ابر بومی یا Cloud Native چیست؟ هر آنچه که باید درباره آینده این فناوری بدانید!

نرگس سلطانی
۵ فروردین ۱۴۰۴

دیگر نیازی نیست نگران کندی یا هزینه‌های بالای نرم‌افزار باشید. ابر بومی با معماری‌های پیشرفته‌اش، مانند میکروسرویس‌ها و کانتینرها، برنامه‌هایی سریع، انعطاف‌پذیر و مقیاس‌پذیر را برای شما به ارمغان می‌آورد. اما این فقط شروع ماجرا است! اگر دوست دارید بدانید چگونه این فناوری می‌تواند دنیای نرم‌افزار را متفاوت تر کند و چه مزایایی برای کسب‌وکار شما دارد، ادامه مطلب لیارا را از دست ندهید و آن را مطالعه کنید!

همین الان، بدون کمترین پیچیدگی، سرور مجازی خودتون رو در کمتر از ۳۰ ثانیه، راه‌اندازی کنید.
✅ عملکرد پایدار ✅ ترافیک نامحدود ✅ هزینه به‌صرفه
خرید سرور مجازی ابری

آنچه در ادامه خواهید خواند:

• ابر بومی یا Cloud Native چیست؟
• معماری ابر بومی به چه صورت است؟
• معرفی اپلیکیشن‌ های ابر بومی
• مقایسه نرم افزار های ابر بومی با نرم افزار های سازمانی
• تفاوت سیستم‌ های سنتی با ابر بومی
• مزایای اپلیکیشن‌ های ابر بومی
• معایب اپلیکیشن‌ های ابر بومی
• چالش‌های استفاده از ابر بومی یا Cloud Native
• سوالات متداول
• جمع بندی

ابر بومی یا Cloud Native چیست؟

ابر بومی (Cloud Native) یک رویکرد پیشرفته برای ساخت، استقرار و مدیریت برنامه‌ها در محیط‌های ابری است. این روش به توسعه‌دهندگان و سازمان‌ها اجازه می‌دهد تا برنامه‌هایی را بسازند که به‌سرعت با نیازهای کاربران تطبیق پیدا کند و به‌روزرسانی‌های مداوم را بدون ایجاد اختلال در دسترسی کاربران انجام دهند. این ویژگی‌ها باعث می‌شود برنامه‌های ابر بومی برای کسب‌وکارهایی که به دسترسی دائمی و عملکرد بدون وقفه نیاز دارند، بسیار مناسب باشد.

یکی از مهم‌ترین مزایای این روش، انعطاف‌پذیری بالا است. برنامه‌های ابر بومی حتی در حین به‌روزرسانی‌ها نیز از دسترس خارج نمی‌شوند. این موضوع برای برنامه‌هایی که کاربران زیادی دارند یا قطعی‌شان باعث ضرر مالی می‌شود، بسیار ضروری است.

فناوری‌ های کلیدی در معماری ابر بومی

در این روش، از ابزارها و فناوری‌های پیشرفته‌ای مانند کانتینرها (Containers)، میکروسرویس‌ها (Microservices) و سرویس مش (Service Mesh) استفاده می‌شود. این فناوری‌ها به برنامه‌ها اجازه می‌دهند تا به‌راحتی در محیط‌های ابری عمومی، خصوصی یا ترکیبی اجرا شوند و بیشترین بهره را از منابع ابری ببرند.

چرا ابر بومی مهم است؟

سازمان‌ها با استفاده از این رویکرد می‌توانند برنامه‌های خود را هماهنگ‌تر اجرا کنند. این موضوع نه‌تنها عملکرد برنامه‌ها را بالا می‌برد، بلکه هزینه‌های عملیاتی را نیز کاهش می‌دهد.

“به‌طور خلاصه، ابر بومی یک راه‌حل هوشمندانه برای سازمان‌هایی که می‌خواهند در دنیای امروزه، برتر بمانند است.”

معماری ابر بومی Cloud Native به چه صورت است؟

معماری ابر بومی (Cloud Native Architecture) شامل مجموعه‌ای از اجزا و فناوری‌هایی است که تیم‌های توسعه برای ساخت و گسترش نرم‌افزارها در محیط‌های ابری از آن‌ها استفاده می‌کنند. بنیاد محاسبات ابر بومی (CNCF) فناوری‌های اصلی این معماری را به‌عنوان پایه‌های طراحی برنامه‌های ابر بومی معرفی کرده است. این فناوری‌ها عبارتند از:

زیر ساخت ثابت (Immutable Infrastructure)

در این روش، سرورها پس از استقرار بدون تغییر باقی می‌مانند. اگر برنامه به منابع بیشتری نیاز داشته باشد، به‌جای تغییر سرور موجود، یک سرور جدید با قابلیت‌های بالاتری ساخته می‌شود. این رویکرد باعث می‌شود فرایند استقرار برنامه‌ها قابل پیش‌بینی و بدون خطا باشند.

میکرو سرویس‌ ها (Microservices)

میکروسرویس‌ها واحدهای کوچک و مستقل نرم‌افزاری هستند که هر کدام مسئولیت بخش خاصی از برنامه را بر عهده دارند. این اجزا به‌صورت اتصال سست (loosely coupled) با هم کار می‌کنند و این معنی را می‌دهد که هر میکروسرویس به صورت مستقل عمل می کند و بر روی هم تغییری را انجام نمی‌دهند.

🔶برای ادامه مطالعه و یادگیری: فراپاشی ابری Cloud Bursting چیست؟ (راهنمای کامل)

کانتینر سازی (Containerization)

کانتینرها واحدهای کوچکی هستند که کدهای میکروسرویس‌ها و تمام وابستگی‌های آن‌ها (مانند کتابخانه‌ها و فایل‌های ضروری) را در خود دارند. این فناوری به برنامه‌ها اجازه می‌دهد به‌صورت مستقل از سیستم‌عامل یا سخت‌افزار اجرا شوند و در محیط‌های مختلف (ابر عمومی، خصوصی یا ترکیبی) مستقر شوند.

سرویس مش (Service Mesh)

سرویس مش یک لایه نرم‌افزاری است که ارتباط بین میکروسرویس‌ها را مدیریت می‌کند. این فناوری امنیت، نظارت بر ترافیک و مقیاس‌پذیری سیستم را بهتر می‌کند و به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا مشکلات را سریع‌تر شناسایی و رفع کنند.

مدیریت پویا (Dynamic Management)

این فناوری به سیستم‌ها اجازه می‌دهد تا به‌صورت خودکار و در پاسخ به تغییرات محیطی (مانند افزایش ترافیک) منابع را تنظیم کنند. مدیریت پویا باعث می‌شود برنامه‌ها همیشه بهینه عمل کرده و مقیاس‌پذیری خودکاری را داشته باشند.

اتوماسیون (Automation)

اتوماسیون فرایندهای توسعه، استقرار و مدیریت برنامه‌ها را ساده‌تر می‌کند. ابزارهایی مانند CI/CD (ادغام و تحویل مستمر) و Infrastructure as Code (IaC) به کاهش دخالت انسانی و افزایش دقت و سرعت کمک می‌کنند.

هماهنگ‌ سازی (Orchestration)

هماهنگ‌سازی به مدیریت خودکار منابع، سرویس‌ها و میکروسرویس‌ها می‌پردازد تا اطمینان حاصل شود که سیستم به‌صورت یکپارچه و بهینه کار می‌کند یا خیر. ابزارهایی مانند Kubernetes در این زمینه نقش کلیدی ایفا می‌کنند.

API‌ های اعلامی (Declarative APIs)

در این روش، توسعه‌دهندگان به‌جای تعریف مراحل اجرای عملیات، فقط وضعیت نهایی مورد نظر را مشخص می‌کنند. ابزارهای هماهنگ‌سازی مانند Kubernetes مسئولیت رسیدن به این وضعیت را بر عهده دارند.

معرفی اپلیکیشن‌ های ابر بومی Cloud Native

برنامه‌های ابر بومی، نرم‌افزارهایی هستند که از ابتدا به شکلی ساخته شده‌اند تا بتوانند از مزایای محیط‌های ابری، مانند انعطاف‌پذیری و توزیع‌شدگی، به بهترین شکل استفاده کنند. این برنامه‌ها با ویژگی‌هایی مانند پایداری بالا و توانایی به‌روزرسانی سریع، خود را با تغییرات محیطی تطبیق می‌دهند.

این برنامه‌ها با استفاده از معماری‌های مدرن، به چندین سرویس کوچک و مستقل (میکروسرویس) تقسیم می‌شوند. این رویکرد باعث افزایش سرعت توسعه، بهبود سرعت، مقیاس‌پذیری بهتر، قابلیت اطمینان بیشتر و کاهش هزینه‌های عملیاتی می‌شود. برنامه‌های ابر بومی به صورت کامل با ماهیت پویا و توزیع‌شده زیرساخت‌های ابری هماهنگ هستند و از آن‌ها بهره‌برداری می‌کنند.

مقایسه نرم افزار های ابر بومی با نرم افزار های سازمانی

بسیاری از برنامه‌های سنتی که در محیط‌های داخلی سازمان‌ها اجرا می‌شوند، از معماری یکپارچه (Monolithic) استفاده می‌کنند. در این نوع معماری، تمام اجزای نرم‌افزار به‌صورت یک واحد بزرگ و یکپارچه طراحی می‌شوند که شامل سیستم‌عامل، میان‌افزار (Middleware) و پشته‌های نرم‌افزاری سفارشی است.

از آن‌جایی که این برنامه‌ها از ابتدا برای محیط‌های ابری طراحی نشده‌اند، نمی‌توانند کامل از مزایای خدمات ابری مانند مقیاس‌پذیری، انعطاف‌پذیری و کاهش هزینه‌ها استفاده کنند. این محدودیت باعث می‌شود که برنامه‌های سنتی در مقایسه با برنامه‌های ابر بومی، انعطاف کم‌تری داشته و تطبیق آن‌ها با نیازهای جدید زمان‌بر و پرهزینه باشد.

📍مطالعه بیشتر: رایانش ابری (Cloud Computing) چیست؟

تفاوت سیستم‌ های سنتی با ابر بومی

تفاوت‌های اصلی بین سیستم‌های سنتی و ابر بومی را می‌توان در چند بخش کلیدی بررسی کرد که در ادامه به آن خواهیم پرداخت.

معماری:

در سیستم‌های سنتی، معماری یکپارچه (Monolithic) به‌کار می‌رود، یعنی تمام اجزا مانند رابط کاربری و پایگاه داده در یک کدبیس بزرگ و وابسته به هم قرار دارند. این موضوع باعث می‌شود تغییرات و توسعه‌ها سخت و زمان‌بر باشد. در سیستم‌های ابر بومی، از معماری میکروسرویس‌ها استفاده می‌شود. هر بخش به‌صورت مستقل عمل می‌کند و می‌تواند جداگانه توسعه، مدیریت و مقیاس‌پذیری شود.

توسعه:

در سیستم‌های سنتی، توسعه به‌صورت خطی و مرحله‌ای انجام می‌شود و هر تغییر نیاز به هماهنگی گسترده بین تیم‌ها را دارد. در سیستم‌های ابر بومی، از روش‌های مدرن مانند DevOps یا CI/CD استفاده می‌شود. این ابزارها امکان انتشار سریع‌ و پیوسته تغییرات را دارند.

استقرار:

در سیستم‌های سنتی، استقرار به‌صورت کلی (Big Bang Deployment) انجام می‌شود، یعنی تمام تغییرات باید یک‌باره روی کل برنامه اعمال شوند. این روش ریسک بالایی دارد و در صورت بروز مشکل، کل سیستم تحت تأثیر قرار می‌گیرد. در سیستم‌های ابر بومی، هر سرویس به‌صورت مستقل استقرار پیدا می‌کند. این موضوع باعث کاهش ریسک و افزایش انعطاف‌پذیری می‌شود.

مدیریت:

در سیستم‌های سنتی، مدیریت به‌صورت دستی انجام می‌شود و نیاز به تنظیمات سرورهای فیزیکی یا مجازی دارد. این فرایند زمان‌بر و پرهزینه است. در سیستم‌های ابر بومی، از زیرساخت تغییرناپذیر و ابزارهای خودکارسازی استفاده می‌شود. این ابزارها مدیریت منابع را هوشمندانه‌تر و کارآمدتر می‌کنند.

در دسترس بودن:

در سیستم‌های سنتی، اگر یک بخش از سیستم دچار مشکل شود، ممکن است کل برنامه از کار بیفتد و بازیابی آن زمان زیادی ببرد. در سیستم‌های ابر بومی، در صورت بروز مشکل، سرویس‌های معیوب به‌صورت خودکار جایگزین می‌شوند. این سیستم‌ها از قابلیت‌های خودترمیمی و مدیریت خودکار خطا استفاده می‌کنند که همین امر باعث افزایش قابلیت اطمینان و در دسترس‌بودن برنامه‌ها می‌شود.

مزایای اپلیکیشن‌ های ابر بومی

مهم‌ترین مزیت‌های ابر بومی، جداسازی نرم‌افزار از سخت‌افزار و تقسیم آن به بخش‌های کوچک‌تر و مستقل است. که در ادامه به دیگر مزایا آن خواهیم پرداخت.

توسعه سریع‌

در سیستم‌های ابر بومی، از مدل تحویل پیوسته (Continuous Delivery) استفاده می‌شود. این مدل امکان به‌روزرسانی‌های مکرر و کوچک را فراهم می‌کند، بدون اینکه سیستم به‌طور کامل از دسترس خارج شود. ابزارهایی مانند DevOps و CI/CD نیز سرعت توسعه و استقرار را افزایش داده و فرایندها را بهینه می‌کنند.

پلتفرم مستقل

برنامه‌های ابر بومی به‌لطف استفاده از کانتینرها و ابزارهایی مانند Kubernetes، به سخت‌افزار یا سیستم‌عامل خاصی وابسته نیستند. این برنامه‌ها می‌توانند روی ابرهای عمومی، خصوصی، ترکیبی یا حتی محیط‌های داخلی (On-Premise) اجرا شوند. این قابلیت، انعطاف‌پذیری و قابلیت جابه‌جایی بین پلتفرم‌ها را افزایش می‌دهد.

🔷بیشتر بخوانید: امنیت رایانش ابری | چالش‌ها، تهدیدها و راهکارهای حفاظت از داده‌ها

کاهش هزینه‌ ها

یکی از مهم‌ترین مزایای ابر بومی، مدیریت بهینه منابع و مقیاس‌پذیری خودکار است. در این سیستم‌ها، منابع ابری فقط به‌اندازه نیاز مصرف می‌شوند و مدل پرداخت به میزان استفاده (Pay-as-you-go) هزینه‌ها را کاهش می‌دهد. همچنین، استفاده از اتوماسیون و مدیریت پویا نیاز به نیروی انسانی را کم کرده و هزینه‌های عملیاتی را به صورت چشمگیری کاهش می‌دهد.

معایب اپلیکیشن‌ های ابر بومی

با وجود مزایای فراوان، معماری ابر بومی با چالش‌ها و معایبی نیز همراه است.

افزایش پیچیدگی مدیریت

در معماری ابر بومی، به‌جای یک برنامه یکپارچه، با تعداد زیادی میکروسرویس مواجه هستیم. هر میکروسرویس به منابع خاص خود مانند پایگاه‌داده، کش، صف پیام و غیره نیاز دارد. این موضوع باعث افزایش تعداد عناصر مدیریتی و در نتیجه، پیچیدگی بیشتر سیستم می‌شود.

نیاز به ابزار های پیشرفته

ابزارهای ابر بومی مانند Kubernetes برای هماهنگ‌سازی، Service Mesh برای مدیریت ارتباطات و ابزارهای نظارتی (مانند Prometheus و Grafana) برای مانیتورینگ و لاگینگ، از نقاط قوت این معماری هستند. اما استفاده از این ابزارها ممکن است چرخه کاری را پیچیده‌تر کرده و نیاز به تخصص بالایی داشته باشد.

Grafana را فقط با یک کلیک نصب کنید!

✅ راه‌اندازی آنی✅ بهینه‌شده برای اجرای روان✅ مخصوص مانیتورینگ حرفه‌ای

خرید هاست گرافانا

وابستگی به ارائه‌ دهندگان ابری

استفاده از پلتفرم‌های ابری، سازمان‌ها را به ارائه‌دهندگان خاص وابسته می‌کند. مهاجرت از یک ارائه‌دهنده به دیگری می‌تواند فرایندی پیچیده، زمان‌بر و پرهزینه باشد. این وابستگی ممکن است انعطاف‌پذیری سازمان‌ها را محدود کند.

چالش‌ های امنیتی

با افزایش تعداد سرویس‌ها و تعاملات بین آن‌ها، سطح حمله (Attack Surface) نیز بیشتر می‌شود. تأمین امنیت در یک محیط توزیع‌شده نیازمند سیاست‌های امنیتی دقیق‌تر، احراز هویت قوی و نظارت مداوم است. این موضوع می‌تواند چالش‌های امنیتی را افزایش دهد.

این معایب نشان می‌دهند که در کنار مزایای چشمگیر ابر بومی، سازمان‌ها باید برای مدیریت پیچیدگی‌ها و چالش‌های آن نیز آماده باشند.

🔶مطالعه بیشتر: تفاوت هاست ابری با هاست اشتراکی | کدام گزینه برای سایت شما بهتر است؟

چالش‌های استفاده از ابر بومی یا Cloud Native

معماری ابر بومی، با وجود مزایای فراوان، با چالش‌هایی نیز همراه است که نه‌تنها فناوری، بلکه فرهنگ سازمانی، فرایندهای کاری و مهارت‌های تیم‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد. یکی از اصلی‌ترین چالش‌ها، تغییر مدل‌های عملیاتی سنتی است. سازمان‌ها باید از روش‌های قدیمی فاصله گرفته و به سمت اتوماسیون و مدیریت جدید حرکت کنند.

همچنین، ایجاد تعادل بین سیستم‌های جدید و قدیمی می‌تواند بسیار دشوار باشد، زیرا بسیاری از سازمان‌ها هنوز از سیستم‌های سنتی استفاده می‌کنند. علاوه بر این، کمبود مهارت‌های لازم برای کار با فناوری‌های مدرن مانند کانتینرها و میکروسرویس‌ها، یک مانع بزرگ محسوب می‌شود.

از سوی دیگر، مقاومت نیروهای کار در برابر تغییرات فرهنگی نیز یک چالش مهم است. پذیرش فرهنگ‌های جدید مانند DevOps و همکاری بین تیم‌ها نیازمند زمان و آموزش است. این چالش‌ها نشان می‌دهند که پیاده‌سازی ابر بومی تنها یک تغییر فنی نیست، بلکه تحولی سازمانی و فرهنگی نیز به‌همراه دارد.

سوالات متداول:

در ادامه به سوالاتی که امکان دارد در این زمینه برای شما بدون پاسخ بماند، جواب‌های کوتاه اما مفیدی داده‌ایم که با استفاده از آن می‌توانید به سوال خود پاسخ صحیحی را بدهید.

ابر بومی چیست؟

ابر بومی (Cloud Native) یک روش طراحی و توسعه نرم‌افزار است که از قابلیت‌های ابری برای ایجاد برنامه‌های مقیاس‌پذیر، انعطاف‌پذیر و قابل اطمینان استفاده می‌کند.

مزایای ابر بومی چیست؟

توسعه سریع‌تر، کاهش هزینه‌ها، مقیاس‌پذیری خودکار، قابلیت حمل و نقل و افزایش قابلیت اطمینان از مزایای اصلی ابر بومی هستند.

🔷بیشتر بخوانید: هاست ابری یا Cloud Host چیست؟ انواع + کاربرد

تفاوت ابر بومی و سیستم‌های سنتی چیست؟

سیستم‌های سنتی معمولاً یکپارچه (Monolithic) هستند، در حالی که ابر بومی از میکروسرویس‌ها و کانتینرها استفاده می‌کند و انعطاف‌پذیری بیشتری دارد.

چالش‌های ابر بومی چیست؟

پیچیدگی مدیریت، نیاز به ابزارهای پیشرفته، وابستگی به ارائه‌دهندگان ابری و چالش‌های امنیتی از جمله چالش‌های ابر بومی هستند.

ابزارهای اصلی ابر بومی کدامند؟

Kubernetes برای هماهنگ‌سازی، Docker برای کانتینرسازی و ابزارهایی مانند Prometheus و Grafana برای نظارت از ابزارهای کلیدی ابر بومی هستند.

جمع بندی

در این مطلب به بررسی مفهوم ابر بومی (Cloud Native) و مزایای آن پرداخته‌ایم. ابر بومی یک رویکرد پیشرفته در توسعه نرم‌افزار است که با به‌کارگیری معماری میکروسرویس‌ها، کانتینرها و ابزارهای اتوماسیون، سرعت، انعطاف‌پذیری را بهبود می‌بخشد. نکته جالب این است که این فناوری در ایران، علیرغم محدودیت‌های در دسترسی به سرویس‌های ابری جهانی، در حال گسترش است.

🔶برای ادامه مطالعه و یادگیری: تفاوت سرور ابری با سرور مجازی یا VPS