.

ارائه معماری ترکیبی برای پشتیبانی پیاده سازی رایانش ابری در مراکز آموزش عالی با استفاده از رویکرد فراترکیب (بخش سوم)

پژوهش پیش رو برای ارائه معماری مدنظر از روش آمیخته استفاده می کند. مطابق تعریف کرسول، روش آمیخته شامل جمع آوری و تجزیه و تحلیل داده های کیفی و کمی به صورت همزمان یا به ترتیب مشخص است. به بیان دیگر، روش پژوهش آمیخته اکتشافی است که در آن جمع آوری داده های کمی (داده های حاصل از تحلیل محتوای لاوشی) برای آزموون و توصیف یک رابطه پیدا شده (مفاهیم و مقوله های شناسایی شده در فراترکیب) در داده های کیفی انجام می گیرد. 

ارائه معماری ترکیبی برای پشتیبانی پیاده سازی رایانش ابری در مراکز آموزش عالی با استفاده از رویکرد فراترکیب (بخش سوم)

روش شناسی پژوهش

پژوهش پیش رو برای ارائه معماری مدنظر از روش آمیخته استفاده می کند. مطابق تعریف کرسول، روش آمیخته شامل جمع آوری و تجزیه و تحلیل داده های کیفی و کمی به صورت همزمان یا به ترتیب مشخص است. 
به بیان دیگر، روش پژوهش آمیخته اکتشافی است که در آن جمع آوری داده های کمی (داده های حاصل از تحلیل محتوای لاوشی) برای آزموون و توصیف یک رابطه پیدا شده (مفاهیم و مقوله های شناسایی شده در فراترکیب) در داده های کیفی انجام می گیرد. 
روش پژوهش كیفی استفاده شده برای انتخاب، تجزیه و تحلیل و ارائه معماری پیشنهادی، روش تحقیق كیفی فراتركیب است. فراتركیب نوعی مطالعه كیفی است كه از طریق تركیب پژوهش های مختلف و با فراهم كردن نگرش نظام مند، به كشف موضوعات جدید می پردازد (نوبلیت و هیر، 1988). 
هنوز از روش فراتركیب در حوزه مدیریت سیستم های اطلاعاتی به طور گسترده استفاده نشده است (مانیان، موسی خانی، حسن زاده و جامی پور، 1393). با توجه به اینكه استفاده از فناوری رایانش ابری در مراكز آموزش عالی، موضوع جدیدی است و تاكنون پژوهشی برای ارائه معماری با استفاده از روش فراتركیب صورت نگرفته است؛ پژوهش حاضر می تواند برای پژوهش های آتی راهگشا باشد. 
به طوركلی، سه هدف برای فراتركیب بیان شده است كه عبارت اند از: 
  1. ساخت تئوری
  2. توصیف تئوری
  3. توسعه مفهومی و تئوریك
كه هدف فراتركیب استفاده شده در این پژوهش، از نوع توصیف است. این پژوهش بر مبنای رویكرد هفت مرحله ای فراتركیب نوبلت و هیر (1988) كه عبارت اند از شروع (تعیین سؤال پژوهش)، انتخاب مطالعات، مرور، بررسی ارتباط بین مطالعات، ترجمه مطالعات به یكدیگر، تركیب ترجمه ها و ایجاد یك كل از مطالعات و ارائه نتایج تركیب (مانیان و عباسی، 1394 و نوبلیت و هیر، 1988) اجرا شده است.
با توجه به مراحل یاد شده و تركیب آنها با اهداف تعیین شده پژوهش، گام های اصلی پژوهش پیش رو عبارت اند از: طرح سؤال پژوهش، انتخاب و مرور مطالعات منتخب، بررسی ارتباط بین مطالعات، تركیب و دستیابی به یافته ها، ارائه معماری پیشنهادی و اعتبارسنجی.

انتخاب و مرور مطالعات منتخب

این پژوهش تمام مقاله های چاپ شده در مجله های علمی و کنفرانس های معتبر تا نیمه نخست سال 2016 را در پایگاه های داده الزویر، اسکوپوس، اشپرینگر و IEEE Xplore، جامعه آماری خود قرار داده و برای تکمیل آن، از موتور جستجوگر گوگل اسکولار استفاده کرده است.
در این پژوهش، کلید واژه های رایانش ابری، مخاجرت، استفاده، پیاده سازی، آموزش عالی، دانشگاه، مدل، معماری و چارچوب مد نظر قرار گرفتند. 
در بررسی های اولیه بر اساس کلیدواژگان، 187 مقاله یافت شده که پس از بررسی عنوان، چکیده، محتوا، اطلاعات و کیفیت مقاله ها، 16 مقاله برای تحلیل محتوا مورد استفاده قرار گرفت.
برای ارزیابی مطالعات اولیه از ابزاری به نام (برنامه مهارت های ارزیابی حیاتی) استفاده شده است. سوال این ابزار در 10 عامل مشتمل بر اهداف تحقیق، منطق روش، طرح تحقیق، روش نمونه برداری، جمع آوری داده ها، انعکاس پذیری، ملاحظات اخلاقی، دقت تجزیه و تحلیل داده ها، بیان واضح و روشن یافته ها و ارزش تحقیق دسته بندی شدند. 
بر اساس مقیاس 50 امتیازی (هر عامل 5 امتیاز)، هر مقاله ای که مجموع امتیازهای آن کمتر از 30 (پایین تر از خوب) بود، پذیرفته نشد. 

یافته های پژوهش

در این بخش ابتدا یافته های به دست آمده از بررسی ارتباط بین مطالعات گذشته و ترکیب خروجی ها ارائه می شود، سپس با الهام از این یافته ها، معماری پیشنهادی که هدف اصلی این پژوهش است، معرفی شده و مورد بحث قرار می پیرد. 

بررسی ارتباط، ترکیب و ارائه یافته ها

در پژوهش حاضر، با توجه به بررسی مفاهیم اصلی و مولفه های تشکیل دهنده در منابع مختلف، تمام عوامل استخراج شده از مطالعات به عنوان کد در نظر گرفته شدند، سپس با توجه به مفهوم این کدها، ارتباطات مشخص شدند، کدهای با مفاهیم مشابه در کنار یکدیگر قرار گرفتند و مفاهیم معنایی مدنظر به دست آمدند. 
این رویه در تبدیل مفاهیم به دسته بندی (مقوله) بار دیگر به اجرا درآمد و بخش های اصلی معماری پیشنهادی مشخص شد. با بهره مندی از نظر خبرگان كدها، مفهوم ها و مقوله ها (دسته بندی) بهبود یافتند و سوال های پژوهش نیز حركت در مسیر هدف پژوهش را میسر ساخت. با مطالعه جامع منابع، 30 كد، 10 مفهوم و 5 دسته بندی اصلی (مقوله) استخراج شد.

معماری پیشنهادی

بسیاری از پژوهشگران پیشنهاد داده اند در مراکز آموزش عالی، برای استقرار رایانش ابری از مدل ابر هیبریدی استفاده شود. این مدل استقرار، ضمن حفظ و ارتقای امنیت و حریم خصوصی، به بهبود كارایی و اثربخشی منجر می شود . 
با توجه به موارد بیان شده، در معماری پیشنهادی، مبنای استقرار، مدل ابر هیبریدی در نظر گرفته شد و به صورت ترکیبی به کمک ابر عمومی برای پشتیبانی از داده های با حساسیت کمتر و برنامه هایی که حجم پردازشی و ذخیره سازی بالایی نیاز دارند (مانند سیستم مدیریت دوره، سیستم ثبت نام، سیستم مدیریت یادگیری و غیره) استفاده شد. 
معماری پیشنهادی ابر هیبریدی IUHEC از سه قسمت اصلی (واسط کاربر مبتنی بر وب)، (ابر خصوصی) و (ابر عمومی) همراه با ماژول های عملیاتی و زیر بخش های مختلف تشکیل شده است. 
معماری پیشنهادی به گونه ای طراحی شده است كه مهم ترین وظیفه مراكز آموزش عالی، یعنی آموزش و یادگیری را از طریق سرویس یادگیری الكترونیكی به عنوان خدمت (EaaS) تحت پوشش قرار دهد. 
برخی از برنامه های معمولی با داده های حساس سرویس مذكور ، در لایه خدمات ابر خصوصی اجرا می شود؛ ولی اغلب برنامه های با حجم بالا و داده های غیر حساس و غیرخصوصی، در ابر عمومی كه با ابر خصوصی در ارتباط است و تشكیل ساختار هیبریدی می دهد ، اجرا می شود. در ادامه قسمت های مختلف معماری پیشنهادی، تشریح می شود.

واسط کاربر مبتنی بر وب

كاربران مختلف مانند دانشجویان، استادان كاركنان اداری، پژوهشگران و ...، از طریق شبكه (اینترانت و اینترنت) با واسط كاربر مبتنی بر وب، با ابر خصوصی ارتباط برقرار می كنند. واسط كاربر شامل چهار بخش و دو ماژول زیر است:
  1. دروازه ورود: مسیر دسترسی به برنامه كاربردی روی وب را از طریق شبكه در اختیار می گذارد.
  2. كاتالوگ خدمات: فهرستی از خدمات قابل ارائه و انواع اطلاعات جزئی مرتبط را شامل می شود.
  3. پایگاه ثبت كاربر: ثبت اطلاعات مربوط به سطح توافق شده خدمات و غیره را انجام می دهد.
  4. امتحان كننده درخواست: درخواست را از لحاظ الزامات سطح كیفیت خدمات تفسیر كرده و تضمین می كند كه از اضافه بار به دلیل محدودیت منابع، جلوگیری شود.
ماژول (امنیت)، وظایف احراز هویت، بررسی مجوزها، سطوح دسترسی و اختیارات، اعمال تغییرات مطابق با خط مشی امنیت را بر عهده دارد. ماژول (ثبت کاربر) نیز عهده دار وظایف ثبت اطلاعات کاربر و به روز رسانی اطلاعات کاربر از قبیل نام کاربری، کلمه عبور و ... است. 

ابر خصوصی

برخی از داده ها مانند داده های مربوط به آزمون ها، داده های مالی و حق مالكیت فكری مربوط به ایده ها، از حساسیت بالایی برخوردارند و مدیران علاقه مندند این موارد در زیرساخت های با مالكیت دانشگاه قرار گیرند، به همین دلیل در این قسمت از معماری، ابر خصوصی پیشنهاد شده است كه بخش های زیر را دربر می گیرد:
  1. پانل مدیریت ابر: به كنترل و مدیریت ابر خصوصی می پردازد. این پانل برای مدیریت مناسب ماژول های خط مشی زمان بندی، توزیع كننده و تخصیص منابع، پایش ماشین مجازی و توازن بار، قیمت گذاری و حسابداری، پایش خدمات و عملكرد و قوانین حاكمیتی ابر تشكیل شده است.
  2. لایه خدمات و برنامه های ابری: این لایه شامل برنامه هایی است كه می توانند در ابر خصوصی اجرا شوند. این قسمت شامل سه نوع خدمت معمول رایانش ابری است كه از سرویس های مختلف یك مركز آموزش عالی پشتیبانی می كند و از طریق API، سرویس آموزش الكترونیكی به عنوان خدمت را نیز تحت پوشش قرار می دهند.
  3. لایه زیرساخت فیزیكی: شامل منابع سخت افزاری خام، ازجمله منابع ذخیره سازی و شبكه است.
  4. لایه مجازی سازی: لایه منابع مجازی شده است كه به صورت یكپارچه در بالای لایه زیرساخت فیزیكی قرار دارد.
  5. لایه سكو: شامل ابزارهای مخصوص، مثل میان افزارهاست كه در بالای لایه مجازی شده قرار می گیرد و یك سكو استقرار و توسعه ایجاد می كند.
  6. مخزن آموزش: از خدمات و منابع مختلف آموزشی مثل محتوای دروس، فیلم ها و غیره که بر اساس نوع و نام مرتب شده اند، تشکیل شده است. این مخزه با سرویس EaaS در ارتباط بوده و متریال آموزشی به روز شده را در اختیار قرار می دهد.
  7. نهاد تسهیل گر: تسهیل گر آموزش، بارگذاری و به روز رسانی محتوا، رویه های ارزیابی، راهنمایی دانشجویان آنلاین و آفلاین را در مخزن آموزش برعهده دارد.

ابر عمومی

در مواقعی که بار کاری زیاد باشد، ابر عمومی به کمک ابر خصوصی می آید. پیشنهاد می شود برای ابر عمومی از ارائه دهندگان خدمات ابری داخلی، مانند ابر عمومی xaas.ir که متعلق به مرکز تحقیقات مخابرات است یا مركز داده ابری افرانت، استفاده شود . استفاده از ارائه دهندگان ابر عمومی داخلی، وابستگی خارجی را به حداقل می رساند و در مقابل تهدیدهای ناخواسته ناشی از تحریم ها مراقبت می كند. ابر عمومی كه با ابر خصوصی در ارتباط است، از سه لایه زیر تشكیل شده است:
  •  زیرساخت به عنوان خدمت: این لایه، زیرساخت ابری مورد نیاز شامل ذخیره، شبكه، سرور، پردازش و غیره را در اختیار مراكز آموزش عالی و متناسب با نیاز قرار می دهد.
  •  سكو به عنوان خدمت: در این لایه می توان از ابر عمومی، سكو ابری برای توسعه برنامه ها و توسعه شبكه های اجتماعی، هوش تجاری و پایگاه داده ابری استفاده كرد.
  • نرم افزار به عنوان خدمت: در این لایه از ابر عمومی، نرم افزارهای ابری مورد نیاز مراكز آموزش عالی برای فعالیت های آموزشی، مانند سیستم مدیریت محتوا (CMS)، سیستم مدیریت یادگیری (LMS)، سیستم یادگیری مجازی (VLS)، سیستم مدیریت دانشجو (SMS) و همچنین نرم افزارهای مورد نیاز واحدهای پژوهشی قرار می گیرند. 

ارائه معماری ترکیبی برای پشتیبانی پیاده سازی رایانش ابری در مراکز آموزش عالی با استفاده از رویکرد فراترکیب
https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?ID=۳۱۸۵۲۰
 
كلمات كليدی: رایانش ابری، محاسبات ابری، سرویس کلود، سرویس های کلود، ابر خصوصی، ابر عمومی

مقالات مرتبط

SIGMACloud

SIGMACloud

شرکت سیگما ITID در سال 1383 تاسیس شد. طی 15 سال فعالیت، سیگما عمدتا بر طراحی، توسعه و استقرار پورتال سازمانی، خدمات آنلاین و محصولات و خدمات محاسبات ابری تمرکز داشت. ما به 150+ سازمان و شرکت های بزرگ در ارتباطات مخابراتی، بانکی، پرداخت و صنایع دولتی برای دستیابی به اهداف خود کمک کردیم.