الخدمات السحابية

البنية التحتية كخدمة (Infrastructure as a Service - IaaS)، المنصة كخدمة (Platform as a Service - PaaS)، البرمجيات كخدمة (Software as a Service - SaaS).

• أوضّح بعض نماذج التسليم الافتراضية في الحوسبة السحابية Saas, Paas, IaaS.
• أعدّد بعض شركات الحوسبة السحابية، وأفرّق بينها من حيث خدماتها وخصائصها.
• أحدّد متطلبات الحوسبة السحابية.
• أذكر التحديات التي تواجه الحوسبة السحابية.

وردت معنا في الصف التاسع أنواع الخدمات السحابية الثلاثة (IaaS, PaaS أو SaaS)؛ فهل هذه هي الأنواع الوحيدة للخدمات السحابية؟ وما هي مميزاتها؟ وما الفروق في ما بينها؟

تطوير خطة شاملة لنموذج خدمة سحابية مخصص لمدرسة، مع التركيز على اختيار النوع الأنسب من الخدمات السحابية (IaaS, PaaS, أو SaaS) بناءً على تحليل المتطلبات والاحتياجات. أبحثُ مع مجموعتي عن تعريفات وأمثلة للأنواع الثلاثة من خدمات الحوسبة السحابية: البرمجيات كخدمة (SaaS)، والمنصة كخدمة (PaaS)، والبنية التحتية كخدمة (IaaS). ندوّن النتائج التي توصلنا إليها، ونقارنها بنتائج المجموعات الأخرى.

توفر الحوسبة السحابية ثلاثة نماذج جوهرية، تشمل البرمجيات، والمنصات، والبنية التحتية كخدمة، انظر الشكل (2-1).

1. تمثل الطبقة الأساسية من الخدمات السحابية؛ حيث توفّر للمستخدمين موارد الحوسبة الأساسية، مثل الخوادم، والتخزين، والشبكات، ومراكز البيانات.
2. يمكن للمستخدم بناء أنظمته التشغيلية والتطبيقات في هذه الخدمة وإدارتها، والتحكم بها؛ لكنه لا يدير البنية التحتية الفعلية، مثل الخوادم أو الشبكات.

Google Cloud Platform (GCP), Microsoft Azure, Amazon Web Services (AWS)

1. توفّر هذه المنصة للمطورين بيئة تطوير متكاملة، تمكنهم من بناء التطبيقات ونشرها من دون الحاجة إلى إدارة البنية التحتية.
2. تشمل هذه البيئة أدوات تطوير، وقواعد بيانات، وخوادم تطبيقات.
3. فالمستخدم يركز فقط على تطوير التطبيقات، بينما يتحمل مزود الخدمة مسؤولية إدارة البنية التحتية؛ مما يوفر وقتاً وجهداً للمطورين.

(Microsoft Azure App Services, Google App Engine, Heroku)

1. تتيح هذه الخدمة للمستخدمين الوصول إلى التطبيقات والبرمجيات عبر الإنترنت من دون الحاجة إلى تثبيتها على أجهزتهم.
2. وتتحمل الشركة المقدمة للخدمة مسؤولية إدارة التطبيقات والبنية التحتية.
3. هذا النموذج يُستخدم للوصول إلى التطبيقات الجاهزة عبر الإنترنت، مثل خدمات البريد الإلكتروني أو معالجة النصوص.

(Google Docs, Gmail, Salesforce)

هناك العديد من مزودي خدمات الحوسبة السحابية البارزين الذين يقدمون مجموعة واسعة من الخدمات للمستخدمين. وفي ما يأتي بعض من أهم موفري خدمات الحوسبة السحابية:

• Amazon Web Services (AWS): تعد أمازون AWS أكبر مزود للخدمات السحابية في العالم، وتقدم مجموعة واسعة من الخدمات التي تشمل الحوسبة، والتخزين، وقواعد البيانات، والشبكات، والتحليلات، والذكاء الاصطناعي، والأمان، وغيرها الكثير كخدمة البنية التحتية (IaaS) والمنصات كخدمة (PaaS).

• Microsoft Azure: هو ثاني أكبر مزود للخدمات السحابية بشكل متكامل، ويوفر العديد من الحلول السحابية التي تشمل الحوسبة، والتخزين، وقواعد البيانات، والذكاء الاصطناعي، والشبكات، والأمان. خدمات Azure معروفة بميزاتها بدمجها السلس مع منتجات مايكروسوفت الأخرى وخدماتها.

• Google Cloud Platform (GCP): يقدم GCP مجموعة من الخدمات السحابية التي تشمل الحوسبة، والتخزين، وقواعد البيانات، والتعلم الآلي، وتحليل البيانات. GCP ويتميز بقدراته على التعامل مع البيانات الضخمة وأدوات التحليل المتقدمة مثل BigQuery.

• IBM Cloud: يوفّر حلولاً سحابية شاملة تشمل الحوسبة، والتخزين، وقواعد البيانات، والذكاء الاصطناعي، والشبكات، والأمان. وتتميز IBM Cloud بقوتها في مجال الذكاء الاصطناعي عن طريق Watson، بالإضافة إلى قدراتها في التعامل مع الشركات الكبيرة.

1. أبحث في المواقع الإلكترونية الموثوقة على شبكة الإنترنت عن شركات محلية وعالمية تقدم خدمات الحوسبة السحابية، وأحدّد نوع الخدمات التي تقدمها، مثل (IaaS، PaaS، SaaS).
2. ثم أقوم بمشاركة ما توصلت إليه من معلومات مع زملائي عبر الملف المشترك المخصص لهذا النشاط على Google Docs.

أتعاون مع زملائي في المجموعة لاستكشاف منصة أمازون AWS بمساعدة معلمنا/معلمتنا. نبحث عن المعلومات الأساسية حول المنصة، وكيف تقدم خدمات الحوسبة السحابية؛ باتباع الخطوات الآتية:

• التسجيل مجاناً على منصة AWS (إذا لم يكن لدينا حسابات مسبقة). يمكن التسجيل مجاناً على منصة AWS إذا لم يكن لديك حساب مسبق. يشمل التسجيل المجاني خدمات أساسية متاحة لمدة 12 شهراً، مما يتيح لك فرصة تجربة مجموعة متنوعة من الخدمات السحابية دون أي تكلفة.
• اختيار إحدى الخدمات التي تقدمها المنصة واستكشافها.
• تدوين الملاحظات حول كيفية عمل الخدمة التي اخترناها، وما هي ميزاتها، بالإضافة إلى الفوائد التي يمكن أن تقدمها.

  نتشارك ملاحظاتنا بوصفنا فريقاً واحداً، ونناقش النتائج التي توصلنا إليها مع بقية مجموعات الصف؛ حيث يقوم كل فريق بتقديم عرض حول الخدمة التي استكشفها، وأبرز ما توصل إليه.

تشمل متطلبات الحوسبة السحابية العناصر الأساسية (المادية والبرمجية) التي تضمن تقديم خدمات سحابية فعالة وآمنة. ويمكن إجمالها في ما يأتي:

• البنية التحتية المتطورة: تتطلب الحوسبة السحابية وجود مراكز بيانات متطورة، تشمل الخوادم القوية وحلول التخزين الكبيرة التي تضمن تخزين البيانات، وتشغيل التطبيقات بشكل مستمر.
• تقنيات الأمان: مثل التشفير لضمان سرية البيانات وجدران الحماية لمنع الهجمات الإلكترونية. وتشمل أيضاً أنظمة إدارة الهوية، والتحكم في الوصول إلى الموارد السحابية.
• الأجهزة المتوافقة: يجب أن تكون أجهزة الحاسوب التي يستخدمها العملاء متوافقة مع متطلبات النظام السحابي، وهو ما يتطلب تقنيات افتراضية، مثل (Virtual Operating Systems)، وأدوات إدارة الحوسبة السحابية (مثل Docker, Kubernetes).
• اتصال الإنترنت عالي السرعة: يعد وجود اتصال سريع بالإنترنت من الأساسيات للوصول إلى البيانات والخدمات السحابية بشكل فوري.
• برامج متوافقة مع السحابة: يجب أن تكون البرمجيات متوافقة مع البنية التحتية السحابية، بما في ذلك أنظمة التشغيل والتطبيقات التي تعمل على السحابة.
• أنظمة النسخ الاحتياطي والاستعادة: من الضروري وجود خطط استمرارية الأعمال، وأنظمة نسخ احتياطي فعالة؛ لضمان استعادة البيانات في حالات الطوارئ.

أبحث في المواقع الإلكترونية الموثوقة عن متطلبات اخرى للحوسبة السحابية، وأعدّ تقريراً باستخدام Google Docs وأشاركه مع الزملاء.

1. أنظمة التشغيل الافتراضية (Virtual Operating Systems) هي أنظمة تشغيل تُستخدم في بيئات افتراضية؛ لتشغيل أنظمة تشغيل متعددة على الجهاز الحاسوبي نفسه.
2. وتساعد هذه الأنظمة في تحسين استخدام الموارد وتوفير بيئة مستقرة وآمنة لتشغيل التطبيقات والخدمات، مثل تطبيقات الهواتف الخلوية.

يعتمد اختيار نوع الخدمة الأنسب على مجموعة من العوامل المتعلقة بالبنية التحتية، والتكلفة، والأمان، والمرونة، بالإضافة إلى توافق الأنظمة والدعم التقني المتوافر. إنّ فَهَم هذه الاحتياجات بشكل دقيق يساعد في اتخاذ القرار المناسب لاختيار الخدمة السحابية المثلى. وفي ما يأتي توضيح لهذه العوامل:

• الاحتياجات التشغيلية: تشمل هذه الفئة القدرات الحاسوبية المطلوبة لتشغيل التطبيقات ومعالجة البيانات. على سبيل المثال:
• البنية التحتية: تتضمن تحديد قدرة المعالجة، ومساحة التخزين، والسرعة المطلوبة لنقل البيانات، بالإضافة إلى مستوى الأداء المتوقع من حيث استمرارية الخدمة وتقليل الأعطال.
• التطبيقات: تتطلب الشركات القدرة على تشغيل تطبيقات متقدمة، مثل قواعد البيانات أو تطبيقات الأعمال، مع تحقيق سرعة استجابة كافية، وتكامل مع الأنظمة الأخرى.
• البيانات: تختلف احتياجات تخزين البيانات بناءً على نوعية البيانات، سواء أكانت هيكلية أو غير هيكلية أو حساسة. ويجب ضمان وجود سياسات واضحة لحماية البيانات.
• التكلفة: تؤدي التكلفة دوراً مهماً في اختيار الحل السحابي المناسب. ويجب مراعاة التكلفة على المدى القريب والبعيد، وتشمل: نموذج الدفع، التكاليف الأولية والمستمرة.
• الأمان: الأمان هو أحد العوامل الرئيسة في اختيار الخدمة السحابية. والشركات التي تتعامل مع بيانات حساسة مثل المالية أو الصحية تحتاج إلى أنظمة أمان قوية، مثل التشفير، وإدارة الهوية، والسيطرة على الوصول لحماية البيانات من التهديدات الإلكترونية.
• المرونة: تحتاج بعض الشركات إلى مرونة في توسيع استخدام الموارد السحابية أو تقليصها بناءً على تغيّر احتياجاتها. والحلول السحابية مثل السحابة الهجينة أو السحابة العامة، توفّر هذه المرونة.

أتعاون مع الزملاء لدراسة الحالة الآتية ثم مناقشة ما يليها: "شركة ناشئة في مجال التجارة الإلكترونية، تقدم منصة عبر الإنترنت لبيع منتجات متنوعة. مع تزايد قاعدة عملائها وتوسّع أعمالها، تبحث الشركة في كيفية استخدام خدمات الحوسبة السحابية لتحسين أدائها، علماً أن الشركة حالياً تستخدم أنظمة إدارة المحتوى وأنظمة إدارة علاقات العملاء (Customer Relationship Management (CRM))، وتتطلع للتوسّع والعالمية."

أفكّر في إجابة الأسئلة الآتية لتحديد احتياجات الشركة:

• ما نوع الحوسبة السحابية الأنسب (عامة، خاصة، هجينة) ولماذا؟
• كيف يمكن للشركة التأكد من أن بيانات عملائها محمية بشكل كافٍ؟
• ما الخيارات المتاحة لضمان التكامل مع الأدوات والتطبيقات الحالية للشركة؟
• كيف يمكن للشركة تقليل التكاليف في أثناء الانتقال إلى السحابة؟
• ما المعايير الواجب أخذها بالاعتبار لضمان دعم تقني فعال ومستمر؟

  نناقش ما توصلنا إليه مع الزملاء، ونستمع إلى التغذية الراجعة.

تتنوّع التحديات التي تواجه الحوسبة السحابية ما بين مسائل تقنية، أو تنظيمية، أو أخرى متعلقة بالأمان. وعلى الرغم من الفوائد الكبيرة التي تقدمها الحوسبة السحابية، تظل هناك بعض المخاوف التي قد تعيق انتشارها على نطاق أوسع. وفي ما يأتي أبرز هذه التحديات:

• أمن البيانات والخصوصية: تظل حماية البيانات الحساسة من الاختراق أو الوصول غير المصرح به واحدة من أكبر التحديات. فعند نقل البيانات إلى السحابة، قد تصبح أكثر عرضة للهجمات الإلكترونية؛ مما يزيد من المخاوف المتعلقة بسرية المعلومات وخصوصيتها. ومع استخدام تقنيات التشفير أيضاً، يظل هناك تخوّف من الثغرات الأمنية.
• الامتثال التنظيمي: بعض القطاعات مثل البنوك والرعاية الصحية لديها متطلبات صارمة في ما يتعلق بالامتثال للقوانين واللوائح المحلية والدولية؛ هذا يجعل من الصعب أحياناً تلبية هذه المتطلبات عند الاعتماد على خدمات السحابية، خاصة إذا كانت البيانات تُخزّن في مراكز بيانات تقع في دول مختلفة.
• التكامل مع البنية التحتية المحلية: الشركات التي تستخدم بالفعل أنظمة وتطبيقات محلية، قد تواجه صعوبة في التكامل مع خدمات الحوسبة السحابية. هذا التحدي يتعلق بتحقيق التوافق بين الأنظمة السحابية، وتلك التي يستخدمها المؤسسات داخلياً.

أبحث في المواقع الإلكترونية الموثوقة عن تحديات أخرى للحوسبة السحابية ثم أعدّ عرضاً تقديمياً وأشاركه على اللوح التفاعلي الرقمي للصف. أما التحديات المستقبلية، فتشمل التطور السريع في تقنيات الحوسبة السحابية الذي يتطلب من المؤسسات مواكبة هذه التطورات وتبنيها بفعالية. ثم إنّ الحوسبة السحابية ستكون جزءاً أساسياً من استراتيجيات التحول الرقمي؛ مما يتطلب تكاملاً أفضل مع تقنيات مثل الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء. وهناك حاجة أيضاً لتقليل البصمة الكربونية لمراكز البيانات السحابية، وتعزيز الاستدامة البيئية.

1. ثم إنّ التطورات المستمرة في تقنيات الهجمات السيبرانية تفرض على مزودي الخدمات السحابية تطوير تقنيات حماية متقدمة؛ لمواكبة تلك التهديدات.
2. وأخيراً، فإنّ تنامي القوانين واللوائح الدولية المتعلقة بالخصوصية وحماية البيانات على المستوى الدولي، يتطلب من الشركات المزيد من الجهود للامتثال للمعايير المحلية والدولية في هذا المجال.

أتعاون مع زملائي في المجموعة للبحث عن الحلول المقترحة للتحديات الحالية والمستقبلية التي تواجه الحوسبة السحابية. نقوم بالبحث عن طريق مصادر موثوقة عبر الإنترنت، وبعد البحث، أسهم في النقاش ضمن المجموعة لتبادل الأفكار والحلول التي توصلنا إليها. ثمّ نلخص الحلول المقترحة وننظمها في ملف مشترك (Google Docs). نناقش النتائج التي توصلنا إليها في الصف، ونستفيد من آراء زملائنا لتحسين فهمنا للحلول الممكنة لهذه التحديات.

• الاستخدام المسؤول للتكنولوجيا: الالتزام باللوائح والقوانين المحلية والدولية الخاصة بحماية البيانات عند استخدام الخدمات السحابية، واستخدام الموارد السحابية بشكل مسؤول وتجنّب الاستخدام غير المشروع للبيانات.
• الملكية الفكرية: احترام حقوق الملكية الفكرية عند الوصول إلى البيانات والمحتويات على السحابة، والالتزام بالقوانين التي تمنع انتهاك حقوق الآخرين.
• الشفافية والمسؤولية: التعامل مع البيانات بحذر وشفافية، خاصة عند استخدام الموارد السحابية لمشروعات جماعية أو مشاركتها مع الآخرين، ويجب التأكد من الأمان والخصوصية قبل مشاركة الملفات.

أستكمل مع زملائي في المجموعة العمل على تطوير خطة شاملة لنموذج خدمة سحابية مخصص لمدرسة، مع التركيز على اختيار النوع الأنسب من الخدمات السحابية (IaaS, PaaS, SaaS) بناءً على تحليل المتطلبات.

المكونات الأساسية للمنتج، تشمل:

• الخدمة السحابية المقترحة: "ما هي الخدمة السحابية التي نحتاجها؟ هل نحتاج إلى بنية تحتية (IaaS)، منصة (PaaS)، أم برمجيات (SaaS)؟"
• تطوير خُطة الخدمة السحابية، أكتبُ خطة مفصلة تشمل:
• النوع المختار من الخدمات السحابية.
• تفسير اختيار النموذج بناءً على احتياجات المشروع.
• التكلفة التقديرية لاستخدام الخدمة.
• الفوائد المتوقعة من استخدام الخدمة.
• استراتيجيات التنفيذ، وكيفية دمج الخدمة في النظام التعليمي أو الإداري.
• إجراءات ضمان أمان الخدمة والتدابير الأمنية اللازمة.
• كيفية توسيع الخدمة لتلبية احتياجات إضافية.
• التحديات التي قد نواجهها، وكيف سنتعامل معها؟
• تقديم العرض
• إعداد عرض تقديمي (Google Slides) للمكونات الأساسية للخدمات السحابية المختارة، واستراتيجيات الأمان، وتحليل التكاليف، والخطط المستقبلية.
• متطلبات التقييم
• تحليل شامل: يجب أن يُظهر التحليل العمق والفهم الواضح للاحتياجات.
• الأدلة: يجب أن يكون اختيار نوع الخدمة مدعوماً بأدلة قوية.
• الأمان وحماية البيانات: توضيح التدابير المتخذة لحماية البيانات وضمان الخصوصية.
• تحليل التكلفة: تقدير تكاليف استخدام الخدمة السحابية، وتحديد الفرق بين الخيارات المجانية والمدفوعة.
• عرض احترافي: يجب أن يكون العرض منظماً وجذاباً، ويظهر مهارات التواصل الفعال.

المعرفة: أوظّف في هذا الدرس ما تعلمته من معارف للإجابة عن السؤالين الآتيين: السؤال الأول: أقارن بين البنية التحتية كخدمة (IaaS)، والمنصة كخدمة (PaaS)، والبرمجيات كخدمة (SaaS). السؤال الثاني: ما التحديات الأمنية المرتبطة باستخدام الحوسبة السحابية؟ وكيف يمكن التغلّب عليها؟

المهارات: أوظّف مهارات التفكير الناقد، والبحث الرقمي، والتواصل للإجابة عن الأسئلة الآتية: السؤال الأول: كيف يمكن تحديد نموذج الحوسبة السحابية الأنسب لاحتياجات مشروع معين؟ السؤال الثاني: أبحثُ عبر الإنترنت عن الشركات التي تقدم خدمات سحابية. وما المعايير التي يمكن استخدامها لتقييم خدماتها؟ السؤال الثالث: كيف يمكن الاحتفاظ بنسخ احتياطية من البيانات، والإسهام في حماية البيانات، وزيادة الموثوقية في الخدمات السحابية؟

أتعاون مع الزملاء في عمل كتيب إرشادي يتضمن إرشادات حول كيفية استخدام إحدى المنصات السحابية لمساعدة الطلبة في الصفوف (7-10) في دعم تعلمهم.