Lecture 02 · E2C Continuum and Cloud Computing

المحاضرة 02 · استمرارية E2C والحوسبة السحابية

IaaS, PaaS, SaaS: who manages which layer

IaaS وPaaS وSaaS: من يدير كل طبقة

Slides 45–48 الشرائح 45–48 P1 MUST

A service model is one horizontal line drawn across a nine-layer stack. Know where the line sits for each model, count the layers above it, and you can answer every "who manages X" question.

نموذج الخدمة هو خط أفقي واحد مرسوم عبر مكدّس من تسع طبقات. اعرف أين يقع الخط في كل نموذج، وعُدّ الطبقات فوقه، وستجيب عن كل سؤال من نوع "من يدير X".

The idea: outsourcing part of the stack

الفكرة: إسناد جزء من المكدّس إلى طرف خارجي

Slide 45: cloud computing outsources parts of the IT value chain to an external cloud service provider (CSP). The scope of outsourcing is divided into Infrastructure as a Service (IaaS), Platform as a Service (PaaS) and Software as a Service (SaaS). Service models describe what level of IT services is provided and managed by the cloud provider.

الشريحة 45: الحوسبة السحابية تُسند أجزاءً من سلسلة القيمة التقنية إلى مزوّد خدمة سحابية خارجي (CSP). ونطاق الإسناد يُقسم إلى Infrastructure as a Service (IaaS) وPlatform as a Service (PaaS) وSoftware as a Service (SaaS). نماذج الخدمة تصف أي مستوى من خدمات التقنية يقدّمه ويديره المزوّد السحابي.

The slides draw the stack as nine layers, bottom to top: Data Center, Networking, Storage, Server, Virtualization, Operating Systems, Databases, Security, Applications. Everything below the line is the provider's job; everything above it is yours.

ترسم الشرائح المكدّس كتسع طبقات من الأسفل إلى الأعلى: Data Center, Networking, Storage, Server, Virtualization, Operating Systems, Databases, Security, Applications. كل ما تحت الخط مسؤولية المزوّد، وكل ما فوقه مسؤوليتك.

On-premiseIaaSPaaSSaaS ApplicationsSecurityDatabasesOperating SystemsVirtualizationServerStorageNetworkingData Center ApplicationsSecurityDatabasesOperating SystemsVirtualizationServerStorageNetworkingData Center ApplicationsSecurityDatabasesOperating SystemsVirtualizationServerStorageNetworkingData Center ApplicationsSecurityDatabasesOperating SystemsVirtualizationServerStorageNetworkingData Center 9410 customer-managed layers (highlighted). The orange line is the provider/customer split.
The same nine layers under four models, as slides 46 to 48 draw them. The line climbs as the provider takes over more of the stack: 9, 4, 1, 0 layers left to the customer.
الطبقات التسع نفسها تحت أربعة نماذج، كما ترسمها الشرائح من 46 إلى 48. يرتفع الخط كلما تولّى المزوّد جزءاً أكبر من المكدّس: 9 ثم 4 ثم 1 ثم 0 طبقات تبقى للعميل.
LayerالطبقةOn-premمحلياً (On-prem)IaaSPaaSSaaS
ApplicationsCustomerالعميلCustomerالعميلCustomerالعميلProviderالمزوّد
SecurityCustomerالعميلCustomerالعميلProviderالمزوّدProviderالمزوّد
DatabasesCustomerالعميلCustomerالعميلProviderالمزوّدProviderالمزوّد
Operating SystemsCustomerالعميلCustomerالعميلProviderالمزوّدProviderالمزوّد
VirtualizationCustomerالعميلProviderالمزوّدProviderالمزوّدProviderالمزوّد
ServerCustomerالعميلProviderالمزوّدProviderالمزوّدProviderالمزوّد
StorageCustomerالعميلProviderالمزوّدProviderالمزوّدProviderالمزوّد
NetworkingCustomerالعميلProviderالمزوّدProviderالمزوّدProviderالمزوّد
Data CenterCustomerالعميلProviderالمزوّدProviderالمزوّدProviderالمزوّد
Customer layersطبقات العميل9410

يبيّن الجدول من يدير كل طبقة في كل نموذج كما ترسمها الشرائح. والذي يجب أن تلاحظه: في IaaS يتوقف المزوّد عند Virtualization، فيبقى للعميل 4 طبقات (OS وDatabases وSecurity وApplications). وفي PaaS تبقى للعميل طبقة واحدة (Applications)، وفي SaaS صفر حسب الشرائح. أي التسلسل 9 → 4 → 1 → 0.

Other textbooks draw a different nine-layer stack (networking, storage, servers, virtualization, OS, middleware, runtime, data, applications). The principle is identical, but in this course use the slide labels above when you count.

بعض الكتب ترسم مكدّساً آخر من تسع طبقات (networking, storage, servers, virtualization, OS, middleware, runtime, data, applications). المبدأ نفسه، لكن في هذا المقرر استخدم تسميات الشرائح أعلاه عند العدّ.

IaaS: rent virtual hardware (slide 46)

IaaS: استئجار عتاد افتراضي (الشريحة 46)

The provider runs Data Center, Networking, Storage, Server and Virtualization, and hands you a virtual machine. You run the operating system and everything above it. The slide lists three types of resources:

يشغّل المزوّد Data Center وNetworking وStorage وServer وVirtualization، ويعطيك آلة افتراضية. وأنت تشغّل نظام التشغيل وكل ما فوقه. وتسرد الشريحة ثلاثة أنواع من الموارد:

Compute

الحوسبة (Compute)

CPU, GPU and RAM, needed for the execution of arbitrary tasks.

CPU وGPU وRAM، لازمة لتنفيذ مهام عشوائية.

Storage

التخزين (Storage)

Block: data in fixed blocks on SSD or hard disk, mounted as a raw volume (EBS). File: files in a file system, shared directory tree (EFS). Object: unstructured objects with metadata in a flat namespace, via HTTP API (S3).

Block: بيانات في كتل ثابتة على SSD أو قرص صلب، تُركَّب كقرص خام (EBS). File: ملفات في نظام ملفات، شجرة مجلدات مشتركة (EFS). Object: كائنات غير مهيكلة مع بيانات وصفية في فضاء أسماء مسطّح، عبر HTTP API (S3).

Networking

الشبكات (Networking)

Network resources such as routers, switches and load balancers.

موارد شبكية مثل الموجّهات (routers) والمحوّلات (switches) وموازنات الحمل (load balancers).

Example: Amazon EC2. You pick an instance type and an OS image, attach an EBS volume, write security group rules. From then on, patching the guest OS, installing the database and hardening SSH are your jobs. NIST gives the IaaS consumer control over operating systems, storage and deployed applications, and possibly limited control of select networking components (host firewalls).

مثال: Amazon EC2. تختار نوع النسخة وصورة نظام التشغيل، وتربط قرص EBS، وتكتب قواعد security group. ومن تلك اللحظة، ترقيع نظام التشغيل الضيف وتثبيت قاعدة البيانات وتحصين SSH كلها مهامك. وتمنح NIST مستهلك IaaS التحكم في أنظمة التشغيل والتخزين والتطبيقات المنشورة، وربما تحكماً محدوداً في بعض مكونات الشبكة (جدران الحماية على المضيف).

PaaS: run your code on a managed runtime (slide 47)

PaaS: شغّل كودك على بيئة تشغيل مُدارة (الشريحة 47)

The platform provides a runtime and/or development environment, often for hosting web applications. The underlying hardware and software are provided by the platform provider, and it supports the software lifecycle from development and testing through delivery and operation over the internet. You upload code; the provider patches the OS and runtime and scales instances with demand.

توفّر المنصة بيئة تشغيل و/أو بيئة تطوير، غالباً لاستضافة تطبيقات الويب. العتاد والبرمجيات الأساسية يوفّرها مزوّد المنصة، وتدعم دورة حياة البرمجيات من التطوير والاختبار حتى التسليم والتشغيل عبر الإنترنت. أنت ترفع الكود، والمزوّد يرقّع نظام التشغيل وبيئة التشغيل ويوسّع النسخ حسب الطلب.

The price is constraint. PaaS can autoscale because it forces a shape on your app (for example a stateless compute tier separate from storage) and limits you to supported languages and services. Example: Google App Engine, Azure App Service.

الثمن هو القيود. يستطيع PaaS التوسع تلقائياً لأنه يفرض شكلاً على تطبيقك (مثل طبقة حوسبة بلا حالة stateless منفصلة عن التخزين) ويحصرك في اللغات والخدمات المدعومة. أمثلة: Google App Engine، وAzure App Service.

SaaS: use a finished application (slide 48)

SaaS: استخدم تطبيقاً جاهزاً (الشريحة 48)

Human-usable application software for customers, with no need for the customer to operate infrastructure or platform. It is accessed from various client devices, usually a web browser (or an API). The user manages only user-specific configuration settings of the application. Examples: Gmail, Microsoft 365, Office 365.

برمجيات تطبيقية يستخدمها البشر مباشرة، ولا حاجة للعميل لتشغيل بنية تحتية أو منصة. يُوصل إليها من أجهزة عملاء متنوعة، عادةً متصفح ويب (أو API). والمستخدم يدير فقط إعدادات التطبيق الخاصة به. أمثلة: Gmail، وMicrosoft 365، وOffice 365.

Memory hook خطّاف للذاكرة

"Machine, runtime, finished app." Ask what you are handed. A machine you install software on is IaaS (EC2, Compute Engine, Azure VMs). A runtime you deploy code onto is PaaS (App Engine, App Service). A finished app you sign in to is SaaS (Gmail, Office 365).

"Machine, runtime, finished app." اسأل: ماذا سُلِّمت؟ آلة تثبّت عليها البرمجيات تعني IaaS (EC2، Compute Engine، Azure VMs). بيئة تشغيل تنشر عليها كودك تعني PaaS (App Engine، App Service). تطبيق جاهز تسجّل الدخول إليه يعني SaaS (Gmail، Office 365).

Control versus operational work

التحكم مقابل العمل التشغيلي

Moving up from IaaS to PaaS to SaaS trades control for less operational work: fewer things to patch, back up and scale, but less freedom to pick the kernel, tune the database or install unusual libraries. EC2 and App Engine sit at the two ends of the spectrum the Berkeley report describes.

الصعود من IaaS إلى PaaS إلى SaaS يبادل التحكم بعمل تشغيلي أقل: أشياء أقل للترقيع والنسخ الاحتياطي والتوسيع، لكن حرية أقل في اختيار النواة أو ضبط قاعدة البيانات أو تثبيت مكتبات غير مألوفة. وEC2 وApp Engine يقعان على طرفي الطيف الذي يصفه تقرير Berkeley.

Worked مثال محلول
classify, then assign two duties

 service      handed      model   patches OS     enables MFA
 EC2          machine     IaaS    customer       customer
 App Engine   runtime     PaaS    provider       customer
 Gmail        finished    SaaS    provider       customer

layer count question: "under IaaS, how many of the
nine layers does the customer manage?"
  OS, Databases, Security, Applications  ->  4
under PaaS: Applications only            ->  1

The OS column moves with the line. The MFA column never moves: identities and access stay with the customer in every model.

عمود نظام التشغيل يتحرك مع الخط. أما عمود MFA فلا يتحرك أبداً: الهويات وإدارة الوصول تبقى مع العميل في كل نموذج.

What never leaves the customer

ما لا يغادر العميل أبداً

Even when the provider runs every layer, some responsibilities stay with the customer in every model, SaaS included: its data, identities and accounts, access management (MFA, role-based access) and endpoints (laptops, phones). Microsoft: "For all cloud deployment types, you own your data and identities." In PaaS the customer also keeps application code security and configuration.

حتى عندما يشغّل المزوّد كل الطبقات، تبقى بعض المسؤوليات مع العميل في كل نموذج، بما فيها SaaS: بياناته، وهوياته وحساباته، وإدارة الوصول (MFA، والوصول حسب الدور)، والأجهزة الطرفية (الحواسيب والهواتف). تقول Microsoft: "For all cloud deployment types, you own your data and identities." وفي PaaS يحتفظ العميل أيضاً بأمان كود التطبيق وإعداداته.

Trap فخ

"With SaaS, the customer has no security responsibility" is false. Slide 48 labels every layer, Security included, as provider-managed, yet a phished account with no MFA is the customer's failure. The slide's own last bullet concedes user-specific settings.

عبارة "في SaaS لا يتحمل العميل أي مسؤولية أمنية" خاطئة. الشريحة 48 تصنّف كل الطبقات، بما فيها Security، كمُدارة من المزوّد، ومع ذلك فإن حساباً مُخترقاً بالتصيّد بلا MFA هو تقصير العميل. والنقطة الأخيرة في الشريحة نفسها تعترف بالإعدادات الخاصة بالمستخدم.

"On IaaS the provider patches my VM" is false. The provider stops at Virtualization; the guest OS is yours.

عبارة "في IaaS يرقّع المزوّد آلتي" خاطئة. المزوّد يتوقف عند Virtualization، ونظام التشغيل الضيف مسؤوليتك.

Counting: 9 on-prem, 4 IaaS, 1 PaaS, 0 SaaS. A common slip is counting Virtualization as a customer layer under IaaS (giving 5).

العدّ: 9 محلياً، و4 في IaaS، و1 في PaaS، و0 في SaaS. والخطأ الشائع هو عدّ Virtualization كطبقة للعميل في IaaS (فيصبح العدد 5).

Everything on one card

كل شيء في بطاقة واحدة

Service model cheat card

بطاقة ملخّص نماذج الخدمة

Check yourself

اختبر نفسك

Using the nine-layer stack from the slides, how many layers does the customer manage under IaaS?

باستخدام مكدّس الطبقات التسع في الشرائح، كم طبقة يديرها العميل في IaaS؟

Under IaaS the provider runs Data Center, Networking, Storage, Server and Virtualization; the customer runs the four layers above. A counts Virtualization on the customer side, C is PaaS, D is on-premise.

في IaaS يشغّل المزوّد Data Center وNetworking وStorage وServer وVirtualization، والعميل يشغّل الطبقات الأربع فوقها. الخيار A يعدّ Virtualization على جهة العميل، وC هو PaaS، وD هو التشغيل المحلي.

Match each product to its service model: Amazon EC2, Google App Engine, Gmail.

طابِق كل منتج مع نموذج خدمته: Amazon EC2، وGoogle App Engine، وGmail.

EC2 hands you a virtual machine (IaaS). App Engine hands you a managed runtime for your code (PaaS). Gmail hands you a finished application (SaaS). Machine, runtime, finished app.

EC2 تعطيك آلة افتراضية (IaaS). App Engine تعطيك بيئة تشغيل مُدارة لكودك (PaaS). Gmail يعطيك تطبيقاً جاهزاً (SaaS). آلة، بيئة تشغيل، تطبيق جاهز.

A startup rents EC2 VMs and installs PostgreSQL on Ubuntu. Who patches Ubuntu?

شركة ناشئة تستأجر آلات EC2 وتثبّت PostgreSQL على Ubuntu. من يرقّع Ubuntu؟

EC2 is IaaS: the provider stops at Virtualization, and the guest operating system, its patches and everything above it belong to the customer.

EC2 هي IaaS: المزوّد يتوقف عند Virtualization، ونظام التشغيل الضيف وترقيعاته وكل ما فوقه مسؤولية العميل.

True or false, as an MCQ: "Under SaaS the customer has no security responsibility at all."

صح أم خطأ، على شكل اختيار من متعدد: "في SaaS لا يتحمل العميل أي مسؤولية أمنية إطلاقاً."

In every model the customer keeps data, identities and accounts, access management (MFA, RBAC) and endpoints. C is wrong in the other direction: under SaaS the provider runs and patches the application itself.

في كل نموذج يحتفظ العميل بالبيانات والهويات والحسابات وإدارة الوصول (MFA، RBAC) والأجهزة الطرفية. والخيار C خاطئ في الاتجاه الآخر: في SaaS المزوّد هو من يشغّل التطبيق نفسه ويرقّعه.

An IaaS tenant needs storage that many VMs mount as one shared directory tree. Which type fits?

مستأجر IaaS يحتاج تخزيناً تركّبه عدة آلات افتراضية كشجرة مجلدات مشتركة واحدة. أي نوع يناسب؟

File-level storage keeps data as files in a file system, shared over the network (EFS). Block storage is a raw volume for one server (EBS); object storage is a flat namespace reached through an API (S3).

التخزين على مستوى الملفات يحفظ البيانات كملفات في نظام ملفات مشترك عبر الشبكة (EFS). أما block فقرص خام لخادم واحد (EBS)، وobject فضاء أسماء مسطّح يُوصل إليه عبر API (S3).