل تطبيقات تدعم Docker موضوعة في حِزم مثل الحاويات عبر مجموعة من مثيلات EC2، فاستخدم Amazon Elastic Container Service (Amazon ECS).
- إذا كنت تريد تشغيل تعليمتك البرمجية من خلال استخدام موارد حوسبة بوحدات مللي ثانية فقط استجابةً لمشغّلات قائمة على أحداث، فاستخدم AWS Lambda.
ما مزايا خدمات AWS compute؟
توفر خدمات AWS Compute وظائف أوسع نطاقًا وأكثر عمقًا بالنسبة للحوسبة. ويتمتع استخدام AWS Compute بمزايا رئيسة تشمل:
إجراء حوسبة دقيقة لأعباء العمل
توفر Amazon EC2 (Amazon Elastic Compute Cloud) تحكمًا دقيقًا في إدارة البنية الأساسية للتطبيقات مع اختيار المعالجات ووحدة التخزين والشبكة. وتوفر Amazon Elastic Container Services (Amazon ECS) إمكانية الاختيار والمرونة عند تشغيل الحاويات.
الأمان المضمن
توفر AWS خدمات متعلقة بالحوكمة والامتثال والأمان وميزات رئيسة أكبر بكثير مقارنة بثاني أكبر موفر خدمات سحابية. وتتسم منصة AWS Nitro System بالأمان المضمن على مستوى الرقاقة لمواصلة مراقبة أجهزة المثيلات وحمايتها والتحقق منها.
تحسين التكاليف
عند استخدام AWS compute، فإنك تدفع مقابل المثيلات أو الموارد التي تحتاج إليها فقط ما دمت تستخدمها بدون الحاجة إلى عقود طويلة الأجل أو ترخيص معقد.
المرونة
توفر AWS طرقًا عديدة لإنشاء التطبيقات ونشرها وطرحها في الأسواق بسرعة. فعلى سبيل المثال، تتميز Amazon Lightsail بأنها خدمة سهلة الاستخدام توفر لك كل الاحتياجات اللازمة لإنشاء تطبيق أو موقع ويب.
لتحديد خدمة AWS Compute الأنسب لتنمية أعمالك، لا تتردد في التواصل مع فريق الخبراء لدينا أو سجّل للحصول على حساب AWS مجاني اليوم.
