البحث في الموقع

هذا المقال هو الجزء الأول من جزأين يشرحان موضوع الحوسبة السحابيّة. يناقش هذا المقال المتطلبات المسبقة وما تحتاج إلى معرفته قبل بدء رحلتك في الحوسبة السحابية. ويناقش كذلك بعض الافتراضات الخاطئة المتعلقة بالحوسبة السحابية، ويعمل على تصحيح المفاهيم المتعلقة بها، كما ويوضح مفهومي الأجهزة الافتراضيّة (الأجهزة الظاهريّة)، والحوسبة السحابيّة العامّة والخاصّة. ومن ثمّ يناقش أحد المفاهيم المتعلّقة بالحوسبة السحابية والتي تتردّد كثيرًا، وهو مفهوم "مهندس حوسبة سحابية" (Cloud Architect)؛ سنناقش في هذا المقال ما يقوم به مهندس الحوسبة السحابية، وسنحلّل المهارات والشهادات اللازمة لتصبح مهندس حوسبة سحابيّة. وسنذكر كذلك بعض أنواع الوظائف المتاحة إذا قرّرت جعل هذا المجال حرفتك. المتطلبات المسبقة لتعلم الحوسبة السحابية يسأل العديد من المهتمين: "ما المتطلبات والمعرفة المسبقة اللازمة لبدء تعلم الحوسبة السحابية؟" سنعطي - في هذا المقال - المعلومات اللازمة للإجابة على هذا السؤال، لتكون جاهزًا لبدء تعلم الحوسبة السحابية دون قلق. يشير مفهوم الحوسبة السحابية إلى مجال واسع من تقنية المعلومات تشمل: البنية التحتية العتادية، والبنية التحتية البرمجية، ومنشآت مراكز البيانات (data centers)، وتقنيات الأجهزة الافتراضية (أو الأجهزة الظاهرية - Virtualization)، ومفاهيم هندسة البرمجيات. كلّ هذه المجالات متصلة ببعضها وتوفر لك معرفة أولية جيدة تسهّل عليك رحلتك في استكشاف وتعلّم استخدام منصات الحوسبة السحابية والعمل فيها؛ ولكننا سنركّز في هذا المقال على مزودي خدمة البنية التحتية السحابية (Infrastructure as a Service - IaaS)، مثل خدمات أمازون (Amazon Web Services - AWS)، و Microsoft Azure، و Google Compute Engine و Rackspace Cloud، وكذلك على مزودي خدمة المنصة السحابية (Platform as a Service - PaaS)، مثل Salesforce.com، و Microsoft Azure، و Google App Engine. يمكننا البدء بافتراض أنّك لن تحتاج شهادة جامعية في أحد مجالات الحاسوب لتعلم الحوسبة السحابية. يمكنك بدء تعلم الحوسبة السحابية من الصفر حتى وإن كانت مهاراتك في تقنية المعلومات بسيطة جدًّا. افتراضات مغلوطة عن الحوسبة السحابية 1. لتعلم الحوسبة السحابية يجب أن تجيد البرمجة يمكنك أن تبدأ تعلم الحوسبة السحابية باستخدام خدمة حوسبة سحابية - عامّة أو خاصّة - حتّى وإن لم تكن مطوّر برمجيات. 2. يجب أن تكون لديك خبرة سابقة في عالم تقنية المعلومات الحوسبة السحابية تقنية مستخدمة في كل المجالات وحول العالم، ومن شأن فهمها أن يساعد الجميع، وليس فقط ذوي الاهتمامات التقنيّة؛ بل غالب الظنّ أنك تعمل في مؤسّسة تستخدم الحوسبة السحابية بالفعل. 3. الحوسبة السحابية فقط للتقنيين ومطوري البرمجيات إنّ الحوسبة السحابيّة تغيّر طريقة بناء الشركات لأنظمة المعلومات لديها، وكيفية استخدامها لها، بما في ذلك كلّ برمجياتها، ويجب على المدراء، والمسوّقين، ومدراء الأنظمة، والمطورين تعلّمها؛ ولكن - بالطبع- بتوجّهات مختلفة، مركّزين على الجوانب المتعلّقة بأدوارهم ومسؤوليّاتهم. أنظمة التشغيل والأجهزة الافتراضيّة والشبكة بما أنّ الحوسبة السحابية مجالها واسع، لكي تتعلّم الحوسبة السحابية تحتاج لبعض المهارات تتعلق بالمفاهيم الأساسيّة لأنظمة التشغيل وكيف تعمل (دون الخوض في تفاصيلها الدقيقة)، مثل Windows ولينُكس ومفاهيم بسيطة تتعلّق بهما. إذا كانت معرفتك جيدة في هذه الأمور، فأنت تعرف أنّ التقنيات المتعلّقة باستخدام الأجهزة الافتراضيّة (أو الأجهزة الظاهريّة Virtualization) لها دورً مهمّ عندما نتحدّث عن الحوسبة السحابيّة. لا توجد تجربة تضاهي تشغيل جهاز افتراضيّ بنفسك (يمكنك فعل ذلك باستخدام VirtualBox) لتفهم كيف تعمل بيئة الأجهزة الافتراضيّة. تمكّنك هذه التقنيّات من إنشاء بيئة ظاهريّة تحدّد فيها عدد وسرعة المعالجات المركزية (CPU) والذاكرة الرئيسيّة (RAM) ومساحة التخزين، وكذلك نظام التشغيل الذي يعمل عليها مثل Windows أو Linux. تتشارك الأجهزة الافتراضيّة في العتاد الحقيقيّ وأجهزة الشبكة ولكنّها منفصلة عن بعضها. من أوائل الشركات الرائدة في هذا المجال شركة تُدعى VMWare. لقد كانت الحوسبة الظاهريّة (أو الأجهزة الافتراضيّة) معروفة جيّدًا قبل VMWare، ولكنّ هذه الشركة غيّرت السوق المتعلّق بها، حيث حوّلت هذه التقنيّة إلى حزمة برمجيّة جاهزة للاستخدام ممّا جعلها شائعة في الشركات صغيرة كانت أم كبيرة. لقد قدّمت هذه التقنيّة مفهومًا اقتصاديًّا واستراتيجيًّا جديدًا، وهو Consolidation، ويعني حرفيًّا الدمج أو الجَمع، ويشير إلى جمع أكثر من خدمة وأكثر من جهاز افتراضيّ على جهاز حقيقيّ واحد. ويعني هذا أن الشركات حول العالم لم يعد واجبًا عليها توفير خادم حقيقيّ لكل نوع من التطبيقات أو الأحمال التي يشغّلونها، بل صار بإمكانهم مشاركة الموارد وتقسيمها بين عدد من الأجهزة الافتراضيّة. مفاهيم أساسيّة عليك معرفتها عن الأجهزة الافتراضيّة Hypervisor: هو قلب نظام الأجهزة الافتراضيّة والذي يشغّل كلّ الأجهزة الافتراضيّة. ومن الأمثلة عليه VMWare وKVM وXen و OpenVZ. تستخدم كلّ بيئات الحوسبة السحابيّة hypervisor معدّل. أمازون مثلًا تستخدم Xen. الجهاز الافتراضيّ (أو الجهاز الظاهريّ، وبالإنجليزيّة: Virtual Machine): وهو العنصر الأساسيّ في هذه التقنيّة. اعلَم أنّ للجهاز الافتراضيّ نظام تشغيل ومعالج وذاكرة وقرص تخزين والعديد من الإعدادات المتعلّقة بالشبكة. مزايا استخدام الأجهزة الافتراضيّة: الجَمع (جمع أكثر من جهاز على عتاد واحد)، وإمكانيّة نقل الأجهزة الافتراضيّة بين الخوادم الحقيقيّة (والتي تسمّى أيضًا بالعُقَد physical nodes)، والمرونة في إضافة موارد جديدة إلى جهاز افتراضيّ موجود. ما إن تصبِح ملمًّا بأساسيّات تقنيّات الحوسبة الظاهريّة (الأجهزة الافتراضيّة) وأنظمة التشغيل، فعليك بأخذ مساق مقدمة في الشبكات، ومن ثمّ ستتعلّم الحوسبة السحابية بسهولة. يمكن أن يكون مجال الشبكات صعبًا، وسيحتاج حتّى ذوو المهارات العالية بعض الوقت لفهمه بالكامل. راجع القسم المتعلّق بالشبكات في هذا المقال لفهم المتطلبات اللازمة للخوض في هذا المجال. وفي النهاية، نريد تكوين فكرة واضحة عن معنى كلّ من الحوسبة السحابيّة العامّة والخاصّة. السحابة العامّة: تشير إلى البنية التحتية التي من الممكن للعموم الوصول إليها وتخزين بيانات وأجهزة افتراضيّة وأيّ نوع من الموارد السحابيّة. يمكنك استخدامها بنفسك، ولست بحاجة إلى الاستثمار في العتاد والبنية التحتيّة من أجل ذلك. يمكنك استخدام السحابات العامّة والدفع حسب الاستخدام. وهذا يشبه استئجار السيّارة لمدّة معينة من الوقت بدلًا من شرائها وامتلاكها. السحابة الخاصّة: تحتاج الشركات إلى كلّ المرونة والمزايا التي تقدمها الحوسبة السحابيّة، ولكن قد تكون لديها بنيتها التحتيّة ومركز البيانات (data center) الخاصّ بها. في هذه الحالة، تكون الشركة مسؤولة عن إدارة كلّ شيء فيها. ما هي هندسة الحوسبة السحابيّة يشير مفهوم معمارية الحوسبة السحابيّة (أو هندسة الحوسبة السحابيّة) إلى المكوّنات الرئيسيّة والفرعيّة التي تحتاجها الحوسبة السحابيّة. وتتكون هذه المكوّنات عادة من منصّة الواجهة، والمنصّة الخلفيّة، ونظام التوصيل السحابيّ للمحتوى (cloud-based delivery) والشبكة. وتشكّل هذه المكوّنات مجتمعة معماريّة الحوسبة السحابيّة. ويعتمد تصميم حلول الحوسبة السحابيّة على أساليب وإجراءات هندسيّة تمّ تطويرها على مدى العقدين الماضيين. مهندس الحوسبة السحابية مسؤول عن تحويل المتطلبات التقنيّة للمشروع إلى معماريّة وتصميم يوجّهان سير العمل للوصول إلى المنتج النهائيّ. وغالبًا يكون مهندس الحوسبة السحابية مسؤولًا أيضًا عن رأبِ الصدعِ بين المشكلات المركّبة المتعلّقة بالأعمال وبين الحلول المعتمدة على الحوسبة السحابيّة. ويعمل الأعضاء الآخرون في الفريق التقنيّ - بما فيهم مهندس دعم المطورين DevOps والمطورون - مع مهندس الحوسبة السحابيّة للتأكد من بناء الحلّ أو الحلول التقنيّة المناسبة. ما المهارات المطلوبة في البداية؟ إذا كنت تفكر بأن تغدو مهندس حوسبة سحابية، فيفترض بأن لديك بالفعل معرفة مسبقة قويّة في الحوسبة السحابيّة أو مجال تقنيّ مشابه. إذا كنت ترى المفاهيم التالية مفهومة بالنسبة لك، أو على الأقل بعضها، فغالبًا أنت على الطريق الصحيح. أمّا إذا لم تكن كذلك، فأنصحك أوّلًا بدراسة أو العمل في مجال قريب قبل أن تسعى إلى أن تغدو مهندس حوسبة سحابيّة. معرفة جيّدة في واحد من أنظمة التشغيل على الأقل: لينُكس، يونكس، سولاريس، أو ويندوز. ما أنصحك به هو نظام التشغيل لينُكس بأيّ من توزيعاته (سواء بتوزيعة دبيانيّة أو ردهاتيّة أو غيرها). وجود خبرة مسبقة كمدير نظام أو مهندس نظم لأيّ من أنظمة التشغيل المعروفة قد يفيدك أيضًا. فهم جيّد في الشبكات: TCP/IP و HTTP و DNS. أقترح أن تتعرف على المفاهيم المتعلقة بها قبل السعي لأن تصبح مهندس حوسبة سحابية. لغة برمجة: ستحتاج على الأقل إلى فهم بسيط للغة برمجة مفسّرة (scripting language). غالبًا هذا ليس إلزاميًّا، ولكنه بكل تأكيد سيفيدك. الأمن: أمن المعلومات مهم في الحوسبة السحابيّة، ولهذا، يجب أن يكون لديك فهم جيّد للمفاهيم الأساسيّة في مجال أمن المعلومات، كجدران الحماية مثلًا. إن القائمة المذكورة أعلاه ليست كاملة أبدًا. إن العبرة من ذكرها هو ضرورة أن تكون لديك معرفة تقنيّة قويّة إذا كنت تفكّر بدخول مجال هندسة الحوسبة السحابيّة. يقدّم موقع Could Roster قائمة محدّثة بالمهارات التقنيّة الدارجة، ويشرح ما تقوم به هندسة الحوسبة السحابيّة، ويوضّح الخصائص والتوقّعات اليوميّة، ويعرض قائمة بالمهارات التي يحتاجها السوق. يتم تحديث القائمة شهريًّا، لذا تأكّد من مراجعتها قُبَيلَ بدئك في السعي نحو الحصول على شهادة في المجال. [001-Cloud-Roster-Features.gif] ما الخطوة التالية؟ لنفترض بأنّك تحقّق بعض المتطلّبات المذكورة أعلاه؛ ماذا تفعل الآن لتغدو مهندس حوسبة سحابيّة مؤهّلًا؟ يعتمد هذا على المنصّة التي تفضّلها: خدمات أمازون السحابيّة - AWS مهندس معتمد لحلول خدمات أمازون السحابيّة (AWS Certified Solutions Architect – Associate) - تحقِّق هذه الشهادة الخبرات التقنيّة في تصميم ونشر نظام قابل للتوسعة، ومتاح دائمًا، ومقاوم للأخطاء على منصّة AWS التابعة لأمازون. يوضّح هذا المقال كيفيّة التحضير للاختبار بالتفصيل، ويتعمّق أكثر فيما يتعلّق بالمصادر المتاحة على Cloud Academy التي من شأنها مساعدتك على النجاح في الاختبار. Microsoft Azure مهندس حلول حوسبة سحابية لمنصّة Microsoft Azure (بالإنجليزيّة Microsoft Azure Solutions Architect - إنّ منصّة Microsoft Azure رياديّةٌ في هذا السوق الصاعِد، وتتطلّب شهادتها خبرة في الحوسبة، والشبكات، والتخزين، والأمن، وذلك من أجل تصميم حلول تعمل على Azure. للحصول على شهادة مهندس حلول Azure، ستحتاج إلى النجاح في اختبارين، وهما: AZ-300 و AZ-301. لا تحتاج إلى اجتياز أيّ امتحانات أقلّ درجة من أجل التقدم إلى هذين الامتحانين. يركّز اختبار AZ-300 على تقنيات Azure، بينما يركّز اختبار AZ-301 على التصميم. خدمات Google السحابيّة - Google Cloud Platform مهندس مختصّ في الحوسبة السحابيّ: يمكّن المهندسُ المختصّ في الحوسبة السحابيّة (Profestional Cloud Architect) المؤسساتِ من الاستفادة من التقنيات التي تتيحها خدمات Google السحابية. يمكن لهذا المهندس - بفهمه العميق لمعمارية الحوسبة السحابية ومنصّة Google للخدمات السحابيّة - أن يصمّم ويطوّر ويدير حلول تقنيّة متينة وآمنة وقابلة للتوسعة ومتاحة دائمًا ومرنة وذلك لتحقيق أهداف المؤسسة. لقد غدوتُ مهندس حوسبة سحابية مؤهَّلًا - ماذا أفعل الآن؟ ما إن تتخطى اختبار التأهيل، ستُفتَح أمامك العديد من فُرَص العمل التي ربما لم تفكِّر فيها حتّى. إنّ بعض الشركات الأكثر ابتكارًا في مجال البيانات الضخمة (big data) ليس بوسعها تحقيق أيّ شيء دون مهندس حوسبة سحابيّة مؤهّل لإحدى منصّات الحوسبة السحابية المذكورة. تُقدِّم AWS المرونة وإمكانيّة التوسعة والرزانة المطلوبة لأكثر من مليون زبون. من الشركات التي تستفيد من خدمات AWS في مجال البيانات الضخمة كلّ من General Motors، وIBM، وSplunk، وWeather Company. قد تجد نفسك يومًا ما تعمل لدى شركة طبيّة لبناء نظام لتحليل الحمض النووي (الجينات) لتوقع الأمراض من خلالها. إذا كنت تحب السّفر، فقد تعمل في يوم ما لدى شركة Expedia، التي تستخدم AWS لاستضافة خدمتها (Expedia Service)، وهي خدمة متخصّصة بتقديم الاقتراحات المتعلّقة بالسياحة. ولكي لا ننسى أحد أكبر زبائن AWS، وهي Netflix، تستخدم منصة AWS في نظام توصيل محتوى متاح دائمًا ومقاوم للأخطاء لخدمة بثّ الأفلام والبرامج التلفازيّة التي تقدّمها. تعتمد Netflix على إمكانات البنية التحتيّة لأمازون في التوسّع السريع والخوادم وتخزين البيانات، وذلك بسبب الكمّ الهائل ونمط الاستخدام المتأرجح لزبائنها. لا يسعنا إلا أن نتخيّل أنّهم يوظّفون مئات إن لم يكن آلاف مهندسي حلول الحوسبة السحابيّة لمنصّة AWS. إنّ منصّة Microsoft Azure أسرع مزوّدي الخدمات السحابيّة نموًّا لبناء واختبار ونشر وإدارة التطبيقات والخدمات عبر مراكز بيانات تديرها Microsoft. من الشركات التي تستخدم Azure كلّ من Adobe، وApple، وiCloud، وEbay، وTravelocity، وSamsung، وXerox، وNFL، وNBC. ما إن تصبح مهندس حوسبة سحابيّة مؤهًلًا لمنصّة Microsoft Azure، فسيكون باستطاعتك التقدّم لأيّ من آلاف الشواغر المتاحة لـمهندسي الحوسبة السحابيّة لمنصّة Azure. إنّ منصّة Google للحوسبة السحابيّة هي حقيبة كاملة من خدمات الحوسبة السحابيّة التي تعمل على نفس البنية التحتيّة التي تستخدمها Google من أجل خدماتها التي تقدّمها للمستخدمين الأفراد، وتستخدمها كذلك كلّ من Target، وPayPal، و20th Century Fox، وTwitter. إذا صرت مؤهلًا في هندسة الحوسبة السحابية لمنصة Google، فبإمكانك التقدّم للوظائف ذات العلاقة. إنّ مهندس الحوسبة السحابيّة لَذو دور هامّ، وهناك حاجة ماسّة في السوق لهذا التخصّص، والإمكانات فيه غير محدودة. وتشير التوقعات أيضًا إلى نموّ هائل في هذا المجال في السنوات القليلة القادمة، ولهذا نعتقد بأنّ الحصول على مؤهّل في هندسة الحوسبة السحابية خطوة في الاتجاه الصحيح، سواء للعمل في المجال، أو للتعرف على أيّ تقنيات حديثة ومذهلة تنشأ في حلبة الحوسبة السحابيّة. ترجمة -وبتصرف- للمقالين: What Exactly Is a Cloud Architect and How Do You Become One?‎ لصاحبه Michael Sheehy Prerequisites to Learn Cloud Computing – Introduction لصاحبه Stefano Bellasio

ما الفرق بين دوكر (Docker) والأجهزة الافتراضية (والمسماة أيضًا بالأجهزة الظاهرية Virtual Machines)؟ سنشرح في هذا المقال الاختلافات بينهما، وسنذكر وجهة نظرنا لمساعدتك على الاختيار. ما هو دوكر؟ تسعى المؤسسات هذه الأيام إلى تحويل أعمالها إلى أعمال إلكترونية، ولكن يعيقها التنوع الكبير في البنية التحتية في داخل المؤسسة نفسها وفي الحوسبة السحابية والتطبيقات. يحل دوكر هذه المشكلة بتوفير منصة حاويات تساعد على تحويل الخدمات الصغيرة والتطبيقات التقليدية المبنية لويندوز ولينكس والخوادم الكبيرة إلى سلسلة إمداد مؤتمتة وآمنة. إنّ دوكر أداة تطوير برمجيات وتقنية حوسبة ظاهرية تسهِّل تطوير ونشر وإدارة التطبيقات باستخدام حاويات. والحاويات هي حزم تنفيذية خفيفة وقائمة بذاتها لتطبيق ما، تحوي كل المكتبات وملفات الإمداد والاعتماديات والأجزاء الأخرى الضرورية ليعمل التطبيق. وبعبارة أخرى، فإنّ التطبيقات تعمل بنفس الطريقة بغضّ النظر عن مكانها أو نوع الجهاز الذي تعمل عليه، وذلك لأن الحاوية توفّر بيئة التطبيق طوال دورة حياة البرنامج. وبما أنّ الحاويات معزولة، فأنها توفر أمنًا إضافيًّا، مما يسمح لتشغيل أكثر من حاوية على نفس الجهاز في نفس الوقت. إضافة إلى ذلك، فهذه الحاويات خفيفة لأنها لا تتطلّب حملًا إضافيًّا كالأجهزة الافتراضية. تشغّل الأجهزة الافتراضية أنظمة مستضافة (كما في حالة VMWare و VirtualBox)، أما الحاويات فتعمل ضمن نواة النظام المضيف مباشرة دون الحاجة إلى نظام ضيف. تتميّز الحاويات عن الأجهزة الافتراضية بما يلي: تحتاج موارد أقل لإدارتها. حجم نسخ احتياطيّة فوريّة (snapshots) أصغر. أسرع في عمل نسخ معدّلة للتطبيقات. تحديثات أمنية أقل وأبسط. كتابة شيفرات أقلّ لنقل وترحيل ورفع العمل. ما هي الأجهزة الافتراضية؟ أما عن الأجهزة الافتراضية، فتُستَخدَم لتنفيذ مهام قد تكون خطرة لو تم تنفيذها على النظام المضيف. الأجهزة الافتراضية معزولة عن بقية النظام، ولا يمكن للنظام الضيف أن يعبث بالجهاز المضيف. ولهذا، فبعض المهام - كالوصول إلى ملفات مصابة بفيروسات، واختبار أنظمة التشغيل - تُستخدَم معها الأجهزة الافتراضية. يمكننا تعريف الجهاز الافتراضيّ كما يلي: الجهاز الافتراضيّ هو ملف أو برمجيّة حاسوب يُشار إليها عادة بـ"الضيف" (guest) تُنشَأ في داخل بيئة حاسوبيّة أخرى تُسمّى "المضيف". باستطاعة الجهاز الافتراضيّ تنفيذ مهام كتشغيل التطبيقات أو البرامج كحاسوبٍ مستقِلّ، مما يجعله بيئة مثاليّة لتجربة أنظمة تشغيل أخرى، كالإصدارات التجريبيّة، وعمل نسخ احتياطيّة لأنظمة التشغيل، وتشغيل تطبيقات وبرمجيات. ويمكن للنظام المضيف أن يحوي عددًا من الأجهزة الافتراضية، وأن تعمل كلّها أو بعضها في نفس الوقت. ومن الملفات التي يتكوّن منها الجهاز الافتراضيّ: ملفات التقارير، وإعدادات الذاكرة، وملف القرص الصلب الافتراضيّ، وملف الإعدادات. ومن المجالات الأخرى التي تحتاج إلى أجهزة افتراضيّة الخوادم؛ حيث يمكن تقسيم خادم حقيقيّ إلى عدد من الخوادم الافتراضيّة المنفصلة والمعزولة عن بعضها، ممّا يسمح لهذه الخوادم الافتراضيّة أن تعمل بأنظمة تشغيل خاصة بها. ويوفِّر كلّ جهاز افتراضيّ عتاده الافتراضيّ، كالمُعالِج، والذاكرة، وواجهات الشبكة، والأقراص الصلبة، وأجهزة أخرى. عمومًا، تقسَّم الأجهزة الافتراضيّة إلى فئتين حسب استخدامها: أجهزة افتراضيّة على مستوى النظام: وهي منصّات تسمح بوجود عدد من الأجهزة الافتراضيّة يعمل كلّ منها بنسخة نظام تشغيل خاصّة به وتتشارك كلها في موارد الجهاز المضيف. وتوفِّر الطبقة البرمجيّة التي تشغّل الأجهزة الافتراضيّة من هذا النوع (والمسماة Hypervisor) التقنيات المتعلقة بتنفيذ الأجهزة الافتراضيّة. وتُنفَّذ هذه الطبقة فوق نظام التشغيل المضيف أو على العتاد مباشرة. أجهزة افتراضية على مستوى الخدمات: تتيح هذه الأجهزة بيئة برمجة مستقلّة. وتُصمَّم خدمة الجهاز الافتراضيّ لإخفاء المعلومات المتعلّقة بالعتاد ونظام التشغيل وتسمح للبرنامج بالعمل بنفس الطريقة في كلّ منصّة من هذا النوع. وعلى الرغم من أن تشغيل عدد من الأجهزة الافتراضيّة يبدو للوهلة الأولى استغلالًا جيّدًا للموارد، إلّا أنّه يؤدي إلى أداء سيء؛ إذ سيكون لكلّ نظام ضيف نواته ومجموعة مكتباته واعتمادياته، مما سيشغل قدرًا كبيرًا من موارد النظام. ومن العيوب الأخرى للأجهزة الافتراضيّة قلّة أداء برمجية مشرف الجهاز الافتراضيّ (Hypervisor) موازنة بالعتاج الحقيقيّ، وكذلك المدة الطويلة التي يحتاجها ليقلع النظام ويكون جاهزًا للعمل. يتغلّب مفهوم الحاويات -بما في ذلك منصّة دوكر- على هذه العقبات. الموازنة فيما يلي الاختلافات المهمّة بين دوكر والأجهزة الافتراضيّة. 1. المعمارية ودعم أنظمة التشغيل الاختلاف الرئيسي بين دوكر والأجهزة الافتراضيّة يكمن في المعمارية، كما هو موضّح في ما يلي. في حال الأجهزة الافتراضيّة، لدينا نظام تشغيل مضيف، ولدينا نظام تشغيل ضيف في كلّ جهاز افتراضيّ، ويمكن ان يكون نظام التشغيل الضيف أيّ نظام تشغيل - مثل ويندوز أو لينكس - بغض النظر عن النظام المضيف. أما دوكر فيستضيف البرمجيات على نفس النظام المضيف. مشاركة النظام المضيف بين الحاويات يجعلها خفيفة وسريعة عند تشغيلها. وتعدّ حاويات دوكر مناسبة لتشغيل عدد من التطبيقات على نواة نظام تشغيل واحدة؛ أما الأجهزة الافتراضية فهي ضروريّة إذا كان التطبيق أو الخدمة بحاجة إلى نظام تشغيل مختلف. 2. الأمن الأجهزة الافتراضيّة قائمة بذاتها، ولها نواتها وخصائصها المتعلقة بالأمن. ولهذا، تُستخدَم الأجهزة الافتراضيّة لتشغيل التطبيقات التي تحتاج إلى صلاحيات وأمان أكثر. أما بالنسبة لدوكر، فلا يُنصح بإعطاء صلاحيات عُليا للتطبيقات أو تشغيلها بصلاحيات المسؤول أو الجذر، وذلك لأنّ هذه الحاويات تتشارك مع النظام المضيف نواته؛ حيث يمكن لتقنية الحاويات الوصول إلى الأنظمة التابعة للنواة؛ مما يعني أن وجود تطبيق واحد مُصاب ببرمجية خبيثة يمكن أن يؤدّي إلى اختراق النظام المستضيف بأكمله. 3. إمكانية النقل الأجهزة الافتراضيّة معزولة عن النظام الذي تعمل عليه، ولهذا فهي لا تنتقل إلى أنظمة أخرى بدون حدوث مشكلات تتعلق بالتوافقيّة. ولهذا، إذا كان من الضروريّ اختبار التطبيق على منصات مختلفة في مرحلة التطوير، فيجب أخذ دوكر بالحسبان في هذه الحالة. إنّ حزم حاويات دوكر تحوي كل ما تحتاجه، ويمكنها تشغيل التطبيقات في أيّ بيئة، وبما أنها لا تحتاج إلى نظام تشغيل ضيف، فيمكن نقلها بسهولة إلى منصات مختلفة. كذلك، يمكن نشر حاويات دوكر في الخوادم، وذلك لأنها خفيفة، ويمكن تشغيلها وإيقافها في وقت أقلّ بكثير من الأجهزة الافتراضيّة. 4. الأداء تحتاج الأجهزة الافتراضيّة إلى موارد أكثر من حاويات دوكر، فهي بحاجة إلى تحميل نظام تشغيل بأكمله عند بدئها. أما حاويات دوكر فهي ذات معمارية خفيفة ولا تحتاج موارد كثيرة كما في الأجهزة الافتراضيّة. في حال الأجهزة الافتراضيّة تكون الموارد - بما فيها المعالج والذاكرة والدخل/الخرج - ثابتة لا تتغير، على خلاف الحاويات، والتي يزداد استخدام الموارد فيها حسب الحمل أو كمية البيانات المارّة. توسعة واستنساخ الحاويات بسيط وسهل مقارنة بالأجهزة الافتراضيّة، حيث لا تحتاج هذه الحاويات إلى تثبيت أنظمة تشغيل فيها. في ما يلي بعض الاختلافات الأخرى بين الاثنين، عدا عن الاختلافات الرئيسيّة: ... دوكر الأجهزة الافتراضيّة وقت الإقلاع تُقلِع في ثوانٍ قليلة يستغرق تشغيل الجهاز الافتراضي بضع دقائق تعمل على يستفيد دوكر من محرّك التنفيذ (excution engine) تستخدم مشرف الأجهزة الافتراضيّة (hypervisor) كفاءتها في استخدام الذاكرة تحتاج ذاكرة قليلة وذلك لعدم حاجتها إلى جهاز افتراضيّ تحتاج إلى تحميل نظام تشغيل كامل قبل أن تبدأ التطبيق، ولهذا فهي أقل كفاءة من هذه الناحية. العزل معرّضة لاستغلالها بطريقة سيئة، وذلك لعدم وجود احتياطات لأنظمة العزل إمكانيّة التعارض بينها منخفضة بسبب كفاءة آليّة العزل فيها النشر نشرها سهل، حيث يمكن استخدام نسخة واحدة في حاوية على كل المنصات النشر يأخذ وقتًا أطول، وذلك لوجود نماذج منفصلة مسؤولة عن التنفيذ الاستخدام لدى دوكر آليّة استخدام مركّبة تتكون من أدوات تديرها دوكر وأخرى من أطراف خارجيّة الأدوات سهلة وأبسط في الاستخدام table { width: 100%; } thead { vertical-align: middle; text-align: center; } td, th { border: 1px solid #dddddd; text-align: right; padding: 8px; text-align: inherit; } tr:nth-child(even) { background-color: #dddddd; } أيّ الخيارين أفضل؟ لا يمكن موازنة دوكر بالأجهزة الافتراضيّة بعدالة، إذ صُمِّمت كلّ منها لاستخدامات مختلفة. لا شكّ بأنّ دوكر ينتشر بقوّة هذه الأيّام، ولكن لا يمكنه أن يحلّ محلّ الأجهزة الافتراضيّة. وعلى الرغم من أنّ دوكر يزداد شعبيّة، إلّا انّ الأجهزة الافتراضيّة خيار أفضل في حالات معيّنة. تُعدّ الأجهزة الافتراضيّة خيارًا مناسبًا في الإصدارات النهائيّة، وهي أفضل من حاويات دوكر في هذه الحالة، حيث تعمل هذه الأجهزة الافتراضيّة بنظام تشغيلها الخاص دون أن تشكّل خطرًا على الحاسوب المضيف. ولكن إذا كانت التطبيقات بحاجة إلى اختبار، فالخيار الأفضل هو دوكر، إذ يقدّم منصات أنظمة تشغيل مختلفة يمكن استخدامها لعمل اختبارات كثيرة للتطبيق أو البرنامج. إضافة إلى ذلك، تستخدم حاويات دوكر محرّك دوكر (docker-engine) بدلًا من استخدام مشرف (hypervisor) كالذي تستخدمه الأجهزة الافتراضيّة. وبما أنّ النواة المضيفة مشتركة، فإنّ استخدام محرك دوكر يجعل الحاويات صغيرة ومعزولة ومتوافقة وعالية الأداء وسريعة الاستجابة. لحاويات دوكر عبء اقلّ، حيث أنها متوافقة بتشارك نفس النواة ومكتبات تطبيقات. تستفيد المؤسسات من خليط من الاثنين غالبًا، حيث يعتمد الاختيار في كلّ حالة على نوع الحمل الذي تحتاجه المؤسسة. لا تعتمد كثير من المؤسسات على الأجهزة الافتراضيّة كخيارها الرئيسيّ، وتفضّل الانتقال إلى استخدام الحاويات، حيث انّ عمليّة النشر تكون طويلة وتأخذ وقتًا، وتشغيل خدمات مصغّرة من التحديات الكبيرة التي تنشأ منها. على الرغم من هذا، ما زالت هناك شركات تفضّل الأجهزة الافتراضيّة على دوكر، أما الشركات التي تستخدم خدمات أمن مخصصة للشركات لبنيتها التحتيّة تفضل الاستفادة من دوكر. خلاصة القول أن الحاويات ودوكر ليست في صراع مع الأجهزة الافتراضيّة، حيث تكمل كلّ منهما الأخرى في أعمال واستخدامات مختلفة. تُنشأ الأجهزة الافتراضيّة للتطبيقات التي عادة تكون ثابتة ولا تتغير كثيرًا، أمّا منصّة دوكر فهي مصمّمة لتكون مرنة أكثر بحيث يمكن تحديث هذه الحاويات بسهولة وباستمرار. هل دوكر مجرد "موضة"؟ أم أنّه سيحلّ محلّ الأجهزة الافتراضيّة؟ هل لديك ما تشاركنا به؟ شاركنا برأيك في التعليقات. ترجمة -وبتصرف- للمقال Docker vs. Virtual Machines: Differences You Should Know لصاحبه Simran Arora

الحوسبة خفيّة الخوادم (Serverless computing) في طريقها لإحداث ثورة في طرق تطوير البرمجيّات المتعارف عليها. ستساعدك المنصّات المفتوحة المصدر التي نقدّمها هنا في التعرّف على هذا المجال. كثُر الحديث في الآونة الأخيرة عن خفاء الخوادم (Serverless)، فلنوضّح المعنى المقصود بهذا المصطلح، والمصطلحات المرتبطة به، مثل الحوسبة خفيّة الخوادم (Serverless computing) والمنصّات خفيّة الخوادم (Serverless platform). يُستخدَم مصطلح خفاء الخوادم عادةً على أنّه مرادف لتقديم الوظائف بصيغة خدمات (Functions-as-a-Service, FaaS)؛ إلّا أنّ المصطلح لا يعني غيّاب الخادم، عكس ما قد يوحي به الاسم. في الواقع، توجد خوادم عدّة لأنّ مزوّدي الخدمات السحابيّة للعموم يوفّرون خوادم تنشُر، وتشغّل ، وتدير تطبيقك. تعدّ الحوسبة خفيّة الخوادم قسمًا جديدًا يمثّل تحوّلًا في الطريقة التي يبني بها المطوّرون ويوزّعون الأنظمة البرمجية. يمكن أن يؤدّي عزلُ البنية التحتيّة للتطبيقات عن الشفرة البرمجيّة إلى تسهيل عمليّة التطوير مع الحصول على فوائد أخرى من حيث التكلفة والفاعليّة. يرى عدد من المتخصّصين أنّ الحوسبة خفيّة الخوادم وFaaS ستلعبان دورًا أساسيًّا في تحديد أبعاد الحقبة القادمة من تقنيّة المعلومات في المؤسسّات، جنبًا لجنب مع خدمات السحابة الأصيلة Cloud-native والخدمات السحابيّة الهجينة (Hybrid cloud). توفّر المنصّات خفيّة الاسم واجهات تطبيقات برمجيّة (API) تتيح للمستخدمين تشغيل دوالّ برمجيّة (تُسمّى أيضًا إجراءات (Actions)) وتُرجِع نتيجة تشغيل كلّ دالة. توفّر المنصّات خفيّة الخادم كذلك نهايات HTTPS لتمكين المطوّر من الحصول على نتائج الدالّة. يمكن استخدام هذه النهايات (Endpoints) لتكون مُدخلًا Input لدوالّ أخرى؛ وبالتالي توفير متتاليّة (أو سلسلة) من الدوالّ المترابطة. تعمل أغلب المنصّات خفيّة الاسم بحيث ينشُر المستخدم (أو يُنشئ) الدوالّ قبل تنفيذها. يتوفّر لدى المنصّة بعد ذلك كلّ ما يلزم لتنفيذ الشفرة البرمجيّة حالما يُطلب منها ذلك. يُمكن طلب تنفيذ الدالّة خفيّة الخادم يدويًّا بتنفيذ أمر، أو يمكن التسبّب في تنفيذها عبر حدث مرجعي مُعدّ لتنشيط الدالّة للإجابة على أحداث مثل إشعار Cron، وتحميل ملفّ، وأحداث أخرى كثيرة. سبع منصّات مفتوحة المصدر للتعرّف على الحوسبة خفيّة الخوادم Apache OpenWhisk: منصّة مفتوحة المصدر تمكّنك من تنفيذ شفرة برمجيّة استجابةً للأحداث مهما كان عددها. كُتبت المنصّة بلغة Scala، ويمكنها معالجة مُدخلات انطلاقًا من طلبات HTTP ثم تشغيل شفرات برمجيّة مكتوبة بلغة جافاسكريبت أو سويفت Swift. Fission: إطار عمل للحوسبة خفيّة الخوادم يمكّن المطوّرين من إنشاء دوالّ باستخدام Kubernetes. يتيح إطار العمل هذا للمبرمجين كتابة دوالّ تدوم لمدّة قصيرة بأيّة لغة برمجة، وربطها بأي حدث مثل طلبات HTTP. IronFunctions: إطار عمل للحوسبة خفيّة الخوادم يوفّر منصّة للخدمات الصغيرة (Microservices) المترابطة، عن طريق دمج الخدمات الموجودة والاستفادة من Docker. يكتُب المطوّرون الدوالّ بلغة Go. FnProject: منصّة خفيّة الخوادم مُوجَّهة أساسًا للحاويّات يمكن تشغيلها في أي مكان على السحابة أو في البنية التحتيّة الداخليّة. استخدام المنصّة سهل، كما أنّها عاليّة الأداء، و تدعم لغات البرمجة جميعًا، ويمكن توسعتها. OpenLambda: مشروع حوسبة خفيّة الخوادم مُرخص برخصة Apache، ومكتوب بلغة Go، ويعتمد على حاويّات لينكس. يهدف OpenLambda في المقام الأول إلى التمكين من استغلال المقاربات الجديدة للحوسبة خفيّة الخوادم. Kubeless: إطار عمل يعتمد على Kubernetes ويسمح للمطوّر بنشر شفرات برمجيّة قصيرة دون التفكير في البنية التحتيّة المستخدمة. يعتمد Kubeless على موارد Kubernetes لتوفير قابليّة التوسّع الذاتيّة، وتوجيه واجهات التطبيقات البرمجية، والمراقبة، والتشخيص وغيرها. OpenFaas: إطار عمل لبناء دوالّ خفيّة الخوادم باستخدام Docker وKubernates؛ يوفّر دعمًا مدمجًا للقيّاسات والإحصاءات. يُمكن تحزيم أي عمليّة Process على هيئة دالّة، ممّا يسمح باستغلال مجموعة من أحداث الويب دون الحاجة لكتابة شفرات مُكرَّرة. يعدّ Kubernates المنصّة الأكثر انتشارًا لإدارة أحمال العمل في المنصّات خفيّة الخوادم، وحاويّات التطبيقات ذات الخدمات الصغيرة. يستخدم Kubernates نموذج نشر معدًّا بدقّة لمعالجة أحمال العمل بسرعة أكبر وسهولة أكثر. يمكّن Knative Serving من بناء خدمات وتطبيقات خفيّة الخوادم ونشرها على Kubernates، مع استخدام Istio للتوسّع ودعم سيناريوهات عمل متقدّمة، مثل: النشر السريع لحاويات خفيّة الخوادم التوسع والتقلّص التلقائيّيْن (Scaling up and down) التوجيه وبرمجة الشبكات بالنسبة لعانصر Istio أخذ لقطات (Snapshots) من الشفرة المنشورة والإعدادات في نقاط زمنيّة محدّدة. يركّز Knative على المهامّ الاعتيّاديّة من بناءٍ للتطبيقات وتشغيلها على منصّات السحابة الأصليّة (Cloud-native)؛ بهدف تنسيق عمليّات البناء من الشفرة البرمجيّة إلى الحاويّة، وربط الخدمات بأحداث النظام، وتوجيه حركة البيانات وإدارتها أثناء النشر، والتوسّع التلقائي حسب حمل العمل. أمّا Istio، فهو منصّة مفتوحة للاتّصال بالخدمات الصغيرة وتأمينها (وهو في الواقع مستوى تحكّم بنسيج الخدمة Service mesh في الوسيط Envoy) صُمِّم ليتناسب مع تفاعل أشخاص مختلفين مع إطار العمل بما في ذلك المطوّرون، عمّال الصيّانة ومزوّدو الخدمات. يمكن – على سبيل المثال – نشر جافاسكريبت خفيّة الخادم باستخدام Knative Serving على منصّة Minishift محليّة باتّباع الشفرة التاليّة: ## Dockerfile FROM bucharestgold/centos7-s2i-nodejs:10.x WORKDIR /opt/app-root/src COPY package*.json ./ RUN npm install COPY . . EXPOSE 8080 3000 CMD ["npm", "start"] ## package.json { "name": "greeter", "version": "0.0.1", "private": true, "scripts": { "start": "node app.js" }, "dependencies": { "express": "~4.16.0" } } ## app.js var express = require("express"); var app = express(); var msg = (process.env.MESSAGE_PREFIX || "") + "NodeJs::Knative on OpenShift"; app.get("/", function(req, res, next) { res.status(200).send(msg); }); app.listen(8080, function() { console.log("App started in port 8080"); }); ## service.yaml apiVersion: serving.knative.dev/v1alpha1 kind: Service metadata: name: greeter spec: configuration: revisionTemplate: spec: container: image: dev.local/greeter:0.0.1-SNAPSHOT أنشئ تطبيق Node.js وانشره على منصّة Kubernates المحليّة. ستحتاج لتثبيت متطلّبات المنصّة (Knative، و Istio، و Knative Serving على Kubernetes (أو Minishift)). اربط المنصّة بخدمة Docker بالأمر التالي: (minishift docker-env) && eval(minishift oc-env) أنشئ نسخة من حاوية خفيّة الخادم باستخدام Jib عبر الأمر التالي: ./mvnw -DskipTests clean compile jib:dockerBuild انشر خدمة خفيّة الاسم مثل Minishift على عنقود Kubernates بالأمر التالي: kubectl apply -f service.yaml خاتمة يوضّح المثال أعلاه أين وكيف يمكن البدء في تطوير تطبيقات خفيّة الخادم باستخدام منصّات سحابة أصليّة مثل Kubernates، و Knative Serving وIstio. ترجمة - بتصرّف - للمقال 7 open source platforms to get started with serverless computing لصاحبه Daniel Oh.

نشرح طريقة تثبيت وإعداد خادم Nginx على توزيعة أوبنتو، وسنستعمله لتخديم صفحات HTML الخاصة بنا. لتثبيت خادم أباتشي راجع فيديو تثبيت وضبط خادم Apache في أكاديمية حسوب. قسم خوادم الويب في أكاديمية حسوب غني بالمقالات المفيدة للتعامل معها.

نشرح طريقة تثبيت وإعداد خادم Apache أباتشي على توزيعة أوبنتو، وسنستعمله لتخديم صفحات HTML الخاصة بنا. لتثبيت خادم Nginx راجع فيديو تثبيت وضبط خادم Nginx في أكاديمية حسوب. قسم خوادم الويب في أكاديمية حسوب غني بالمقالات المفيدة للتعامل معها.

نشرح طريقة تثبيت وإعداد خادم PostgreSQL على نظام أوبنتو 18.04. مع إعداد كلمة مرور للمستخدم root؛ وإنشاء قاعدة بيانات جديدة ومستخدم جديد لديه الصلاحيات الكاملة عليها. قسم PostgreSQL في أكاديمية حسوب غني بالمقالات المفيدة للتعامل معها: https://academy.hsoub.com/devops/servers/databases/postgresql/ نوفر توثيقًا كاملًا لجميع تعليمات SQL على موسوعة حسوب: https://wiki.hsoub.com/SQL

نشرح طريقة تنصيب وإعداد خادم MySQL على نظام أوبنتو 18.04. مع إعداد كلمة مرور للمستخدم root؛ وإنشاء قاعدة بيانات جديدة ومستخدم جديد لديه الصلاحيات الكاملة عليها. نوفر توثيقًا كاملًا لجميع تعليمات SQL على موسوعة حسوب: https://wiki.hsoub.com/SQL