رایانش ابری عبارت است از مجموعه‌هایی از منابع رایانشی و خدمات مبتنی بر زیرساخت آن‌ها، که بین استفاده­‌کنندگان به ‌اشتراک ­گذاشته ­شد‌‌‌‌ه‌­اند. این مجموعه­‌های منابع و خدمات قابل تنظیم هستند و می‌­توان آن­ها را به سرعت و از طریق اینترنت، فراهم کرد. رایانشی ابری بر تجمیع و به­ اشتراک­‌گذاری منابع مبتنی است، نظیر آنچه در مورد منابع مصرفی مانند آب و برق و … رخ می‌­دهد. به این ترتیب، صرفه­‌جویی ناشی از مقیاس هزینه‌ها را کاهش می‌دهد.

مزایای استفاده از خدمات رایانش ابری چیست؟

دریافت خدمات رایانش ابری از تأمین‌­کنندگان و فروشندگان این خدمات به کسب­‌وکارها کمک می­‌کند که بر هسته­‌ی کسب‌­وکار خود، مواردی نظیر استراتژی و بازاریابی، تمرکز کنند و نگرانی کمتری در مورد تأمین منابع زیرساختی و پیاده­‌سازی و نگهداری آن­ها داشته ­‌باشند. علاوه بر این، استفاده از رایاش ابری هزینه­‌های اولیه­‌ی زیرساخت را برای کسب‌­وکارها کاهش می‌­دهد. سازمان‌­ها با استفاده از رایانش ابری می­‌توانند اپلیکیشن­‌ها و خدمات خود را با سرعت بیشتری آماده کرده و به بازار ارائه کنند. علاوه بر این، سازمان­‌ها می‌­توانند با سرعت بیشتری منابع مورد نیاز خود را برای انطباق بر نیاز بازار، تأمین کنند.

تأمین­‌کنندگان و فروشندگان خدمات رایانش ابری معمولا از مدل Pay-As-You-Go استفاده می­‌کنند. برای مدیری که از خدمات رایانش ابری استفاده می­‌کند و با این مدل آشنایی ندارد، ممکن است مدل Pay-As-You-Go منجر به هزینه‌­های عملیاتی غیرقابل­‌انتظار شود.

دلایل رشد رایانش ابری چیست؟

رایانش ابری رشد قابل توجهی در سال­‌های اخیر داشته‌ ­است. از جمله دلایل این رشد می­‌توان به مواردی زیر اشاره کرد:

• دسترسی به شبکه­‌هایی با قابلیت‌­های بالا
• منابع کامپیوتری و فضاهای ذخیره­‌سازی با هزینه­‌ی کم
• معماری خدمت‌ محو
• گسترش استفاده از تکنولوژی مجازی­‌سازی سخت­‌افزارها

تاریخ پیدایش رایانش ابری

عبارت “رایانش ابری” با انتشار یکی از محصولات آمازون به نام Elastic Compute Cloud در سال ۲۰۰۶ شهرت یافت اما اولین بار از این کلمه در مستندات داخلی شرکت COMPAQ در سال ۱۹۹۶ استفاده شده‌ ­بود.
در سال ۱۹۷۷، از ابر به عنوان نمادی برای نمایش شبکه­‌هایی از تجهیزات کامپیوتری در APRANET استفاده شد و همین اتفاق در سال ۱۹۸۱ در CSNET نیز رخ داد. APRANET و CSNET نسخه‌­های اولیه­‌ای از اینترنت بودند. کلمه­‌ی ابر به عنوان استعاره‌­ای از اینترنت به کار می‌­رفت. کلمه‌­ی “ابر” در سال ۱۹۹۳ برای اشاره به پلتفرم­‌هایی که منابع رایانشی را توزیع می‌­کردند استفاده می‌­شد.

• سرآغاز

در دهه‌­ی ۱۹۹۰، شرکت­‌های ارتباطات دوربرد که پیش از آن مدارهای داد‌ه‌­ی نقطه-به-نقطه ارائه می­‌کردند، شروع به ارائه­‌ی خدمات VPN کردند که کیفیتی مشابه با خدمات نقطه-به-نقطه داشت، اما هزینه‌­ی آن کمتر بود. آن­ها از ابر به عنوان نمادی برای نمایش نقطه‌­ای استفاده می‌­کردند که نشان می­داد تأمین‌­کننده­‌ها و کاربرها هر کدام تا چه حدی مسئولیت داشتند. در ادامه، مرزهای رایانش ابری گسترش پیدا کردند و رایانش ابری سرورها و زیرساخت شبکه را نیز در بر گرفت. زمانی که کامپیوترها رواج بیشتری پیدا کردند، دانشمندان راه­‌هایی را پیدا کردند که از طریق اشتراک زمانی بتوانند کامپیوترها را برای چند کاربر در دسترس قرار دهند. استفاده از ابر به عنوان یک استعاره برای خدمات مجازی­‌سازی­‌شده، حداقل به سال ۱۹۹۴ برمی­‌گردد.

• دهه­‌ی ۲۰۰۰

رایانش ابری، از سال ۲۰۰۰ به وجود آمد. در آگوست ۲۰۰۶، آمازون AWS را ایجاد کرد و EC2 را معرفی کرد. در آوریل ۲۰۰۸، گوگل نسخه‌­ی بتا را برای Google App Engine معرفی کرد. در اوایل سال ۲۰۰۸، OpenNebula که متعلق به NASA بود، به اولین نرم­‌افزار متن‌­باز برای پیاده‌­سازی ابرهای خصوصی و ترکیبی و متحد کردن ابرهای مختلف تبدیل شد.
در اواسط سال ۲۰۰۸، گارتنر فرصتی جدید را مشاهده کرد: رایانش ابری در حال شکل دادن به ارتباط جدیدی بین مصرف­‌کنندگان خدمات IT، استفاده‌­کنندگان از خدمات IT و فروشندگان این خدمات بود. همچنین، گارتنر مشاهده کرد که سازمان‌­ها از مدل سنتی مالکیت سخت‌­افزار و نر‌‌م‌­افزار، به سمت مدل‌­های خدمت­‌محور بر مبنای مصرف حرکت می­‌کنند. به این ترتیب، این حرکت به سمت رایانش ابری موجب می­شد که تقاضا برای محصولات و خدمات IT در بعضی حوزه‌­ها افزایش و در بعضی حوزه­‌ها کاهش چشمگیری داشته ­‌باشد.

• دهه­‌ی ۲۰۱۰

در فوریه ۲۰۱۰، مایکروسافت Microsoft Azure را به بازار ارائه کرد. در جولای ۲۰۱۰، Rackspace و NASA در یک سرمایه‌­گذاری مشترک، نمونه­‌ی اولیه­‌ی یک نرم‌­افزار ابری متن‌­باز را، به نام OpenStack، ارائه کردند. کدهای اولیه از پلتفرم‌­های Nebula و Cloud Files به دست آمدند. OpenStack، به عنوان یک راه حل متن­‌باز برای مسائل سازمان­‌ها، در کنار پلتفرم­‌هایی نظیر CloudStack، Ganeti و OpenNebula، نظر جامعه­‌هایی کلیدی را به خود جلب کرده‌­است. مطالعه­‌های مختلفی وجود دارند که این پلتفرم‌­های متن‌­باز را بر اساس معیارهایی مقایسه کرده‌­اند.
در مارس ۲۰۱۱، IBM محصول خود را با نام IBM SmartCloud برای پشتیبانی از Smarter Planet به بازار ارائه کرد. در ژوئن ۲۰۱۲، Oracle محصول خود را با نام Oracle Cloud به بازار معرفی کرد. Oracle Cloud اولین محصولی بود که به کاربر راه حل­‌های IT را به صورت یکپارچه در هر سه لایه­‌ی IaaS، PaaS و SaaS ارائه می‌­داد.

مفاهیم مشابه

هدف رایانش ابری این است که کاربرها از تکنولوژی­‌هایی که به آن­ها اشاره شد استفاده کنند، بدون اینکه نیاز باشد در مورد آن­ها دانش تخصصی داشته­ باشند.

هدف استفاده از رایانش ابری چیست؟

هدف استفاده از رایانش ابری این است که هزینه­‌ها کمتر شوند و کاربرها بتوانند بر هسته­‌ی کسب­‌وکار خود تمرکز کنند، به جای اینکه حرکت­شان به دلیل موانع در حوزه­‌ی IT با مشکل و توقف رو­‌‌به‌­رو شود.

چگونه رایانش ابری ممکن میشود؟

تکنولوژی اصلی که رایانش ابری را ممکن می­‌کند، مجازی‌سازی است. نرم‌­افزارهای مجازی­‌سازی، دستگاه فیزیکی رایانش را به چند دستگاه مجازی تبدیل می­کند. از هر کدام از این دستگاه‌های مجازی می­‌توان به سادگی برای اجرای رایانش استفاده کرد. با مجازی‌­سازی در سطح سیستم­‌های عامل، که در نتیجه­‌ی آن مجموعه­‌ای از ماشین­‌های رایانشی گسترش‌­پذیر و مستقل ایجاد می­‌شوند، می‌­توان منابع رایانشی را زمانی که در حال استفاده نیستند، به ماشین­‌های رایانشی تخصیص داد، و در نتیجه، با اثربخشی بیشتری از آن­ها استفاده کرد. مجازی­‌سازی سرعت عملیات­‌های مرتبط با IT را افزایش می­‌دهد؛ و با افزایش بهره­‌برداری از زیرساخت، هزینه­‌ها را کاهش می­‌دهد.

کاربر های رایانش ابری چگونه میتوانند مشکلات خود را بر طرف کنند؟

کاربرها معمولا در کسب‌­وکار با مشکل­‌ها و مسئله­‌هایی رو­به‌­رو می‌­شوند. رایانش ابری بر مبنای رویکرد معماری خدمت­‌محور ایجاد شده‌­است، که از طریق آن، کاربر می­‌تواند برای حل این موارد، خدمت‌­های مختلف را فراهم کرده و یکپارچه کند تا به راه‌­حل­‌های مورد نظرش دست پیدا کند. در رایانش ابری، منابع در قالب سرویس ارائه می­‌شوند. ضمنا، رایانش ابری برای ایجاد دسترسی آسان و جهانی به خدمات ابری به صورتی استاندارد، از استانداردهای قابل اتّکا و بهترین­ روش‌­ها در حوزه­‌ی معماری خدمت‌­محور استفاده می­‌کند.
رایانش ابری همچنین از مفاهیم مرتبط با محاسبه­‌ی هزینه برای منابع عمومی نظیر آب، گاز و برق استفاده می‌­کند تا سنجه­‌هایی برای محاسبه‌­ی هزینه‌­ی خدمات استفاده­‌شده تعریف کند. این سنجه‌­ها هسته­‌ی مدل­‌های Pay-As-You-Go در خدمات ابری عمومی هستند.
رایانش ابری یکی از انواع رایانش شبکه‌­ای است که در گذر زمان، مشکل­‌های آن در رده­‌های کیفیت خدمات و قابلیت اطمینان بهبود پیدا کرده­‌اند. همچنین، رایانش ابری، در مقایسه با رایانش موازی، دستگاه‌ها و تکنولوژی­‌هایی را فراهم می­‌کند که به وسیله­‌ی آن­ها می­‌توان اپلیکیشن­‌هایی را که حجم بالایی را از داده یا رایانش در بر دارند، با هزینه‌­ی کمتر، ساخت و اجرا کرد.

مشخصه­‌ها

مشخصه­‌های کلیدی رایانش ابری عبارتند از:

افزایش سرعت

رایانش ابری ممکن است سرعت سازمان­‌ها را افزایش دهد؛ زیرا کاربرها با استفاده از رایانش ابری انعطاف‌­پذیری بیشتری در فراهم کردن، افزایش و توسعه‌­ی زیرساخت مورد نظرشان خواهند داشت.

کاهش هزینه

فروشندگان خدمات ابری معتقد هستند استفاده از رایانش ابری ممکن است هزینه­‌ها را کاهش دهد. استفاده از خدمات ابری عمومی، هزینه‌­های سرمایه (نظیر خرید سرور) را به هزینه‌­های عملیاتی تبدیل می­کند. این موضوع ظاهرا موانع ورود را کاهش می‌دهد؛ چرا که سازمان نیاز نخواهد داشت برای استفاده‌­ی نامکرّر از زیرساخت، آن را خریداری کند، و به جای آن، تأمین‌­­کننده‌­ی خدمات ابری این نیاز را برای سازمان برطرف خواهد کرد. از طرف دیگر، محاسبه­‌ی هزینه با روش محاسبه­‌ی هزینه‌­ی منابع عمومی نظیر برق، منجر به دقیق شدن هزینه می‌­شود. به این ترتیب، سازمان برای آنچه واقعا استفاده کرده­‌است هزینه خواهد کرد. به علاوه، با استفاده از رایانش ابری، سازمان به میزان کمتری از مهارت‌­های مرتبط با IT نیاز خواهد داشت. در نهایت، به نظر می‌­رسد اینکه واقعا استفاده از رایانش ابری منجر به کاهش هزینه شود، به دو عامل بستگی خواهد داشت: عملیات­‌هایی که قرار است در حوزه­‌ی IT انجام شوند و زیرساخت­‌هایی که سازمان در اختیار دارد.

عدم وابستگی به مکان

عدم وابستگی به مکان و دستگاه دسترسی، باعث می‌­شود کاربرها، که مثلا کارکنان واحد IT هستند، فارغ از اینکه کجا هستند و از چه دستگاهی برای دسترسی استفاده می­کنند، صرفا با اتصال به اینترنت بتوانند به سیستم دسترسی داشته­ باشند. لذا، با تو‌جه به اینکه سیستم از طریق اینترنت قابل دسترسی است، کاربرها از هر مکانی با استفاده از اینترنت می­‌توانند به آن متصل شوند.

قابلیت چندکاربره بودن

قابلیت چندکاربره بودن این امکان را ایجاد می­‌کند که منابع و هزینه­‌ها بین تعداد زیادی از کاربرها به اشتراک گذاشته شوند. این اتفاق، چند نتیجه دارد:

نتیج چند کاربره بودن 

• متمرکز کردن زیرساخت در مکان و شرایطی که کمترین هزینه را دارد.
• ظرفیت تأمین تقاضا در حالت اوج بیشتر می‌­شود؛ چرا که کاربرها نیاز نخواهند داشت منابع لازم را برای تأمین نیاز در نقطه‌­ی اوج خریداری کنند.
• بهره­‌وری و کارایی ارتقا می­‌یابد؛ چرا که از سیستم‌­هایی به طور کامل استفاده می‌­شود که پیش از آن از ۱۰ تا ۲۰ درصد آن­ها استفاده می­‌شد.
• کارشناس­‌های IT تأمین­‌کننده‌­ی خدمات ابری، بر عملکرد سیستم نظارت دارند. به علاوه، با استفاده از خدمات مبتنی بر وب به عنوان رابط کاربری، یک معماری منسجم و منعطف ایجاد می­‌شود.
• زمانی که چند کاربر به طور همزمان روی مجموعه‌­ای از داده‌­ها کار می‌­کنند، نسبت به حالتی که آن­ها در توالی منتظر آماده شدن نتایج باشند، بهره‌­وری ممکن است افزایش پیدا کند. به علاوه، نیاز نخواهد بود که هر کاربر نرم‌­افزارها و به‌­روز­رسانی‌­ها را روی کامپیوتر خودش نصب کند.
• با استفاده از منابع مازاد در مکان­‌های مختلف، قابلیت اطمینان بهبود پیدا می‌­کند. به این ترتیب، رایانش ابری، اگر به خوبی طراحی شده ­باشد، به تداوم کسب‌­وکار و بازیابی از حوادث کمک می­‌کند.
• رایانش ابری قابلیت گسترش‌­پذیری منابع را بر اساس تقاضا برای کاربر ایجاد می­‌کند. کاربر می­تواند بنا به خواست خود، در هر زمان، منابع مورد نظرش را انتخاب کند و تغییرات مورد نظر او در زمان بسیار کوتاهی اعمال می­‌شوند. به علاوه، هزینه‌­ی این تغییرات با مدل دقیق ارزیابی هزینه در رایانش ابری محاسبه می­‌شود تا کابر متحمل هزینه‌های اضافه نشود. لذا، کاربر نیاز نخواهد داشت برای زمان اوج مصرف خود نگران تأمین منابع باشد. در نتیجه، منابع را می­‌توان در زمان افزایش تقاضا، افزایش داد، و در زمانی که منابع مصرف نمی­‌شوند، میزان آن­ها را کاهش داد. به علاوه، در این زمینه، رویکردهای جدیدی در حال ظهور هستند که هدف آن­ها مدیریت گسترش‌­پذیری با استفاده از یادگیری ماشین است تا با توسعه­‌ی مدل­‌هایی، گسترش­‌پذیری در حالت بهینه قرار بگیرد.
• امنیت با استفاده از رایانش ابری به دلایلی نظیر تمرکز داده­‌ها و افزایش منابعی که بر امنیت متمرکز شده‌­اند، افزایش می­‌یابد. البته، نگرانی‌­هایی در حوزه­‌ی امنیت وجود دارد؛ نظیر از دست دادن کنترل بر بخش از داده­‌های حساس یا امنیت کم برای هسته‌­های ذخیره‌­شده. اغلب، امنیت در رایانش ابری به خوبی امنیت در سیستم‌­های سنتی یا از آن بهتر است. بخشی از دلیل این موضوع این است که تأمین‌­کنندگان خدمات ابری، نسبت به سازمان­‌هایی که از سیستم سنتی استفاده می‌­کنند، می­‌توانند منابع بیشتری را به تأمین امنیت اختصاص دهند و از نظر فنی نیز مهارت بالاتری در مورد استانداردهای امنیتی و پیاده‌­سازی آ­ن­ها دارند؛ هرچند، پیچیدگی پیاده­‌سازی امنیت، در رایانش ابری، به این دلیل بیشتر می‌­شود که تأمین‌­کنندگان باید چرخش داده­‌ها را بین تعداد زیادی از کاربرها و دستگاه‌­ها کنترل کنند. به علاوه، کاربر احتمالا نمی‌­تواند به گزاره‌­های ارزیابی امنیتی دسترسی داشته‌ ­باشد. یکی از انگیزه­‌های پیاده­‌سازی ابرهای خصوصی این است که کاربر کنترل بیشتری بر زیرساخت داشته ­باشد و از از دست رفتن اطلاعات جلوگیری کند.

مدل‌های خدمات

با اینکه معماری خدمت­‌محور به ارائه‌­ی هر چیزی به عنوان سرویس اشاره می‌­کند، تأمین‌­کنندگان خدمات ابری خدمات خود را در قالب مدل­‌های مختلفی ارائه می­‌دهند. ۳ مدل استاندارد عبارتند از IaaS یا زیرساخت به عنوان سرویس، PaaS یا پلت‌فرم به عنوان سرویس و SaaS یا نرم­‌افزار به عنوان سرویس. این مدل­‌ها، به دلیل هم‌­پوشانی‌­هایی که دارند، به عنوان ۳ لایه از خدمات ابری شناخته می­‌شوند. به عنوان نمونه، ممکن است یک سازمان SaaS را روی زیرساخت سنتی پیاده کند و یا یک برنامه را روی IaaS اجرا کند، در حالی که در قالب SaaS قرار ندارد.

• IaaS یا زیرساخت به عنوان سرویس

زیرساخت به عنوان سرویس به مجموع‌ه­ای از خدمات آنلاین اشاره دارد که APIهای سطح بالایی را فراهم می­کنند. از این خدمات، برای بازفراخوانی جزئیات مربوط به زیرساخت­‌های شبکه­‌ای نظیر منابع فیزیکی رایانش، بخش‌­بندی داده‌­ها، گسترش و امنیت، استفاده می­‌شود. یک هایپروایزر ماشین‌­های مجازی را به عنوان مهمان اجرا می­‌کند. مجموعه‌­ای از هایپروایزرها می­‌توانند از تعداد زیادی از ماشین­‌های مجازی پشتیبانی کرده و منابع لازم را بر اساس نیازهای متغییر کاربرها، به این ماشین­‌های مجازی اختصاص دهند. دربردارنده‌های لینوکسی در بخش‌­های مجزایی از یک هسته‌­ی لینوکسی به طور مستقیم روی سخت­ افزار اجرا می­شوند. Cgroupها و namespaceها، تکنولوژی­ های پایه ­ای هسته‌­ی لینوکسی هستند که برای مجازی‌­سازی، امن کردن و مدیریت کردن دربردارند‌‌ه‌­ها استفاده می‌شوند. استفاده از دربردارنده‌­ها نسبت به مجازی­‌سازی عملکرد بالاتری را ارائه می­‌دهد؛ زیرا بار اضافی ناشی از هایپروایزر را حذف می­‌کند. به علاوه، ظرفیت دربردارنده‌­ها به صورت پویا، بر اساس بار رایانشی تغییر می­‌کند، که در نتیجه، مشکل­‌های ناشی از تأمین بیش از حد منابع حذف می­‌شوند و امکان محاسبه­‌ی هزینه را بر اساس میزان مصرف فراهم می­‌کند. ابرهای IaaS معمولا منابع دیگری نیز ارائه می‌­کنند که از جمله­‌ی آن­ها می‌­توان به کتابخانه‌­ی تصویرها، حافظه­‌ی بلاک، فایل یا اشیاء و دیوار آتش اشاره کرد.

تعریف NIST از بستر IaaS

بر اساس تعریف NIST، با استفاده از IaaS، کاربر می‌­تواند نر‌م ­افزارهای مورد نظرش را، شامل اپلیکیشن‌ها و سیستم­‌های عامل، پیاده­‌سازی و اجرا کند. کاربر زیرساخت ابری را کنترل یا مدیریت نمی­‌کند؛ به جای آن، او می­‌تواند سیستم‌­های عامل، فضای ذخیره‌­سازی و اپلیکیشن­‌های پیاده­‌سازی‌­شده را مدیریت کند و کنترلی نسبی بر انتخاب اجزاء شبکه داشته ­باشد.
تأمین­‌کنندگان IaaS این منابع را، بر اساس تقاضای کاربرها، از مجموعه­‌های وسیع منابعی که در مرکزهای داده در اختیار دارند، به کاربرها ارائه می‌­دهند. کاربرها برای اتصال می‌­توانند از اینترنت یا شبکه‌های خصوصی مجازی اختصاصی استفاده کنند. کاربرها، برای پیاده‌­سازی اپلیکیشن‌­های خود، تصویر سیستم­‌های عامل و اپلیکیشن­‌های مورد نظرشان را بر زیرساخت ابری نصب می‌­کنند.
تأمی­ن کنندگان IaaS به طور معمول هزینه‌­ی خدمات را با روش محاسبه­‌ی هزینه‌­ی خدمات عمومی محاسبه می­‌کنند. به این ترتیب، هزینه نشان‌­دهنده­‌ی میزان مصرف هر یک از منابع خواهد بود. برای مطالعه بیشتر میتوانید پست IaaS چیست را مطالعه کنید

• PaaS یا پلتفرم به عنوان سرویس

تأمین­‌کنندگان PaaS برای توسعه‌­دهند‌ه‌­های اپلیکیشن محیطی را برای توسعه فراهم می‌­کنند. تأمین‌کننده­‌ی PaaS به طور معمول بسته‌­ی ابزار و استانداردهای لازم را برای توسعه در کنار کانال‌هایی برای توزیع و پرداخت ایجاد می­‌کند. در مدل‌­های PaaS، تأمین‌­کنندگان یک پلتفرم رایانشی به کاربر ارائه می‌­دهند. این پلتفرم معمولا شامل سیستم­‌های عامل، محیط­‌هایی برای اجرای زبان‌­های برنامه‌­نویسی، پایگاه­‌های داده و وب سرورها است. توسعه‌­دهندگان اپلیکیشن­‌ها می‌­توانند راه­‌حل­‌های نرم­‌افزاری مورد نظرشان را بر یک پلتفرم ابری اجرا کنند؛ در حالی که، نیاز نیست با هزینه و پیچیدگی‌­های خرید و مدیریت زیرساخت نرم‌­افزاری و سخت­‌افزاری مورد نیاز رو­به‌­رو شوند. با استفاده از خدمات PaaS نظیر Microsoft Azure و Google App Engine، منابع زیرساختی رایانش و فضای ذخیره‌­سازی به صورت خودکار و بر اساس نیاز اپلیکیشن گسترش پیدا می‌­کنند؛ به این ترتیب، نیازی نخواهد بود که کاربر منابع را به صورت دستی به اپلیکیشن­‌ها تخصیص بدهد. همچنین میتوانید برای مطالعه بیشتر پست PaaS چیست را مطالعه کنید

• SaaS یا نرم‌­افزار به عنوان سرویس

در این مدل، کاربرها به اپلیکیشن­‌ها و پایگاه­‌های داده دسترسی پیدا می­‌کنند  و تأمین­‌کنندگان خدمات ابری مدیریت زیرساخت و پلتفرمی را که اپلیکیشن بر آن اجرا می‌­شود، به عهده دارند. SaaS گاهی “نرم‌افزار بر حسب تقاضا” نامیده می‌­شود. محاسبه‌­ی هزینه در SaaS معمولا بر اساس میزان استفاد یا با اعمال هزینه­‌ی عضویت است. در مدل SaaS، تأمین‌­کنندگان اپلیکیشن‌­ها و نرم‌افزارها را بر بستر ابر اجرا می‌­کنند و کاربرها از طریق ابر می­‌توانند به آن­ها دسترسی داشته­ باشند. کاربرها نمی‌­توانند زیرساخت یا پلتفرمی را که اپلیکیشن بر آن اجرا می­‌شود، مدیریت کنند. به این ترتیب، نیازی نخواهد بود که کاربرها آن نرم‌­افزار یا اپلیکیشن را روی سیستم خودشان نصب کنند؛ و در نتیجه، نگهداری و پشتیبانی ساده­‌تر خواهد شد.
یکی از تفاو‌‌ت‌­های اپلیکیشن‌­ها و نر‌‌م‌­افزارهای ابری با دیگر نر‌م‌­افزارها و اپلیکیشن‌­ها در قابلیت گسترش‌پذیری است. این گسترش‌­پذیری به این دلیل ایجاد می­‌شود که نرم‌­افزارهای ابری می­‌توانند تقاضا را، در زمان اجرای نرم‌­افزار، از طریق ماشین­‌های مجازی انجام دهند، و به این ترتیب، نیاز متغیر را برآورده کنند. Load Balancerها فشار کاری را بین مجموعه‌­ای از ماشین­‌های مجازی توزیع می‌کنند. ضمنا، نرم­‌افزارها و اپلیکیشن­‌های ابری برای اینکه از تعداد زیادی از کاربرها پشتیبانی کنند، می‌­توانند چندکاربره باشند. به این ترتیب، تعدادی بیشتر از یک کاربر ممکن است از هر ماشین مجازی استفاده کنند.
مدل قیمت‌­گذاری برای اپلیکیشن­‌های SaaS معمولا به صورت هزینه‌­ی ثابت ماهانه یا سالانه به ازاء هر کاربر است؛ لذا، قیمت­‌ها بر اساس تغییر تعداد کاربرها قابل تغییر هستند.

• MBaaS یا بک‌­اند موبایل به عنوان سرویس

در این مدل، که BaaS هم نامیده می‌­شود، برای توسعه­‌دهندگان اپلیکیشن‌­های موبایل یا وب اپلیکیشن­‌ها این امکان فراهم می­‌شود که از طریق APIها که در اپلیکیشن‌­ها یا SDKهای خود در اختیار دارند، اپلیکیشن­‌های خود را به فضای ذخیره‌­سازی ابری و خدمات رایانش ابری متصل کنند. خدماتی که در این بخش ارائه می­‌شوند عبارتند از مدیریت کاربرها، Push Notification، یکپارچگی با خدمات شبکه‌­های اجتماعی و …. این مدل، یک مدل نسبتا جدید در رایانش ابری است که بیشتر استارت­اپ ­های مرتبط با آن از سال ۲۰۱۱ به بعد شکل گرفته‌­اند. ضمنا، روندها نشان می­‌دهند که این مدل از خدمات رایانش ابری به صورت چشم­گیری در حال رایج شدن بین مشتریان سازمانی است.

• Serverless Computing یا رایانش بدون سرور

رایانش بدون سرور، یک مدل رایانش ابری برای اجرای کد است که در آن، تأمین­‌کننده‌­ی خدمات ابری به طور کامل مدیریت شروع و پایان فعالیت­‌های ماشین‌های مجازی را، بر اساس درخواست‌های دریافتی، به عهده دارد. نحوه­‌ی محاسبه­‌ی هزینه، به جای اینکه بر اساس ماشین­‌های مجازی یا تعداد ساعت­‌های استفاده باشد، بر اساس منابعی است که برای پاسخ به هر درخواست مورد نیاز هستند. بر خلاف اسم این مدل، سرورها در اجرای کدها دخیل هستند. علت این نام­گذاری این است که سازمانی که از این سیستم استفاده می­‌کند، نیاز ندارد که برای اجرای کدهای Back-end سروری را تهیه کند.

• FaaS یا کارکرد به عنوان سرویس

در این مدل، که از مدل Serverless Computing استفاده می‌­کند، هدف این است که کارکردهای مشخصی در فضای ابری پیاده­‌سازی شوند که این کارکردها، در پاسخ به رویدادهای مشخصی باید اجرا شوند.

مدل­‌های پیاده­‌سازی

• ابر خصوصی

ابر خصوصی به معنی اداره­‌ی زیرساخت ابری فقط برای یک سازمان است. مدیریت این زیرساخت و محل استقرار آن می‌­تواند درون سازمان یا بیرون از آن باشد. پیاده­‌سازی ابر خصوصی مستلزم درگیر شدن سازمان در مجازی­‌سازی کردن محیط کسب­‌وکار است. به علاوه، سازمان باید در مورد منابعی که در اختیار دارد، تصمیم­‌گیری کند. استفاده از ابر خصوصی ممکن­ است یک کسب‌­وکار را ارتقا دهد؛ اما در کنار آن ممکن است مسائلی را نیز در حوزه­‌ی امنیت ایجاد کند که سازمان باید با دقت آن­ها را بررسی کند تا از آسیب­‌پذیری­‌ها جلوگیری کند.
مرکزهای داده­‌ی سنتی به طور کلی هزینه­‌ی سرمایه­‌ی بالایی ایجاد می­‌کنند، فضای زیادی را اشغال می­‌کنند، به سخت­‌افزارهای زیادی نیاز دارند و باید کنترل محیطی زیادی بر آن­ها داشت. به علاوه، این دارایی‌­ها باید به صورت دوره­ای تجدید شوند که این موضوع، منجر به هزینه­‌ی سرمایه­‌ی بیشتر می‌­شود.

• ابر عمومی

خدمات ابری زمانی عمومی است که از طریق یک شبکه در اختیار عموم قرار بگیرد. این خدمات ممکن است به صورت رایگان باشند. از نظر فنی، ممکن است هیچ تفاوتی بین ابر خصوصی و عمومی از نظر معماری وجود نداشته ­باشد، یا اینکه این تفاوت بسیار اندک باشد؛ هرچند، نگرانی­ های امنیتی برای تأمین­ کننده ه­ای که خدمات ابری را از طریق شبکه­ای غیرقابل­اعتماد در اختیار عموم قرار می­دهد، متفاوت هستند. ­به طور کلی، تأمین­کننده­های خدمات ابری نظیر AWS و مایکروسافت، زیرساخت­های خود را در مرکزهای داده­ی خود نگهداری می­کنند و دسترسی به این منابع، به طور کلی، از طریق اینترنت است.

• ابر ترکیبی

ابر ترکیبی مجموعه­‌ای از ۲ یا چند ابر است. این ابرها، در حالی که از هم مجزا هستند، به یکدیگر متصل شده‌­اند، و به این ترتیب، مزیت­‌های مدل­‌های مختلف پیاده‌­سازی را فراهم می­‌کنند. گارتنر، ابر ترکیبی را یه عنوان نوعی از خدمات رایانش ابری تعریف می­‌کند که از ترکیبی از خدمات ابری عمومی، خصوصی و جامعه­‌محور تشکیل شده‌­است و تأمین­‌کنندگان مختلفی آن را فراهم کرده‌­اند. ابر ترکیبی مرزهای جداسازی و تأمین‌­کنندگان مختلف را می­‌شکند، و به همین دلیل، نمی­‌توان آن را در یکی از دسته­‌های ابرهای عمومی، خصوصی یا جامعه­‌محور قرار داد. از طریق ابر ترکیبی، یک سازمان می‌­تواند قابلیت­‌ها و ظرفیت­‌های خود را در حوزه‌­ی خدمات ابری با گردآوری، یکپارچه‌­سازی و سفارشی‌سازی خدمات مختلف ابری، افزایش دهد.
موارد استفاده‌­ی گوناگونی برای ابرهای ترکیبی وجود دارد. به عنوان مثال، یک سازمان ممکن است اطلاعات حساس اپلیکیشن خود را از طریق یک ابر خصوصی ذخیره­‌سازی کند؛ اما آن اپلیکیشن را از طریق ابر عمومی به یک نرم‌افزار در قالب SaaS متصل کند.

• Community Cloud یا ابر جامعه‌­محور

در این مدل، سازمان­‌هایی که عضو یک جامعه­‌ی مشخص هستند و نگرانی­‌های مشابهی دارند، زیرساخت را با یکدیگر به اشتراک می­‌گذارند. مدیریت این زیرساخت و محل استقرار آن می­‌تواند درون سازمان­‌ها یا بیرون از آن­ها باشد. به این ترتیب، هزینه‌­ها، نسبت به ابر عمومی، بین تعداد کمتری از کاربران، و نسبت به ابر خصوصی، بین تعداد بیشتری از کاربران، پخش می­‌شود. در نتیجه، فقط بخشی از کاهش هزینه‌­های ابر نسبت به زیرساخت سنتی تحقق می­‌یابد.

• Distributed Cloud یا ابر توزیعی

در این مدل، یک پلتفرم رایانش ابری از طریق اتصال ماشین­‌هایی که در مکان­‌های مختلف وجود دارند، از طریق یک شبکه یا سرویس هاب، ایجاد می­‌شود.

• Multi-cloud یا ابر چندگانه

در این مدل، در یک معماری نامتجانس، از چند سرویس رایانش ابری استفاده می­‌شود تا وابستگی به تأمین­‌کنندگان کمتر شده، انعطاف­‌پذیری افزایش پیدا کند و تبعات خرابی­‌ها کاهش پیدا کند. تفاوت این مدل با ابر ترکیبی در این است که در این مدل، تمرکز بر استفاده از تأمین­‌کنندگان مختلف است؛ در حالی که، در ابر ترکیبی تمرکز بر استفاده از مدل­‌های مختلف پیاده­‌سازی است.

• Big Data Cloud یا ابر داده‌­های بزرگ

در آغاز، بحث­‌های مربوط به انتقال حجم بالای داده­‌ها به ابر و نگرانی­‌های امنیتی در مورد این داده­‌ها، مانع از این می­شد که از خدمات ابری برای داده­‌های بزرگ استفاده شود. اما در حال حاضر، حجم بالای داده­‌ها در ابر ایجاد می­‌شوند. به علاوه، ظهور سرورهای bare-metal باعث شده‌ ­است که ابر به راه حلی برای مواردی تبدیل شود که شامل تحلیل کسب­‌وکار و مانند آن هستند.

• HPC Cloud

این مدل به استفاده از خدمات رایانش ابری و زیرساخت برای اجرای اپلیکیشن­‌های رایانش با عملکرد بالا اشاره دارد. این اپلیکیشن­‌ها مقدار قابل توجهی از قدرت رایانشی و حافظه را مصرف می­‌کنند؛ و به صورت سنتی، بر خوشه‌­ای از کامپیوترها اجرا می­‌شوند.

معماری

معماری ابر به طور معمول شامل تعدادی از اجزا تشکیل‌­دهنده‌­ی ابر است که از طریق یک مکانیزم منعطف، با یکدیگر در ارتباط هستند.

• Cloud Engineering یا مهندسی ابر

منظور از مهندسی ابر، اعمال اصول مهندسی بر رایانش ابری است. از طریق مهندسی ابر، یک رویکرد سیستماتیک برای رسیدگی به نگرانی‌­ها در حوزه­‌های تجاری‌­سازی، استانداردسازی و اداره کردن برای توسعه، اجرا و نگهداری سرویس‌­های رایانش ابری ایجاد می‌­شود. این یک روش میان‌رشته­ای است.

امنیت و حریم شخصی

با توجه به اینکه تأمین­‌کننده‌­ی خدمات ابری می‌­تواند در هر زمانی به داده‌­های موجود در ابر دسترسی پیدا کند، موضوع­‌های مرتبط با امنیت اهمیت زیادی پیدا می­‌کند؛ چرا که، تأمین­‌کننده می­تواند در هر زمانی به صورت عامدانه یا ناآگاهانه داده­ها را حذف کرده یا تغییر دهد. خیلی از تأمین‌­کننده‌­ها ممکن است اطلاعات را با سازمان‌­های دیگر برای اهداف قضایی به اشتراک بگذارند. البته، کاربران قبل از استفاده از خدمات، در بخش قوانین و مقررات، این اجازه را به این تأمین­‌کنندگان می‌­دهند. راه‌حل­‌های عمده برای موضوع حریم شخصی شامل سیاست­‌ها، قانون­‌گذاری و تصمیم سازمان‌­ها در این مورد است که داده­‌ها چطور ذخیره شوند. کاربرها می­‌توانند با رمزنگاری داده­هایی که در ابر پردازش می­‌شوند، از دسترسی غیرمجاز جلوگیری کنند.
از نظر CSA، ۳ تهدید عمده در ابر عبارتند از: رابط­های کاربری و APIهای ناامن، از بین رفتن یا دزدیده­ شدن داده­‌ها و خرابی سخت­‌افزارها؛ که به ترتیب ۲۹%، ۲۵% و ۱۰% از موارد امنیتی را تشکیل می‌دهند. زمانی که پلتفرم یک تأمین­‌کننده­‌ی خدمات ابری توسط تعدادی از کاربرها استفاده می­‌شود، این احتمال وجود دارد که اطلاعات کاربرهای مختلف روی یک سرور وجود داشته­ باشد. به علاوه، گفته­ می­‌شود هکرها در تلاش هستند تا به سیستم­‌های ابری نفوذ کرده و یه اطلاعات آن­ها دسترسی پیدا کنند. دو نمونه از تلاش‌­های موفق هکر در مورد Dropbox و iCloud رخ دادند.

محدودیت­‌ها و ضعف­‌ها

به اعتقاد Bruce Schneier، یکی از محدودیت‌­های خدمات ابری این است که گزینه‌­های محدودی برای سفارشی­‌سازی خدمات وجود دارند. خدمات ابری به این دلیل ارزان هستند که از صرفه­‌ی ناشی از مقیاس بهره­ می‌­برند. به علاوه، مانند هر فعالیت برون­‌سپاری­‌شده‌­ی دیگری، شما از تأمین­‌کننده همان چیزی را دریافت می­‌کنید که قرار است دریافت کنید. به بیانی دیگر، رستورانی که منوی محدودی دارد، نسبت به سرآشپزی که هر روز غذای مورد نظر شما را می­‌پزد، ارزان­تر است. لذا، قیمت کمتر در ازاء گزینه­‌های کمتر به دست می‌­آید؛ البته، این یک ویژگی است، نه یک ضعف. کسب‌­وکارها باید مزیت‌­ها و ریسک­‌های رایانش ابری را مقایسه کنند تا تصمیم صحیحی در مورد انتخاب کردن آن بگیرند. در رایانش ابری، فروشنده مسئول کنترل و مدیریت زیرساخت است. تأمین­‌کنندگان این خدمات در مورد سیاست­‌های مدیریتی تصمیم می­‌گیرند؛ این تصمیم، در ادامه، بر گزینه­‌های موجود برای کاربرهای این خدمات تأثیر می­‌گذارند.
با وجود مزیت‌­هایی که رایانش ابری در کاهش هزینه­‌ها و ایجاد امکان مرکز بر کسب­‌وکار برای کاربرها دارد؛ محدودیت‌­هایی نیز برای آن وجود دارند. این محدودیت­‌ها، به خصوص، برای عملیات­‌های کوچک­تر سازمان‌­ها و از منظر امنیت و زمان عدم فعالیت به چشم می­‌آیند. توقف­‌های فنی اجتناب‌­ناپذیر هستند و معمولا زمانی رخ می­‌دهند که تأمین­‌کننده‌ی خدمات ابری نتواند نیازهای کاربرها را پاسخ دهد. در نتیجه، ممکن است فعالیت یک کسب‌­وکار، به طور موقت، متوقف شود. به علاوه، با توجه به اینکه سیستم‌­های این تکنولوژی بر اینترنت متکی هستند، در زمان­های توقف فعالیت­‌ها، کاربرها نمی­‌توانند به اپلیکیشن‌­ها، داده­‌ها و سرورهای خود دسترسی داشته ­باشند.