شرح في 5 دقائق أو أقل

تعتبر بعض العمليات الصناعية والتجارية بالغة الأهمية لدرجة أن الاعتماد على الحوسبة السحابية سيؤدي إلى إبطاء إنتاجية وكفاءة النظام بأكمله. هنا ، تأتي حوسبة الضباب لإنقاذك.

يتغير مجال التكنولوجيا بسرعة ، وتهيمن تكنولوجيا تكنولوجيا المعلومات الجديدة على السوق. وفقًا لـ Gartner Hype Cycle 2022 ، حاليًا ، تخلق العديد من التقنيات المتعلقة بالحسابات والتخزين ضجة كبيرة في فترة قصيرة.

على سبيل المثال ، التخزين الحسابي ، المنصات السحابية الصناعية ، بنية شبكة الأمن السيبراني ، وما إلى ذلك ، هي بعض منها. في التشغيل السحابي للصناعة ، تعتبر الحوسبة الضبابية إحدى التقنيات الناشئة. إنها تخلق جسرًا بين الحوسبة فائقة السرعة والحوسبة السحابية متوسطة السرعة.

إذا كان عملك في مهام فوق الحرجة يجب أن تتم بسرعة وبأمان عالٍ ، فأنت تختار الحوسبة المتطورة. ولكن ماذا لو لم تتمكن أجهزة الحوسبة المتطورة من معالجة كمية البيانات التي تنتجها الأجهزة في الموقع؟ أنت تستخدم شبكات الضباب.

تابع القراءة لتتعلم حوسبة الضباب من المستوى التأسيسي ، جنبًا إلى جنب مع بعض موارد التعلم الإضافية عالية الجودة لإتقان حوسبة الضباب في الأعمال التجارية أو القدرات المهنية.

ما هي حوسبة الضباب؟

الحوسبة الضبابية هي شبكة لامركزية من البنية التحتية للحوسبة أو عمليات طحن البيانات حيث توجد موارد الحوسبة بين الجهاز أو مصدر البيانات وأي مركز بيانات مركزي أو بنية تحتية للحوسبة السحابية تابعة لجهة خارجية.

ابتكرت Cisco مصطلح الحوسبة الضبابية في عام 2012 لتحديد بديل للحوسبة السحابية سيبقى أقرب إلى الأجهزة أو التطبيقات حيث يجب أن تكون سرعة معالجة البيانات أسرع ، أو قد تتباطأ العملية أو تفشل.

في وقت لاحق من عام 2015 ، أنشأ كبار مطوري الأجهزة والبرامج مثل Intel و Microsoft و Dell Technologies و ARM Holdings و Cisco Systems اتحاد OpenFog لتعزيز نمو حوسبة الضباب.

حاليًا ، تعد الحوسبة الضبابية اسمًا شائعًا في المنافذ الصناعية حيث يجب إجراء معالجة البيانات عالية السرعة على حافة الشبكة السحابية. لها بعض المرادفات كما هو مذكور هنا:

• شبكات الضباب
• تعفير

شبكات الضباب هي جسر بين الحوسبة المتطورة والحوسبة السحابية. لتوفير تكاليف النطاق الترددي وزيادة سرعة المعالجة ، يمكن لعمليات التصنيع التي تدعم إنترنت الأشياء ، والأتمتة المنزلية ، وأنظمة الأمان ، وما إلى ذلك ، نشر طبقة إضافية من القوة الحسابية تسمى الضباب.

ستحتوي هذه الطبقة الحسابية على تطبيقات تخزين وإمكانية معالجة وتحليلات. اعتمادًا على مجموعة تعليمات مُعدة مسبقًا ، ستنتقل البيانات مباشرةً إلى البنية التحتية للحوسبة الضبابية الأقرب إلى جهاز إنترنت الأشياء أو المستشعرات التي تجمع البيانات من بيئة التشغيل.

إنه نفس المكان الذي تحتفظ فيه بنظام الحوسبة المتطورة. لذلك يمكنك اعتبار حوسبة الحافة والضباب أقرب إلى بعضها البعض ، وتبقى الحوسبة السحابية بعيدة.

إذا لم تتمكن الحوسبة المتطورة من معالجة البيانات ، فإن البيانات المجمعة تنتقل إلى نظام شبكات الضباب. ستقوم إما بمعالجة البيانات وإرشاد أنظمة إنترنت الأشياء ببعض القرارات. لاحقًا ، سيتم تخزين البيانات المعالجة على السحابة لأغراض الأرشفة.

كيف تعمل حوسبة الضباب؟

يتكون إطار عمل الشبكات الضبابية من العديد من مكونات الأجهزة ووظائف البرامج اعتمادًا على تطبيقه الصناعي.

غالبًا ما تتضمن بوابات الحوسبة التي تجمع البيانات من الأجهزة الذكية في الموقع ومصادر البيانات. أيضًا ، يمكن لشبكة الضباب قبول البيانات من نقاط نهاية التجميع المختلفة مثل المفاتيح وأجهزة التوجيه التي تربط الأصول الرقمية داخل الشبكة.

يعني مبدأ العمل لنظام حوسبة الضباب في المقام الأول نقل البيانات من وإلى إنترنت الأشياء أو أجهزة الاستشعار في بيئة إنترنت الأشياء. إليك كيفية حدوث نقل البيانات أثناء الضباب:

• تراقب وحدة التحكم في التشغيل الآلي قراءة الإشارات من أجهزة إنترنت الأشياء المتصلة بالشبكة وأجهزة الاستشعار والأجهزة الذكية الأخرى.
• تقوم وحدة التحكم في الأتمتة بتشغيل تطبيق أو خوارزمية مبرمجة تقوم بدورها بأتمتة معدات إنترنت الأشياء.
• يستخدم هذا البرنامج الذي تم تكوينه مسبقًا خادم OPC Foundation قياسيًا لنقل البيانات إلى الجهاز التالي في خط أنابيب شبكات الضباب. تُعرف مؤسسة OPC أيضًا باسم ربط الكائنات وتضمينها للتحكم في العمليات (OLEPC) أو اتصالات النظام الأساسي المفتوح (OPC).
• يمكن للبرنامج استخدام أي بوابات أخرى أيضًا.
• يقوم الجهاز بتحويل هذه البيانات إلى بروتوكول بيانات يفهمه العديد من معايير اتصالات الإنترنت ، مثل HTTPS أو MQTT (نقل القياس عن بُعد MQ).
• الآن ، يمكن لشبكة الإنترنت أو شبكة الإنترانت إرسال البيانات المحولة بسهولة إلى عقد ضباب واحد أو أكثر على حافة السحابة لتحليلها.
• ستوجه عُقد الضباب على الفور أجهزة إنترنت الأشياء المتصلة بما يجب القيام به من خلال تحليل الإشارة البيئية.
• لاحقًا ، تخزن عقدة الضباب البيانات على خادم سحابي بعيد لأغراض التدقيق والتحليل والأرشفة.

الآن ، دعنا نتعرف على الاختلاف الموجز بين الضباب وحوسبة الحافة.

حوسبة الضباب مقابل. حوسبة الحافة

يتمثل الاختلاف الأساسي بين شبكات الحافة والشبكات في موقع قوة الحوسبة.

في حوسبة Edge ، يمكن دمج قوة الحساب واتخاذ القرار في جهاز إنترنت الأشياء. على سبيل المثال ، الكاميرات الأمنية الذكية القادرة على التعرف على الوجه والمتصلة بشبكة محلية (LAN) بالإضافة إلى التخزين السحابي.

في بعض الأحيان ، تعد أجهزة إنترنت الأشياء الصغيرة المتعددة مثل المشغلات ، وأجهزة استشعار درجة الحرارة ، وأجهزة استشعار السوائل ، وأجهزة استشعار الحركة ، وما إلى ذلك ، المتصلة بمحور حوسبة حافة ، بنية ممكنة أيضًا لشبكة حوسبة متطورة.

على النقيض من ذلك ، تضع حوسبة الضباب الذكاء أو قوة الحوسبة على الشبكة المحلية باستخدام عقدة ضباب أو مركز تعفير. يجمع المحور إشارات من العالم الحقيقي من أجهزة وعمليات إنترنت الأشياء ومن ثم يوجه الأجهزة الذكية المتصلة بما يجب القيام به. تعتبر عقدة الضباب مسؤولة أيضًا عن إرسال البيانات إلى الخادم السحابي المركزي لإجراء تحليل متعمق ، وهو أمر غير مهم لاتخاذ القرار في الوقت الفعلي.

ومع ذلك ، يعتبر بعض خبراء إنترنت الأشياء أن الضباب هو مجرد معيار Cisco للحوسبة المتطورة.

حوسبة الضباب مقابل. حوسبة سحابية

الآن بعد أن تعتقد أن الضباب والحوسبة السحابية متشابهة جدًا ، من المهم معرفة الاختلافات بين حوسبة الضباب مقابل الحوسبة السحابية.

تنشئ الحوسبة السحابية مركزًا مركزيًا لجميع احتياجات الحوسبة والتخزين. يجعل الشبكة غير ذكية. على العكس تجلب شبكات الضباب الذكاء إلى حافة الشبكة المتصلة أيضًا بسحابة.

يقلل ذكاء الحافة هذا العبء على الحوسبة السحابية وموارد الإنترنت.

مكونات حوسبة الضباب

تستخدم شركات إنترنت الأشياء المختلفة طرقًا مختلفة لإنشاء نظام شبكات ضبابية. وبالتالي ، يمكنك العثور على بنيات متعددة في النظام البيئي لشبكات الضباب. ومع ذلك ، فيما يلي المكونات الشائعة في أي بنية تعفير قياسية:

# 1. العقد الافتراضية والمادية

هذه هي ببساطة أجهزة المستخدم النهائي مثل الهواتف المحمولة وأجهزة الاستشعار المختلفة في خط الإنتاج ومكبرات الصوت الذكية والأضواء الذكية وغيرها الكثير التي تولد البيانات وتنفذ التعليمات.

# 2. أجهزة أو عقد ضباب

هذه بشكل عام خوادم ضباب وبوابات ضباب وأجهزة ضباب. تقوم أجهزة الضباب بتخزين البيانات ، بينما تقوم بوابة الضباب بتحليل البيانات من أجهزة ضباب متعددة. أخيرًا ، تهتم بوابات الضباب بتوجيه البيانات وإعادة توجيهها.

# 3. خدمات المراقبة

تضمن واجهات برمجة التطبيقات هذه أن عُقد الضباب وأجهزة إنترنت الأشياء لا تتوقف وتتواصل دائمًا.

# 4. برامج معالجة البيانات

تعمل هذه البرامج على خادم ضباب لتصفية البيانات ومعالجتها وتنظيفها وإعادة بنائها وتخزينها في النهاية على السحابة.

# 5. نظم إدارة الموارد

تعمل كوحدة موازنة للحمل وتشرف على استخدام جميع عُقد الضباب.

# 6. تطبيقات وأدوات الأمن

هناك حاجة دائمًا إلى تشفير البيانات أثناء النقل وفي حالة السكون لضمان الحوسبة الضبابية الآمنة. تضمن هذه المكونات تشفيرًا قويًا للبيانات الرقمية.

# 7. واجهة المستخدم الرسومية والبرامج والتطبيقات

هذه هي التطبيقات والأدوات التي يستخدمها المستخدمون البشريون أو مشغلو المصانع للتحكم في النظام بأكمله.

لماذا ومتى تحتاج إلى حوسبة الضباب؟

تمكن حوسبة الضباب الشركات القائمة على إنترنت الأشياء من توسيع نطاق عملياتها. لم يتمكنوا من الاعتماد على الحوسبة السحابية لأنه عندما ترى زيادة في حركة المرور أو المستخدم ، فقد تفشل الحوسبة السحابية.

تعد الحوسبة السحابية مصدرًا جيدًا للطاقة الحسابية منخفضة التكلفة ومنصة البرمجة والتخزين الشامل. ومع ذلك ، لا يمكنك الاعتماد فقط على السحابة أو المحاكاة الافتراضية عندما يتعلق الأمر بالعمليات التي تتطلب مستوى فوق الحرج من الدقة والسرعة.

عند الحديث عن زمن انتقال صفري تقريبًا في مصنع قائم على نظام إنترنت الأشياء أو مدينة ذكية ، يجب عليك إعداد واحد أو أكثر من أنظمة شبكات الضباب اعتمادًا على حجم بيئة إنترنت الأشياء.

بعض الأسباب الأخرى البارزة لتطبيق الضباب هي:

• تجمع أنظمة إنترنت الأشياء الخاصة بك الكثير من البيانات ، ولا تحتاج إلى كل هذه البيانات. وبالتالي ، يمكن أن يساعدك التعفير في تصفية البيانات.
• تحتاج معدات إنترنت الأشياء المتصلة بالشبكة إلى التفاعل خلال جزء من الثانية من اكتشاف أي شذوذ. لا يمكن أن تحدث هذه السرعة إلا مع الحوسبة الطرفية أو الضبابية.

بعد ذلك ، دعنا نستكشف فوائد حوسبة الضباب.

فوائد حوسبة الضباب

اكتشف أدناه إمكانات شبكات الضباب في أتمتة المدن الذكية والمنزل والصناعية:

تقليل الكمون

إذا كان وقت الاستجابة مهمًا جدًا لعملك ، فإن حوسبة الضباب هي الخيار المثالي. يقوم بتحليل البيانات عند نقطة قريبة من مصدر البيانات. لذلك ، يمكن أن تتوقع الشركات أدنى زمن انتقال مقارنة بالتقنيات الأخرى.

خاصة في صناعات مثل التصنيع والطاقة ، حيث تكون كل ثانية ذات قيمة ، يمكن لشبكات الضباب أن تقدم تنبيهات أسرع لضمان تقليل الوقت الضائع.

استخدام أقل لعرض النطاق الترددي

في حوسبة الضباب ، لا يتضمن تحليل البيانات نقل البيانات إلى خادم سحابي. لذلك ، ليست هناك حاجة لقدر كبير من النطاق الترددي للشبكة. فهو لا يقلل الاعتماد على الإنترنت فحسب ، بل إنه يكلف الشركات أقل.

على الرغم من استمرار الأجهزة المتصلة في إنشاء البيانات للتحليل ، يتم تنفيذ المهام في أقرب نقطة. نتيجة لذلك ، لا تحتاج معظم البيانات إلى النقل.

خصوصية

في حين أن خصوصية البيانات أمر بالغ الأهمية في العالم الحالي ، فإن حوسبة الضباب تعتني بذلك. عندما تحتاج الشركات إلى تطبيق مستوى معين من الخصوصية ، يمكنهم استخدام شبكات الضباب.

يتم تحليل جميع البيانات المهمة للمهام محليًا حيث يشرف فريق تكنولوجيا المعلومات على الجهاز ويدعمه بعناية. يتم إرسال مجموعات البيانات الفرعية التي تحتاج إلى تحليل عالي المستوى فقط إلى الخادم السحابي.

لهذا السبب ، تعد البيانات التي تتم معالجتها بواسطة حوسبة الضباب أكثر أمانًا نسبيًا من غزاة الخصوصية.

تكلفة مخفضة

غالبًا ما تكون التكلفة مصدر قلق كبير لجميع أنواع المنظمات. إذا اختاروا التعفير ، تقل التكلفة الإجمالية للشركة. نظرًا لأن هذا النوع من الحوسبة يحتاج إلى نطاق ترددي أقل للشبكة ، يتم خفض التكلفة التشغيلية بشكل كبير.

أقصى قدر من الأمن

يجب حماية جميع البيانات التي تم إنشاؤها بواسطة إنترنت الأشياء من الوصول غير المصرح به ومن مجرمي الإنترنت. في حوسبة الضباب ، يمكن مراقبة العقد الضبابية وحمايتها باستخدام نفس الضوابط والسياسات التي تمتلكها الشركات لبقية بيئة تكنولوجيا المعلومات الخاصة بهم. ونتيجة لذلك ، تظل البيانات آمنة أثناء النقل والراحة.

تحسين الموثوقية

في معظم الحالات ، يجب أن تعمل أجهزة إنترنت الأشياء في ظروف بيئية صعبة. يمكن لشبكات الضباب تحسين موثوقية البيانات حتى في ظل هذه الظروف القاسية مع تقليل الحاجة إلى نقل البيانات إلى السحابة.

تحليلات في الوقت الحقيقي

تتمتع الشركات التي تستخدم الحوسبة الضبابية أيضًا بإمكانية الوصول إلى تحليلات البيانات في الوقت الفعلي. يمكنهم الاستفادة من هذه الميزة للبقاء في صدارة منافسيهم.

تحتاج شركات التصنيع والشركات المالية إلى اتخاذ قرارات فورية باستخدام بيانات التحليلات. يمكنهم الاستفادة من الضباب من خلال النقل السريع للبيانات في الوقت الفعلي.

مصادر التعلم

# 1. حوسبة الضباب: المفاهيم والأطر والتطبيقات

هل تبحث عن كتاب بأسلوب كتاب نصي لتعلم التعفير من المستويات الأساسية إلى المستويات المتقدمة؟ جرب هذا الكتاب عن حوسبة الضباب بواسطة CRC Press على Amazon.

فيما يلي السمات البارزة لهذا الكتاب المقوى:

• مقدمة وأساسيات حوسبة الضباب
• هندسة حوسبة الضباب
• تقييم حوسبة الضباب في إنترنت الأشياء
• تعلم الآلة في حوسبة الضباب
• أمن المعلومات في حوسبة الضباب
• تطبيقات وأدوات محاكاة حوسبة الضباب
• تطبيقات العالم الحقيقي المختلفة لحوسبة الضباب

# 2. حوسبة الضباب وإنترنت الأشياء

انعقد هذا المؤتمر حول الحوسبة الضبابية وإنترنت الأشياء في الماضي القريب. استهدفت الموضوع الناشئ لصناعة تكنولوجيا المعلومات.

يتوفر كتاب ملخص مؤتمر الحوسبة هذا على موقع أمازون بنسختين بغلاف مقوى وأغلفة ورقية.

تغليف

ينمو إنترنت الأشياء وإنترنت الأشياء الصناعي بسرعة. وفقًا لـ Statista ، كان هناك 8.6 مليار جهاز نشط لإنترنت الأشياء وإنترنت الأشياء في عام 2019. وزاد الرقم إلى 15.14 مليار في عام 2023. تشير توقعات تم بحثها بعناية من قبل نفس شركة التحليل الإحصائي إلى أن العالم سيشهد ما يقرب من 29.42 مليار جهاز إنترنت الأشياء نشط بحلول عام 2030.

ستتطلب هذه الأعداد الضخمة من أجهزة إنترنت الأشياء في المنزل وبلديات المدن الذكية والصناعات بيتابايتات من النطاق الترددي للإنترنت إذا كانوا يخططون للعمل على البنية التحتية للحوسبة السحابية.

ناهيك عن أن بعض عمليات إنترنت الأشياء المهمة لن تحقق سرعة معالجة أسرع إذا التزمت بالسحابة. تعد حوسبة الضباب حلاً معقولاً بين السحابة والحافة ، ويمكنك استكشاف فرص العمل أو المناصب المهنية عالية الأجر عندما تتعلم وتتقن حوسبة الضباب.