Lecture 02 · E2C Continuum and Cloud Computing

المحاضرة 02 · استمرارية E2C والحوسبة السحابية

NIST definition, five characteristics, deployment models

تعريف NIST، والخصائص الخمس، ونماذج النشر

Slides 38–44 الشرائح 38–44 P1 MUST

One sentence, three numbers (5-3-4), five characteristics you can use as a test, and four deployment models decided by a single question: who is allowed to use it?

جملة واحدة، وثلاثة أرقام (5-3-4)، وخمس خصائص تستخدمها كاختبار، وأربعة نماذج نشر يحسمها سؤال واحد: من المسموح له باستخدامها؟

The NIST definition

تعريف NIST

NIST Special Publication 800-145 (Mell and Grance, 2011) is the reference definition the whole field uses. Slide 38 quotes it:

المنشور الخاص NIST SP 800-145 (Mell and Grance, 2011) هو التعريف المرجعي الذي يستخدمه المجال كله. وتقتبسه الشريحة 38:

Memorize this احفظ هذا

"Cloud computing is a model for enabling ubiquitous, convenient, on-demand network access to a shared pool of configurable computing resources (e.g., networks, servers, storage, applications, and services) that can be rapidly provisioned and released with minimal management effort or service provider interaction."

"الحوسبة السحابية نموذج يتيح وصولاً شبكياً شاملاً ومريحاً وعند الطلب (ubiquitous, convenient, on-demand network access) إلى مجمّع مشترك من موارد الحوسبة القابلة للتهيئة (shared pool of configurable computing resources) مثل الشبكات والخوادم والتخزين والتطبيقات والخدمات، يمكن تجهيزها وتحريرها بسرعة (rapidly provisioned and released) بـأقل جهد إداري أو تفاعل مع مزوّد الخدمة."

The definition continues: the cloud model is composed of 5 essential characteristics, 3 service models and 4 deployment models. Remember it as 5-3-4. Slide 38 draws it as three stacked layers.

ويكمل التعريف: النموذج السحابي يتكوّن من 5 خصائص أساسية، و3 نماذج خدمة، و4 نماذج نشر. احفظها هكذا: 5-3-4. وترسمها الشريحة 38 كثلاث طبقات متراكبة.

4 DEPLOYMENT MODELS Public Private Hybrid Community 3 SERVICE MODELS IaaS PaaS SaaS 5 ESSENTIAL CHARACTERISTICS Resource pooling On-demand self-service Broad network access Rapid elasticity Measured service
The 5-3-4 frame from slide 38. Resource pooling spans the base because the other four characteristics all depend on a shared pool.
إطار 5-3-4 من الشريحة 38. تجميع الموارد (resource pooling) يمتد على القاعدة لأن الخصائص الأربع الأخرى كلها تعتمد على مجمّع مشترك.

The five essential characteristics

الخصائص الأساسية الخمس

These five are a test. A system is a cloud only if it has all five. The slide 39 wording is short; the NIST wording below is where full marks are.

هذه الخمس اختبار. النظام لا يكون سحابة إلا إذا تحققت فيه الخمس كلها. صياغة الشريحة 39 مختصرة، وصياغة NIST أدناه هي التي تجلب الدرجة الكاملة.

  1. On-demand self-service. The consumer provisions computing capabilities unilaterally and automatically, without human interaction with each provider.

    On-demand self-service: الخدمة الذاتية عند الطلب. يجهّز المستهلك قدرات الحوسبة بنفسه وتلقائياً، دون تفاعل بشري مع المزوّد.

  2. Broad network access. Capabilities are available over the network through standard mechanisms, from heterogeneous thin or thick clients (phones, laptops, workstations).

    Broad network access: وصول شبكي واسع. القدرات متاحة عبر الشبكة بآليات قياسية، ومن عملاء متنوعين خفيفين أو ثقيلين (هواتف، وحواسيب محمولة، ومحطات عمل).

  3. Resource pooling. The provider's resources serve multiple consumers in a multi-tenant model, dynamically assigned and reassigned by demand. The customer may choose location only at a higher level (country, region, data center), never the rack.

    Resource pooling: تجميع الموارد. موارد المزوّد تخدم عدة مستهلكين بنموذج متعدد المستأجرين (multi-tenant)، وتُخصَّص وتُعاد تخصيصها ديناميكياً حسب الطلب. يختار العميل الموقع على مستوى أعلى فقط (دولة، منطقة، مركز بيانات)، ولا يختار الخزانة أبداً.

  4. Rapid elasticity. Capabilities scale rapidly outward and inward with demand, and often appear unlimited to the consumer.

    Rapid elasticity: المرونة السريعة. تتوسع القدرات وتنكمش بسرعة (outward and inward) حسب الطلب، وتبدو للمستهلك غالباً بلا حدود.

  5. Measured service. The system automatically controls and optimizes resource use by metering; usage is monitored, controlled and reported, with transparency for both provider and consumer. Typically pay-per-use.

    Measured service: الخدمة المقيسة. يتحكم النظام بالموارد ويحسّن استخدامها تلقائياً عبر القياس بالعدّاد، ويُراقَب الاستخدام ويُضبط ويُبلَّغ عنه بشفافية للمزوّد والمستهلك معاً. وغالباً بالدفع حسب الاستخدام (pay-per-use).

CharacteristicالخاصيةEveryday exampleمثال يوميWithout itبدونها
On-demand self-serviceالخدمة الذاتية عند الطلب (On-demand self-service)Launching a VM from the console at 2 a.m.تشغيل VM من لوحة التحكم الساعة 2 فجراًEvery request waits for a ticket and an adminكل طلب ينتظر تذكرة دعم ومسؤولاً
Broad network accessالوصول الواسع عبر الشبكة (Broad network access)Same storage from phone, laptop or script over HTTPSنفس التخزين من الهاتف أو الحاسوب المحمول أو سكربت عبر HTTPSAccess only from one office networkالوصول من شبكة مكتب واحد فقط
Resource poolingتجميع الموارد (Resource pooling)You pick a region, never a rackتختار منطقة (region)، لا خزانة (rack) أبداًDedicated boxes per customer, idle most of the timeأجهزة مخصصة لكل عميل، خاملة معظم الوقت
Rapid elasticityالمرونة السريعة (Rapid elasticity)Auto scaling adds servers at peak, removes them afterالتوسع التلقائي (auto scaling) يضيف خوادم وقت الذروة ويزيلها بعدهاBuy for the peak, pay for idle capacity all yearتشتري للذروة، وتدفع ثمن سعة خاملة طوال السنة
Measured serviceالخدمة المقاسة (Measured service)The line items of the slide 35 billبنود فاتورة الشريحة 35No pay-per-use, no data to optimize withلا دفع حسب الاستخدام، ولا بيانات تحسّن بها

يربط الجدول كل خاصية بمثال يومي وبما ينكسر عند غيابها. والذي يجب أن تلاحظه: عمود "بدونها" هو بالضبط ما تبحث عنه في سؤال "هل هذه سحابة؟"، فغياب أي خاصية واحدة يكفي لرفض التصنيف.

Worked مثال محلول
is this a cloud?  the department file server

  runs on a VM ("virtualized")
  to get space: email IT, wait two days
  fixed quota that never grows or shrinks
  no usage report, flat yearly fee

  on-demand self-service    NO   (human in the loop)
  broad network access      yes
  resource pooling          yes  (shared VM host)
  rapid elasticity          NO   (fixed quota)
  measured service          NO   (no metering)

  fails 3 of 5  ->  virtualized hosting, not cloud

same test on EC2 or Google Drive: 5 of 5  ->  cloud
Trap فخ

Virtualization is not cloud. A virtualized server farm without self-service, elasticity or metering is not a cloud. Virtualization makes pooling practical, nothing more.

المحاكاة الافتراضية (virtualization) ليست سحابة. مزرعة خوادم افتراضية بدون خدمة ذاتية أو مرونة أو قياس ليست سحابة. المحاكاة الافتراضية تجعل التجميع ممكناً عملياً، لا أكثر.

Elasticity is both directions. NIST says outward and inward. A system that only grows is just a big system; releasing capacity is when you stop paying.

المرونة في الاتجاهين. تقول NIST: توسّعاً وانكماشاً. النظام الذي يكبر فقط هو مجرد نظام كبير، وتحرير السعة هو اللحظة التي تتوقف فيها عن الدفع.

Count questions. 5 characteristics, 3 service models, 4 deployment models. Not 4-3-5, not "three deployment models".

أسئلة العدّ. 5 خصائص، و3 نماذج خدمة، و4 نماذج نشر. ليست 4-3-5، وليست "ثلاثة نماذج نشر".

Deployment models: who may use it

نماذج النشر: من يحق له الاستخدام

Slide 40 frames a deployment model as "where the cloud infrastructure is deployed and who is allowed to use it". Of those two, who may use it is what decides. NIST deliberately leaves ownership open, and for private and community clouds it leaves location open too.

تصف الشريحة 40 نموذج النشر بأنه "أين تُنشر البنية التحتية السحابية ومن المسموح له باستخدامها". ومن هذين، من يحق له الاستخدام هو الحاسم. تترك NIST الملكية مفتوحة عمداً، وتترك الموقع مفتوحاً أيضاً للسحابة الخاصة والمجتمعية.

ModelالنموذجWho may use itمن يحق له الاستخدامWho may own / operate itمن قد يملكها / يشغّلهاWhereأين
Publicعامة (Public)Open use by the general publicاستخدام مفتوح لعموم الناسBusiness, academic or government organization, or a combinationجهة تجارية أو أكاديمية أو حكومية، أو مزيج منهاOn the provider's premises (off-premise for users)في مقر المزوّد (خارج مقر المستخدمين)
Privateخاصة (Private)Exclusively one organization with multiple consumers (e.g. business units)حصرياً لمنظمة واحدة فيها عدة مستهلكين (مثل وحدات الأعمال)The organization, a third party, or bothالمنظمة، أو طرف ثالث، أو كلاهماOn or off premisesداخل المقر أو خارجه
Communityمجتمعية (Community)Exclusively a community of organizations with shared concernsحصرياً لمجتمع من منظمات ذات اهتمامات مشتركةOne or more members, a third party, or bothعضو أو أكثر، أو طرف ثالث، أو كلاهماOn or off premisesداخل المقر أو خارجه
Hybridهجينة (Hybrid)Composition of two or more distinct cloudsتركيب من سحابتين متمايزتين أو أكثرEach component keeps its own ownerكل مكوّن يحتفظ بمالكهSpans its componentsتمتد على مكوّناتها

يلخّص الجدول نماذج النشر الأربعة: العامة (public) لعموم الناس، والخاصة (private) لمنظمة واحدة، والمجتمعية (community) لمجموعة منظمات ذات اهتمامات مشتركة، والهجينة (hybrid) تركيب من سحابتين أو أكثر. والذي يجب أن تلاحظه: عمود "من يحق له الاستخدام" هو العمود الحاسم، بينما عمودا الملكية والموقع يسمحان بخيارات متعددة للخاصة والمجتمعية.

WHO MAY USE IT (across) vs WHERE IT SITS (down) anyone one organization orgs with shared concerns on the user'spremises off premises(third party) not possible Public provider's premises Private Private still private Community Community still community hybrid = two or more of these, bound by portability technology
Moving down a column never changes the model. Only moving across (who may use it) does.
النزول في عمود لا يغيّر النموذج أبداً. وحده الانتقال أفقياً (من يحق له الاستخدام) يغيّره.

Public cloud (slide 41)

السحابة العامة (الشريحة 41)

Cloud infrastructure for open use by the general public. It can be owned, managed and operated by a business, academic or government organization, or a combination, and it sits on the provider's premises, which is off-premise for every user. AWS, Azure and Google Cloud are the examples. "Public" describes who may subscribe, not who can see your data: tenants are isolated.

بنية سحابية للاستخدام المفتوح لعموم الناس. يمكن أن تملكها وتديرها وتشغّلها جهة تجارية أو أكاديمية أو حكومية أو مزيج منها، وتقع في مقر المزوّد، أي خارج مقر كل مستخدم. والأمثلة AWS وAzure وGoogle Cloud. كلمة "عامة" تصف من يحق له الاشتراك، لا من يرى بياناتك: فالمستأجرون معزولون عن بعضهم.

Private cloud (slide 42)

السحابة الخاصة (الشريحة 42)

Operated for the exclusive use of a single organization with multiple consumers, such as business units. It can be owned by the organization, a third party or both, and it is irrelevant whether it sits on the organization's premises or not. A university running OpenStack only for its departments in a rented colocation hall is still a private cloud.

تُشغَّل للاستخدام الحصري لمنظمة واحدة فيها عدة مستهلكين، مثل وحدات الأعمال. يمكن أن تملكها المنظمة أو طرف ثالث أو كلاهما، ولا يهم إن كانت في مقر المنظمة أم لا. فجامعة تشغّل OpenStack لأقسامها فقط في قاعة استضافة مستأجرة (colocation) لا تزال سحابة خاصة.

Hybrid cloud (slide 43)

السحابة الهجينة (الشريحة 43)

A composition of two or more distinct cloud infrastructures (private, public, community) that remain independent units but are connected by standardized or proprietary technology that enables portability of data and applications. The defining example is cloud bursting for load balancing between clouds: a private cloud sized for a normal week overflows to a public cloud at peak, and the rented capacity is released after.

تركيب من بنيتين سحابيتين متمايزتين أو أكثر (خاصة، عامة، مجتمعية) تبقى وحدات مستقلة، لكنها مرتبطة بتقنية قياسية أو خاصة تتيح قابلية نقل البيانات والتطبيقات (portability). والمثال المميِّز هو cloud bursting لموازنة الحمل بين السحب: سحابة خاصة مصممة لأسبوع عادي تفيض إلى سحابة عامة وقت الذروة، ثم تُحرَّر السعة المستأجرة بعدها.

capacity: full Private cloud sized for a normal week overflow at peak portable apps and data Public cloud rented for the burst, released after two distinct clouds, still separate units: that is hybrid
Cloud bursting, the textbook hybrid cloud. Without the binding portability technology, a server room plus an AWS account is not hybrid.
Cloud bursting، المثال النموذجي للسحابة الهجينة. وبدون تقنية النقل (portability) التي تربطهما، فإن غرفة خوادم مع حساب AWS ليست سحابة هجينة.

Community cloud (slide 44)

السحابة المجتمعية (الشريحة 44)

Operated for the exclusive use of a specific community of consumers from organizations with common concerns: mission, security requirements, policy or guidelines, compliance considerations. It may be owned, managed and operated by one or more community members, a third party or a combination. Example: several hospitals sharing one cloud under the same health regulations, or AWS GovCloud for verified US government agencies.

تُشغَّل للاستخدام الحصري لمجتمع محدد من مستهلكين من منظمات لها اهتمامات مشتركة: الرسالة، ومتطلبات الأمن، والسياسات أو الإرشادات، واعتبارات الامتثال (compliance). يمكن أن يملكها ويديرها ويشغّلها عضو أو أكثر من المجتمع، أو طرف ثالث، أو مزيج. مثال: عدة مستشفيات تتشارك سحابة واحدة تحت نفس الأنظمة الصحية، أو AWS GovCloud للجهات الحكومية الأمريكية المعتمدة.

Trap فخ

"Private means on-premise" is false. NIST and slide 42 both say a private cloud may be hosted off-site by a third party. Exclusive use by one organization defines it, not location and not ownership.

عبارة "خاصة تعني محلية" خاطئة. تقول NIST والشريحة 42 إن السحابة الخاصة قد يستضيفها طرف ثالث خارج المقر. ما يعرّفها هو الاستخدام الحصري لمنظمة واحدة، لا الموقع ولا الملكية.

Private vs community is about how many organizations may use it: one organization (even with many units) is private; several organizations with shared concerns is community.

الفرق بين الخاصة والمجتمعية هو عدد المنظمات التي يحق لها الاستخدام: منظمة واحدة (حتى لو فيها وحدات كثيرة) تعني خاصة، وعدة منظمات ذات اهتمامات مشتركة تعني مجتمعية.

Hybrid needs portability. The components remain distinct units, bound by technology that lets data and apps move. Owning a server room and an AWS account is not automatically hybrid.

الهجينة تحتاج قابلية النقل. المكوّنات تبقى وحدات متمايزة، مربوطة بتقنية تسمح بانتقال البيانات والتطبيقات. امتلاك غرفة خوادم وحساب AWS لا يعني تلقائياً سحابة هجينة.

Everything on one card

كل شيء في بطاقة واحدة

NIST cheat card

بطاقة ملخّص NIST

Check yourself

اختبر نفسك

According to NIST SP 800-145, the cloud model is composed of how many essential characteristics, service models and deployment models?

حسب NIST SP 800-145، من كم خاصية أساسية ونموذج خدمة ونموذج نشر يتكوّن النموذج السحابي؟

5 essential characteristics (self-service, network access, pooling, elasticity, measured), 3 service models (IaaS, PaaS, SaaS), 4 deployment models (public, private, community, hybrid). Remember 5-3-4.

5 خصائص أساسية، و3 نماذج خدمة (IaaS، PaaS، SaaS)، و4 نماذج نشر (عامة، خاصة، مجتمعية، هجينة). احفظ 5-3-4.

A university runs OpenStack only for its own departments, on servers housed in a rented colocation facility run by a third party. Which deployment model is this?

جامعة تشغّل OpenStack لأقسامها فقط، على خوادم في منشأة استضافة مستأجرة يديرها طرف ثالث. ما نموذج النشر؟

Exclusive use by one organization defines a private cloud. NIST and slide 42 explicitly allow third-party ownership or hosting and an off-premise location. The third party is a host, not a user, so it is not community.

الاستخدام الحصري لمنظمة واحدة يعرّف السحابة الخاصة. وتسمح NIST والشريحة 42 صراحةً بملكية أو استضافة طرف ثالث وبموقع خارج المقر. والطرف الثالث مستضيف لا مستخدم، فهي ليست مجتمعية.

A department's file server runs on a VM. Space is granted by emailing IT and waiting two days; quotas never shrink and nothing is metered. Which statement is correct?

خادم ملفات لقسم ما يعمل على آلة افتراضية. تُمنح المساحة بمراسلة قسم التقنية والانتظار يومين، والحصص لا تنكمش أبداً ولا يوجد قياس. أي عبارة صحيحة؟

The five characteristics are a test that must pass in full. A human in the loop fails self-service, a fixed quota fails elasticity, and no metering fails measured service. Virtualization makes pooling possible but does not make a cloud. B is the "virtualization is cloud" trap.

الخصائص الخمس اختبار يجب اجتيازه بالكامل. وجود إنسان في الحلقة يُسقط الخدمة الذاتية، والحصة الثابتة تُسقط المرونة، وغياب القياس يُسقط measured service. المحاكاة الافتراضية تتيح التجميع لكنها لا تصنع سحابة. والخيار B هو فخ "المحاكاة الافتراضية سحابة".

An e-commerce company runs its shop on its private cloud and sends overflow traffic to EC2 during Black Friday, releasing it afterwards. What is this, and which model does it illustrate?

شركة تجارة إلكترونية تشغّل متجرها على سحابتها الخاصة وترسل الحركة الفائضة إلى EC2 في Black Friday، ثم تحرّرها بعد ذلك. ما هذا، وأي نموذج يوضّح؟

NIST names cloud bursting for load balancing between clouds as the example of a hybrid cloud: distinct infrastructures (private and public) that remain separate units but are bound by technology enabling data and application portability.

تذكر NIST أن cloud bursting لموازنة الحمل بين السحب هو مثال السحابة الهجينة: بنى متمايزة (خاصة وعامة) تبقى وحدات منفصلة لكنها مرتبطة بتقنية تتيح قابلية نقل البيانات والتطبيقات.

Match the concept: "the provider automatically controls and optimizes resource use through metering, with usage reported transparently to both sides."

طابِق المفهوم: "يتحكم المزوّد بالموارد ويحسّن استخدامها تلقائياً عبر القياس، مع إبلاغ شفاف بالاستخدام للطرفين."

Measured service is metering: usage is monitored, controlled and reported, typically pay-per-use. The slide 35 bill is this characteristic made visible.

Measured service هي القياس بالعدّاد: يُراقَب الاستخدام ويُضبط ويُبلَّغ عنه، وغالباً بالدفع حسب الاستخدام. وفاتورة الشريحة 35 هي هذه الخاصية وقد صارت مرئية.