وقتی بحث نرم‌افزار ابری می‌شود، مفهوم Cloud Native یا ابر بومی به چشم می‌خورد. ابر بومی رویکردی متمایز در تولید نرم‌افزار است که فرصتی متمایز از چابکی را به تولیدکنندگان نرم‌افزار ارائه می‌کند. در این مقاله از چیستی ابر بومی، مزایای ابر بومی و معماری ابر بومی می‌گوییم. در انتهای مقاله هم نمونه ایرانی ابر بومی را معرفی می‌کنیم.
Cloud Native چیست؟
«کلاود نیتیو» رویکردی از تولید نرم‌افزار است که برای ساخت، استقرار و مدیریت در اکوسیستم رایانش ابری استفاده می‌شود. سازمان‌های به‌روز و مدرن تمایل دارند ابزارها و نرم‌افزارهایی مقیاس‌پذیر، منعطف و پایدار تولید کنند تا بتوانند چابک‌تر به تقاضای مشتریان پاسخ دهند. با این هدف، چنین سازمان‌هایی از ابزارها و تکنیک‌هایی استفاده می‌کنند که به طور ذاتی از توسعه برنامه در زیرساخت ابری پشتیبانی می‌کنند. ابر بومی یا کلاد نیتیو پاسخی از تکنولوژی برای توسعه سریع نرم‌افزارها بدون تاثیرگذاری منفی برفرایند نوآوری و پشتیبانی است.
منافع ابر بومی یا Cloud Native برای کسب‌وکارها
ابر بومی همان‌طور که اشاره شد، به توسعه و تولید نرم‌افزار مرتبط است. این رویکرد منتج به خلق مزیت رقابتی برای تولیدکننده کسبوکار است. در ادامه به منافع ابر بومی اشاره می‌کنیم:
افزایش اثربخشی
توسعه ابر بومی رویه‌های چابکی مانند DevOps و Continuous Delivery به همراه دارد. توسعه‌دهندگان از ابزارهای خودکار، سرویس ابری و طراحی مدرن استفاده می‌کنند تا سریع نرم‌افزاری مقیاس‌پذیر ارائه کنند.
کاهش هزینه‌ها
با پیاده‌سازی رویکرد ابر بومی، کسب‌وکارها چرخ نگهداشت و خرید زیرساخت را دوباره اختراع نمی‌کنند. همین موضوع در بلندمدت باعث صرفه‌جویی در هزینه‌ها می‌شود. این صرفه‌جویی در هزینه، بهای تمام‌شده نرم‌افزار را کاهش می‌دهد و منجر به رضایت بیشتر مشتری می‌شود.
دسترسی پایدار سیستم
فناوری ابر بومی فرصتی خلق می‌کند تا کسب‌وکارها نرم‌افزاری پایدار و در دسترس ارائه کنند. به‌روزرسانی ویژگی‌های نرم‌افزار باعث Downtime و وقفه در اجرای نرم‌افزار نمی‌شود. از طرفی ارائه‌دهنده نرم‌افزار به دلیل افزایش استفاده مشتریان از آن، با کندی سیستم یا ناپایداری در استفاده مواجه نمی‌شوند.
اپلیکیشن‌های ابر بومی چیست؟
اپلیکیشن‌های ابر بومی نرم‌افزارهایی هستند که از چند عنصر کوچک به نام Microservice (مایکروسرویس) استفاده می‌کنند. ابر بومی به توسعه‌دهندگان نرم‌افزار این فرصت را می‌دهد که عملیات نرم‌افزاری را به مایکروسرویس‌ها تقسیم کنند. همین ویژگی افزایش چابکی سرویس‌های ابر بومی می‌شود، چرا که مایکروسرویس‌ها مستقل از هم کار می‌کنند و به شکل کمینه از منابع سیستم استفاده می‌کنند.
تفاوت اپلیکیشن‌ها یا نرم‌افزارهای مبتنی بر ابر بومی
برنامه‌های سنتی سازمانی انعطاف کافی در فرایند توسعه ندارند. توسعه‌دهندگان ناچار هستند بخش عمده‌ای از آزمون و تحلیل‌های نرم‌افزار را قبل از طراحی، انجام دهند. به این ترتیب، فرایند پیاده‌سازی و تولید نرم‌افزار بسیار طولانی‌تر می‌شود. از سوی دیگر فرایند توسعه نرم‌افزارهای مبتنی بر ابر بومی یا کلاد نیتیو، بسیار منعطف‌تر است. توسعه‌دهندگان از ابزارهای ابر بومی برای خودکارسازی تست و استقرار استفاده می‌کنند و همین موضوع فرایند توسعه نرم‌افزار را سرعت می‌دهد.
معماری نرم‌افزارهای ابر بومی
پنج اصل معماری یک محیط Cloud Native نیاز است تا از مزایایی مثل انعطاف‌پذیری، مقیاس‌پذیری، راه‌اندازی سریع و پایداری حاصل شود. این پنج اصل عبارتند از:
- کانتینرسازی یا Containerization
- مدیریت پویا یا Dynamic management
- میکروسرویس‌ها یا Microservices
- اتوماسیون یا Automation
- هماهنگ‌سازی یا Orchestration
در میان این پنج اصل، مایکروسرویس‌ها نقش اصلی را ایفا می‌کنند و شاید مهم‌تر از بقیه باشند. برای اینکه میکروسرویس‌ها را به درستی درک کنیم، باید شناخت مناسبی بر چهار اصل دیگر داشته باشیم. در عین حال، کانتینرها، مدیریت پویا، اتوماسیون و ارکستراسیون تنها زمانی واقعا قدرتمند هستند که با معماری میکروسرویس ترکیب شوند. تصویری که در ادامه می‌بینید چگونگی هماهنگی این پنج اصل را نشان می‌دهد.
کانتینرسازی یا Containerization
کانتینر کوچک‌ترین واحد محاسباتی در ابر بومی است. کانتینرها کدهای میکروسرویس‌ها و سایر اطلاعات ضروری برای ابر بومی را نگهداری می‌کنند. اصل کانتینرسازی بر این اساس است که برنامه‌ها و وابستگی‌های آن‌ها را درون بسته‌های کانتینری (مانند Docker) بسته‌بندی شود. این کانتینرها حاوی تمام محیط‌های عملیاتی و وابستگی‌های مورد نیاز برای اجرای برنامه هستند. با استفاده از کانتینرها، برنامه‌ها به صورت قابل حمل و قابل استفاده در هر محیطی در دسترس می‌شوند.
کانتینرها را به عنوان ماشین‌های مجازی مقیاس‌پذیر و ایزوله‌ای در نظر بگیرید که اپلیکیشن و وابستگی‌های آن، حتی سیستم عامل خود را در یک واحد مستقل جدا می‌کنند که می‌تواند بر روی هر پلتفرمی و در هر مکانی اجرا شود. به لطف این اصل می‌توانید کانتینرهای تکراری را در سراسر جهان میزبانی و مستقر کنید. بنابراین عملیات شما انعطاف‌پذیر، قابل اعتماد و سریع خواهد بود.
مدیریت پویا یا Dynamic Management
اصل مدیریت پویا به معنای استفاده از سرورهای مبتنی بر ابر و ابزارهای مدیریتی مانند Kubernetes است. این ابزارها قابلیت تهیه و مدیریت منابع را به صورت کاملا انعطاف‌پذیر فراهم می‌کنند و هزینه‌های مربوط به برنامه‌ریزی ظرفیت و تامین منابع سخت‌‌افزاری را کاهش داده و اجازه می‌دهند تا به سرعت و با توجه به تغییرات مورد نیاز، برنامه‌ها و سرویس‌های خود را مدیریت و تنظیم کنید.
برای مثال، با استفاده از این اصل در یک اپلیکیشن ایکامرس، می‌توانید به صورت خودکار منابع بیشتری به سیستم خود اختصاص دهید. زمانی که ترافیک و درخواست‌ها بیشتر می‌شوند، برنامه به صورت خودکار مقیاس‌پذیری داشته و با بار زیاد مقابله می‌کند و نتیجه آن ارائه سرویس بهتر (پایدارتر) به کاربران است. فرض کنید تعداد کاربران به طور پیوسته در حال افزایش است. با استفاده از این اصل، سیستم به گونه‌ای تنظیم می‌شود که خودکار تشخیص دهد تعداد کاربران چند برابر شده و متناسب با این تغییر، منابع (CPU، فضای ذخیره و…) را افزایش دهد.
میکروسرویس‌ها یا Microservices
اصل میکروسرویس‌ها به این معناست که برنامه‌های بزرگ‌تر تبدیل به مجموعه‌ای از خدمات مستقل و کوچک‌تر شوند. هر خدمت (میکروسرویس) می‌تواند به طور مستقل راه‌اندازی، ارتقا، مقیاس‌پذیر و راه‌اندازی مجدد شود. این رویکرد به تیم‌ها امکان می‌دهد به صورت موازی و مستقل از هم به توسعه و پیاده‌سازی برنامه بپردازند.
هر سرویس یک فرآیند منحصر به فرد را اجرا کرده و پایگاه داده خود را مدیریت می‌کند. یک سرویس می‌تواند هشدارها، داده‌های ثبت‌نام، پشتیبانی از رابط‌های کاربری و احراز هویت، و انجام کارهای مختلف دیگر را شامل باشد. میکروسرویس‌ها از طریق API با یکدیگر ارتباط می‌گیرند.
به عنوان نمونه می توان به Netflix، Amazon، WhatsApp، برنامه مدیریت ارتباط با مشتری Salesforce و حتی موتور جست‌وجوی Google اشاره کرد که با تقسیم تمام این قابلیت‌ها به قطعات ماژولار و ارائه هر سرویس به طور جداگانه و مستقل، چابکی را افزایش داده‌اند. هر میکروسرویس می‌تواند به مناسب‌ترین زبان برای هدف خاص خود نوشته و توسط تیم اختصاصی مدیریت شود.
اتوماسیون یا Automation
اصل اتوماسیون به معنای جایگزینی فعالیت‌های دستی و تکراری با استفاده از اسکریپت‌ها و ابزارهای اتوماسیون (خودکارسازی) است. با اتوماسیون، می‌توان فرآیندها و وظایف مختلفی مانند راه‌اندازی، مقیاس‌پذیری و به‌روزرسانی را به صورت خودکار و قابل اعتماد انجام داد.
به عنوان مثال می‌توان به چارچوب‌های تست خودکار، مدیریت پیکربندی، یکپارچه‌سازی مداوم و ابزارهای استقرار مداوم اشاره کرد. اتوماسیون قابلیت اطمینان سیستم را با محدود کردن خطاهای انسانی در کارهای تکراری و رویه های عملیاتی فشرده بهبود می‌بخشد. اتوماسیون به نوبه خود، افراد و منابع را آزاد می‌کند تا به مدیران کسبوکار به جای کارهای تعمیر و نگهداری بی‌پایان (یا نگهداشت)، روی کسبوکار اصلی تمرکز کنند.
هماهنگ‌سازی یا Orchestration
اصل هماهنگ‌سازی بهّّ معنای اتصال و ایجاد هماهنگی بین تمامی اصول فوق از طریق ابزار مدیریتی مانند ابزارهای مدیریت محیط کانتینری، ابزارهای مدیریت ابر، ابزارهای توزیع و هماهنگ‌سازی سرویس‌ها و… است. این اصل تضمین می‌کند که تمامی اجزا و خدمات موجود در برنامه به همدیگر متصل شده و هماهنگ کار می‌کنند.
هنگامی که معماری میکروسرویس در جای خود قرار گرفت و کانتینری شد، نوبت به هماهنگ کردن قطعات می‌رسد. یک نرم‌افزار سازمانی چندین کانتینر را در بر می‌گیرد که باید در چندین سرور با زیرساخت کانتینری از جمله امنیت، شبکه، ذخیره‌سازی و سایر خدمات میزبانی شوند. یک موتور ارکستراسیون، کانتینرها را در یک خوشه به گونه‌ای برنامه‌ریزی می‌کند که تمامی اهداف محقق شود.
سپیدار ابری؛ مثالی از نرم‌افزار مبتنی بر ابر بومی
در انتهای مقاله نیاز است اشاره کنیم که سپیدار ابری، نرم‌افزاری کلاد نیتیو یا مبتنی بر ابر بومی است. شرکت سپیدار سیستم با هدف استفاده از فناوری‌های نوین در عرضه محصولات خود اقدام به تولید و عرضه این نرم‌افزار کرده است. این محصول به صورت اشتراک دوره‌ای (subscription-based) عرضه می‌شود و مشتریان با پرداخت هزینه اشتراک دوره‌ای می‌توانند از این خدمات آن استفاده کنند. سپیدار ابری دسترسی 24 ساعته، از هرمکانی و از هر زمانی به شما می‌دهد. امنیت نرم‌افزار تضمین‌شده است و سرعت توسعه نرم‌افزار بسیار بالاست. برای آشنایی با سپیدار ابری می‌توانید رایگان دمو دریافت کنید.
جمع‌بندی
در این مقاله مفهوم ابر بومی را باز کردیم. ابر بومی یا Cloud Native یک رویکرد است و الزاما ارتباطی با محل ذخیره اطلاعات ندارد. نرم‌افزارهایی که برمبنای ابر بومی توسعه پیدا می‌کنند، سرعت توۀّسعه و پایداری بیشتری دارند. همچنین هزینه‌های مبلغی و زمانی تولیدکننده نرم‌افزار پایین‌تر است، در نتیجه مشتریان و کاربران هم رضایت بالاتری از بهای تمام‌شده کمتر و سرعت توسعه بیشتر کسب می‌کنند. نمونه‌ای از نرم‌افزار با ابر بومی، سپیدار ابری است. ابر عمومی معماری خاص خود را دارد که در این مقاله بررسی شد. اگر شما هم نرم‌افزاری برمبنای ابر بومی می‌شناسید معرفی کنید. همچنین اگر سوالی دارید با ما درمیان بگذارید.