مفهوم نمونه (Instance) در رایانش ابری چیست؟
یک نمونه (Instance) در رایانش ابری، یک منبع سرور است که توسط خدمات ابری شخص ثالث ارائه می‌شود. در حالی که می‌توانید منابع سرور فیزیکی را در محل خود مدیریت و نگهداری کنید، انجام این کار پرهزینه و ناکارآمد است. ارائه‌دهندگان خدمات ابری سخت‌افزار را در مراکز داده خود نگهداری می‌کنند و دسترسی مجازی به منابع محاسباتی را در قالب یک نمونه به شما می‌دهند. می‌توانید از نمونه ابری برای اجرای بارهای کاری محاسباتی سنگین مانند کانتینرها، پایگاه‌های داده، ریزسرویس‌ها و ماشین‌های مجازی استفاده کنید.
چرا نمونه‌های ابری مهم هستند؟
یک نمونه ابری به توسعه‌دهندگان نرم‌افزار امکان می‌دهد تا فراتر از محدودیت‌های فیزیکی سنتی مقیاس‌پذیر شوند. برخلاف سرورهای فیزیکی، توسعه‌دهندگان هنگام استقرار بارهای کاری روی یک نمونه ابری نیازی به نگرانی در مورد سخت‌افزار زیربنایی ندارند. دو مزیت اصلی نمونه‌های ابری وجود دارد:
- مقیاس‌پذیری:
- توسعه‌دهندگان منابع محاسباتی را در یک نمونه ابری مطابق با نیازهای بار کاری خود مقیاس‌بندی می‌کنند. به عنوان مثال، توسعه‌دهندگان نرم‌افزار یک برنامه را روی یک نمونه مستقر می‌کنند. با افزایش کاربران برنامه، ترافیک زیادی را تجربه می‌کند که زمان پاسخ‌دهی را کاهش می‌دهد. توسعه‌دهندگان می‌توانند منابع ابری را به صورت افقی با افزایش CPU، حافظه، فضای ذخیره‌سازی و منابع شبکه برای نمونه خاص مقیاس‌بندی کنند.
- تحمل خطا:
- سازمان‌ها با استفاده از چندین نمونه تکراری برای پشتیبان‌گیری، افزونگی ایجاد می‌کنند. آنها به ویژه برای مدیریت بارهای کاری سنگین حافظه مانند پردازش داده‌ها مفید هستند. به عنوان مثال، اگر یک نمونه ابری میزبانی شده در اروپا با مشکل مواجه شود، یک برنامه همچنان می‌تواند روی نمونه‌های دیگر در ایالات متحده و آسیا اجرا شود.
چه نوع بارهای کاری را می‌توانید روی یک نمونه ابری اجرا کنید؟
- محاسبات سنگین:
- می‌توانید بارهای کاری محاسباتی با عملکرد بالا را روی نمونه‌ها اجرا کنید، مانند تجزیه و تحلیل توزیع‌شده، الگوریتم‌های یادگیری ماشین (ML)، پردازش دسته‌ای، ارائه تبلیغات، رمزگذاری ویدیو، مدل‌سازی علمی و برنامه‌های بازی چندنفره مقیاس‌پذیر.
- حافظه سنگین:
- نمونه‌ها برای اجرای بارهای کاری سنگین حافظه مانند دریافت داده‌های بلادرنگ، حافظه‌های پنهان درون حافظه توزیع‌شده، تجزیه و تحلیل داده‌های بزرگ، برنامه‌های سازمانی سنگین حافظه و پایگاه‌های داده با عملکرد بالا مفید هستند.
- گرافیک سنگین:
- برنامه‌هایی که گرافیک را رندر می‌کنند به قابلیت‌های پردازش و ذخیره‌سازی بالایی نیاز دارند. می‌توانید برنامه‌های واقعیت مجازی، رندر سه‌بعدی، انیمیشن، بینایی کامپیوتر، پخش جریانی ویدیو و سایر بارهای کاری گرافیکی را روی یک نمونه ابری اجرا کنید.
نمونه‌های ابری چگونه کار می‌کنند؟
یک نمونه ابری زیرساخت محاسباتی فیزیکی را با استفاده از فناوری ماشین مجازی انتزاع می‌کند. این مانند داشتن ماشین سرور خودتان در ابر است. شما اساساً نمونه سرور مجازی خود را در محیط رایانش ابری ایجاد و مدیریت می‌کنید. می‌توانید این سرور ابری را برای برآورده کردن نیازهای حافظه، پردازش گرافیکی، CPU و سایر نیازهای خود پیکربندی کنید.
مراحل ایجاد یک نمونه جدید به شرح زیر است:
- از یک رابط بصری یا فراخوانی‌های API برای ایجاد برنامه‌نویسی نمونه‌ها استفاده می‌کنید.
- منابع مورد نیاز خود را مشخص می‌کنید یا از انواع نمونه‌های از پیش موجود که ارائه‌دهنده ابر شما تعریف می‌کند، استفاده می‌کنید.
- سپس می‌توانید سیستم عامل و سایر برنامه‌های نرم‌افزاری خود را روی یک نمونه میزبانی کنید.
ارائه‌دهنده ابر معمولاً فقط برای منابعی که واقعاً استفاده می‌کنید، هزینه دریافت می‌کند. می‌توانید هر تعداد نمونه را که دوست دارید ایجاد و از بین ببرید. به عنوان مثال، می‌توانید از تصاویر ماشین آمازون (AMI) برای پیکربندی و راه‌اندازی نمونه‌های ابری در AWS استفاده کنید.
چرخه عمر نمونه چیست؟
توسعه‌دهندگان از مجموعه‌ای از مراحل برای تنظیم، اجرا، مدیریت و توقف یک نمونه استفاده می‌کنند. مراحل زیر چرخه عمر نمونه را شرح می‌دهند.
- تامین (Provisioning):
- تامین یک نمونه به معنای تنظیم منابع محاسباتی مورد نیاز نمونه است. هنگامی که توسعه‌دهندگان یک نمونه تامین‌شده را راه‌اندازی می‌کنند، به مرحله معلق می‌رود.
- اجرا (Running):
- در این مرحله، نمونه مستقر و فعال در ابر است. توسعه‌دهندگان می‌توانند بارهای کاری مانند برنامه‌های کانتینری‌شده را روی نمونه‌های در حال اجرا مستقر کنند. از لحظه شروع اجرای یک نمونه، صورت‌حساب صادر می‌شود.
- توقف (Stopping):
- توسعه‌دهندگان ممکن است یک نمونه را برای عیب‌یابی مشکلاتی که بر بارهای کاری در حال اجرا روی آن تأثیر می‌گذارند، متوقف کنند. هنگامی که یک نمونه را متوقف می‌کنند، قبل از توقف کامل، وارد مرحله توقف می‌شود. توسعه‌دهندگان می‌توانند تنظیمات نمونه را هنگام توقف آن تغییر دهند.
- خاتمه یافته (Terminated):
- توسعه‌دهندگان می‌توانند یک نمونه را هنگامی که دیگر استفاده نمی‌شود، خاموش کنند. با خاموش کردن یک نمونه، پلتفرم ابری برای خاتمه نمونه و حذف داده‌های مربوطه آن در حجم فروشگاه نمونه آماده می‌شود. حجم فروشگاه نمونه، فضای ذخیره‌سازی موقتی است که در همان رایانه نمونه قرار دارد.
نمونه قابل پیش‌گیری (Preemptible Instance) چیست؟
یک نمونه قابل پیش‌گیری یک سرور مجازی است که از منابع محاسباتی اضافی و غیر رزرو شده استفاده می‌کند. منابع رایانه‌ای اضافی و غیر رزرو شده به نمونه قابل پیش‌گیری اجازه می‌دهد پس از مدت زمان مشخص یا در صورت تخصیص مجدد منابع اختصاص یافته توسط زیرساخت ابری، خاتمه یابد. توسعه‌دهندگان از نمونه‌های قابل پیش‌گیری برای وظایف غیر بحرانی مانند پردازش دسته‌ای، تجزیه و تحلیل داده‌ها یا آزمایش استفاده می‌کنند.
گروه نمونه (Instance Group) چیست؟
گروه نمونه مجموعه‌ای از نمونه‌های متعدد است که پیکربندی یکسانی دارند. توسعه‌دهندگان از گروه‌های نمونه برای تنظیم آسان سیاست‌ها و قوانین یکنواخت در چندین نمونه استفاده می‌کنند. تمام نمونه‌ها در یک گروه نمونه به طور همزمان از یک چرخه عمر عبور می‌کنند.
تک نمونه در مقابل چند نمونه
تک نمونه یک تنظیم زیرساخت ابری را توصیف می‌کند که در آن فقط یک نمونه از منابع محاسباتی ایجاد و به کاربر اختصاص داده می‌شود. در همین حال، چند نمونه اصطلاحی است که برای بیش از یک نمونه یکسان که به صورت موازی با یکدیگر اجرا می‌شوند، استفاده می‌شود. در یک تنظیم چند نمونه‌ای، هر نمونه منابع محاسباتی خاص خود را دارد.
تک مستاجر در مقابل چند مستاجر
تک مستاجر به این معنی است که زیرساخت ابری منحصر به یک کاربر است. این در یک سرور محلی رایج است، جایی که سازمان ممکن است چندین بار کاری را روی یک ماشین واحد اجرا کند. در همین حال، یک تنظیم چند مستاجر زیرساخت ابری را بین چندین کاربر به اشتراک می‌گذارد. این به آنها امکان می‌دهد بارهای کاری را در ابر با هزینه کمتر مقیاس‌بندی کنند.
ماشین مجازی چیست؟
ماشین مجازی رایانه‌ای است که در محیط مجازی وجود دارد. ماشین‌های مجازی از منابع محاسباتی موجود در رایانه فیزیکی استفاده می‌کنند. با این حال، آن منابع محاسباتی، مانند قدرت پردازش و حافظه، به شکل سخت‌افزار فیزیکی نیستند. در عوض، آنها به عنوان کد در رایانه فیزیکی ارائه و مدیریت می‌شوند.
نمونه در مقابل ماشین مجازی
می‌توانید چندین ماشین مجازی را روی یک رایانه واحد اجرا کنید، اما وقتی ماشین‌های مجازی را در محیط ابری اجرا می‌کنید، به عنوان نمونه شناخته می‌شوند. اجرای ماشین‌های مجازی در ابر به سازمان‌ها امکان می‌دهد از مقرون به صرفه بودن اشتراک‌گذاری و مقیاس‌بندی منابع بهره‌مند شوند.
