ما هي حوسبة الحافة؟ الفوائد والقيود

تعد حوسبة الحافة طريقة لمعالجة البيانات الأقرب إلى مصدر البيانات ، بدلاً من إرسال جميع البيانات إلى موقع مركزي للمعالجة. تزداد أهمية هذا النهج مع استمرار تزايد كمية البيانات التي يتم إنشاؤها بواسطة أجهزة إنترنت الأشياء (IoT) والهواتف الذكية والأجهزة المتصلة الأخرى.

في معماريات الحوسبة التقليدية ، يتم جمع البيانات بواسطة الأجهزة ثم إرسالها عبر شبكة إلى موقع مركزي ، مثل مركز البيانات أو السحابة ، للمعالجة. يمكن أن يعمل هذا الأسلوب بشكل جيد مع أنواع معينة من البيانات والتطبيقات ، ولكن يمكن أن يصبح مشكلة مع زيادة كمية البيانات التي يتم إنشاؤها. قد يستغرق إرسال كميات كبيرة من البيانات عبر الشبكة وقتًا طويلاً ويمكن أن يزيد أيضًا من مخاطر فقدان البيانات أو تلفها.

تعالج حوسبة الحافة هذه المشكلات عن طريق نقل معالجة البيانات بالقرب من مصدر البيانات. يمكن القيام بذلك باستخدام أجهزة صغيرة منخفضة الطاقة على "حافة" الشبكة ، كما هو الحال في نهاية المستشعر أو على أرضية المصنع ، لأداء مهام مثل جمع البيانات والمعالجة المسبقة والتحليل. من خلال تنفيذ هذه المهام بالقرب من مصدر البيانات ، يتم تقليل كمية البيانات التي يجب إرسالها عبر الشبكة ، مما قد يؤدي إلى تحسين استجابة وموثوقية الأنظمة التي تعتمد على البيانات في الوقت الفعلي.

الحوسبة المتطورة مقابل الحوسبة السحابية

تعد كل من الحوسبة المتطورة والحوسبة السحابية طريقتين لمعالجة البيانات وتخزينها ، لكنهما يختلفان من حيث مكان المعالجة والتخزين.

تشير الحوسبة السحابية إلى ممارسة استخدام الخوادم البعيدة ، التي يمتلكها ويديرها عادةً موفر سحابي خارجي ، لتخزين البيانات وإدارتها ومعالجتها عبر الإنترنت. عادة ما توجد الخوادم في مراكز البيانات ويتم الوصول إليها عبر الإنترنت. تتيح الحوسبة السحابية موارد مرنة وقابلة للتطوير ، فضلاً عن القدرة على الوصول إلى البيانات والتطبيقات من أي مكان متصل بالإنترنت.

من ناحية أخرى ، تشير حوسبة الحافة إلى ممارسة معالجة البيانات بالقرب من مصدر البيانات ، بدلاً من إرسال جميع البيانات إلى موقع مركزي للمعالجة. يتم ذلك باستخدام أجهزة صغيرة منخفضة الطاقة عند "حافة" الشبكة ، كما هو الحال في نهاية جهاز الاستشعار أو في أرضية المصنع. يمكن للحوسبة المتطورة تحسين استجابة وموثوقية الأنظمة التي تعتمد على البيانات في الوقت الفعلي ، وتقليل كمية البيانات التي يجب إرسالها عبر الشبكة ، كما تسمح للأجهزة ذات الموارد المحدودة بالعمل بكفاءة.

يتمثل الاختلاف الرئيسي بين الحوسبة الطرفية والحوسبة السحابية في موقع المعالجة والتخزين. يتم تنفيذ الحوسبة الطرفية على الأجهزة الموجودة على حافة الشبكة ، بينما يتم إجراء الحوسبة السحابية على الخوادم البعيدة في مراكز البيانات. تم تصميم الحوسبة المتطورة للتعامل مع البيانات التي يتم إنشاؤها واستخدامها محليًا ، بينما تم تصميم الحوسبة السحابية للتعامل مع البيانات التي تحتاج إلى تخزينها ومعالجتها عن بُعد.

لكل من الحوسبة المتطورة والحوسبة السحابية مزاياها وعيوبها. تعد الحوسبة المتطورة أمرًا رائعًا للتعامل مع البيانات في الوقت الفعلي ، وزمن انتقال منخفض ، واتخاذ القرارات المحلية ، ولكنها قد تفتقر إلى قابلية التوسع والمرونة التي تتمتع بها الحوسبة السحابية. تعد الحوسبة السحابية رائعة للتعامل مع كميات كبيرة من البيانات وقابلية التوسع والمرونة ، ولكنها قد تفتقر إلى زمن الوصول المنخفض والمعالجة في الوقت الفعلي للحوسبة المتطورة.

في الآونة الأخيرة ، يتم استخدام الحوسبة المتطورة والحوسبة السحابية معًا بشكل متزايد في نهج هجين ، حيث يتم تعزيز نقاط القوة في كلتا التقنيتين. تُستخدم الحوسبة المتطورة للتعامل مع البيانات في الوقت الفعلي واتخاذ القرارات المحلية ، بينما تُستخدم الحوسبة السحابية للتخزين وتحليل البيانات على المدى الطويل. يمكن أن يوفر هذا النهج أفضل ما في العالمين وتحسين الأداء العام وكفاءة النظام.

فوائد الحوسبة المتطورة

تتمتع الحوسبة المتطورة بالعديد من الفوائد ، بما في ذلك:

1. الكمون المنخفض : من خلال معالجة البيانات بالقرب من المصدر ، تقلل الحوسبة المتطورة مقدار الوقت الذي تستغرقه البيانات في الانتقال عبر الشبكة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى زمن وصول أقل وأوقات استجابة أسرع ، وهو أمر مهم للتطبيقات في الوقت الفعلي مثل المركبات ذاتية القيادة وأنظمة التحكم الصناعية والمراقبة بالفيديو.
2. موثوقية محسّنة : من خلال معالجة البيانات على الحافة ، يمكن للأنظمة الاستمرار في العمل حتى في حالة فقد الاتصال بموقع مركزي. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين الموثوقية الكلية للنظام وتقليل مخاطر فقدان البيانات أو تلفها.
3. زيادة الأمان : يمكن أن يؤدي تخزين البيانات ومعالجتها على الحافة إلى زيادة الأمان عن طريق تقليل كمية البيانات التي يجب إرسالها عبر الشبكة. قد يؤدي ذلك أيضًا إلى زيادة صعوبة وصول المتسللين إلى البيانات الحساسة.
4. التوفير في التكاليف : من خلال معالجة البيانات على الحافة ، يمكن للمؤسسات تقليل كمية البيانات التي يجب إرسالها عبر الشبكة وتخزينها في موقع مركزي. يمكن أن يؤدي ذلك إلى توفير التكاليف على النطاق الترددي للشبكة وتكاليف التخزين.
5. خصوصية أفضل : يمكن أن يؤدي تخزين البيانات على الحافة إلى زيادة خصوصية البيانات عن طريق إبقائها أقرب إلى المصدر. يمكن أن يكون هذا مفيدًا بشكل خاص للتطبيقات التي تتضمن معلومات شخصية حساسة.
6. كفاءة استخدام الموارد : عادةً ما تكون أجهزة الحوسبة المتطورة صغيرة ومنخفضة الطاقة ، مما يسمح لها بالعمل بكفاءة بموارد محدودة. يمكن أن يكون هذا مفيدًا بشكل خاص لأجهزة إنترنت الأشياء ، والتي غالبًا ما تتمتع بقدرة معالجة وقدرات تخزين محدودة.
7. قرارات أفضل : من خلال معالجة البيانات على الحافة ، يمكن أن يتم اتخاذ القرار بالقرب من مصدر البيانات ، مما قد يؤدي إلى قرارات أفضل وأكثر دقة.

الحافة مقابل الحوسبة السحابية مقابل حوسبة الضباب

تعد الحوسبة المتطورة والحوسبة السحابية وحوسبة الضباب كلها طرقًا لمعالجة البيانات وتخزينها ، لكنها تختلف من حيث مكان المعالجة والتخزين.

1. تشير الحوسبة الطرفية إلى ممارسة معالجة البيانات بالقرب من مصدر البيانات ، على حافة الشبكة. يتم ذلك باستخدام أجهزة صغيرة منخفضة الطاقة مثل أجهزة الاستشعار أو البوابات. تم تصميم الحوسبة المتطورة للتعامل مع البيانات التي يتم إنشاؤها واستخدامها محليًا ، ويمكنها تحسين استجابة وموثوقية الأنظمة التي تعتمد على البيانات في الوقت الفعلي.
2. تشير الحوسبة السحابية إلى ممارسة استخدام الخوادم البعيدة ، التي يمتلكها ويديرها عادةً موفر سحابي خارجي ، لتخزين البيانات وإدارتها ومعالجتها عبر الإنترنت. تتيح الحوسبة السحابية موارد مرنة وقابلة للتطوير ، فضلاً عن القدرة على الوصول إلى البيانات والتطبيقات من أي مكان متصل بالإنترنت.
3. تشير حوسبة الضباب إلى ممارسة معالجة البيانات عند "ضباب" الشبكة ، والذي يقع بين الأجهزة الطرفية والسحابة. الهدف من حوسبة الضباب هو تقريب قوة الحوسبة للسحابة من حافة الشبكة ، باستخدام أجهزة وسيطة مثل أجهزة التوجيه أو البوابات. يمكن لحوسبة الضباب تحسين استجابة وموثوقية الأنظمة التي تعتمد على البيانات في الوقت الفعلي وكذلك تحسين أمان البيانات.

استخدام حالات وأمثلة للحوسبة الطرفية

1. المدن الذكية : يمكن استخدام الحوسبة المتطورة لجمع ومعالجة البيانات من أجهزة الاستشعار والكاميرات في الوقت الفعلي ، مما يسمح بتطبيقات المدن الذكية مثل إدارة حركة المرور والسلامة العامة والمراقبة البيئية.
2. الأتمتة الصناعية : يمكن استخدام الحوسبة المتطورة لمعالجة البيانات من أجهزة الاستشعار والآلات الموجودة في أرضيات المصنع ، مما يسمح بالتحكم في العمليات الصناعية ومراقبتها في الوقت الفعلي.
3. الرعاية الصحية : يمكن استخدام الحوسبة المتطورة لمعالجة البيانات من الأجهزة الطبية مثل الأجهزة القابلة للارتداء ومعدات التشخيص ، مما يسمح بمراقبة العلامات الحيوية للمرضى في الوقت الفعلي.
4. المركبات المستقلة : يمكن استخدام الحوسبة الطرفية لمعالجة البيانات من الكاميرات والليدار والرادار وأجهزة الاستشعار الأخرى في الوقت الفعلي ، مما يسمح باتخاذ القرار في الوقت الفعلي والتحكم في السيارة.
5. البيع بالتجزئة : يمكن استخدام حوسبة الحافة لمعالجة البيانات من الكاميرات وأجهزة الاستشعار في متاجر البيع بالتجزئة ، مما يسمح بالمراقبة في الوقت الفعلي لمستويات المخزون وسلوك العملاء والمزيد.

حدود الحوسبة المتطورة

1. قوة الحوسبة المحدودة : عادةً ما تكون الأجهزة الطرفية صغيرة ومنخفضة الطاقة ، مما قد يحد من كمية المعالجة التي يمكن إجراؤها على الحافة. قد يؤدي ذلك إلى صعوبة معالجة كميات كبيرة من البيانات أو إجراء عمليات حسابية معقدة.
2. التخزين المحدود : غالبًا ما تتمتع أجهزة Edge بإمكانيات تخزين محدودة ، مما يجعل من الصعب تخزين كميات كبيرة من البيانات. يمكن أن يكون هذا مشكلة بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب تخزين البيانات على المدى الطويل.
3. قابلية التوسع المحدودة : قد يكون من الصعب قياس أنظمة الحوسبة الطرفية ، لأن إضافة المزيد من الأجهزة أو زيادة كمية البيانات التي تتم معالجتها يمكن أن يصبح معقدًا ومكلفًا.
4. مرونة محدودة : يمكن أن تكون أنظمة الحوسبة غير مرنة ، حيث يتم تصميمها غالبًا لأداء مهام محددة وقد لا تكون قابلة للتكيف بسهولة مع المتطلبات الجديدة أو المتغيرة.
5. إمكانية التشغيل البيني المحدود : قد تستخدم أجهزة الحوسبة الطرفية بروتوكولات مملوكة وقد لا تتمكن من الاتصال بأجهزة أو أنظمة أخرى.
6. دعم محدود : قد لا تتمتع بعض الأجهزة المتطورة بنفس مستوى الدعم والصيانة مثل أجهزة تكنولوجيا المعلومات التقليدية.
7. الأمان المحدود : قد تكون أجهزة Edge أكثر عرضة للعبث المادي أو القرصنة أو أنواع أخرى من الهجمات الإلكترونية.

فى النهاية

تعد حوسبة الحافة طريقة لمعالجة البيانات الأقرب إلى مصدر البيانات ، بدلاً من إرسال جميع البيانات إلى موقع مركزي للمعالجة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين استجابة وموثوقية الأنظمة التي تعتمد على البيانات في الوقت الفعلي ، وتقليل كمية البيانات التي يجب إرسالها عبر الشبكة ، كما يسمح للأجهزة ذات الموارد المحدودة بالعمل بكفاءة.

تتمتع الحوسبة المتطورة بالعديد من الفوائد ، بما في ذلك زمن الوصول المنخفض ، والموثوقية المحسنة ، وزيادة الأمان ، وتوفير التكاليف ، وتحسين الخصوصية ، وكفاءة الموارد ، واتخاذ القرارات بشكل أفضل.

تحتوي الحوسبة المتطورة أيضًا على العديد من القيود ، بما في ذلك قوة الحوسبة المحدودة والتخزين وقابلية التوسع والمرونة وقابلية التشغيل البيني والدعم. بسبب هذه القيود ، من المهم النظر بعناية في حالة الاستخدام والمتطلبات المحددة للتطبيق قبل اتخاذ قرار باستخدام الحوسبة الطرفية.