دیتابیس ابری چیست و چه کاربردی دارد؟

دیتابیس ابری یک پایگاه داده است که روی فضای ابری مستقر شده و دسترسی به آن از طریق زیرساخت ابری ممکن می‌شود. دیتابیس ابری همانند دیتابیس سنتی امکان مدیریت و ذخیره‌سازی انواع پایگاه داده را دارد اما علاوه بر این، مزایای رایانش ابری از جمله سرعت، مقیاس‌پذیری، چابکی و کاهش هزینه را نیز ارائه می‌دهد. در این مطلب می‌خواهیم بدانیم دیتابیس ابری چیست، چگونه کار می‌کند و در مقایسه با دیتابیس‌های سنتی چه مزایا و چالش‌هایی دارد.

دیتابیس ابری چیست؟

دیتابیس ابری (Cloud Database) یا پایگاه داده ابری به مجموعه‌ای از داده‌های سازمان‌دهی شده و مدیریت شده در یک سامانه فناوری اطلاعات گفته می‌شود که روی پلتفرم رایانش ابری عمومی، خصوصی یا ترکیبی مستقر شده است. از منظر طراحی و کارایی، هیچ تفاوتی بین دیتابیس ابری و دیتابیس مستقر در دیتاسنتر داخلی یک سازمان وجود ندارد. مهم‌ترین تفاوت بین آنها به نحوه استقرار و مدیریت دیتابیس برمی‌گردد.

به‌عنوان مثال یک دیتابیس ابری و یک دیتابیس سنتی (محلی) از منظر کاربر نهایی و اپلیکیشن‌ها یکسان به‌نظر می‌رسند. بسته به نرم‌افزار مورد استفاده، دیتابیس ابری همانند دیتابیس عادی می‌تواند داده‌های ساخت‌یافته (Structured)، بدون ساختار (Unstructured) و نیمه ساخت‌یافته (Semistructured) را ذخیره‌ و مدیریت کند.

استفاده از رایانش ابری در این حوزه، مسئولیت تیم‌های فناوری اطلاعات و مدیریت داده سازمان‌ها را تغییر می‌دهد. شرکت ارائه‌دهنده خدمات ابری، فرایندهای نصب و مدیریت سیستم‌های زیرساختی و در بعضی از موارد، مدیریت پلتفرم دیتابیس را بر عهده می‌گیرد. این راهکار باعث آزاد شدن وقت تیم عملیات IT و مدیران دیتابیس (Database Administrators) می‌شود و این تیم‌ها می‌توانند وقت بیشتری را به بهینه‌سازی دیتابیس‌ها و موارد مشابه اختصاص دهند.

همانند اکثر سامانه‌های فناوری اطلاعات، دیتابیس‌ها نیز به‌سرعت راه خود را به سمت کلاد پیدا می‌کنند. طبق گزارش مؤسسه گارتنر در سال ۲۰۲۲ میلادی، پایگاه داده ابری حدود نیمی از درآمد سامانه‌های مدیریت دیتابیس (DBMS) را به خود اختصاص داده است. در ادامه مقاله «دیتابیس ابری چیست؟» هر آنچه باید در مورد پایگاه داده ابری بدانید را توضیح می‌دهیم.

دیتابیس ابری چطور کار می‌کند؟

هدف اصلی استفاده از دیتابیس یا پایگاه داده در سازمان‌ها، ساده‌تر کردن فرایند دسترسی، مدیریت و به‌روزرسانی اطلاعات است. این اطلاعات می‌تواند مواردی مانند تراکنش‌های فروش، اطلاعات مشتری، صورت‌های مالی و اطلاعات محصول را در بر بگیرد. سازمان‌ها از این اطلاعات برای تصمیم‌گیری در زمینه فرایندهای کسب‌وکار استفاده می‌کنند. در حالت کلی، دیتابیس ابری نیز همین فرایند دسترسی، مدیریت و پردازش داده‌ها را در اختیار شما قرار می‌دهد. حتی اگر از دیتابیس محلی روی زیرساخت داخلی سازمان خود استفاده می‌کنید، می‌توانید به‌سادگی این پایگاه داده را به محیط سرور کلاد منتقل کنید. سازمان‌ها برای پیاده‌سازی و راه‌اندازی دیتابیس خود در فضای ابر عمومی می‌توانند یکی از این دو راهکار را انتخاب کنند:

• پایگاه داده مدیریت نشده (Self-managed Database)
• پایگاه داده مدیریت شده (Managed Database)

دیتابیس ابری مدیریت نشده

در حالت اول یعنی دیتابیس ابری مدیریت نشده، خدمات در قالب «زیرساخت به‌عنوان سرویس» (IaaS) ارائه می‌شوند. دیتابیس روی یک ماشین مجازی مستقر روی زیرساخت ابری اجرا شده و شرکت ارائه‌دهنده، عملیات مدیریت زیرساخت از جمله سرورها، سیستم‌عامل و تجهیزات ذخیره‌سازی را بر عهده می‌گیرد. سازمان نیز مسئول استقرار، مدیریت و نگهداری دیتابیس است. بنابراین دیتابیس ابری مدیریت نشده از نظر فرایندهای مدیریت و کنترل، هیچ تفاوتی با دیتابیس داخلی ندارد.

دیتابیس ابری مدیریت شده

در حالت دوم یعنی دیتابیس ابری مدیریت شده که «دیتابیس به‌عنوان سرویس» (Database as a Service یا DBaaS) نیز نام دارد، تمام فرایند مدیریت دیتابیس توسط تأمین‌کننده صورت می‌گیرد. این تأمین‌کننده می‌تواند زیرساخت ابری خودش را داشته باشد، یا سرویس مدیریت دیتابیس خود را روی پلتفرم ابری شرکت دیگری راه‌اندازی کند. در مدل DBaaS مشتری نقش چندانی در مدیریت زیرساخت و پلتفرم دیتابیس ندارد. شرکت ارائه‌دهنده DBaaS عملیات استقرار، پشتیبان‌گیری، رفع حفره‌های امنیتی، به‌روزرسانی نرم‌افزاری و دیگر عملیات مدیریت دیتابیس را انجام می‌دهد و مشتری با نظارت روی دیتابیس و ارتباط با تأمین‌کننده، تغییرات مورد نیاز را روی آن اعمال می‌کند.

علاوه بر این دو مدل، بعضی از شرکت‌های ابری خدمات DBaaS خود را برای نصب روی زیرساخت داخلی و در قالب ابر خصوصی (Private Cloud) یا ابر ترکیبی (Hybrid Cloud) در اختیار دیگر سازمان‌ها قرار می‌دهند.

انواع دیتابیس ابری چیست؟

پایگاه داده ابری انواع مختلفی دارد که هرکدام از فناوری‌های پایگاه داده متفاوتی استفاده می‌کنند و البته مشابه فناوری‌های دیتابیس محلی هستند. در حال حاضر اکثر شرکت‌های ارائه‌دهنده راهکارهای دیتابیس، نرم‌افزارهای خود را برای کلاد نیز ارائه کرده‌اند. این نرم‌افزارها یا کلاد-نیتیو هستند یا فقط پشتیبانی از کلاد به آنها اضافه شده است. در ادامه انواع پایگاه داده ابری را مرور می‌کنیم.

• دیتابیس رابطه‌ای (RDBMS): نرم‌افزارهای دیتابیس رابطه‌ای مبتنی بر SQL سال‌هاست که بازار دیتابیس را تسخیر کرده‌اند و هنوز هم پرکاربردترین فناوری در این حوزه محسوب می‌شوند. این پایگاه داده برای کار کردن با داده‌های ساخت‌یافته معمولا بهترین گزینه است.
• دیتابیس NoSQL: سیستم‌های NoSQL از ساختار سفت و سخت دیتابیس‌های رابطه‌ای بیرون می‌آیند و به همین دلیل، گزینه بهتری برای مدیریت داده‌های بدون ساختار محسوب می‌شوند. در حال حاضر چهار دسته محصول مبتنی بر NoSQL وجود دارند: دیتابیس سندگرا (Document)، دیتابیس گراف (Graph)، دیتابیس ستون گسترده (Wide-Column) و دیتابیس کلید-مقدار (Key-Value).
• دیتابیس چند مدلی (Multimodel): این نوع پایگاه داده، بیش از یک مدل داده را پشتیبانی می‌کند و به همین دلیل کاربردهای بیشتری دارد. بسیاری از دیتابیس‌های رابطه‌ای و NoSQL در حال حاضر امکان تبدیل شدن به دیتابیس چند مدلی با استفاده از افزونه‌ها را دارند. به‌عنوان مثال می‌توان یک ماژول گراف را به یک سیستم مدیریت دیتابیس رابطه‌ای اضافه کرد.
• دیتابیس SQL توزیع‌شده (Distributed): این دیتابیس که در ابتدا NewSQL نامیده می‌شد با فناوری‌هایی همراه است که امکان توزیع دیتابیس‌های رابطه‌ای را روی چندین کامپیوتر یا دستگاه پردازشی فراهم می‌کند. بدین ترتیب می‌توان به قابلیت مقیاس‌پذیری هم‌سطح با دیتابیس‌های مبتنی بر NoSQL دست یافت.
• پایگاه داده تحلیلی ابری (Cloud Data Warehouse): این فناوری دیتابیس در ابتدا به‌عنوان مخزن داده برای اجرای فرایندهای هوشمندی کسب‌وکار (Business Intelligence) و گزارش‌دهی استفاده می‌شد اما اکنون در روند توسعه دریاچه داده (Data Lake)، کاربردهای یادگیری ماشین و آنالیتیکس پیشرفته نیز به‌کار می‌رود.

اجزای کلیدی سیستم مدیریت دیتابیس ابری چیست؟

پلتفرم دیتابیس ابری همانند دیگر فناوری‌های سامانه مدیریت دیتابیس (DBMS) از اجزایی تشکیل شده که در کنار هم، پردازش و مدیریت داده را انجام می‌دهند. فهرستی از اجزای کلیدی پلتفرم دیتابیس ابری را در ادامه می‌بینید.

• موتور ذخیره‌سازی برای مدیریت ذخیره‌سازی داده‌ها
• کاتالوگ متادیتا حاوی اطلاعات مربوط به داده‌های موجود در دیتابیس
• زبان دسترسی به دیتابیس مانند SQL برای پرس‌وجو و تغییر داده
• موتور بهینه‌سازی کوئری و پردازنده ویژه برای جداسازی کوئری‌ها
• مدیر دسترسی برای مدیریت دسترسی هم‌زمان به داده‌ها
• مدیر ثبت وقایع برای ثبت تغییرات روی داده‌ها
• مجموعه‌ای از ابزارهای کاربردی مدیریت دیتابیس

مزایای دیتابیس ابری چیست؟

بسیاری از شرکت‌ها هنوز از زیرساخت دیتابیس داخلی استفاده کنند که معمولا از طریق ماشین مجازی و روی سرورهای داخل شرکت اجرا می‌شود. با این حال انتقال از دیتابیس داخلی به دیتابیس ابری می‌تواند مزایای زیادی به همراه داشته باشد. در ادامه بعضی از این مزایا را مرور می‌کنیم.

• هزینه کلی: هزینه استفاده از پایگاه داده ابری می‌تواند به‌مراتب کمتر از هزینه اولیه یا هزینه توسعه سرور داخلی باشد. کاهش هزینه نگهداری دیتابیس نیز یکی از مزایای اصلی راهکارهای DBaaS است که بار اضافه را از دوش تیم‌های مدیریتی شما برمی‌دارد. هزینه برخی از سرویس‌های کلاد از جمله دیتابیس ابری بر اساس میزان استفاده شما محاسبه می‌شود و تنها در صورتی باید هزینه اضافه بپردازید که به خدمات بیشتری نیاز داشته باشید.
• انعطاف‌پذیری: انتقال دیتابیس به زیرساخت کلاد می‌تواند کسب‌وکار شما را از هزینه‌های سرسام‌آور مدیریت داخلی رها کند. دیتابیس ابری بسیار بهینه و کارآمد عمل می‌کند و از نظر قابلیت توسعه، هیچ محدودیتی ندارد. هر زمان که شرکت تأمین‌کننده اقدام به ارتقاء خدمات خود کند، شما نیز از آن بهره می‌برید.
• دسترسی از راه دور: با توسعه کسب‌وکار و به‌کارگیری نیروی انسانی در موقعیت‌های مکانی مختلف، پایگاه داده ابری یکی از مزایای اصلی خود یعنی امکان دسترسی از راه دور را به شما نشان می‌دهد. شما می‌توانید تیم‌های مختلفی در نقاط مختلف جهان داشته باشید که همگی به‌شکل یکسان و با امنیت کافی به توسعه اپلیکیشن‌ها مشغول‌اند.
• بازیابی: اپلیکیشن‌ها به ارتباط پایدار و مطمئن با دیتابیس‌ها نیاز دارند. شرکت‌های ارائه‌دهنده خدمات پایگاه داده ابری با اتخاذ راهکارهای ویژه برای رخدادهای خاص و آپ‌تایم نزدیک به ۱۰۰ درصد، پلتفرمی مطمئن را برای توسعه اپلیکیشن در اختیار شما می‌گذارند. در یک زیرساخت‌ ابری مدرن و پیشرفته، حتی در صورت بروز مشکل در دیتابیس، متخصصین زبده می‌توانند طی چند دقیقه یا نهایتا چند ساعت اطلاعات شما را بازیابی کنند. این کار در دیتابیس‌های داخلی به زمان بسیار بیشتری نیاز دارد.
• امنیت: بسیاری از شرکت‌ها از انتقال اطلاعات حساس کسب‌وکار خود به پلتفرم کلاد واهمه دارند، چون این اطلاعات از فایروال داخلی شرکت خارج می‌شود. با این حال پلتفرم‌های کلاد مدرن می‌توانند امنیت کم‌نظیری را برای داده‌های شما تضمین کنند. استفاده از زیرساخت‌های DBaaS امنیت اطلاعات کسب‌وکار شما را بالاتر می‌برد.

چالش‌های دیتابیس ابری چیست؟

پایگاه داده ابری می‌تواند مزایای متعددی را در اختیار بسیاری از کسب‌وکارها و سازمان‌ها قرار دهد اما در کنار این مزایا، با چالش‌هایی نیز همراه است. در ادامه تعدادی از این چالش‌ها را بررسی می‌کنیم.

• وابستگی به تأمین‌کننده: زمانی که تأمین‌کننده کلاد خود را انتخاب کردید، انتقال اطلاعات به زیرساخت کلاد دیگر می‌تواند پیچیده باشد. این موضوع زمانی دشوار می‌شود که تأمین‌کننده اول شما از نرم‌افزارها و سرویس‌های اختصاصی و انحصاری استفاده کند. در این صورت احتمالا نمی‌توانید تمام داده‌های خود را به‌درستی به زیرساخت دیگری منتقل کنید. بنابراین هنگام انتخاب تأمین‌کننده دیتابیس ابری باید توجه ویژه‌ای به خدمات این شرکت داشته باشید.
• نگرانی در مورد هزینه: هزینه اولیه استقرار پایگاه داده ابری معمولا کمتر از هزینه راه‌اندازی یا توسعه زیرساخت داخلی است، اما با رشد ابعاد کسب‌وکار، هزینه‌ها هم افزایش پیدا می‌کنند. به همین دلیل لازم است که نیازهای فعلی خود را به درستی تحلیل کنید و نگاهی هم به رشد آتی کسب‌وکارتان داشته باشید. به این ترتیب می‌توانید بهترین ارائه‌دهنده سرویس دیتابیس ابری را بر اساس نیاز خود انتخاب نمایید.
• آسیب‌پذیری: زیرساخت‌های ابری معمولا امنیت بسیار بالایی دارند، به‌خصوص اگر از شرکت‌های برتر این حوزه تأمین شوند. با این حال هیچ سیستمی بی‌نقص نیست و با انتقال اطلاعات حساس به فضای ابر عمومی، احتمال به‌خطر افتادن آنها نیز وجود دارد. همان‌طور که می‌دانیم اکثر رخنه‌های امنیتی به‌خاطر خطای انسانی رخ می‌دهند. بنابراین تمام کسب‌وکارها باید جدیدترین راهکارهای امنیتی را به‌کار بگیرند و نکات امنیتی را به تمام افرادی که از نقاط مختلف به دیتابیس ابری دسترسی دارند، گوشزد کنند. علاوه بر این ارائه‌دهنده خدمات ابری می‌تواند تحت سرویس‌های مدیریت‌شده (Managed Services)، خدمات ابری شما را ایمن نماید تا از آسیب‌پذیری‌ها و حملات مخرب مصون بماند. 
• قطع دسترسی: تمام شرکت‌های برتر حوزه کلاد بر اساس توافق‌نامه سطح خدمات (Service Level Agreement یا SLA) سرویس‌های خود را ارائه می‌دهند و پلتفرم پایگاه داده ابری نیز از این قاعده مستثنی نیست. با این حال حتی قوی‌ترین زیرساخت ابری هم گاهی اوقات با مشکلاتی مواجه می‌شود و چنین مشکلاتی برای سرورهای داخلی هر سازمانی نیز پیش می‌آید. بنابراین لازم است به سطح تضمین کیفیت ارائه‌دهنده سرویس ابری مورد نظر خود توجه داشته باشید. 

دیتابیس داخلی یا دیتابیس ابری؛ کدام راهکار بهتر است؟

نحوه مدیریت دیتابیس و داده‌های کسب‌وکار، یکی از مهم‌ترین چالش‌های هر سازمانی است. طی سال‌های اخیر شرکت‌های زیادی به زیرساخت ابری مهاجرت کرده‌اند و بزرگ‌ترین سرویس‌دهنده‌های این حوزه از جمله آمازون وب سرویس (AWS)، مایکروسافت اژور و گوگل کلاد نیز با رشد قابل توجهی مواجه شده‌اند. با این حال هنوز در بعضی موارد، دیتابیس داخلی می‌تواند گزینه بهتری برای بعضی سازمان‌ها باشد. در ادامه دیتابیس داخلی (On-Premise) و دیتابیس ابری را از چند جنبه با یکدیگر مقایسه می‌کنیم.

راهکارهای ابری مقیاس‌پذیرتر هستند

یکی از مهم‌ترین مزایای راهکارهای ابری، مقیاس‌پذیری و قابلیت افزایش سریع منابع مورد نیاز است. شرکت‌های ارائه‌دهنده راهکارهای پایگاه داده ابری می‌توانند در کمترین زمان ممکن، منابع بیشتری را در اختیار هر سازمانی قرار دهند اما در زیرساخت IT داخلی انجام این فرایند بسیار زمان‌بر است و هزینه زیادی را در پی دارد. بنابراین اگر انتظار رشد سریعی را در کسب‌وکار خود دارید، یا نوسان زیادی را در طول سال تجربه می‌کنید، احتمالا پایگاه داده ابری گزینه بهتری برای شما خواهد بود.

امنیت داده‌ها را در نظر بگیرید

هنوز نمی‌توان به یقین گفت که پایگاه داده ابری گزینه ایمن‌تری نسبت به دیتابیس داخلی است و بسیاری از سازمان‌ها نمی‌خواهند اطلاعات حساس و حیاتی کسب‌وکار خود را به کلاد عمومی منتقل کنند. از سوی دیگر، امنیت پایگاه داده ابری به‌طور کامل در دست تأمین‌کننده نیست و معمولا بر اساس مدل مسئولیت مشترک (Shared Responsibility Model) ارائه می‌شود.

واضح است که در مدل دیتابیس ابری مدیریت نشده بر پایه IaaS، مسئولیت سازمان بیشتر از تأمین‌کننده است. حتی در مدل DBaaS نیز اگرچه تأمین‌کننده وظیفه حفظ امنیت پلتفرم دیتابیس ابری را بر عهده دارد، اما مدیر دیتابیس یا تیم‌های امنیتی سازمان باید روی مواردی نظیر احراز هویت و مدیریت دسترسی، امنیت کاربران نهایی، امنیت اپلیکیشن و موارد مشابه نظارت داشته باشند.

جمع‌بندی

رایانش ابری به تمام ابعاد فناوری اطلاعات راه یافته و سرویس‌های متعددی برای تمام بخش‌های کسب‌وکار ارائه می‌کند. پایگاه داده ابری نیز یکی از راهکارهای روبه‌رشد در این حوزه است و سازمان‌های زیادی در هر سال از دیتابیس داخلی به پلتفرم ابری کوچ می‌کنند. با این حال انتخاب بین دیتابیس داخلی و دیتابیس ابری کاملا بستگی به نیازهای کسب‌وکار شما دارد. اگر مزایای دیتابیس ابری را در کنار کنترل کامل روی داده‌ها می‌خواهید، شاید بهتر باشد به سراغ راهکارهای ترکیبی بروید. در این مدل، بخشی از داده‌ها و دیتابیس‌ها به پلتفرم کلاد منتقل می‌شوند و بخشی از داده‌های بسیار حساس روی سرورهای داخلی باقی می‌مانند. با این حال اگر هنوز در ابتدای راه هستید و نمی‌خواهید هزینه‌های سرسام‌آور تأمین زیرساخت IT و تیم‌های فنی را متحمل شوید، دیتابیس ابری می‌تواند راهکار خوبی برای شما باشد.