ما هو التوسّع التلقائي؟ الدليل الشامل

أصبح مَشهد الأَعمال الرّقمية ديناميكي بشكل متزايد، وتتطور المتطلبات بإستمرار. لذلك، من الضروري التكيّف مع المُتطلبات المُختلفة والتأكّد من أن التّطبيق يعمل ويعمل على النحو الأمثل. وهذا بالضبط هو المكان الذي يتم فيه إستخدام التوسّع التلقائي. ويُعد التوسّع التلقائي ميزة مهمة في الحوسبة السحابية الحديثة التي تَعمل على ضبط الموارد الحاسوبية بشكل مستقل لتلبية الطلب والعبء الحالي. فيمكن للشّركات زيادة كفاءتها وتقليل التكاليف وتقديم خدمة يمكن الإعتماد عليها بشكل أكبر من خلال فهم وتطبيق التوسع التلقائي.

في هذه التدوينة، سوف ندرس تعريف التوسّع التلقائي وتشغيله وفئاته ومزاياه ومقارنته بمُوازنة التحميل.

ما هو التوسّع التلقائي؟

التوسع التلقائي هو طريقة تقوم تلقائيًا بتوسيع نطاق مَوارد الحَوسبة أو الذّاكرة أو الشّبكات إستجابةً لأنماط الإستهلاك والزيادات المفاجئة. وبدون ذلك، كانت المَوارد ستبقى في حالة ثابتة ولن تتمكّن من التوسع إستجابةً للزيادة في الطّلب أو الإنكماش عند الحاجة إلى إنخفاض الطلب. ويتوقف تحسين تَخصيص المَوارد والتكاليف على هذه القدرة على التكيف.

تَستفيد الحَوسبة السّحابية الحديثة من التوسع التلقائي. فهي تلتزم بالمبدأ الأَساسي للسّحابة: مفهوم الدّفع مُقابل الموارد التي يتم إستخدامها فقط، مثل سعات الخوادم أو الأجهزة الإفتراضية التي تتكيف إستجابةً للطلب. يتم كذلك دَمج النماذجوالخدمات المستقرة في التحجيم التلقائي، مع مُستوى أَساسي من الموارد التي تتدرج تَحت الضّغط لضَمان كفاءة الأداء.

كَيف يَعمل التوسّع التلقائي؟

يعتمد التوسّع التلقائي للنماذج على المنصّة والمَوارد التي تَستخدمها الشّركة. هناك طريقتان متميزتان:

التوسّع التلقائي الأُفقي

توسيع المستوى هو عملية ضبط عَدد العُقد، والتي قَد تَكون حاويات Kubernetes، المسؤولة عن عبء عمل معين. يعد التّوسع الأُفقي جذابًا للغاية لأنه يضيف سِعة إضافيّة بدون الحاجة إلى توقف العقد الحاليّة لإجراء التّعديلات، مما يسمح بعملية أَسرع من التوسع الرّأسي. لا يُمكن توسيع نطاق جَميع التّطبيقات أو الواجبات أفقياً بشكل فعال.

التوسّع الرأسي التلقائي

يستلزم هذا الأسلوب تَغيير الذّاكرة وقدرات المُعالجة للأجهزة الحالية. على سَبيل المثال، لو كُنت تمتلك عقدتي خادِم مزودتين بذاكِرة وصول عَشوائي (RAM) بسعة 16 جيجابايت وأَربع وحدات مُعالجة مركزيّة إفتراضية، يُمكنك تحسين قُدراتهما عن طريق إستخدام القابلية للتوسّع الرّأسي. ومع هذا، فإن بعض السيناريوهات، مِثل قَواعد البَيانات العلائقيّة، لا يمكن تصميمها لإستيعاب الواجبات. في هذا السيناريو، قد يكون التوسّع الرّأسي هو البديل الوَحيد القابل للتطبيق خلال فترات زيادة الطلب. ومع هذا، فإن إجراء التّوسع هذا أقل قابليّة للأَتمتة من التوسع الأفقي.

أنواع التحجيم التّلقائي

يمكن التفريق في تفعيل الخوادم بين ثَلاثة أَنواع أساسية من التوسّع التلقائي:

التوسّع التلقائي التنبؤي

يُعتبر التوسع التلقائي التنبؤي أكثر فعالية في البيئات التي تَكون فيها أعباء الخوادم الإفتراضية المدارة متسقة بشكل أساسي. وتستخدم هذه الطريقة الذّكاء الإصطناعي (AI) لتوقع طفرات حَركة الزيارات وتَخصيص موارد خوادم إضافية لتِلك الفَترات مسبقاً. تضمن هذه الطريقة التّشغيل السهل للتّطبيقات أثناء فترات الذّروة وتعزز تجربة المُستخدم والأداء من خلال زيادة سعة الخوادم مسبقاً قبل حدوث مثل هذه الطفرات.

التوسّع التّلقائي المُجدول

يتضمّن التوسّع التّلقائي المُجدول تخصيص خوادِم إضافيّة أثناء فترات محددة لتوقع ذروة حركة الزيارات. وعلى النّقيض من التوسّع التّلقائي التنبؤي، فإنه يستلزم تدخّل بشري لتَحديد متى ستَكون هُناك حاجَة إلى مَوارد إضافيّة. هذا الأسلوب مُفيد بشَكل خاص لمَواقع إستضافة التّجارة الإلكترونية، التي كثيراً ما تشهد إرتفاع في حَركة الزيارات أثناء الفترات الترويجية أو أحداث المبيعات. فهو يضمن أن يظَل مَتجرك الإلكتروني مُتجاوب وفعّال.

التوسّع التّفاعلي التلقائي

تتضمن هذه الطريقة التفعيل التلقائي لخوادم الإستضافة التكميلية المخصصة وفق معايير محددة مسبقاً يضعها المسؤول. سيضع المَسؤول عتبة للإستجابة لمَقاييس الأداء الحرجة، مثل مُعدل إستخدام الخادِم. على سَبيل المثال، قد يتم إعداد الخوادِم الثّانوية ليتم تنشيطها تلقائياً عندما تصل سعة الخادِم الأَساسي إلى 80% لمُدة دقيقة واحِدة. التوسّع التلقائي التفاعلي هو العملية التي يستجيب من خلالها النظام للحجم الفعلي لحركة الزيارات التي يتلقاها.

التوسّع التّلقائي في الحَوسبة السحابية

في الحَوسبة السحابية، يشير التوسّع التلقائي إلى قُدرة المؤسّسة على زيادة أو تقليل عدد الخَدمات السّحابية التي تقدمها بشكل مستقل إستجابةً لحركة الزيارات. بالإضافة إلى ذلك، تقدم AWS وMicrosoft Azure وGCP أدوات مُساعدة للتوسّع التلقائي.

تتمتع أداة التحجيم التلقائي بالقدرة على تَقليل التّكاليف وضمان أداء موثوق به عن طريق ضَبط أحجام النماذج ديناميكيًا إستجابةً للطلب المتغير. سيَضمن ذلك أن يكون أَداء التّطبيق واضح حتى في وجود حَركة زيارات غَير مُتوقعة أو متقلبة. سيُضيف التوسّع التلقائي خَوادم أو يُزيلها تلقائياً إستجابةً لأي زيادة في حركة الزيارات. من خلال نظام التوسّع التلقائي، يتم إعداد كُل خادِم ومُراقبته وإيقاف تشغيله.

على سَبيل المثال، فإن التوسّع التلقائي قادر على ضبط الموارد على الفور إستجابةً لهجوم DDoS، وذلك بفضل سياساته المحددة جيدًا والمراقبة الفعالة. وبنفس الطريقة، يُمكن لقاعِدة بيانات التوسّع التّلقائي تغيير سِعتها إما ببدء التّشغيل أو الإغلاق من أجل تلبية مُتطلبات التطبيق.

عمليّات التوسّع التلقائي

عادةً ما يتم تضمين الإجراءات التالية في التوسّع التلقائي:

• المُراقبة: تُراقب المنصة السحابية بإستمرار مجموعة متنوعة من المؤشّرات المُتعلقة بالتطبيق.
• تَعريف العَتبة: يصنع المُستخدمين نُهُج توسيع النطاق التي تحدد متى يتم توسيع النطاق أو خفضه وفق عتبات مترية محددة.
• إجراءات القياس: يَبدأ نِظام التوسّع التلقائي في التوسّع التلقائي حين يتجاوز المقياس عتبة محددة مسبقاً.
• تَخصيص المَوارد: يتِم بدء النماذج أو إنهاؤها وفق طلب.

فوائد التوسّع التلقائي

على النقيض من تكوين المَثيل الثّابت الذي لا يتم ضبطه تلقائيًا، توفر تقنية التوسّع التلقائي العديد من المزايا. وتتكون هذه المزايا من:

• تَوفير التّكاليف: يُقلل التوسّع التّلقائي من التكاليف من خلال السماح بتوسيع نطاق الموارد فقط عند الضرورة وخفضها عندما تكون حركة الزيارات منخفضة. وهذا على النقيض من الأسلوب الثابت، الذي يتطلب من المؤسّسات تَوفير موارد أكثر من اللازم لإستيعاب الطفرات المحتملة في حركة الزيارات، ممّا يؤدي إلى زيادة التكاليف.
• تعزيز الأتمتة: على الرغم من أنه من المُمكن دمج المَوارد يدويًا، إلا أن هذا الأسلوب غير قابل للتطوير ولا يتسم بالكفاءة. يقلل التوسّع التلقائي من ضرورة التدخل البشري من خلال أتمتة إِدارة المَوارد وفق سياسات مُحددة مسبقًا، وبالتالي تحقيق أَداء أَكثر كفاءة.
• أداء مستقر: تُمكّن سياسات التوسّع التلقائي مسؤولي أَمن السّحابة من إنشاء مُستويات الأداء المقصودة والحِفاظ عليها، ممّا يَضمن تَحسين أداء التطبيقات بإستمرار.
• تحمّل محسّن للأخطاء: يُراقب بإستمرار صحّة وفعالية عبء العَمل. يقوم بإستبدال الموارد أو توسيع نطاقها بشكل مستقل لتعزيز الموثوقية في حالة حدوث أخطاء أو أعطال في الأجهزة.
• تَحسين تَوافر الخِدمة: يقوم التوسّع التلقائي بضبط الموارد بشكل ديناميكي لضمان توفر الخدمة بشكل مستمر، حتى في وجود حركة زيارات أو أحمال عالية، والتي لا تستطيع الإعدادات الثّابتة عادةً إدارتها.

التوسّع التلقائي مُقارنة بموازنة التّحميل

تَرتبط مُوازنة التحميل مباشرةً بموازنة التحميل بالتوسّع التلقائي للتطبيقات، والتي تم تصميمها لتحسين العمليات الخلفيّة عن طريق مُراقبة صحّة الخادِم وإدارة حَركة الزيارات وتَعديل مَوارد الخادِم. وأخيراً، تم تجهيز العَديد من موازنات التحميل بقدرات التوسّع التلقائي.

عن طريق تعزيز توافُر التّطبيق وأدائه ووقت إستجابة الشبكة، تقوم موازنات التحميل بتوزيع الأعباء بطريقة مثالية. إستناداً إلى متطلبات التطبيق، يُمكن تَعريف سياسات التحجيم التّلقائي على أنها الزيادة أو النقصان التلقائي لعدد النماذج. يتم توجيه موازن التحميل بواسطة هذه السّياسة لتخصيص حَركة الزيارات بين النماذج.

يقوم موازنة التّحميل المَرن بتوزيع حَركة الزيارات الواردة بين النماذج ويراقب صحتها. ويَضمن عدم تحميل مثيل واحد فوق طاقته من خلال إعادة تَوجيه حركة الزيارات حَسب الحاجة.

يتيح تكامل التوسّع التّلقائي مع موازنة التّحميل المَرن تَوزيع حركة الزيارات على النماذج بشكل دائري، مما يقلل من الحاجة إلى المراقبة اليدوية. وبالإضافة إلى ذلك، يُتيح هذا التّكامل إمكانية التمييز بين إجراءاته في تَعديل مُستوى المَوارد وبين إجراءات موازنة التحميل المَسؤول عن تَوزيع حَركة الزيارات.

الخلاصة

تتمثل إحدى السمات الأساسية لإدارة الموارد الديناميكية في الحَوسبة السّحابية في التحجيم التلقائي، وهو مصمم لإستيعاب الأَحمال المُتقلبة أو المتغيرة. التوسّع التلقائي هو عملية يتم فيها توسيع نطاق مَوارد الحَوسبة والذّاكرة والشّبكة بشكل مُستقل على أساس كل دقيقة على حدة لضمان توافر الخدمة والحفاظ على الأَداء بأقل التكاليف. يُعد التوسّع التلقائي الأداة الأكثر أهمية للتكيف مع التغييرات في المجال الرقمي، حيث إنه يضمن تَخصيص المَوارد وتَحسين الكفاءة التّشغيلية في حالة حدوث تغييرات متكررة في الطلب الرّقمي.

أسئلة وأجوبة