رایانش ابری و افزایش امنیت اطلاعات

در حال حاضر رایانش ابری به دلیل کاهش هزینه ها، انعطاف پذیری و قابلیت توسعه بالا یکی از جذابترین فناوری های روز دنیا محسوب می شود، در حال حاضر حفاظت از کارکرد ابر در اینترنت یک چالش بزرگ محسوب می شود، در این میان امنیت اطلاعات و حفظ حریم خصوصی کابران در فضای ابر بسیار ضروری و بحرانی است. هدف از این تحقق معرفی مجازی سازی به عنوان یکی از موثرترین راهکارهای افزایش امنیت در رایانش ابری است. در این فناوری از سیستم عامل، میان افزار یا نرم افزار واسط و برنامه کاربردی یک کپی عینی گرفته می شود و به صورت پیش ساخته خدمات شبکه در یک رایانه فیزیکی یا بخشی از یک سرویس دهنده قرار داده می شود. به کمک این فناوری میتوان امنیت محاسبات ابری را با حفظ یکپارچگی ماشین های مجازی مهمان و زیر ساخت اجزای ابر را افزایش داد. مهمترین قابلیت مجازی سازی، اختصاص خودکار منابع در زمان و مکان مورد نیاز به کاربران است. مجازی سازی به ارائه کنندگان ابر امکان می دهد تا انواع مختلف سیستم عامل هایی را که کاربران ابر نیاز دارند را اجرا کنند و امکان اجرای همروند سیستم عامل و سایر برنامه های کاربردی را روی یک ماشین فیزیکی می دهد.

کلمات کلیدی

رایانش ابری، امنیت در رایانش ابری، مجازی سازی، برون سپاری محاسباتی  CLOUD COMPUTING VIRTUALIZATION, CLOUD SECURITY, COMPUTATION OUTSOURCING,SECURITY

1. مقدمه

با گسترش روزافزون رایانه و همچنین وابستگی بشر به دنیای دیجیتال ، محققان همواره به دنبال راهی به منظور سرعت بخشیدن و ارتقای خدمات به مشتریان خود بوده اند که امروزه پردازش ابری این امر را محقق می کند {2} . پردازش ابری یک پدیده ی نوظهور در علم رایانه است و دلیل این نامگذاری آن است که داده ها و برنامه ها در میان ابری از سرویس دهنده های وب قرار گرفته اند. بطور ساده ، پردازش ابری یعنی استفاده اشتراکی از برنامه ها و منابع در محیط شبکه ، بدون این که مالکیت و مدیریت منابع شبکه و برنامه ها برای ما مهم باشد{3} . در حال حاضر تعریف استانداردی از رایانش ابری ارائه نشده است اما با این حال تعریفی که بیشتر محققان روی آن اتفاق نظر دارند بهاین صورت است:

رایانش ابری مدلی است برای دسترسی آسان به مجموعه ای از منابع رایانشی، این منابع ( همچون شبکه ها، سرویس دهنده ها، فضای ذخیره سازی، برنامه های کاربردی و سرویس ها) قابل تغییر و پیکر بندی هستند. در رایانش ابری، مدیریت منابع و دخالت مستقیم تامین کننده به حداقل می رسد و سرویس ها به سرعت فراهم یا آزاد می شوند {3} .

همواره یک ابر یارانه ای در دو قسمت پیکربندی می شود.بخش انتهایی و بخش ابتدایی.بخش ابتدایی همان همان قسمتی است که کاربران مشاهده می کنند و در واقه اطلاعت و شکل ظاهری نرم افزار است، و بخش انتهایی همان "ابر" رایانه ای است که پردازش ها را در بر می گیرد و در واقع میتوان گفت نرم افزاری که برای ارتباط با بخش نصب شبکه انتهایی مورد استفاده قرار می گیرد نیز جزء بخش ابتدایی است{17} .

برخی از ویژیگی های رایانش ابری برگرفته از مدلهای رایانشی دیگر ( همچون رایانش شبکه ای، رایانش خودمختار، مدل مشتری/ سرویس دهنده، رایانش همگانی، رایانش توزیع شده ، نظیر به نظیر ) است، اما متفاوت از آن ها است.

پردازش شبکه ای ، ترکیبی از پردازش موازی و پردازش ترکیب شده که در آن یک ابر رایانه مجازی و تعدادی رایانه شبکه شده به صورت هماهنگ یک پردازش بزرگ را انجام می دهند.

پردازش همگانی ، مجموعه ای از منابع محاسباتی است و در واقع محاسبه و ذخیره سازی داده ها در مقیاس عمومی و به صورت خدمات اندازه گیری انجام می شود.

در پردازش خودمختار نیز رایانه ها قابلیت خودگردان دارند.بنابراین همانطور که در بالا هم گفته شد واضح است که رایانش ابری متفاوت از این رایانش های ذکر شده است{12} .

موضوع مهمی که اخیراً در پردازش ابری مورد توجه قرار گرفته است ، "امنیت" است، اما با این حال هنوز هم امنیت در پردازش ابری یک چالش بزرگ محسوب می شود. از سوی دیگر برای برقراری و تامین امنیت بایستی به بررسی و تشخیص تهدیدات احتمالی و محافظت از فرآیند های امنیتی و پلتفرم های میزبان پرداخت{4}.

در حال حاضر یکی از مفیدترین راهکارهای حفظ امنیت در رایانش ابری، "مجازی سازی" است.مجازی سازی می تواند به عنوان یکی از مولفه های امنیتی مورد استفاده قرار گیرد، به عنوان مثال ماشین های مجازی که در اینترنت قرار دارند، در معرض بسیاری از فعل و انفعالاتی قرار دارند که فناوری مجازی سازی میتواند به فیلتر کردن آنه بپردازد.

به طور خلاصه میتوان گفت هدف از محاسبات مجازی ، بهبود استفاده از منابع به وسیله یک پلتفرم واحد، برای کاربران است{23} ، به بیان دیگر، مجازی سازی نظارت بر ماشین مجازی و همچنین امکان مدیریت سرویس دهنده ها و خوشه های پیجیده را آسانتر می کند{4} . در فناوری مجازی سازی ، از سیستم عامل ، میان افزار ( یا نرم افزار واسط) و برنامه کاربردی یک کپی عینی گرفته می شود و به صورت پیش ساخته در یک رایانه فیزیکی یا بخشی از یک سرویس دهنده قرار داده می شود، این کپی برداری به کاربران امکان می دهد تا بتوانند بیش از یک بار از یک مجوز استفاده کنند و امکانات و منابع رایانش ابری در اختیار بگیرند{17} .

در این مقاله ابتدا به بررسی اجمالی رایانش ابری و راه های ایجاد امنیت پرداخته می شود، در بخش 3 به تهیه پس زمینه ای از اطلاعات پسیو شبکه مورد نیاز برای درک بهتر نیاز به امنیت در رایانش ابری پرداخته می شود، بیش از آنکه به جزئیات مجازی سازی پرداخته می شود، در بخشهای 4،5 و 6 به کلیات بحث امنیت در رایانش ابری و برون سپاری پرداخته می شود، نهایتاً در بخش 9 نیز به نتیجه گیری این تحقیق پرداخته خواهد شد.

2. رایانش ابری

مفاهیم اساسی رایانش ابری در سال 0960 میلادی توسط"جان مک کارتی" از بنیان گذاران هوش مصنوعی ارائه شد{12} اما در آن زمان با استقبال چندانی مواجه نشد.

رایانش ابری نوعی فناوری است که با استفاده از اینترنت و سرویس دهنده (های) مرکزی، از داده ها و برنامه های نگهداری می کند و به مصرف کنندگان اجازه می دهد تا بدون آنکه هیچ یک از برنامه های کاربردی مورد نیاز خود را نصب یا آنها را خریداری کنند، از آنها استفاده کنند.

پرواضح است که هر ایده یا روش جدید، دارای مزایا و معایبی است، از جمله مزایای رایانش ابری میتوان به عدم محدودیت مکانی و زمانی، اشتراک گذاری ساده منابع و همچنین کاهش هزینه های سرمایه ای و عملیاتی (مهمترین مزیت) اشاره کرد{5} ، چرا که در واقع رایانش ابری به صورت پویا منابع مقیاس پذیری را به عنوان سرویس بر روی اینترنت ارائه می دهد. از معایب رایانش ابری نیز میتوان به امنیت پایین، عدم حفظ حریم خصوصی، دسترسی محدود به سرویس دهنده، هزینه های بالای باند، مشکلات مربوط به تغییر سرویس دهنده و آسیب پذیری در شرایط بحران اقتصادی اشاره کرد{18}.

3. امنیت ابرها

هرچند امروزه گره های ابر بسیار مورد توجه مردم قرار گرفته اند اما با این حال یکی از چالش های عمده ای که رایانش ابری با آن روبرو است، چگونگی حفاظت از داده ها و برقراری امنیت فرآیندهای کاربران است، امنیتی که در محیط ابر فراهم می شود، برای سازمان ها و افراد بسیار بسیار حائز اهمیت است، چرا که برخی سازمان ها انتقال برنامه های کاربردی مهم و داده های حساس خود را به یک محیط ابر عمومی ، یک ریسک بزرگ تلقی می کنند، بنابراین برای کاهش این نگرانی ها ، یک ارائه دهنده ابر باید این اطمینان را ایجاد کند که مشتریان می توانند امنیت و کنترل حریم خصوصی خود را روی برنامه های کاربردی حفظ کنند ، پس ارائه دهندگان ابر برای متقاعد کردن مشتریان خود در مورد مسائل امنیتی بایستی اقداماتی را انجام دهند، از جمله می توان به " موافقت نامه سطح سرویس اشاره نمود. این موافقت نامه سندی است که ارتباط بین ارائه دهنده و دریافت کننده را مشخص می کند و در حقیقت یک توافق حقوقی بین ارائه دهنده سرویس و مشتری است.{18} 

مواردی که در خصوص جلب رضایت و اطمینان مشتری در موافقت نامه مطرح می شود، به شرح زیر می باشد{18} 

• شناسایی و تعریف نیاز های مشتری

• ساده سازی مسائل پیچیده

• کاهش زمینه های تعارض بین کاربران

• تشویق به گفت و گو در مورد برخوردها و اختلافات

• حذف انتظارات غیر واقعی

• ارائه جارجوبی برای درک راحتر

شکل 1- لایه های موجود در رایانش ابری

همانطور که در جدول 1 نشان داده شده است، برای پیاده سازی مجازی سازی، رویه و کنترل رایانش ابری، اهمیت"امنیت" در حوزه های ریسک پذیر و بحرانی، برابر 7.91 درصد است.در {24} نشان داده شده است که محیط مجازی ابرها به اندازه کافی ایمن و قابل اعتماد هستند. اگرچه ریسک های دیگر این محیط نیز اهمیت دارند ولی در این تحقیق ابتدا روی ریسکهای امنیتی تمرکز می شود.

در رایانش ابری، ابرها همگی از یک نوع نیستند ، بلکه ابرها به انواع مختلفی تقسیم شده اند. بر اساس اینکه ابرها از چه نوعی هستند، در سرویس دهی پشتیبانی شبکه با هم متفاوتند، 3 سرویس برجسته ای که در یارانش ابری استفاده می شود به شرح زیر می باشد که در شکل 1 نیز تصویر شده است:

1. زیر ساخت- به عنوان یک سرویس (LASS)
2. پلتفرم- به عنوان یک سرویس(paas)
3. نرم افزار- به عنوان یک سرویس(SaaS)

جدول 1 – حوزه های ریسک پذیر و بحرانی در مجازی سازی و رایانش ابری{24} 

حوزه ریسک پذیر	درصد بحرانی بودن (%)	درصد اهمیت (%)	درصد عدم (%)
امنیت	91.7	8.3	0
مدیریت عملیات ها	41.7	58.3	0
مدیریت تغییرات	41.7	50	8.3
حوادث و سوانح	66.7	33.3	0
مدیریت سطح سرویس	41.7	41.7	16.7
مدیریت واسط	8.3	50	41.7
آیین نامه و قوانین	33.3	41.7	25

1-3 زیر ساخت امن- به عنوان یک سرویس

این مدل به کاربران اجازه می دهد که پتانسیل محاسباتی، فضای ذخیره سازی، اجزای شبکه و سایر منابع را در یک محیط مجازی اجازه کرده و از آنها استفاده کنند.مدیریت و یا کنترل زیرساخت های ابر به عهده کاربر نمی باشد اما کاربر روی   فعالیت های سیستم عامل؛ عملیات ذخیره سازی، برنامه های کاربردی منتشر شده و برخی اجزای  شبکه کنترل دارد. Amazon s Elastic compute cloud یا به اختصار  EC2 مثال خوبی از Iaas است.

EC2 سرویس هایی را در وب فراهم می کند که اندازه گیری مجدد در محاسبه ابر را فراهم می کند، این قابلیت به توسعه دهندگان این امکان را می دهد که محاسبات را به صورت ساده تر انجام دهند.یکی از مهمترین ویژگی های EC2 این است که زمان مورد نیاز برای بوت شدن سرویس دهنده های جدید را بسار کاهش میدهد، در واقع دلیل این کاهش در این است که وقتی شما محاسباتتان نیاز به تغییرات زیاد دارد، آمازون الاستیک این امکان را به شما میدهد تا ظرفیت خود را به اندازه مورد نیاز بالا و پایین بیاورید{22}.

2-3 پلتفرم های نرم افزاری- به عنوان یک سرویس

پلتفرم های نرم افزاری در بالای لایه زیر ساخت امن، برای یکپارچه سازی سیستم ها و پشتیبانی از میان افزارهای مجازی سازی ساخته شده است. چنین پلتفرم هایی به کاربران اجازه بکارگیری برنامه های کاربردی نرم افزاری که ساخت خود کاربر است را، بر روی زیرساخت های ابر با استفاده از زبان های برنامه نویسی پشتیبانی شده توسط ارائه دهنده و ابزارهای نرم افزاری مثل جاوا ، PYTHON و یا NET را می دهند. نکته حائز اهمیت این است که کاربر زیرساخت های ابر را مدیریت نمی کند{16}.

3-3 نرم افزار- به عنوان سرویس

این سرویس از یک نرم افزار کاربردی کامل ، برای خدمت به هزاران مشتری ابر استفاده می کند، لازم به ذکر است هیچ یک از این مشتریان هیچگونه هزینه ای چشم گیری در استفاده از سرویس دهنده ها و یا گرفتن مجوز برای استفاده از نرم افزار را نمی پردازند.از جمله وظایفی که این سطح بر عهده دارد میتوان به حفظ امنیت تراکنش ها و رعایت حق کپی رایت برای محافظت از حقوق معنوی مالک داده اشاره کرد.لازم به ذکر است برای حفظ مالکیت داده ها و حریم خصوصی کاربر روشهایی همچون رمزنگاری و رنگ آمیزی داده ها پیشنهاد شده است{16}. اغلب ارایه دهندگان سرویس های پردازش ابری،سرویس هایی را ارائه میدهند که در چند لایه ی معماری سیستم رده بندی شوند{12} ، اما بنا بر توضیحات بالا متوجه می شویم که هر لایه وظیفه خاصی را برعهده دارد، اما نکته بسیار مهم این است که همه آنها میتوانند به صورت یک سرویس واحد کار کنند و یا حتی از یک یا چند سرویس دهنده استفاده کنند{7} .

4. امنیت در برون سپاری محاسباتی

یکی دیگر از خدمات اساسی و فعال که در الگوریتم رایانش ابری وجود دارد محاسبات برون سپاری است. با برون سپاری کار ها در رایانش ابری ، قدرت محاسباتی کاربران، دیگر به منابع و دستگاه ها محدود نمی شود، بلکه آن ها میتوانند به معنای واقعی از منابع نامحدود محاسباتی ابر بدون آنکه هیچ هزینه هنگفته ای را متحمل شده باشند استفاده کنند.بهرحال این مساله میتواند خطرات امنیتی زیادی را برای اطلاعات و همچنین محاسبات داشته باشد ،البته کاربران این خطر را زمانی بیبیشتر احساس میکنند که داده های شان شامل اطلاعات حساس از جمله سوابق مالی یک کار،داده های یک تحقیق خصوصی و غیره باشد.{8} .

یک مساله ای که در محاسبات برون سپاری شده برای کاربران قابل تامل است این است که کاربران از نحوه عملکرد ابر آگاه نیستند و جزییات عملیات برای آنها شفاف نیست بنابراین ممکن است کاربران به سختی به رایانش ابری اعتماد کنند پس در نتیجه ما نیاز به یک مکانیزم در برون سپاری داریم که از اطلاعات ما محافظت کند و به ما اطنینانی در خصوص صحت اطلاعات برگرئانده شده بدهد این مساله دشوار است اما راه حلی که ارائه شده است باید دارای خصوصیات زیر باشند اولا باید در شرایطی که محاسبات پیچیده است راه حلی که ارائه می شود عملاً امکان پذیر باشد ثانیاً باید مسائل امنیتی شبکه های وایرلس را بدون محدود کردن پیش فرض های سیستم رایانش ابری تضمین کرد.این بدین معنی است که باید تعادل مناسبی بین تضمین های امنیتی و عملکرد وجود داشته باشد {8} رایانش ابری در مورد مسائل امنیتی شش مورد را بررسی می کند{18} که در جدول 2 شده اند.

5. امنیت در محاسبات ابری

یکی از مسائل کلیدی که ممکن است در پردازش ابری (شکل 2) به وجود بیاید از دست دادن کنترل است.به عنوان مثال کاربر خدمات (SU ) نمی داند که دقیقاً اطلاعات او در کجای ابر ذخیره و پردازش می شود چرا که داده ها از طریق اینترنت میتوانند به راحتی از مرز های بین المللی عبور کند در نتیجه می تواند به سیستم هایی که US نمی تواند به طور مستقیم آنها را کنترل کند مهاجرت کنند بنابراین این مساله میتواند منجر به تهدید های امنیتی بیشتری شود. از سوی دیگر نتیجه ای که از این مساله میتوان گرفت این است که گره های ابر، نسبت به حملات اینترنتی آسیب پذیرند چرا که در واقع ابر یک اینترنت است و بطور کاملتر، ما تنها از طریق اینترنت است که می توانیم به ابر دسترسی پیدا کنیم.

جدول 2- آیتم های امنیتی در رایانش ابری

آیتم امنیتی	شرح
دسترسی کاربر ممتاز	با توجه به نوع کاربر، مسائل مربوط به مالکیت داده ها را شامل می شود.
رعایت مقررات	کاربران به انتخاب خود می تواند یکی از ارائه دهندگانی را که سطوح امنیت شان قبلا مورد بررسی قرار گرفته است را انتخاب کنند
مکان داده	بستگی به نوع موافقت نامه دارد، برخی از کاربران ممکن است هیچگاه ندانند که کدام کشور و با چه صلاحیتی داده های آنها را ذخیره کرده است
تجزیه داده	ممکن است اطلاعات رمزنگاری شده چندین شرکت در یک فضا ذخیره شود، بنابراین باید مکانیزمی توسط ارائه دهندگان در نظر گرفته شود که بتواند این داده ها را جداسازی کند
بازیابی	هر ارائه دهنده برای حفاظت از داده های کاربر، باید یک پروتکل بازیابی داشت باشد
پشتیبانی تحقیقی	اگر یک کاربر، فعالیت خطایی را از سوی ارائه دهنده تشخیص دهد، ممکن است راه های قانونی زیادی برای انجام بازرسی وجود نداشته باشد

شکل 2- لایه های ابر و سیستم حفاظت ابر

6. چرا مجازی سازی؟

همانطور که گفتیم مجازی سازی یکی از عناصر بسیار مهم در پردازش ابری محسوب می شود. به کمک این فناوری از سیستم عامل، میان افزار و یا نرم افزار واسط و برنامه کاربردی یک کپی عینی گرفته می شود و به صورت پیش ساخته در یک رایانه فیزیکی یا بخشی از یک سرویس دهنده قرار داده می شود. فناوری مجازی سازی به کمک سازمان فناوری اطلاعات به بهینه سازی عملکرد برنامه ها می پردازد که این روش شیوه ای به صرفه ای برای خریداران و مشتریان است. مجازی سازی واژه ای است که اشاره به انتزاع از منابع کامپیوتر دارد و در واقع می توان گفت هدف محیط محاسبات مجازی، بهبود استفاده از منابع به وسیله پلتفرم واحد برای کاربران است.

اروزه بیشتر توجهات در مجازی سازی حول سرویس دهنده ه های مجازی می باشد چرا که سرویس دهدنده های مجازی باعث میزان قابل توجهی صرفه جویی می شود. کلمه VM به رایانه نرم افزار اشاره دارد که شبیه به یک رایانه فیزیکی است و وظیفه آن را می توان سیستم عامل و برنامه های کاربردی بیان کرد. سیستم عاملی که روی ماشین مجازی (VM) قرار گرفته است را سیستم عامل مهمان می نامند و همچنین یک لایه ای وجود دارد که مانیتور VM یا مدیر (VMM) نامیده شده است که وظیفه آن کنترل زیر سیستم های مجازی دیگر است.

شکل 3- سیستم عامل مبتنی بر مجازی سازی

7. تأمین امنیت به وسیله مجازی سازی

امروزه مجازی سازی یکی از راه حل هایی است که برای تأمین امنیت در پردازش ابری به کار گرفته می شود . پذیرش و انتشار پردازش توسط مسائل امنیتی تهدید می شود . بنابراین این باعث می شود هم ارائه دندگان ابر هم کاربران ابر تحت تأثیر این مسأله قرار بگیرند. یکی از روشهای مجازی سازی برای تأمین محاسبات ابری، حفظ یکپارچگی ماشین های مجازی مهمان و یزرساخت است. این بدین معنی است که یک سیستم حفاظتی ابر پیشرفته با هدف تضمین امنیتی مضاعف برای منابع ابر پیشنهاد شده است. ACPS را می توان بر چندین راه حل ابری و در حالی که هنوز به طور کامل برای ماشین های مجازی و کاربران ابر نارمئی است مستقر کرد که این مسأله می تواند به طور مأثر بر یکپارچگی مهمان و اجزای زیرساخت نظارت کند. ACPS می تواند به نقض های امنیتی محلی واکنش نشان دهد و همچنین لایه های مدیریتی بالاتر را از چندین رویدادهایی مطلع سازد.

8. نتیجه گیری

مجازی سازی که یکی از ارکان اصلی رایانش ابری است که به عنوان یکی از راه حل های در نظر گرفته شده برای تضمین امنیت، داده های موجود در رایانش ابری به کار گرفته شده است . در حال حاضر حفاظت از کارکرد ابر در اینترنت یک چالش بزرگ محسوب می شود یکی از راه حل هایی که برای امنیت داده ها در رایانش ابری به کار گرفته می شود مجازی سازی است به کمک این فناوری می توان امنیت محاسبات ابری را با حفاظت یکپارچگی ماشین های مجازی مهمان و زیرساخت اجزاری ابر را افزایش داد. این معماری باعث شده است امنیتی مضاعف برای منابع ابر ایجاد شود.در اکثر معماری های موجود از مجازی سازی به نحوی استفاده کرده اند چرا که ارائه دهندگان ابر نیازمند آن هستند که داده های شخصی را که سازمان ها و کاربران با آنها محول کرده اند را از نظر حریم خصوصی میکروتیک حفاظت کنند. در ابر عمومی لازم است که مصرف کنندگان و شهروندان از این امر اطمینان حاصل کنند که امنیت و حریم خصوصی آنها به خطر نمی افتاد بنابراین ارائه دهندگان ابر برای متقاعد کردن مشتریان خود در مورد مسائل امنیتی ، می توانند موافقت نامه سطح سرویس خود را نشان دهند.در این تحقیق به بررسی یکی از مهمترین اابزارهاییی که هم اکنون برای بهبود امنیت سیستم عامل به کار گرفته شده است پرداخته شد. راهکار مجازی سازی تقریبا در تمامی سیستم های رایانش ابری از اجزای اصلی محسوب می شود. چرا که مهمترین قابلیت مجازی سازی اختصاص خودکار نابع در زمان و مکان مورد نیاز به کاربران است . مجازی سازی به ارائه کنندگان ابر امکان می دهد تا انعواع مختلف سیستم عامل هاایی را که کاربران ابر نیاز دارند را اجرا کنند و امکان اجرای همروند روی یک ماشین را به سیستم عامل و سایر برنامه های کاربردی موجود در ابر می دهد.

دیتاسنترهای نسل جدید

با ظهور بیشمار خدمات و راهکارهای مبتنی بر ابر، افراد و سازمان ها، ابر مورد نیازشان را از  فروشندگان مختلف تامین می‌کنند. انواع جدید معماری محتوا، مدل‌ های

 ابر و حتی ظهور (IoT وIoE) همگی نحوه استفاده از منابع دیتاسنتر را دگرگون ساخته‌ است. در زمان کار با ابر، بسیاری از مدیران فراموش می‌ کنند که این خدمات از کجا نشات گرفته اند و ابر واقعا در کجا واقع است.

 

به همین صورت، مراکز داده در گوشه و کنار جهان به سختی از عهده تقاضا در بازار کنونی بر می‌آیند. بگذارید نگاهی دقیق‌ تر به این مسئله بیاندازیم، بدون تردید بسیاری از ارائه دهندگان خدمات مرکز داده اکنون می‌گویند:

الان کسب و کار مرکز داده خوب است.

براساس گزارش اخیر Cisco، در واقع این افزایش و ارتقای مجازی‌ سازی دیتاسنتر بوده که گسترش محاسبات ابر را ممکن ساخته خدمات شبکه است؛ مجازی‌ سازی دیتاسنتر خدمات انعطاف‌ پذیر،

 سریعاً قابل گسترش و کارامدی را ارائه می‌کند. تا سال 2018، بیش از سه چهارم از کلیه بارهای کاری در ابرها پردازش خواهند شد. گرایشات دیگر اثرگذار بر رشد محاسبات ابر عبارتند از: پذیرش

 و استعمال گسترده و فراگیر چندین دستگاه توام با افزایش انتظارات کاربری برای دسترسی به برنامه‌های کاربردی و محتوا در هر زمان، از هر جا و از هر شبکه‌ای. برای برآورده ساختن این تقاضا 

و خواست‌های روزافزون کاربران، خدمات مبتنی بر ابر همچون ذخیره‌ سازی ابر شتاب یافته اند. تا سال 2018، بیش از 50% از جمعیت مصرف کننده اینترنت از خدمات ذخیره‌سازی ابر شخصی استفاده خواهند کرد.

 

مراکز داده در تلاشی بی وقفه برای برآوردن تقاضای امروز صنعت می‌ بایست با بارهای کاری جدید، نیازمندی‌های پهنای باند بیشتر تطبیق یافته و در عین حال، امکان اجاره زیرساخت به چندین

 موجر را مورد بررسی قرار دهند.

• SDN/NFV راه‌های تازه‌ای را به شبکه باز می‌کند. اینجا همه چیز راجع به کارایی شبکه و SDN  و NFV است. از طریق مجازی‌ سازی لایه شبکه، دیتاسنتر می‌توانند محیط‌ های به 
• هم‌ پیوسته‌ تر را ایجاد کنند که کل جهان را پوشش می‌دهند. کارهایی که امروز ما با دستگاه‌های 2 تا 7 لایه می‌توانیم انجام دهیم واقعاً خارق العاده‌اند. بعلاوه، توانایی ما در خلق صدها و
•  حتی هزارها ارتباط مجازی آن هم فقط از یک کنترلر شبکه توان ارتباطی ابر را افزایش داده است. قطعه‌ بندی منطقی شبکه نیز دیتاسنتر را قادر ساخته تا از طریق ارائه خدمات اختصاصی
•  با تکیه بر فناوری‌های سوئیچینگ هوشمند بیش از پیش پیشرفت کنند. از این گذشته، معماری جدید شبکه‌ میکروتیک سازی به مدیران اجازه می‌دهد تا به درکی صحیح از DNA مرکز داده‌ شان برسند. 
• نتیجتاً، آنها قادر به خلق خط‌ مشی‌های اتوماسیون توانمند، استانداردهای QoS بهتر و حتی بهبود امنیت شبکه‌شان خواهند بود.

• به‌ هم‌ پیوستگی و ابر. محاسبات پر تراکم نقشی بزرگ را در امروز در مهاجرت مراکز داده به ابرها بازی می‌کند. انواع جدید سیستم‌ های ابر همگرا و بسترهای محاسبات یکپارچه محیط‌ های بسیار کارامد
•  و مقیاس‌ پذیرتر را خلق می‌کنند. امروز با فناوری پیشرفته مجازی‌ سازی، ما قادریم تا کاربران، رایانه‌های شخصی و برنامه‌های کاربردی بیشتر را در هر سرور جای دهیم. این نوع مالکیت موقت 
• چندگانه محیط رَک را ساده‌ تر و مدیریتش را آسان‌ تر ساخته است و در عین حال، به سازمان‌ها کمک می‌کند تا سبزتر و دوستدار محیط‌زیست باشند همانطور که در ادامه نیز خواهید دید.

• سبزتر شدن. در روند مهاجرت به بسترهای ابر و ارائه خدمات ابر، محیط دیتاسنتر بدل به کانون نیازمندی‌های منابع جدید شده است. از اینرو، مراکز داده اقدام به بهره‌برداری از فناوری‌های کارامدتری
•  برای پشتیبانی کاربران بیشتر و مدیریت مقرون به صرفه‌تر [منابع] خود نمودند. با این وجود، چنین صرفه‌جویی‌های اقتصادی راه را برای ورود فناوری‌های سبزتر نیز گشوده است. با فرض توجه 
• شایانی که در فرهنگ «سبز» امروز معطوف به اثرات زیست محیطی مراکز داده شده است، بسیاری از ارائه دهندگان خدمات مرکز داده به دنبال یافتن راه‌هایی برای بهبود کارایی مصرف برق و [سیستم‌های] 
• خنک‌سازی خود هستند. برای مثال، مراکز داده پمپ‌ها و فن‌های دارای سرعت ثابت را در تاسیسات خنک‌کننده خود با موتورهایی با فرکانس متغیر جایگزین کرده‌اند که تعادل دقیق‌تری بین عرضه
•  و تقاضا برای خنک‌سازی [سیستم‌ها] را برقرار می‌کند. از این گذشته، آنها روی شیوه‌های خودکار و هوشمند برای پیکربندی و مدیریت تاسیسات خنک‌کننده خود با تکیه بر دما و رطوبت کف 
• محیط ذخیره‌سازی داده‌ها و خارج از آن نیز سرمایه‌گذاری‌هایی داشته اند؛ از این میان می‌توان به شرکت گوگل اشاره کرد. از 2008 به این طرف، توان مصرفی موثر (PUE) سرتاسری گوگل افت
•  قابل ملاحظه‌ای را نشان می‌دهد. میانگین توان مصرفی موثر دوازده ماهه کلیه دیتاسنتر گوگل برابر 1.12 است؛ و بر این اساس، این دیتاسنتر نصب شبکه را باید کارامدترین نمونه در جهان معرفی کرد. 

با پدید آمدن خواست‌ها و نیازهای جدید، فرصت‌های گوناگون و تازه‌ای برای ارائه دهندگان خدمات مرکز داده‌ای که قادر به همگامی با بازار باشند نیز بوجود خواهند آمد. مثلاً سیسکو در

 جایی گفته است که بسیاری از شرکت‌ها رویکردی هیبرید را در ارتباط با بهره‌برداری از ویژگی‌های منحصر به ابرها اتخاذ کرده اند، تا جاییکه آنها بخشی از بار کاری‌شان را از ابرهای خصوصی

 با مدیریت داخلی به ابرهای عمومی با مدیریت خارجی انتقال داده اند. 

هر روز بر تعداد شرکت‌هایی که به مزایای مهاجرت به محیط ابر پی برده افزوده می‌شود و همگام با آن، هر سه نوع مدل تحویل خدمات ابر (یعنی، IaaS، PaaS و SaaS) در حال رشد هستند.

 فقط یک چیز نباید فراموش گردد و آن اثر دیتا سنتر بر ابر است. برای فهم بهتر مسئله فقط کافی است نگاهی به خدمات پسیو شبکه سیار، مصرف‌گرایی فناوری اطلاعات و البته داده‌های بزرگ بیاندازید؛ به 

عبارت دیگر، با تکامل بازار و  خدمات ابر، معماری مرکز داده‌ شما نیز به عنوان شالوده سازنده آنها در امان نخواهد ماند. برنده‌ها کسانی هستند که همگام با تقاضا پیش بروند و معماری را ارائه

 نمایند که مقرون به صرفه، مقیاس‌پذیر و در بسیاری از موارد دوستدار محیط‌ زیست باشد.

رایانش ابری با ستون فقراتی از درایوهای SSD

یافتن درایو SSD مقرون به صرفه برای مرکز داده بسیار آسان‌تر از چیزی است که فکرش را بکنید. این فناوری خدمات شبکه در سال‌های اخیر پیشرفت زیادی کرده است و 

موانع برای عرضه فلش مموری‌های NAND 16نانومتری قابل اطمینان‌تر، ارزان‌تر و با عملکرد بالاتر برداشته شده اند. و البته زمان عرضه نیز مناسب است، زیرا که

 شرکت‌ها در اقسا نقاط جهان نیازمندی راه حل‌های سخت‌افزاری قوی‌تر و توسعه‌یافته‌تر برای فراهم ساختن شرایط گسترش و بکارگیری ابر هیبرید و خصوصی‌شان هستند.
محاسبات ابر مجموعه‌ای منحصر به فرد از چالش‌ها را پیش‌روی مراکز داده قرار داده است به نحوی که باید بطور مستمر با تکیه بر نوآوری از حفظ موضع رقابتی کسب و کار

 اطمینان حاصل کرد. خدمات فناوری اطلاعات تجاری از جمله خدمات وب ارتباط با مصرف کننده و ابر حجم انبوه و در حال انفجاری از داده‌های ساخت نیافته را تولید می‌کنند، 

مثلاً چیزهایی از قبیل، متن، تصاویر، صوت، ویدئو و تصاویر بازتاب شده در ماشین مجازی؛ این موارد غالباً بصورت فایل‌های ایستا وجود دارند که باید برای بازیابی ذخیره‌سازی شوند البته

 احتمالاً در طول عمرشان هرگز اصلاح یا پاک نخواهند شد. در نهایت راه حلی ذخیره‌سازی با دفعات خوانش بالا بهترین انتخاب جهت بهینه‌سازی نصب شبکه عملکرد مرکز داده برای استفاده از ابر خواهد بود.
مراکز داده‌ای که دیگر تمایلی به استفاده از سیستم ذخیره‌سازی مبتنی بر‌هارددیسک‌های سنتی نداشته بیشترین عملکرد را از استفاده از SSDها خواهند برد. در حقیقت طبق یک مطالعه موردی که اخیراً انجام گرفته بسترهای مبتنی بر وب 200% عملکرد را در اختیار کاربرانشان می‌گذارند؛ و SSDها در عمل برای پشتیبانی زیراسخت‌های مبتنی بر ابر پاسخگوی نیازهای امروز الزامی هستند.
الزاما نباید بار کاری محاسبات عملکرد بالا (HPC) داشته باشید تا از SSDها استفاده کنید. سری S3510 DC SSD اینتل برای بار کاری با حجم خوانش بالا بهینه سازی شده است، 

دقیقاً همانند نمونه کارهایی که راجع به آن سخن گفتیم. با سرعت خواندن/نوشتن تصادفی بالغ بر IOPS 20000/68000 و سرعت خواندن/نوشتن متوالی بالغ بر s/MB 460/500، سری SSD DC S3510 اینتل توان عملیاتی بیش از نیاز را برای کاربردهای متفاوت در برگیرنده بازیابی مکرر داده‌های ایستا ارائه می‌کند.
بهترین امتیاز این سری از SSDهای مرکز داده این است که این درایوها مراکز داده را قادر ساخته اند تا IOPS را اولویت‌بندی کنند؛ به عبارت دیگر، بجای صرف هزینه سرمایه‌ای یک

 درایو SSD عملکرد بالا و صرف استفاده جزیی از سرعت بالقوه‌اش، مراکز داده می‌توانند از سری SSD DC S3510 اینتل استفاده کرده و مطمئن باشند که میکروتیک دقیقاً چیزی را در اختیار دارند

 که برای بیشینه کردن عملکرد ابرهای خصوصی یا هیبریدشان نیاز داشته اند. ویژگی اضافی که این سری برای IOPS خواندن تصادفی عرضه کرده نیز با توجه به بار کاری نیازمندی حجم بالای

 عملیات خواندن قطعاً به هدر نخواهد رفت.

SSDها عملکردی بسیار بهتر در مقایسه با‌هارددیسک‌های متداول دارند، البته نباید مزایای دیگرشان را نیز فراموش کرد. سری SSD DC S3510 اینتل TCO پایین‌تری را بخاطر تولید گرما و مصرف انرژی کمتر ارائه می‌کند. قابلیت اطمینان SSD در مقایسه با‌هارد دیسک‌های سر به فلک می‌کشد. این سری از 0.3 عملیات نوشتن بر روی درایو در روز و بالغ بر 880 ترابایت داده نوشته شده (TBW) در طول

 عمر دستگاه پشتیبانی می‌کند. 
 خانواده SSD DC اینتل برای SATA به نحوی طراحی شده که نرخ خرابی سالیانه 0.44% را ارائه می‌کند؛ به عبارت دیگر، سری SSD DC S3510 اینتل نیازمندی تعمیرات کمتر، تعویض‌های اندک‌تر و حداکثر زمان کارکرد است. داده‌های تجاری در برابر قطع برق از طریق اعمال سطح حفاظت در برابر قطعی برق در امان خواهند بود و پسیو شبکه همچنین، در برابر حمله هکرها از طریق رمزنگاری 256 بیتی توکار محافظت شده اند، که در کلیه درایوهای خانوادها SSD DC اینتل بطور استاندارد وجود دارد.
و اگر مسئله‌ای رخ دهد، مراکز داده می‌توانند از پشتیبانی کلاس جهانی اینتل شامل بر ضمانت‌نامه محدود 5 ساله نیز استفاده کنند. شایان ذکر است اینتل یک شرکت پیشرو در حوزه حافظه‌های 

غیر فرار و پیشگام در زمینه فناوری‌های پیشرفته مانند کنترلرهای SSD هوشمند چندمنظوره و فناوری پیشرفته NVMe به شمار می‌رود. 
برای برنامه‌های محاسبات ابر و فراتر از آن، مراکز داده با استفاده از SSDهای مرکز داده اینتیل قابل اطمینان‌تر و پاسخگوتر خواهند بود

امنیت اطلاعات مرکز داده در پیش برد کسب و کار

«Comcast» ارتباط بین کسب و کارها را  با رسانه ذخیره‌سازی مرکز داده زیرزمینی برقرار می‌کند

قابلیت اطمینان ذخیره‌سازی داده‌های حساس در غاری با امنیت فوق العاده خارج از سازمان داخلی خدمات شبکه کوهی گرانیکی را تصور کنید. امروز با شبکه فیبر خصوصی پر بازده

 را به آن اضافه کنید که از طریق آن می‌توانید داده‌های آرشیو و لازم برای بازیابی در زمان بروز رویدادهای نامطلوب و نسخه‌های پشتیبانی دیجیتال با حجم حداکثر 10 گیگا بیت

 در ثانیه را ارسال کنید؛ انگار مردید و رفتید بهشت رسانه‌های ذخیره‌سازی ایمن. 

البته نباید این را امیدی واهمی در خیالات یک مدیر مرکز داده تلقی کرد؛ بلکه این کار از طریق خدمات اترنت Comcast و Perpetual Storage  امروز امکان‌پذیر شده است،

 (که ارائه‌کننده خدمات جدید Data Vaulting با تخصص در زمینه حفاظت تجاری از داده‌های میکروفرم و دیجیتال خارج از سازمان می‌باشد). بواسطه ترکیب امنیت داده مجازی

 با مکان امن مرکز داده در زیر زمین (داخل کوهی گرانیتی در سالت لِیک سیتی)، این سرویس جدید نصب شبکه امکان دسترسی مشتریان را به رکوردهای ذخیره‌سازی شده و داده‌هایشان با حداکثر

 کارایی و از طریق اتصالی اختصاصی فراهم خواهد ساخت. 

به گفته اوبری موری مدیر عامل ارشد توسعه تجاری Perpetual Storage، «این شرکت با هدف ارائه خدمات حفاظت و ذخیره‌سازی داده بی رقیب به مشتریان تاسیس شده است.» 

«دسترسی به شبکه فیبر پر بازده Comcast توسعه خدمات جدید DataVaulting را ممکن ساخته که امکان انتخاب آمیخته‌ای از گزینه‌های خدماتی را مطابق با نیازمندی‌های 

متمایزشان در اختیار مشتریان قرار می‌دهد.»

این مرکز داده زیرزمینی امنیتی چند لایه را برای دارایی‌های دیجیتال خدمات بیمه و مالی، دولت، تولید، فناوری و دیگر مشتریان ارائه می‌کند. با سابقه‌ای طولانی در حوزه رسانه‌های

 ذخیره‌سازی، PSI به دنبال بهره‌برداری از خصوصیات منحصر به فرد تاسیساتش از جمله امنیت بالا، اقلیم کنترل شده و حفاظت در برابر فجایع بوده تا خدمات ذخیره‌سازی دیجیتال

 را مطابق با تقاضای مشتریان ارائه نماید. 
تمایل به ساخت مراکز داده در معادن متروک، زیرزمین و زیر دریا با افزایش اهمیت مسئله امنیت پشتیبانی شبکه برای متخصصان فناوری اطلاع رو به افزایش است. در واقع، گروهی فنلاندی و اسرائیلی

 به تازگی اعلام کرده است که قصد دارد غاری را در فنلاند با این هدف اجازه کند. 
در راستای ارائه خدمات، Comcast شبکه فیبرش را مستقیماً تا تاسیسات Prepetual Storage گسترش داده تا مشتریان بتوانند به منابع ذخیره‌شده‌شان در کمترین

 زمان و با قابلیت اطمینان بیشتری دسترسی یابند. همچنین، دسترسی مشتریان به خدمات مشاوره و خدمات مدیریت‌شده PSI در ارتباط با راه حل‌های مرکز داده سفارشی سازی شده 

مطابق با نیازهای منحصر به هر کسب و کار بهینه‌سازی کرده است. 

به گفته پل مریت مدیر شرکت Comcast، «سرمایه‌گذاری برای گسترش شبکه فیبری‌مان تا غار کوهستانی شرکت Preptual Storage نه تنها امکان توسعه بازار آن شرکت

 را فراهم ساخته است، بلکه دسترسی‌ای با عملکرد فوق العاده به تاسیسات مرکز داده‌ای بسیار منحصر به فرد را برای مشتریان ما ممکن نموده است.» «با افزایش محبوبیت ذخیره‌سازی

 دیجیتال برای شرکت‌های گوناگون با هر اندازه در شرایط بازیابی پس از وقوع رویدادهای نامطلوب، دسترسی به اتصال پسیو شبکه اترنت مقیاس‌‌‌پذیری ساده و قابل اتکا تبدیل به یک ضرورت خواهد شد.»

شرکت Comcast Business بیش از 350 مرکز داده را از طریق شبکه‌اش در سرتاسر ایالات متحده پشتیبانی می‌کند. مسیر فیبر نوری 145000 مایلی این شرکت در 39 ایالات و منطقه کلومبیا را پوشش می‌دهد. 

سیستم های اسکادا هدف اصلی هکرها

بنا بر گفته گروه کارشناسان زیرساخت بحرانی کنفرانس امنیت اطلاعات اروپا (Infosecurity Europe)، اپراتورهای سیستم‌های بحرانی باید بپذیرند که امروز

 یا فردا هدف مهاجمین و هکرها قرار می‌گیرند.
از طرفی هکرها سیستم‌های بحرانی، اسکادا و کنترل صنعتی را در راستای مختل کردن کارشان هدف قرار می‌دهند، درحالیکه این سیستم‌های کنترل پسیو شبکه باید به اینترنت و

 حتی برنامه‌های کاربردی مصرف‌کننده متصل شوند. 
لذا شرکت‌های دارای سیستم‌های بحرانی باید بدانند احتمال اینکه دیر یا زود مورد حمله واقع شوند چندان هم دور از ذهن نیست و احتمال موفقیت چنین حمله‌ای نیز بالا است.

 شرکت نه تنها باید در زمینه فناوری‌های دفاعی سرمایه‌گذاری نمایند، بلکه باید اطمینان حاصل کنند این فناوری‌های از انعطاف‌پذیری کافی برای مقاومت در برابر حمله و ادامه کارکردشان برخوردار هستند. 

به گفته بَری میلت رئیس Business Resilience شرکت انرژی E.ON، «امروز باید جزئیات راهبرد دفاع و نصب شبکه پاسخ‌مان را در کمال صداقت در اختیار هیئت مدیره قرار دهیم». 

«باید اذعان کنم که حملات علیه سیستم‌های این شرکت پایانی ندارند.» «البته فناوری و به‌روش‌هایی برای پاسخ به حملات وجود دارد.» 
به گفته تری فورد، کارشناس راهبردی امنیت جهانی در شرکت Rapid7، «هکرها همانند آب هستند؛ راه‌شان از نقطه‌ای باز می‌کنند که حداقل مقاومت را دارد.»

 «اسکادا هرگز برای اتصال به اینترنت طراحی نشده بود؛ و ما امروز با چالش‌های مشابهی در ارتباط با اینترنت اشیا مواجه هستیم.»
به گفته فورد، مسئله‌ای که هر دو فناوری با آن مواجه بودند این است که امنیت در زمان طراحی هیچ یک مدنظر قرار نگرفته است و این در حالی است که امروز مهندس

 اتصال این فناوری‌ها به اینترنت را خواهان هستند. 
«آنها هرگز نگرانی‌های امروز ما را نداشتند (مثلاً کلمات عبور پیش‌فرض). درحالیکه مصرف‌کننده موازی با این مسئله در اینترنت اشیا حضور دارد: چیزهایی که بدون در نظر گرفتن امنیت طراحی شده‌اند.»
امنیت ضرورتی عملی است. به گفته شون نیومن از شرکت سیسکو، «مهندسان کنترل نیازمند دسترسی سریع به سیستم‌ها هستند؛ کلمات عبور پیچیده برای دسترسی باید ایجاد گردند،

 درحالیکه شیف کاری بعدی بدون یادداشت حاوی این کلمات عبور امکان ورود به سیستم را نخواهد داشت و این ریسک کابل کشی شبکه عملیاتی قابل ملاحظه‌ای را به سیستم تحمیل خواهد کرد.»
با این حال اپراتورهای سیستم‌های بحرانی، زیرساخت‌های بحرانی و اینترنت اشیا رویکردی امنیت محورتر را برگزیده‌اند؛ بطور اخص این مسئله زمانی مصداق می‌یابد که تضمین

 امنیت و حریم خصوصی برای جلب اعتماد مصرف‌کننده‌های فناوری از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. 
به گفته بَری میلت، «امنیت در زمان طراحی در بطن کار ما قرار دارد.» «اگر اعتماد و اطمینان کاربران را جلب نکنیم، همه چیز را خواهیم باخت.»

و به گفته دونا دودسون از NIST، این کلید گذار از امنیت سیستم‌های کنترل صنعتی و اسکادا به امنیتی بسیار گسترده‌تر در اینترنت اشیا است.
برای اسکادا، انعطاف‌پذیری و قابلیت اطمینان از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند. به گفته وی، چارچوب شناسایی، حفاظت، آشکارسازی، پاسخ و احیای NIST را می‌توان مبنایی

 خوب برای حفاظت از سیستم‌ها تلقی کرد. 
البته در اینترنت اشیا، حریم خصوصی در راس قرار دارد، صرفاً نه به این خاطر راه اندازی سانترال که داده‌های گردآوری شده توسط سیستم‌های پایش صنایع همگانی اطلاعات زیادی را راجع

 به رفتار شخصی مصرف‌کننده‌ها در اختیار قرار می‌دهد. 
به گفته وی، «همواره تنش بین حریم خصوصی و امنیت وجود داشته است. و ما در آینده شاهد چالش مشابهی با مسئله ایمنی نیز خواهیم بود.»