أدى التوسع السريع في أجهزة إنترنت الأشياء ، فضلاً عن توسيع قدرتها الحسابية ، إلى إنتاج كميات هائلة من البيانات. ومع توسع شبكات 5G في عدد الأجهزة المحمولة المرتبطة ، ستستمر أحجام البيانات في الارتفاع.
كان الوعد الذي كانت تقدمه السحابة والذكاء الاصطناعي في الماضي أنهما سوف تعملان على أتمتة وتسريع الابتكار من خلال توليد رؤى قابلة للتنفيذ من البيانات.
ومع ذلك ، فقد تجاوزت قدرات الشبكة والبنية التحتية الكم الهائل والتعقيد الهائل لـ البيانات المقدمة بواسطة الأجهزة المتصلة. تتطور صعوبات النطاق الترددي والكمون عند إرسال جميع بيانات الجهاز إلى مركز بيانات مركزي أو السحابة.
تعد حوسبة الحافة أكثر كفاءة حيث تتم معالجة البيانات وتحليلها بالقرب من نقطة الأصل. يتم تقليل وقت الاستجابة بشكل كبير نظرًا لأن البيانات لا يتم نقلها عبر شبكة إلى سحابة أو مركز بيانات لتتم معالجتها.
سيشرح هذا المنشور كيفية عمل حوسبة Edge ، وسبب أهميتها ، ويوفر حالات مختلفة من حوسبة Edge مع الفوائد والعيوب.
ما هي حوسبة الحافة؟
الحوسبة المتطورة هي عبارة عن نظام أساسي للحوسبة الموزعة يجعل تطبيقات الشركة أقرب إلى مصادر البيانات مثل أجهزة إنترنت الأشياء أو خوادم الحافة المحلية. يمكن أن يوفر هذا القرب من البيانات في مصدرها فوائد تجارية كبيرة مثل رؤى أسرع وأوقات رد فعل أسرع وزيادة توفر النطاق الترددي.
في أبسط صورها ، تجلب حوسبة الحافة المعالجة وتخزين البيانات بالقرب من الأجهزة التي تجمع البيانات ، بدلاً من الاعتماد على موقع مركزي قد يكون على بعد آلاف الأميال.
يتم إجراء ذلك لضمان عدم تعرض البيانات ، ولا سيما البيانات في الوقت الفعلي ، لمشكلات زمن الوصول التي قد تضعف أداء التطبيق. علاوة على ذلك ، من خلال إجراء المعالجة محليًا ، يمكن للشركات توفير المال عن طريق تقليل كمية البيانات التي يجب إرسالها إلى موقع مركزي أو مستند إلى السحابة.
ضع في اعتبارك الأجهزة التي تراقب المعدات الصناعية في أرض المصنع أو كاميرا فيديو متصلة بالإنترنت بث الفيديو المباشر من مكتب بعيد. بينما يمكن لجهاز واحد ينتج البيانات نقل البيانات بسهولة عبر الشبكة ، تظهر المشاكل عندما يزداد عدد الأجهزة التي تنقل البيانات في نفس الوقت.
قم بضرب كاميرا فيديو حية واحدة بمئات أو آلاف الوحدات. لن يؤدي التأخير فقط إلى تدهور الجودة ، ولكن قد تصبح رسوم النطاق الترددي عالية بشكل مانع.
تستفيد العديد من هذه الأنظمة من أجهزة وخدمات الحوسبة المتطورة ، والتي توفر مصدرًا محليًا للمعالجة والتخزين. على سبيل المثال ، يمكن لبوابة الحافة معالجة البيانات من جهاز حافة ثم نقل البيانات ذات الصلة فقط مرة أخرى إلى السحابة. في حالة وجود تطبيق في الوقت الفعلي ، يمكنه أيضًا تغذية البيانات مرة أخرى إلى جهاز الحافة.
كيف تعمل حوسبة Edge؟
البنية المادية للحافة معقدة ، لكن المفهوم الأساسي هو أن أجهزة العميل تتصل بوحدة حافة قريبة لمعالجة أسرع وعمليات أكثر سلاسة. تعد مستشعرات إنترنت الأشياء ، أو كمبيوتر الموظف ، أو أحدث هواتفهم الذكية ، أو كاميرات المراقبة ، أو حتى فرن الميكروويف المتصل بالإنترنت في غرفة العمل ، أمثلة على الأجهزة المتطورة.
يمكن استخدام الروبوت المتحرك المستقل ، مثل ذراع الروبوت في مصنع سيارات ، كجهاز حافة في سياق صناعي. قد تكون تقنية جراحية متطورة تسمح للجراحين بإجراء الجراحة من أماكن بعيدة في مجال الرعاية الصحية. ضمن البنية التحتية للحوسبة الطرفية ، تعتبر بوابات الحافة أجهزة متطورة.
يمكن الإشارة إلى الوحدات النمطية على أنها خوادم حافة أو بوابات حافة ، اعتمادًا على المصطلحات المستخدمة. بينما يقوم مقدمو الخدمات بتثبيت عدة بوابات أو خوادم حافة لتمكين شبكة طرفية (Verizon ، على سبيل المثال ، لشبكة 5G الخاصة بها) ، فإن المؤسسات التي تعتزم تنفيذ شبكة حافة خاصة ستحتاج أيضًا إلى التفكير في هذا الترس.
في التكوين العادي ، يتم إنشاء البيانات على كمبيوتر المستخدم أو أي تطبيق عميل آخر. ثم يتم نقلها إلى الخادم عبر قنوات مثل الإنترنت والإنترانت والشبكة المحلية وما إلى ذلك ، حيث يتم تخزين البيانات ومعالجتها. لا يزال هذا أسلوبًا مجربًا وصحيحًا لحوسبة خادم العميل.
الفكرة وراء الحوسبة المتطورة بسيطة: فبدلاً من نقل البيانات بالقرب من مركز البيانات ، يتم نقل مركز البيانات بالقرب من البيانات. تقع موارد التخزين والمعالجة لمركز البيانات بالقرب من مصدر البيانات قدر الإمكان (يفضل في نفس المنطقة).
لماذا تعتبر حوسبة الحافة مهمة؟
تتم الكثير من الحوسبة اليوم على الحافة ، في أماكن مثل المستشفيات والمصانع ومتاجر البيع بالتجزئة ، حيث تقوم بمعالجة البيانات الأكثر حساسية وتشغيل الأجهزة ذات المهام الحرجة التي يجب أن تعمل باستمرار وأمان.
تتطلب هذه المواقع حلولاً بزمن انتقال منخفض لا تتطلب اتصالاً بالشبكة. إن إمكانية إيدج لتعطيل شركة عبر كل قطاع ووظيفة ، من إشراك العملاء والتسويق إلى التصنيع وعمليات المكاتب الخلفية ، هو ما يجعلها مثيرة للاهتمام للغاية. في هذه المواقف ، تتيح Edge عمليات تجارية استباقية وقابلة للتكيف ، في كثير من الأحيان في الوقت الفعلي ، مما يؤدي إلى تجارب مستخدم جديدة ومحسّنة.
يمكن للشركات استخدام Edge لإدخال العالم الرقمي إلى العالم الحقيقي. تحسين تجارب البيع بالتجزئة من خلال جلب بيانات الويب والتحليلات إلى المؤسسات المادية. إنشاء طرق يمكن من خلالها تدريب الموظفين وسيناريوهات يمكن للروبوتات من خلالها تعليم العمال.
إنشاء إعدادات ذكية تعطي الأولوية لسلامتنا وراحتنا. الحوسبة المتطورة ، التي تمكّن المؤسسات من تشغيل التطبيقات بأعلى مستويات الموثوقية ، واحتياجات الوقت الفعلي والبيانات فورًا في الموقع ، تشبه جميع هذه الحالات. أخيرًا ، يمكّن هذا الشركات من الابتكار بسرعة أكبر ، وإطلاق سلع وخدمات جديدة بسرعة أكبر ، وخلق مصادر دخل جديدة.
الحوسبة المتطورة و AI / ML
بفضل تركيزها على جمع البيانات والمعالجة في الوقت الفعلي ، يمكن للحوسبة المتطورة أن تساعد التطبيقات الذكية كثيفة البيانات على النجاح. يمكن إجراء عمليات الذكاء الاصطناعي / التعلم الآلي (AI / ML) ، مثل خوارزميات التعرف على الصور ، بشكل أكثر فعالية بالقرب من مصدر البيانات ، مما يلغي الحاجة إلى نقل كميات هائلة من البيانات إلى مركز بيانات مركزي.
تجمع هذه التطبيقات عددًا كبيرًا من نقاط البيانات للحصول على معلومات ذات قيمة أعلى يمكن أن تساعد المؤسسات في اتخاذ قرارات أفضل. يمكن أن تساعد هذه الميزة في مجموعة متنوعة من تفاعلات الشركة ، بما في ذلك خدمة العملاء ، والصيانة الوقائية ، والحماية من الاحتيال ، واتخاذ القرارات السريرية ، والمزيد.
يمكن للمؤسسات استخدام أساليب إدارة القرار والاستدلال AI / ML لتصفية وتحليل وتأهيل ودمج نقاط البيانات لاشتقاق معلومات ذات ترتيب أعلى من خلال اعتبار كل نقطة بيانات واردة كحدث.
يمكن تقسيم التطبيقات كثيفة البيانات إلى مراحل ، يتم تنفيذ كل منها في مكان منفصل في بيئة تكنولوجيا المعلومات. عندما يتم جمع البيانات ومعالجتها مسبقًا ونقلها ، تدخل تقنية الحافة حيز التنفيذ.
ثم يتم حفظ البيانات وتحويلها واستخدامها للتدريب على نموذج التعلم الآلي بعد المرور بمراحل الهندسة والتحليلات ، والتي يتم إجراؤها عادةً في بيئة سحابية عامة أو خاصة. ثم يتم إرجاعه إلى الحافة لخطوة استدلال وقت التشغيل ، والتي تخدم وتراقب ملف آلة التعلم .
لتحقيق هذه الأهداف العديدة وتوفير الاتصال بين هذه المراحل المميزة ، من الضروري وجود بنية تحتية مرنة وقابلة للتكيف ومرنة ومنصة تطوير التطبيقات.
توفر سحابة مختلطة المرونة لتوفير التقاط البيانات على النحو الأمثل وأعباء عمل الاستدلال الذكي على حافة البيئة ، ومعالجة البيانات كثيفة الاستخدام للموارد وأعباء العمل التدريبية عبر بيئات السحابة ، وأحداث الأعمال وأنظمة إدارة الرؤى القريبة من مستخدمي الأعمال النهج ، الذي يوفر تجربة متسقة عبر السحب العامة والخاصة.
الحوسبة الحافة هو عنصر حاسم في مفهوم السحابة المختلطة ، والذي يهدف إلى توفير تطبيق متسق وتجربة تشغيل.
حالات استخدام الحوسبة الطرفية
تُستخدم الحوسبة المتطورة في الكثير من التقنيات التي نستخدمها اليوم للمتعة والأعمال ، من أنظمة توصيل المحتوى والتكنولوجيا الذكية إلى الألعاب ، و 5 G ، والصيانة التنبؤية. على سبيل المثال ، تقوم خدمات دفق الموسيقى والفيديو ، على سبيل المثال ، بتخزين البيانات مؤقتًا بشكل متكرر لتقليل زمن الوصول وتوفير المزيد من مرونة الشبكة استجابةً لاحتياجات حركة مرور المستخدم.
تسمح حوسبة الحافة للمصنعين بمراقبة عملياتهم عن كثب. تسمح الحوسبة المتطورة للشركات بمراقبة المعدات وخطوط التصنيع بعناية لتحقيق الكفاءة ، وفي مواقف معينة ، توقع الأعطال قبل حدوثها ، مما يقلل من تكاليف وقت التوقف عن العمل.
تُستخدم حوسبة الحافة أيضًا في الرعاية الصحية لتقديم رعاية أفضل للمرضى ، مما يوفر للأطباء مزيدًا من التبصر في الوقت الفعلي حول صحتهم دون الحاجة إلى إرسال بياناتهم إلى قاعدة بيانات تابعة لجهة خارجية للمعالجة. يمكن لشركات النفط والغاز مراقبة أصولها ومنع الصعوبات المكلفة في أماكن أخرى.
تُستخدم تقنيات الحوسبة المتطورة أيضًا في إنشاء المنازل الذكية. تحتاج المزيد والمزيد من الأدوات ، وخاصة المساعدين الصوتيين ، إلى توصيل البيانات وتحليلها في شبكة محصورة. سيستغرق كل من Amazon Alexa و Google Assistant وقتًا أطول لاكتشاف إجابات للمستهلكين إذا لم يكن لديهم إمكانية الوصول إلى قوة الحوسبة اللامركزية.
ومن الأمثلة النموذجية الأخرى على حوسبة الحافة السيارات المتصلة. يتم تثبيت أجهزة الكمبيوتر في الحافلات والسكك الحديدية لتتبع حركة الركاب وتقديم الخدمات. مع وجود التكنولوجيا على متن مركباتهم ، يمكن لسائقي التوصيل تحديد الطرق الأكثر فعالية. عند استخدام إستراتيجية حوسبة متطورة ، تعمل كل مركبة على نفس النظام الأساسي القياسي مثل باقي الأسطول ، مما يحسن موثوقية الخدمة ويضمن أمان البيانات في جميع المجالات.
مثال آخر على الحوسبة المتطورة هو السيارات المستقلة ، التي تتعامل مع كمية هائلة من البيانات في الوقت الفعلي في بيئة قد يكون الاتصال فيها متقطعًا. المركبات ذاتية القيادة، مثل السيارات ذاتية القيادة ، تحليل بيانات المستشعر على متن السيارة لتقليل زمن الوصول بسبب الحجم الهائل للبيانات. ومع ذلك ، يمكنهم الاتصال بمكان مركزي لترقيات البرامج عبر الأثير.
تساهم الحوسبة المتطورة أيضًا في استمرار توافر خدمات الإنترنت الشائعة. تضع شبكات توصيل المحتوى (CDNs) خوادم البيانات بالقرب من مواقع العملاء ، مما يسمح لمواقع الويب المزدحمة بالتحميل بسرعة وتمكين خدمات دفق الفيديو السريع.
المميزات
- يمكن أن تؤدي الحوسبة المتطورة إلى خدمات أرخص وأسرع وأكثر موثوقية. توفر الحوسبة المتطورة تجربة أسرع وأكثر اتساقًا للمستهلكين. تتضمن Edge تطبيقات بزمن انتقال منخفض ومتوفرة للغاية مع مراقبة في الوقت الفعلي للشركات ومقدمي الخدمات.
- يمكن أن توفر الحوسبة الطرفية تكاليف الشبكة ، وتتجنب حدود النطاق الترددي ، وتقصير أوقات الإرسال ، وتزيل أعطال الخدمة ، وتمنحك مزيدًا من التحكم في نقل البيانات الحساسة. يتم تقليل أوقات التحميل ، وتقريب الخدمات عبر الإنترنت من المستخدمين ، مما يسمح بالتخزين المؤقت الديناميكي والثابت.
- تستفيد الحوسبة المتطورة من التطبيقات التي تستفيد من وقت رد الفعل الأسرع ، مثل الواقع المعزز والواقع الافتراضي.
- تعد القدرة على إجراء تحليلات وتجميع البيانات الضخمة في الموقع ، والتي تتيح اتخاذ القرار في الوقت الفعلي تقريبًا ، ميزة أخرى للحوسبة المتطورة. من خلال الحفاظ على كل قوة المعالجة هذه محليًا ، تقلل الحوسبة المتطورة من فرصة الكشف عن البيانات الحساسة ، مما يسمح للشركات بفرض معايير الأمان والامتثال للقواعد التنظيمية.
- تعود الموثوقية والتوفير في التكاليف المرتبطة بالحوسبة المتطورة بالفائدة على عملاء المؤسسات. يمكن للمواقع الإقليمية الاستمرار في العمل بشكل مستقل عن الموقع الأساسي عن طريق الحفاظ على طاقة المعالجة محلية ، حتى إذا تعطل الموقع الأساسي لأي سبب من الأسباب. من خلال الحفاظ على قدرة معالجة الحوسبة بالقرب من مصدرها ، يتم تخفيض تكلفة الدفع مقابل عرض النطاق الترددي لنقل البيانات بين المواقع الأساسية والإقليمية إلى حد كبير.
- يمكن أن تساعد منصة الحافة في العمليات وتوحيد تطوير التطبيق. على عكس مركز البيانات ، يجب أن يوفر إمكانية التشغيل البيني لتلبية مجموعة متنوعة من بيئات الأجهزة والبرامج. في النظام البيئي المفتوح ، يسمح نهج الحافة الجيدة أيضًا للمنتجات من العديد من الموردين بالعمل معًا.
عيوب
- تعمل الحوسبة المتطورة على توسيع سطح الهجوم الكلي للشبكة. يمكن أن تستخدم الهجمات الإلكترونية الأجهزة المتطورة كنقطة دخول ، مما يسمح للمهاجمين بحقن برامج ضارة وإصابة الشبكة.
- لسوء الحظ ، يعد بناء أمان فعال في سياق موزع أمرًا صعبًا. تحدث غالبية معالجة البيانات خارج خط الرؤية المباشر لفريق الأمان والخادم المركزي. عندما تضيف الشركة قطعة جديدة من المعدات ، يتوسع سطح الهجوم أيضًا.
- تكلفة الحوسبة المتطورة هي قضية رئيسية أخرى. يعد إنشاء البنية التحتية مكلفًا ومعقدًا ما لم تعمل الشركة مع شريك محلي. غالبًا ما تكون نفقات الصيانة باهظة الثمن نظرًا لأن الفريق يجب أن يحتفظ بالعديد من الأجهزة في حالة عمل ممتازة في مواقع مختلفة.
التحديات
- قد يكون توسيع نطاق الخوادم الطرفية إلى عدد من المواقع الصغيرة أكثر صعوبة من إضافة نفس السعة إلى مركز بيانات أساسي واحد. تحتوي المواقع المادية على قدر أكبر من النفقات العامة ، مما قد يمثل تحديًا للشركات الصغيرة للتعامل معها.
- عادةً ما توجد منشآت الحوسبة الطرفية في مواقع بعيدة مع القليل من المعرفة التكنولوجية أو لا تتوفر على الإطلاق. إذا حدث خطأ ما في الموقع ، فستحتاج إلى بنية تحتية يمكن إصلاحها بسرعة عن طريق العمالة المحلية غير الفنية ومن ثم التحكم فيها مركزيًا بواسطة مجموعة صغيرة من المهنيين.
- لتسهيل الإدارة وتمكين استكشاف الأخطاء وإصلاحها بشكل أسرع ، يجب أن تكون إجراءات إدارة الموقع قابلة للتكرار بشكل كبير عبر جميع مواقع الحوسبة المتطورة. عندما يتم تنفيذ البرنامج بشكل مختلف في كل موقع ، تتطور المشاكل.
- غالبًا ما تكون مواقع الحافة أقل أمانًا من المواقع الأساسية من حيث الأمان المادي. يجب أن يراعي نهج الحافة احتمال وقوع أحداث خبيثة أو غير مقصودة.
وفي الختام
بالنظر إلى أن إنترنت الأشياء والحوسبة المتطورة لا تزال في مهدها ، فإن إمكاناتها الكاملة لا تزال بعيدة المنال. في الوقت نفسه ، يقومون بتسريع التغيير الرقمي في مجموعة متنوعة من الصناعات ، فضلاً عن تغيير حياة الناس اليومية في جميع أنحاء العالم.
بحلول عام 2025 ، يتوقع الخبراء أن 75٪ من معالجة البيانات ستتم خارج مركز البيانات النموذجي أو السحابة. احصل على السبق مع الحوسبة المتطورة لاكتشاف إمكانيات عمل جديدة ، وتحسين الكفاءة التشغيلية ، وتقديم تجارب متسقة للمستهلكين.
اترك تعليق