في عالم اليوم، تُغرقنا البيانات من كل اتجاه. من أجهزة الاستشعار الذكية في منازلنا إلى المركبات ذاتية القيادة في شوارعنا، تُنتج مليارات الأجهزة كميات هائلة من البيانات كل ثانية. ومع ازدياد تعقيد هذه البيانات وتنوعها، تواجه نماذج الحوسبة التقليدية صعوبة في مواكبة الطلب.
حوسبة الحافة وظهور بطل جديد
تظهر حوسبة الحافة أو الحوسبة الحدية أو حوسبة الحواف أو الحوسبة الطرفية، كبطل جديد على ساحة التقنية. فبدلاً من نقل كل البيانات إلى مراكز بيانات مركزية ضخمة للمعالجة، فتتقدم حوسبة الحافة إلى الخطوط الأمامية، لمعالجة البيانات مباشرةً عند مصدرها، "على حافة" الشبكة.
إذا فالمقصود بحوسبة الحافة أنها عملية تقريب حاسوبك من الخادم أو الجهاز الذي يُنتج البيانات، فقد كانت التطبيقات تنقل البيانات من الأجهزة الذكية، مثل أجهزة الاستشعار والهواتف الذكية إلى مركز بيانات مركزي لمعالجتها سابقا. ومع ذلك، لتتجاوز التعقيد غير المسبوق وحجم البيانات وقدرات الشبكة. أم الآن فتعمل أنظمة حوسبة الحافة على نقل قدرات المعالجة لتصبح قريبةً من المستخدمين وكل أنواع الأجهزة، ما يساهم في تحسين أداء التطبيقات بشكل كبير وتقليل متطلبات عرض نطاق الشبكة وتوفير إحصاءات بسرعة أكبر في الوقت الفعلي.
كأنّ مراكز البيانات الصغيرة تنتشر في كل مكان!
تخيل شبكة من أجهزة الحوسبة الصغيرة، موزعة في جميع أنحاء العالم، تعمل على معالجة البيانات محليًا. قد تكون هذه الأجهزة أجهزة استشعار ذكية في مصنع، أو كاميرات مراقبة في مدينة، أو حتى هواتف ذكية في جيوبنا. توفر هذه الأجهزة الصغيرة طاقة معالجة هائلة بالقرب من مكان إنشاء البيانات، مما يفتح الباب أمام عالم من الاحتمالات الجديدة.
مزاياها تُذهل العقول
تُقدم حوسبة الحافة فوائد لا حصر لها، تشمل:
-
سرعة البرق: معالجة البيانات محليًا تقضي على زمن الانتظار، مما يوفر سرعة استجابة لا مثيل لها للتطبيقات الحساسة للوقت مثل السيارات ذاتية القيادة أو الجراحة عن بُعد.
-
كفاءة بلا حدود: تقلل حوسبة الحافة من عبء شبكات البيانات، مما يُحسّن من عرض النطاق الترددي ويُقلّل من التكاليف.
-
موثوقية لا تُقهر: حتى لو انقطع الاتصال بالإنترنت، تستمر أجهزة الحافة في العمل، مما يضمن استمرارية العمليات الحيوية.
-
أمان يُشعرك بالأمان: مع معالجة البيانات محليًا، تقل مخاطر سرقة البيانات أو اختراقها بشكل كبير.
-
رؤى ثاقبة في لمح البصر: تُتيح حوسبة الحافة تحليل البيانات بشكل أسرع، مما يُؤدي إلى اكتشافات أسرع واتخاذ قرارات أفضل.
سبب أهمية حوسبة الحافة باختصار
تتيح حوسبة الحافة للمؤسسات جمع بياناتها الأولية وتحليلها بكفاءة كبيرة. لهذا فتحتاجها المؤسسات الكبيرة للوصول الفوري إلى البيانات واتخاذ قرار اسرع وأوضح يزيد من كفاءة التشغيل والوظائف التجارية. فباستخدام حوسبة الحافة بشكل صحيح يمكن المساعدة للمؤسسات على تحسين السلامة والأداء وأتمتة العمليات وكذلك تحسين تجربة المستخدم.ما لذي يختلف وتقدمه حوسبة الحافة
زمن استجابة جيد وسرعة
تتطلب التكنولوجيا نقلًا فوريًا وسريعا للبيانات. فمثلا، إن كان لدينا مصنع به آلات حديثة. وخدث أي خطأ آمني لإنتاج فجأة، فسوق يحتاج ذلك لتلقي وارسال واستقبال المعلومات بأسرع ما يمكن، حتى يتم تفادي الخطورة.
تحسين أمن البيانات
معالجة غالبية البيانات وتخزينها يتم محليًا مع حوسبة الحافة. كما يمكن تشفير أي معلومات. وبالتالي فإن أي بيانات حساسة تصبح قريبة من المصدر.
جمع البيانات عن بُعد
من الصعب جمع البيانات من الأماكن البعيدة من حيث الاتصال وعرض نطاق الشبكة. لهذا فتساعد زيادة قدرات الحاسبات وتخزين البيانات في حوسبة الحافة شبكات المؤسسات على جمع البيانات ونقلها بسرعة من الأماكن النائية والمناطق الصناعية ومن أي مكان بعيد آخر.زيادة الإنتاجية
تعمل الشركات على تحسين الإنتاجية للتشغيلية والموظفين من خلال استجابة اسرع ومعلومات أكثر. وبتحليل البيانات التي تم جمعها، تستطيع المؤسسات تحسين بنيتها التحتية ومعداتها وأدائها. فمع حوسبة الحافة والذكاء الاصطناعي وأدوات تعلّم الآلي يزداد إنتاجية الموظفين والمؤسسات بشكل أكبر.
أداء موثوق
من خلال إعداد بيئة حوسبة حافة بشكل جيد في المناطق النائية التي يكون الاتصال بالإنترنت نادرًا أو صعبا. تضمن الشركات أن عملياتها معالجة البيانات وتحليلها وتخزّينها سيكون موثوق وآمن. وهذا يقلل بشكل كبير من احتمال توقّف العمل بسبب توقف الاتصال بالشبكة أو اي سبب آخر.
التكاليف المخفضة
من المعروف أن التكاليف تزداد على الشركات بسبب إرسال كميات كبيرة من البيانات من مصدرها إلى مراكز البيانات المركزية، لأنه يتطلب المزيد من عرض نطاق الشبكة وقوتها. وهنا تأتي حوسبة الحافة لتقليل كمية البيانات التي يتم إرسالها من أي مكان لمركز البيانات لأنه لن يرسل سوى البيانات بالغة الأهمية فقط. وبالتالي فإن كمية البيانات التي المرسلة والمعالجة ستقل، وسوف يؤدي ذلك إلى توفير نسبة عالية من التكاليف.
مجالات تطبيق لا حصر لها
تُعدّ حوسبة الحافة تقنية ثورية قابلة للتطبيق في مختلف المجالات، تشمل:
-
المدن الذكية: إدارة حركة المرور، وتحسين إضاءة الشوارع، وكفاءة استخدام الطاقة، كل ذلك بفضل تحليلات البيانات في الوقت الفعلي.
-
التصنيع الذكي: مراقبة خطوط الإنتاج، وتنبؤ الأعطال، وتحسين جودة المنتجات باستخدام البيانات المُجمّعة من أجهزة الاستشعار. فمع انتشار أجهزة إنترنت الأشياء IoT، أصبحت أنظمة حوسبة الحافة منتشرةً في مجال التصنيع. حيث يستخدمها المصنعون كحلول لتمكين الأتمتة، وجمع البيانات وتحسين الكفاءة الإنتاجية، والسماح بالاتصال السريع بين الآلات.
-
الزراعة الذكية: ري المحاصيل بكفاءة، وتتبع صحة الحيوانات، وتحسين الإنتاجية باستخدام البيانات المُستمدة من المزارع.
-
الرعاية الصحية: مراقبة المرضى عن بُعد، وتحليل الصور الطبية، وتطوير علاجات مخصصة باستخدام البيانات الطبية. حيث تراقب الوظائف الحرجة للمرضى، كمستوى السكر في الدم والضغط ودرجة الحرارة. وتسمح بتخزين بيانات المرضى محليًا اي داخل مراكز العلاج لتحسين الحماية والخصوصية. وتعمل المراكز الطبية على تقليل حجم البيانات المرسلة من المواقع المركزية وتقليل مخاطر فقدانها.
-
النقل الذكي والمركبات ذاتية القيادة: تحسين كفاءة سلاسل التوريد، وتقليل الازدحام المروري، وجعل التنقل أكثر أمانًا باستخدام البيانات المُجمّعة من المركبات. فالسيارات ذاتية القيادة تم تزويدها بالعديد من مستشعرات إنترنت الأشياء التي تجمع كميات كبيرة من البيانات. وهذا يتطلب سرعة ومعالجة البيانات في الوقت الفعلي حنى تتم للاستجابة الفورية ولهذا فلا يمكن الاعتماد على خادم بعيد لأن تتخاذ القرارات في هذه الحالة خطير ويحتاج سرعة كبيرة جدا. لضمان السلامة والقدرة على الحكم بدقة في كل الظروف.
الطاقة: حوسبة الحافة تستخدم لجمع البيانات وتخزينها عن كل مصادر الطاقة البعيدة مثل توربينات الرياح والغاز والبترول، والألواح الشمسية وغيرها. وقد يستخدم الحفر الذكاء الاصطناعي بشكل متطور لاكتشاف المخاطر مسبقا وبسرعة، وللتحسين والفحص ولهذا فتساعد حوسبة الحافة هذا القطاعات لكفاءة التشغيل، والحفاظ على السلامة والصيانة وغيرها.
شركات رائدة تقود ثورة حوسبة الحافة
تُدرك العديد من الشركات العالمية إمكانيات حوسبة الحافة الهائلة، وتُسارع إلى الاستثمار في هذه التقنية. تشمل بعض الشركات الرائدة في هذا المجال:
-
أمازون ويب سيرفيسز AWS: توفر مجموعة واسعة من خدمات حوسبة الحافة، بما في ذلك Amazon Greengrass و AWS IoT Core.
-
مايكروسوفت أجور آي أو تي Microsoft Azure IoT: تقدم منصة شاملة لحوسبة الحافة، تشمل Azure IoT Edge و Azure Stream Analytics.
-
جوجل كلاود Google Cloud: تُتيح خدمات حوسبة الحافة مثل Google Cloud IoT Core و Anthos Edge Platform.
-
إدج كلاود EdgeConneX: تُقدم شبكة عالمية من مراكز البيانات وحوسبة الحافة القوية.
رحلة ميدانية والعمل مع أجهزة الحافة
كيفية اختيار الأجهزة المناسبة
يعتمد اختيار أجهزة الحافة المناسبة على احتياجات التطبيق الخاص بك. تأكد من مراعاة عوامل مثل:
- قوة المعالجة: كمية البيانات التي تحتاج إلى معالجتها؟
- التخزين: كم من البيانات تحتاج إلى تخزينها؟
- الاتصال: ما نوع الاتصال الذي تحتاجه (Wi-Fi، خلوي، إلخ)؟
- نظام التشغيل: ما هو نظام التشغيل الذي تفضله؟
- العوامل البيئية: هل ستتعرض الأجهزة لظروف قاسية؟
نشر الأجهزة
بمجرد اختيار أجهزتك، حان وقت نشرها في مواقعها. تأكد من مراعاة:
- الأمان: حماية أجهزتك من الوصول غير المصرح به والهجمات الإلكترونية.
- الصيانة: ضمان سهولة الوصول إلى الأجهزة لأغراض الصيانة والتحديثات.
- الشبكات: تكوين شبكاتك لضمان اتصال سلس بين أجهزة الحافة والأنظمة الأخرى.
إدارة الأجهزة
تتطلب أجهزة الحافة إدارة مستمرة، بما في ذلك:
- المراقبة: مراقبة صحة الأداء والأمن للأجهزة.
- التحديثات: تطبيق التحديثات والبقع الأمنية بانتظام.
- التصحيحات: معالجة أي مشكلات تنشأ.
تطوير التطبيقات
لتحقيق أقصى استفادة من حوسبة الحافة، ستحتاج إلى تطوير تطبيقات تعمل على أجهزة الحافة. تأكد من مراعاة:
- اللاتزام: تصميم التطبيقات لتشغيلها بكفاءة على موارد الحوسبة المحدودة.
- الأمان: دمج ميزات الأمان في التطبيقات لحماية البيانات.
- القابلة للتطوير: تصميم التطبيقات لتوسيع نطاقها بسهولة مع نمو احتياجاتك.
خاتمة
تُعدّ حوسبة الحافة تقنية ثورية تُغيّر قواعد اللعبة في عالم البيانات. مع قدرتها على معالجة البيانات بسرعة وكفاءة وأمان، تُتيح حوسبة الحافة إمكانيات هائلة لمجموعة واسعة من التطبيقات.