ابر بومی چیست؟
ابر بومی رویکرد نرم‌افزاری برای ساخت، استقرار و مدیریت برنامه‌های مدرن در محیط‌های محاسبات ابری است. شرکت‌های مدرن می‌خواهند برنامه‌های بسیار مقیاس‌پذیر، انعطاف‌پذیر و مقاوم بسازند که بتوانند به سرعت آن‌ها را برای پاسخگویی به نیازهای مشتری به‌روزرسانی کنند. برای انجام این کار، از ابزارها و تکنیک‌های مدرنی استفاده می‌کنند که ذاتاً از توسعه برنامه در زیرساخت ابری پشتیبانی می‌کنند. این فناوری‌های ابر بومی از تغییرات سریع و مکرر در برنامه‌ها بدون تأثیرگذاری بر ارائه خدمات پشتیبانی می‌کنند و به پذیرندگان یک مزیت نوآورانه و رقابتی ارائه می‌دهند.
یک رویکرد ابر بومی چگونه به کسب‌وکارها سود می‌رساند؟
سازمان‌ها هنگام ساخت برنامه‌های نرم‌افزاری ابر بومی، از راه‌های مختلف مزیت رقابتی کسب می‌کنند.
- افزایش کارایی:
- توسعه ابر بومی، شیوه‌های چابک مانند DevOps و تحویل مداوم (CD) را به همراه دارد. توسعه‌دهندگان از ابزارهای خودکار، خدمات ابری و فرهنگ طراحی مدرن برای ساخت سریع برنامه‌های مقیاس‌پذیر استفاده می‌کنند.
- کاهش هزینه:
- با اتخاذ رویکرد ابر بومی، شرکت‌ها مجبور نیستند در تهیه و نگهداری زیرساخت‌های فیزیکی پرهزینه سرمایه‌گذاری کنند. این امر منجر به صرفه‌جویی بلندمدت در هزینه‌های عملیاتی می‌شود. صرفه‌جویی در هزینه‌های ساخت راه‌حل‌های ابر بومی ممکن است به نفع مشتریان شما نیز باشد.
- اطمینان از دسترس‌پذیری:
- فناوری ابر بومی به شرکت‌ها امکان می‌دهد برنامه‌های مقاوم و بسیار در دسترس بسازند. به‌روزرسانی‌های ویژگی باعث خرابی نمی‌شوند و شرکت‌ها می‌توانند منابع برنامه را در فصول اوج مقیاس‌بندی کنند تا تجربه مثبتی برای مشتری فراهم کنند.
برنامه‌های ابر بومی چه هستند؟
برنامه‌های ابر بومی برنامه‌های نرم‌افزاری هستند که از چندین سرویس کوچک و وابسته به هم به نام ریزسرویس‌ها تشکیل شده‌اند. به‌طور سنتی، توسعه‌دهندگان برنامه‌های یکپارچه را با یک ساختار بلوک منفرد شامل تمام عملکردهای مورد نیاز می‌ساختند. با استفاده از رویکرد ابر بومی، توسعه‌دهندگان نرم‌افزار عملکردها را به ریزسرویس‌های کوچک‌تر تقسیم می‌کنند. این امر برنامه‌های ابر بومی را چابک‌تر می‌کند، زیرا این ریزسرویس‌ها به‌طور مستقل کار می‌کنند و حداقل منابع محاسباتی را برای اجرا نیاز دارند.
مقایسه برنامه‌های ابر بومی با برنامه‌های سازمانی سنتی
برنامه‌های سازمانی سنتی با استفاده از روش‌های توسعه نرم‌افزار کم انعطاف‌پذیر ساخته می‌شدند. توسعه‌دهندگان معمولاً روی یک دسته بزرگ از عملکردهای نرم‌افزار قبل از انتشار آن‌ها برای آزمایش کار می‌کردند. به همین ترتیب، استقرار برنامه‌های سازمانی سنتی بیشتر طول می‌کشید و مقیاس‌پذیر نبودند.
از طرف دیگر، برنامه‌های ابر بومی از یک رویکرد مشارکتی استفاده می‌کنند و در پلتفرم‌های مختلف بسیار مقیاس‌پذیر هستند. توسعه‌دهندگان از ابزارهای نرم‌افزاری برای خودکارسازی سنگین رویه‌های ساخت، آزمایش و استقرار در برنامه‌های ابر بومی استفاده می‌کنند. می‌توانید ریزسرویس‌ها را در یک لحظه تنظیم، مستقر یا تکثیر کنید، عملی که با برنامه‌های سنتی امکان‌پذیر نیست.
CNCF چیست؟
بنیاد محاسبات ابر بومی (CNCF) یک بنیاد منبع باز است که به سازمان‌ها کمک می‌کند سفر ابر بومی خود را آغاز کنند. CNCF که در سال ۲۰۱۵ تأسیس شد، از جامعه منبع باز در توسعه اجزای حیاتی ابر بومی، از جمله Kubernetes، پشتیبانی می‌کند. آمازون عضو CNCF است.
معماری برنامه ابر بومی چیست؟
معماری ابر بومی اجزای نرم‌افزاری را ترکیب می‌کند که تیم‌های توسعه برای ساخت و اجرای برنامه‌های ابر بومی مقیاس‌پذیر استفاده می‌کنند. CNCF زیرساخت تغییرناپذیر، ریزسرویس‌ها، APIهای اعلانی، کانتینرها و شبکه‌های سرویس را به عنوان بلوک‌های فناوری معماری ابر بومی فهرست می‌کند.
- زیرساخت تغییرناپذیر:
- زیرساخت تغییرناپذیر به این معنی است که سرورهای میزبانی برنامه‌های ابر بومی پس از استقرار بدون تغییر باقی می‌مانند. اگر برنامه به منابع محاسباتی بیشتری نیاز داشته باشد، سرور قدیمی دور ریخته می‌شود و برنامه به یک سرور با عملکرد بالا جدید منتقل می‌شود. زیرساخت تغییرناپذیر با اجتناب از ارتقاء دستی، استقرار ابر بومی را به یک فرآیند قابل پیش‌بینی تبدیل می‌کند.
- ریزر سرویس‌ها:
- ریزر سرویس‌ها اجزای نرم‌افزاری کوچک و مستقل هستند که به‌طور جمعی به عنوان نرم‌افزار ابر بومی کامل عمل می‌کنند. هر ریزسرویس روی یک مشکل کوچک و خاص تمرکز می‌کند. ریزسرویس‌ها به‌طور سست به هم متصل هستند، به این معنی که اجزای نرم‌افزاری مستقل هستند که با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. توسعه‌دهندگان با کار بر روی ریزسرویس‌های فردی تغییراتی در برنامه ایجاد می‌کنند. به این ترتیب، برنامه حتی در صورت خرابی یک ریزسرویس به کار خود ادامه می‌دهد.
- API:
- رابط برنامه‌نویسی کاربردی (API) روشی است که دو یا چند برنامه نرم‌افزاری برای تبادل اطلاعات استفاده می‌کنند. سیستم‌های ابر بومی از APIها برای گرد هم آوردن ریزسرویس‌های سست به هم متصل استفاده می‌کنند. API به جای مشخص کردن مراحل دستیابی به نتیجه، به شما می‌گوید که ریزسرویس چه داده‌ای می‌خواهد و چه نتایجی می‌تواند به شما بدهد.
- شبکه سرویس:
- شبکه سرویس یک لایه نرم‌افزاری در زیرساخت ابری است که ارتباط بین چندین ریزسرویس را مدیریت می‌کند. توسعه‌دهندگان از شبکه سرویس برای معرفی عملکردهای اضافی بدون نوشتن کد جدید در برنامه استفاده می‌کنند.
- کانتینرها:
- کانتینرها کوچک‌ترین واحد محاسباتی در یک برنامه ابر بومی هستند. آن‌ها اجزای نرم‌افزاری هستند که کد ریزسرویس و سایر فایل‌های مورد نیاز را در سیستم‌های ابر بومی بسته‌بندی می‌کنند. برنامه‌های ابر بومی با کانتینر کردن ریزسرویس‌ها، مستقل از سیستم‌عامل و سخت‌افزار زیربنایی اجرا می‌شوند. این بدان معنی است که توسعه‌دهندگان نرم‌افزار می‌توانند برنامه‌های ابر بومی را در محل، در زیرساخت ابری یا در ابرهای ترکیبی مستقر کنند. توسعه‌دهندگان از کانتینرها برای بسته‌بندی ریزسرویس‌ها با وابستگی‌های مربوطه، مانند فایل‌های منبع، کتابخانه‌ها و اسکریپت‌هایی که برنامه اصلی برای اجرا به آن‌ها نیاز دارد، استفاده می‌کنند.
مزایای کانتینرها:
برخی از مزایای کانتینرها عبارتند از:
- شما از منابع محاسباتی کمتری نسبت به استقرار برنامه معمولی استفاده می‌کنید.
- می‌توانید آن‌ها را تقریباً فوراً مستقر کنید.
- می‌توانید منابع محاسبات ابری مورد نیاز برنامه خود را به‌طور کارآمدتری مقیاس‌بندی کنید.
توسعه برنامه ابر بومی چیست؟
توسعه برنامه ابر بومی نحوه و مکانی را که توسعه‌دهندگان برنامه‌های ابر بومی را می‌سازند و مستقر می‌کنند، توصیف می‌کند. یک تغییر فرهنگی برای توسعه ابر بومی مهم است. توسعه‌دهندگان شیوه‌های نرم‌افزاری خاصی را برای کاهش جدول زمانی تحویل نرم‌افزار و ارائه ویژگی‌های دقیقی که انتظارات متغیر کاربر را برآورده می‌کنند، اتخاذ می‌کنند. در زیر برخی از شیوه‌های رایج توسعه ابر بومی را ارائه می‌کنیم.
- ادغام مداوم:
- ادغام مداوم (CI) یک روش نرم‌افزاری است که در آن توسعه‌دهندگان تغییرات را به‌طور مکرر و بدون خطا در یک پایگاه کد مشترک ادغام می‌کنند. تغییرات کوچک و مکرر توسعه را کارآمدتر می‌کند، زیرا می‌توانید مشکلات را سریع‌تر شناسایی و عیب‌یابی کنید. ابزارهای CI کیفیت کد را برای هر تغییر به‌طور خودکار ارزیابی می‌کنند تا تیم‌های توسعه بتوانند با اطمینان بیشتری ویژگی‌های جدید را اضافه کنند.
-
- تحویل مداوم:
- تحویل مداوم (CD) یک روش نرم‌افزاری است که از توسعه ابر بومی پشتیبانی می‌کند. با CD، تیم‌های توسعه اطمینان حاصل می‌کنند که ریزسرویس‌ها همیشه آماده استقرار در ابر هستند. آن‌ها از ابزارهای خودکارسازی نرم‌افزار برای کاهش خطر هنگام ایجاد تغییرات، مانند معرفی ویژگی‌های جدید و رفع اشکالات در برنامه‌ها، استفاده می‌کنند. CI و CD برای تحویل کارآمد نرم‌افزار با هم کار می‌کنند.
- DevOps:
- DevOps یک فرهنگ نرم‌افزاری است که همکاری تیم‌های توسعه و عملیات را بهبود می‌بخشد. این یک فلسفه طراحی است که با مدل ابر بومی همسو است. شیوه‌های DevOps به سازمان‌ها امکان می‌دهد چرخه عمر توسعه نرم‌افزار را سرعت بخشند. توسعه‌دهندگان و مهندسان عملیات از ابزارهای DevOps برای خودکارسازی توسعه ابر بومی استفاده می‌کنند.
- بدون سرور (Serverless):
- محاسبات بدون سرور یک مدل ابر بومی است که در آن ارائه‌دهنده ابر زیرساخت سرور زیربنایی را به‌طور کامل مدیریت می‌کند. توسعه‌دهندگان از محاسبات بدون سرور استفاده می‌کنند زیرا زیرساخت ابری به‌طور خودکار مقیاس‌بندی و پیکربندی می‌شود تا نیازهای برنامه را برآورده کند. توسعه‌دهندگان فقط برای منابعی که برنامه استفاده می‌کند، هزینه پرداخت می‌کنند. معماری بدون سرور هنگام توقف اجرای برنامه، منابع محاسباتی را به‌طور خودکار حذف می‌کند.
مزایای توسعه برنامه ابر بومی چیست؟
- توسعه سریع‌تر:
- توسعه‌دهندگان از رویکرد ابر بومی برای کاهش زمان توسعه و دستیابی به برنامه‌های با کیفیت بهتر استفاده می‌کنند. توسعه‌دهندگان به جای تکیه بر زیرساخت سخت‌افزاری خاص، برنامه‌های کانتینری آماده استقرار را با شیوه‌های DevOps می‌سازند. این امر به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد به سرعت به تغییرات پاسخ دهند. به عنوان مثال، آن‌ها می‌توانند چندین به‌روزرسانی روزانه را بدون خاموش کردن برنامه انجام دهند.
- استقلال پلتفرم:
- توسعه‌دهندگان با ساخت و استقرار برنامه‌ها در ابر، از ثبات و قابلیت اطمینان محیط عملیاتی اطمینان حاصل می‌کنند. آن‌ها نگران ناسازگاری سخت‌افزار نیستند، زیرا ارائه‌دهنده ابر از آن مراقبت می‌کند. بنابراین، توسعه‌دهندگان می‌توانند به جای تنظیم زیرساخت زیربنایی، روی ارائه ارزش‌ها در برنامه تمرکز کنند.
- عملیات مقرون‌به‌صرفه:
- شما فقط برای منابعی که برنامه شما واقعاً استفاده می‌کند، هزینه پرداخت می‌کنید. به عنوان مثال، اگر ترافیک کاربر شما فقط در زمان‌های خاصی از سال افزایش می‌یابد، فقط برای آن دوره زمانی هزینه‌های اضافی پرداخت می‌کنید. نیازی به تهیه منابع اضافی که بیشتر سال بیکار می‌مانند، ندارید.
پشته ابر بومی چیست؟
پشته ابر بومی لایه‌های فناوری‌های ابر بومی را توصیف می‌کند که توسعه‌دهندگان برای ساخت، مدیریت و اجرای برنامه‌های ابر بومی استفاده می‌کنند. آن‌ها به شرح زیر طبقه‌بندی می‌شوند.
- لایه زیرساخت:
- لایه زیرساخت پایه و اساس پشته ابر بومی است. این لایه شامل سیستم‌عامل‌ها، فضای ذخیره‌سازی، شبکه و سایر منابع محاسباتی است که توسط ارائه‌دهندگان ابر شخص ثالث مدیریت می‌شوند.
- لایه تهیه:
- لایه تهیه شامل خدمات ابری است که محیط ابری را تخصیص و پیکربندی می‌کنند.
- لایه زمان اجرا:
- لایه زمان اجرا فناوری‌های ابر بومی را برای عملکرد کانتینرها فراهم می‌کند. این لایه شامل فضای ذخیره‌سازی داده‌های ابری، قابلیت شبکه و زمان اجرای کانتینر مانند containerd است.
- لایه ارکستراسیون و مدیریت:
- ارکستراسیون و مدیریت مسئول ادغام اجزای مختلف ابر هستند تا به عنوان یک واحد منفرد عمل کنند. این شبیه به نحوه عملکرد سیستم‌عامل در محاسبات سنتی است. توسعه‌دهندگان از ابزارهای ارکستراسیون مانند Kubernetes برای استقرار، مدیریت و مقیاس‌بندی برنامه‌های ابری در ماشین‌های مختلف استفاده می‌کنند.
- لایه تعریف و توسعه برنامه:
- این لایه پشته ابر بومی شامل فناوری‌های نرم‌افزاری برای ساخت برنامه‌های ابر بومی است. به عنوان مثال، توسعه‌دهندگان از فناوری‌های ابری مانند پایگاه داده، پیام‌رسانی، تصاویر کانتینر و ابزارهای ادغام مداوم (CI) و تحویل مداوم (CD) برای ساخت برنامه‌های ابری استفاده می‌کنند.
- ابزارهای مشاهده و تجزیه و تحلیل:
- ابزارهای مشاهده و تجزیه و تحلیل سلامت سیستم برنامه‌های ابری را نظارت، ارزیابی و بهبود می‌بخشند. توسعه‌دهندگان از ابزارها برای نظارت بر معیارهایی مانند استفاده از CPU، حافظه و تأخیر برای اطمینان از عدم اختلال در کیفیت خدمات برنامه استفاده می‌کنند.
محاسبات ابری چیست؟
محاسبات ابری به زیرساخت نرم‌افزاری اطلاق می‌شود که در یک مرکز داده خارجی میزبانی می‌شود و به صورت پرداخت به ازای استفاده در اختیار کاربران قرار می‌گیرد. شرکت‌ها مجبور نیستند برای سرورهای گران‌قیمت هزینه پرداخت کنند و آن‌ها را نگهداری کنند. در عوض، آن‌ها می‌توانند از خدمات ابر بومی درخواستی مانند فضای ذخیره‌سازی، پایگاه داده و تجزیه و تحلیل از یک ارائه‌دهنده ابر استفاده کنند.
مقایسه محاسبات ابری با ابر بومی
محاسبات ابری منابع، زیرساخت و ابزارهای ارائه شده درخواستی توسط فروشندگان ابر است. در همین حال، ابر بومی رویکردی است که برنامه‌های نرم‌افزاری را با مدل محاسبات ابری می‌سازد و اجرا می‌کند.
ابر فعال (Cloud-enabled) چیست؟
برنامه‌های ابر فعال برنامه‌های سازمانی قدیمی هستند که در یک مرکز داده محلی اجرا می‌شدند اما برای اجرا در ابر اصلاح شده‌اند. این امر شامل تغییر بخشی از ماژول نرم‌افزار برای انتقال برنامه به سرورهای ابری است. بنابراین، می‌توانید از برنامه از طریق مرورگر استفاده کنید در حالی که ویژگی‌های اصلی آن را حفظ می‌کنید.
مقایسه ابر بومی با ابر فعال
اصطلاح ابر بومی به برنامه‌ای اطلاق می‌شود که از ابتدا برای استقرار در ابر طراحی شده است. ابر بومی شامل فناوری‌های ابری مانند ریزسرویس‌ها، ارکستراتورهای کانتینر و مقیاس‌بندی خودکار است. یک برنامه ابر فعال انعطاف‌پذیری، مقاومت یا مقیاس‌پذیری همتای ابر بومی خود را ندارد. این امر به این دلیل است که برنامه‌های ابر فعال حتی با وجود انتقال به ابر، ساختار یکپارچه خود را حفظ می‌کنند.
- تحویل مداوم:
