توضیحات

پروژه تحقیقی با موضوع بررسی چالش‌های شبکه در محاسبات ابری

رایانش ابری، از طریق اینترنت، برای سازمان‌ها و کاربران فردی با روشی کاملاً پویا امکان محاسبات، ذخیره‌سازی و منابع شبکه مجازی را فراهم می‌کند. این منابع ابری در مقایسه با منابع منفرد، ارزان‌تر هستند و مدیریت آن‌ها نسبت به مجموعه‌های محلی و فیزیکی بسیار آسان‌تر است. این مزایا، کاربران را تشویق می‌کند که برنامه‌های کاربردی و خدمات مورد نیاز خود را از طریق ابر تامین نمایند.

انتقال هر دو بخش داده‌ها و برنامه‌های کاربردی به خارج از حوزه مدیریت کاربران در یک محیط مشترک، مشکلات متفاوتی را در تمامی سیستم عامل‌ها و فن‌آوری‌های مجزا، ایجاد می‌کند. در این سمینار در خصوص مشکلات مربوط به تکامل فعلی رایانش ابری و عمدتاً از منظر شبکه، بحث کاملی صورت خواهد گرفت. همچنین توضیح مختصری از مفاهیم محاسبات ابری و فناوری‌های این حوزه ارائه خواهد شد. در ابتدا یک تاریخچه مختصر از نحوه شکل‌گیری مفهوم ابر گفته شده و ریشه‌های این موضوع در علم رایانه پیگیری خواهد شد. سپس، مدل‌های معماری سرویس‌های ابری توصیف می‌شوند و محصولات مرتبط با رایانش ابری به طور خلاصه مورد بحث و بررسی قرار می‌گیرند. این سمینار، مهمترین مسائل مربوط به شبکه در راستای ارائه سرویس‌های قابل اطمینان ابر از طریق اینترنت، از جمله امنیت را خیلی دقیق و با جزئیات بررسی خواهد کرد.

کلمات کلیدی: ابر، رایانش ابری، چالش‌های امنیتی

فهرست مطالب

فصل اول: مقدمه و معرفی ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 6

مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 7
پیشینه و تعریف مساله …………………………………………………………………………………………………………………………….. 7
تفاوت ابر با خوشه و شبکه ………………………………………………………………………………………………………………………. 9
رایانش ابری ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 9
مبانی رایانش ابری …………………………………………………………………………………………………………………………………. 10
ساختار سمینار ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 13

فصل دوم: بررسی ادبیات موضوع ………………………………………………………………………………………………………………………… 14

1-2- جنبه‌های مختلف ابر …………………………………………………………………………………………………………………………………. 15

1-1-2- کاربر انتهای ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 15

2-1-2- ارائه‌دهنده ابر ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 15

3-1-2- توسعه‌دهنده ابر …………………………………………………………………………………………………………………………………….. 16

2-2- مدل‌های سرویس رایانش ابری ………………………………………………………………………………………………………………….. 17

1-2-2- نرم‌افزار به عنوان سرویس …………………………………………………………………………………………………………………….. 18

2-2-2- پلتفرم به عنوان سرویس ………………………………………………………………………………………………………………………. 20

3-2-2- زیرساخت به عنوان سرویس ………………………………………………………………………………………………………………….21

3-2- مجازی‌سازی ابر …………………………………………………………………………………………………………………………………………. 24

1-3-2- مجازی‌سازی کامل ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 24

2-3-2- مجازی‌سازی جزئی ………………………………………………………………………………………………………………………………. 25

4-2- تعادل بار در ابر ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 25

5-2- شبیه‌ساز فضای ابر …………………………………………………………………………………………………………………………………….. 26

6-2- کارهای پیشین ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 28

فصل سوم: چالش‌های شبکه‌ای در سیستم‌های رایانش ابری …………………………………………………………………………….. 31

1-3- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 32

2-3- چالش‌های امنیتی و حفظ حریم خصوصی در ابر …………………………………………………………………………………….. 33

1-2-3- مسائل و چالش‌های امنیتی در SaaS …………………………………………………………………………………………………. 35

2-2-3- مسائل و چالش‌های امنیتی در PaaS …………………………………………………………………………………………………. 36

3-3- نبود قابلیت انتقال ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 37

4-3- نبود صنعت استانداردسازی و کنترل‌های مربوطه …………………………………………………………………………………….. 38

5-3- سطح خدمات و مسائل قراردادی ………………………………………………………………………………………………………………. 38

6-3- نتیجه‌گیری و کارهای آینده …………………………………………………………………………………………………………………….. 39

مراجع …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 41

فهرست اشکال و جداول

شکل 1-1: دید کلی از عناصر پایه‌ای در معماری رایانش ابری ……………………………………………………………………………..11

شکل 2-1: معماری ابر ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 17

شکل 2-2: مسئولیت‌های کنترل مشتری و ارائه‌دهنده ابر SaaS …………………………………………………………………….. 19

شکل 2-3: مسئولیت‌های کنترل مشتری و ارائه‌دهنده ابر PaaS …………………………………………………………………….. 20

شکل 2-4: مسئولیت‌های کنترل مشتری و ارائه‌دهنده ابر IaaS …………………………………………………………………….. 22

شکل 2-5: معماری ابر در نرم‌افزار CloudSim ……………………………………………………………………………………………….. 28

جدول 2-1: خلاصه‌ای از کارهای انجام شده در حوزه رایانش ابری

مقدمه

یک ابر[1] به یک محیط IT متفاوتی گفته می‌شود که به منظور تأمین منابع از راه دور به صورت مقیاس‌پذیر و اندازه‌گیری منابع اطلاعاتی طراحی شده است [1]. ابر در واقع یک نوع محاسبات است که در آن منابع به اشتراک گذاشته می‌شود و به جای این‌که برای اداره برنامه‌ها در سیستم از ابزارهای شخصی یا سرورهای شخصی استفاده شود، سازمان یا شخص از فضای ابری بهره خواهد برد.

عبارت ابر در محاسبات ابری، استعاره‌ای از اینترنت است. بنابراین ما می‌توانیم محاسبات ابری را به عنوان محاسبات مبتنی بر اینترنت تعریف کنیم که در آن سرویس‌های مختلف مانند ذخیره سازی، سرورها و برنامه‌ها با استفاده از اینترنت در اختیار سازمان‌ها، کامپیوترها و دستگاه‌ها قرار می‌گیرد [1]. بنابراین استفاده از ابر، در مقایسه با روش سنتی «تهیه منابع به صورت شخصی و استفاده از آن»، هزینه خرید، نگه‌داری و تهیه زیرساخت‌ها حذف خواهد شد. این روش جدید اجازه می‌دهد تا کاربران با توجه به نیاز خود به صورت بلادرنگ به منابع دسترسی داشته باشند. بنابراین می‌توان گفت که محاسبات ابری یا رایانش ابری[2]، کاربر را قادر می‌سازد که به منابع کلی و منابع تقسیم شده از جمله منابع ذخیره سازی، شبکه، نرم‌افزارها، خدمات و غیره بر اساس نیاز خود دسترسی داشته باشد [1].

پیشینه و تعریف مساله

در این بخش، تاریخچه رایانش ابری در فضای شبکه‌ای مورد بررسی قرار خواهد گرفت. بحث را با لغت «ابر» آغاز خواهیم کرد. این کلمه به معنی انتزاع زیرساخت‌های پایه‌ای (کامپیوتر، شبکه‌ها، ذخیره‌سازی داده‌ها) است که عملیات عادی هر سیستم رایانش ابری را ممکن می‌کند. به همین دلیل است که زیرساخت‌های شبکه چندین سال به وسیله یک «ابر» نمادین ارائه شده است، و جزئیات پیچیده آن را از افراد غیرتخصصی دور نگه می‌دارد. کلمات و عبارات دیگری که در کنار «ابر» آورده می‌شود، حوزه و محدوده‌ی آن را تعیین می‌کند و می‌تواند به عنوان مثال یکی از موارد محاسبات، شبکه، محاسبات موبایلی و شبکه‌های حسگر بی‌سیم باشد [2].

اخیراً، در سال 2013، کنگره بین المللی (خدمات 2013) توجه ویژه‌ای به تحقیقات بزرگ داده‌ها[3] و تاثیر عمده آن بر توسعه اجتماعی داشته است. داده‌های بزرگ، موضوعی است که اخیراً بسیار مورد توجه قرار گرفته و هدف آن استخراج دانش‌های مرتبط از داده‌های حجیم، پیچیده و غیرساختاری است. برخی از پروژه‌های داده‌های بزرگ مربتط با رایانش ابری است. پیاده‌سازی داده‌های بزرگ به شدت به وجود راه‌حل های ابر اینترنت بستگی دارد تا از ذخیره‌سازی داده‌های بزرگ پشتیبانی کند، برای افزایش توان پردازش توزیع / موازی، برای افزایش کار مشترک، و حمایت از دسترسی کارآمد، امن و خصوصی ترمینال‌های تلفن همراه به داده‌های ناهمگن و خدمات‌دهی، وجود ابر بسیار ضروری است [2].

به وضوح مشخص است که در حال حاضر تکامل رایانش ابری مرتبط با افزایش محبوبیت داده‌های بزرگ است. در واقع محاسبات ابری، فضای ذخیره‌سازی، برنامه‌های کاربردی، شبکه مورد نیاز و محاسباتی که برنامه‌های وابسته به داده‌های بزرگ نیاز دارند، فراهم می‌کند. این برنامه‌های کاربردی که توسط روش‌های مبتنی بر رایانش ابری ایجاد شده است، می‌تواند اطلاعات بسیار مفیدی برای اتخاذ تصمیمات بهتر در بسیاری از حوزه‌ها مانند کسب و کار، امور مالی، سیاست، آموزش، نظامی، صنعت، حمل و نقل، تحقیقات و حتی مراقبت‌های بهداشتی فراهم کند [3].

همچنین زمینه‌های پژوهشی مهم برای شبکه‌های آینده با ارتباط نزدیکی با رایانش ابری وجود دارد. این شبکه‌ها شامل اینترنت خدمات، شبکه‌ها، معماری سرویس‌گرا، اینترنت چیزها (IoT)، و مجازی‌سازی توابع شبکه (NFV) است. دو مورد آخر (یعنی IoT و NFV) در پایان سمینار در بخش بررسی چالش‌های شبکه، مورد بحث قرار می‌گیرند که در هنگام اجرا در ابر چه نیازمندی‌هایی را باید برآورده سازندتفاوت ابر با خوشه و شبکه

خوشه‌ها[1]، سیستم‌های موازی و توزیع شده هستند که تحت نظارت دامنه اداری یکپارچه کنترل می‌شوند. گره‌ها (کامپیوترهای مستقل) در خوشه برای ایجاد یک منبع محاسباتی مستقل تجمیع می‌شوند. شبکه [2] منابع مستقل را جمع‌آوری می‌کند که از لحاظ جغرافیایی توزیع شده هستند. گره‌ها در شبکه اجازه دارند در زمان اجرا داده‌هایی را به اشتراک بگذارند و بر حسب نیاز انتخاب کنند [4]. در مقابل، ابر ترکیبی از خوشه و شبکه نیست. بلکه نسل بعدی خوشه و شبکه است. ابر نیز مشابه خوشه و شبکه بوده و مجموعه‌ای از سیستم‌های موازی و توزیع شده است. ابر یک دامنه منفرد نیست. بر خلاف خوشه و شبکه، ابر دارای چندین دامنه است و گره‌های ابر مجازی سازی شده اند [4].

رایانش ابری

رایانش ابری امروزه در جامعه فناوری اطلاعات یک واژه محبوب و مهم شناخته شده است. ابر و رایانش ابری به عنوان یک پارادایم محاسباتی توزیع شده در مقیاس وسیع پدیدار شده است که قادر به هدایت کاربران در مقیاس بزرگ است و شرایطی را فراهم می‌کند که خدمات را می‌توان به طور پویا و بر حسب تقاضا پیکربندی کرده و به کاربر تحویل داد [5]. برای تأکید بر اینکه محاسبات ابری دارای برخی اهداف برجسته است، ما به تعریف محاسبات ابری ارائه شده توسط موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) اشاره می‌کنیم که می‌گوید: « رایانش ابری یک مدل برای دسترسی آسان به شبکه بر اساس تقاضا است که دسترسی به یک استخر مشترک از منابع محاسباتی قابل تنظیم (مانند شبکه‌ها، سرورها، فضاهای ذخیره‌سازی، برنامه‌ها و سرویس‌ها) را فراهم می‌کند و می‌تواند به سرعت و با کمترین تلاش مدیریت یا ارائه‌دهنده خدمات عرضه شود». این مدل ابر باعث افزایش دسترس‌پذیری می‌شود و شامل پنج ویژگی اساسی، سه مدل خدمات و چهار مدل استقرار است [5].

به عنوان هدف اصلی محاسبات ابری، می‌توانیم از استفاده بهتر از منابع توزیع شده و استفاده از آنها برای دستیابی به کارایی بالاتر، عملکرد و حل مسائل محاسباتی بزرگ نام ببریم. به طور کلی، بر اساس تعریف NIST از محاسبات ابری، می‌توانیم بهترین پیشنهاد برای ارائه خدمات بر اساس تقاضا را که بر مبنای بهترین استفاده از منابع مشترک موجود است، به عنوان یکی از مهمترین اهداف این مدل بیان کنیم [5]. برای دستیابی به این اهداف، بهبود عملکرد کلی سیستم، حفظ ثبات، قابلیت دسترسی و برخی از ویژگی‌های دیگر برای مراکز داده محاسبات ابر، نیاز به یک مکانیزم است که تحت عنوان «تعادل بار» نامیده می‌شود.

پروژه تحقیقی با موضوع بررسی چالش‌های شبکه در محاسبات ابری توسط کارشناسان گروه ۱.۲.۳ پروژه پیاده سازی گردیده.

فایلهای پروژه به صورت کامل پس از خرید فایل بلافاصله در اختیار شما قرار خواهد گرفت.