محاسبات/رایانش مه چیست؟

 

 

محاسبات/رایانش مه ( Fog Computing ) ؛ یک زیرساخت محاسباتی غیرمتمرکز است که در آن داده‌ها، محاسبات، ذخیره‌سازی و برنامه‌ها ؛ جایی بین منبع داده و   تکنولوژی ابری    قرار دارند.

 

edge computing  هم مانند ، Fog Computing  ؛ مزایا و قدرت  تکنولوژی ابری  را به جایی که داده ها ایجاد و بر اساس آن عمل می کنند، نزدیک می کند.

بسیاری از مردم از اصطلاحات Fog Computing و edge computing  به جای یکدیگر استفاده می کنند زیرا هر دو شامل نزدیک کردن اطلاعات و پردازش به محل ایجاد داده می شوند.

این وضعیت، اغلب برای بهبود کارایی انجام می شود، اگرچه ممکن است به دلایل امنیتی و انطباق نیز انجام شود.

 

استعاره مه (Fog) ، از اصطلاح هواشناسی برای ابر نزدیک به زمین گرفته شده است، درست مانند کارکرد که Fog Computing در edge   شبکه متمرکز می شود.

این اصطلاح اغلب با سیسکو همراه است. گمان می رود که مدیر خط تولید این شرکت، جینی نیکولز، این اصطلاح را ابداع کرده باشد.

Cisco Fog Computing یک نام ثبت شده است و Fog Computing برای جامعه ؛ به طور گسترده ای در دسترس است.

 

 

 

Fog Computing چگونه کار می کند؟

 

شبکه مه (Fog) ، مکمل – و جایگزین – محاسبات ابری نمی شود. مه‌آلود کردن (fogging  ) ، تجزیه و تحلیل کوتاه‌مدت را در edge   امکان‌پذیر می‌سازد؛ در حالی که تکنولوژی ابری  تجزیه و تحلیل‌هایی با منابع فشرده و طولانی‌مدت انجام می‌دهد.

اگرچه دستگاه‌ها و حسگرهای edge   جایی هستند که داده‌ها تولید و جمع‌آوری می‌شوند، اما گاهی اوقات منابع محاسباتی و ذخیره‌سازی برای انجام تحلیل‌های پیشرفته و وظایف یادگیری ماشینی ندارند.

اگرچه سرورهای ابری قدرت انجام این کار را دارند، اما اغلب برای پردازش داده ها و پاسخگویی به موقع بسیار دور هستند.

 

علاوه بر این، داشتن تمام نقاط پایانی برای اتصال و ارسال داده‌های خام به ابر از طریق اینترنت می‌تواند دارای حریم خصوصی، امنیت و پیامدهای قانونی باشد، به‌ویژه در هنگام برخورد با داده‌های حساس مشمول مقررات در کشورهای مختلف.

برنامه های محبوب Fog Computing شامل شبکه های هوشمند، شهرهای هوشمند، ساختمان های هوشمند، شبکه های وسایل نقلیه و شبکه های تعریف شده توسط نرم افزار می باشد.

طبق کنسرسیوم OpenFog که توسط سیسکو راه اندازی شده است، تفاوت اصلی بین edge computing و Fog Computing در جایی است که هوش و توان محاسباتی در آن قرار می گیرد.

در یک محیط کاملاً مه‌آلود (fogging) ، اطلاعات در شبکه محلی (LAN) قرار دارد و داده‌ها از نقاط پایانی به یک دروازه مِه (fog) منتقل می‌شوند و سپس به منابع برای پردازش و ارسال برگشتی منتقل می‌شوند.

 

در edge computing ، هوشمندی و قدرت می توانند در endpoint  یا gateway  باشند.

طرفداران edge computing ، کاهش نقاط خرابی   آن را ستایش می کنند زیرا هر دستگاه به طور مستقل کار می کند و تعیین می کند که کدام داده را به صورت محلی ذخیره کند و کدام داده را برای تجزیه و تحلیل بیشتر به gateway و یا   تکنولوژی ابری   ؛  ارسال کند.

طرفداران Fog Computing از طریق edge computing می گویند که مقیاس پذیرتر است و تصویر بزرگ بهتری از شبکه ارائه می دهد زیرا چندین نقطه داده ، داده ها را به آن وارد می کند.

البته لازم به ذکر است که برخی از مهندسان شبکه، Fog computing را صرفاً یک برند سیسکو برای یک رویکرد به edge computing می دانند.

 

 

چگونه و چرا از Fog computing استفاده می شود؟

 

تعدادی از موارد استفاده بالقوه برای Fog computing وجود دارد. یکی از موارد استفاده رایج برای Fog computing ، کنترل ترافیک است.

از آنجایی که حسگرها – مانند حسگرهایی که برای تشخیص ترافیک استفاده می شوند – اغلب به شبکه های سلولی متصل هستند، شهرها گاهی اوقات منابع محاسباتی را در نزدیکی برج سلولی مستقر می کنند.

این قابلیت‌های محاسباتی، تجزیه و تحلیل داده‌های ترافیک در زمان واقعی را امکان‌پذیر می‌سازد و سیگنال‌های ترافیکی را قادر می‌سازد تا در زمان واقعی به شرایط متغیر پاسخ دهند.

 

این مفهوم اساسی، به وسایل نقلیه خودران نیز تعمیم داده شده است. وسایل نقلیه خودران اساساً به دلیل قدرت محاسباتی عظیم خود به عنوان دستگاه های edge  عمل می کنند.

این وسایل نقلیه باید بتوانند داده های تعداد زیادی سنسور را دریافت کنند، تجزیه و تحلیل داده ها را در زمان واقعی انجام دهند و سپس به آن پاسخ دهند.

 

از آنجایی که یک وسیله نقلیه خودمختار طوری طراحی شده است که بدون نیاز به اتصال ابری کار کند، وسوسه انگیز است که وسایل نقلیه خودران را به عنوان دستگاه های غیر متصل در نظر بگیریم.

حتی اگر یک وسیله نقلیه خودمختار باید بتواند بدون اتصال ابری با خیال راحت رانندگی کند، همچنان می‌توان در صورت وجود ؛ از اتصال استفاده کرد.

برخی شهرها در حال بررسی این موضوع هستند که چگونه یک وسیله نقلیه خودران با همان منابع محاسباتی مورد استفاده برای کنترل چراغ های راهنمایی کار می کند.

برای مثال، چنین وسیله نقلیه ای ممکن است به عنوان یک دستگاه edge  عمل کند و از قابلیت های محاسباتی خود برای انتقال داده های بلادرنگ به سیستمی که داده های ترافیکی را از منابع دیگر دریافت می کند، استفاده کند. سپس پلتفرم محاسباتی زیربنایی می‌تواند از این داده‌ها برای عملکرد مؤثر سیگنال‌های ترافیکی استفاده کند.

 

مزایای Fog computing چیست؟

 

مانند هر فناوری دیگری، دارای مزایا و معایب خود است که برخی از مزایای آن شامل موارد زیر است:

 

*حفظ پهنای باند : Fog computing حجم داده هایی را که به  تکنولوژی ابری  ارسال می شود را کاهش می دهد و در نتیجه مصرف پهنای باند و هزینه های مربوطه را کاهش می دهد.

 

*بهبود زمان پاسخگویی : از آنجایی که پردازش داده های اولیه در نزدیکی داده ها انجام می شود، تأخیر کاهش می یابد و پاسخگویی کلی بهبود می یابد. هدف ارائه پاسخگویی در سطح میلی ثانیه است که امکان پردازش داده ها را در زمان واقعی فراهم می کند.

 

*نادیده گرفتن/انکار شبکه (Network-agnostic) : اگرچه Fog computing به طور کلی منابع محاسباتی را در سطح LAN قرار می دهد – بر خلاف سطح دستگاه، که در مورد edge computing است – شبکه را می توان بخشی از معماری Fog computing در نظر گرفت. در عین حال، Fog computing از این نظر که شبکه می تواند سیمی، وای فای یا حتی 5G باشد، شبکه را نادیده می گیرد.

 

معایب Fog computing چیست؟

 

البته که معایبی نیز دارد که برخی از آنها شامل موارد زیر است:

 

*موقعیت فیزیکی : از آنجایی که Fog computing به یک مکان فیزیکی گره خورده است، برخی از مزایای “در هر زمان/هرجا” مرتبط با cloud computing (رایانش ابری) را تضعیف می کند.

 

*مسائل امنیتی بالقوه : در شرایط مناسب، محاسبات مه می‌تواند در معرض مسائل امنیتی، مانند جعل آدرس پروتکل اینترنت (IP) یا حملات انسان در وسط (MitM) قرار گیرد.

 

*مفهوم مبهم : اگرچه Fog computing چندین سال است که وجود داشته است، هنوز ابهاماتی در مورد تعریف آن وجود دارد، زیرا فروشندگان مختلف ، آن را به طور متفاوتی تعریف می کنند.

 

 

 

از آنجایی که محاسبات ابری برای بسیاری از برنامه های کاربردی اینترنت اشیا (IoT) قابل اجرا نیست، اغلب از Fog computing استفاده می شود.

رویکرد توزیع شده آن، نیازهای اینترنت اشیا و اینترنت اشیاء صنعتی (IIoT)   و همچنین حجم عظیمی از داده های سنسورهای هوشمند و دستگاه های اینترنت اشیاء تولید می کند که ارسال آن به ابر برای پردازش و تجزیه و تحلیل؛ پرهزینه و مستلزم صرف زمان زیادی است.

Fog computing پهنای باند مورد نیاز را کاهش می دهد و ارتباط رفت و برگشت بین سنسورها و ابر را کاهش می دهد که می تواند بر عملکرد اینترنت اشیا تأثیر منفی بگذارد.

 

 Fog computing  و فن آوری 5G

 

در واقع Fog computing ، یک معماری محاسباتی است که در آن مجموعه ای از گره ها، داده ها را از دستگاه های اینترنت اشیا به صورت بلادرنگ دریافت می کنند. این گره ها ،پردازش بلادرنگ داده هایی را که دریافت می کنند؛ با زمان پاسخ دهی میلی ثانیه ای انجام می دهند.

گره ها به صورت دوره ای اطلاعات خلاصه تحلیلی را به ابر ارسال می کنند. سپس یک برنامه مبتنی بر ابر، داده‌های دریافت شده از گره‌های مختلف را با هدف ارائه بینش عملی ، تجزیه و تحلیل می‌کند.

 

این معماری به چیزی بیش از قابلیت های محاسباتی نیاز دارد؛ که نیاز به اتصال پرسرعت بین دستگاه‌های IoT و گره‌ها است.  به یاد داشته باشید، هدف این است که بتوانیم داده ها را در چند میلی ثانیه پردازش کنیم.    البته، گزینه های اتصال بسته به موارد استفاده متفاوت است.

به عنوان مثال، یک حسگر اینترنت اشیا در یک طبقه کارخانه، احتمالاً می تواند از یک اتصال سیمی استفاده کند.

با این حال، یک منبع متحرک، مانند یک وسیله نقلیه خودران، یا یک منبع مجزا، مانند یک توربین بادی در وسط یک میدان، به شکل جایگزینی از اتصال نیاز دارد. 5G یک گزینه به خصوص قانع کننده است زیرا اتصال پرسرعتی را فراهم می کند که برای تجزیه و تحلیل داده ها در زمان تقریباً واقعی لازم است.

 

 

 

 

تاریخچه Fog computing

 

در سال 2015، سیسکو با مایکروسافت، دل، اینتل، آرم و دانشگاه پرینستون برای تشکیل کنسرسیوم OpenFog شریک شد.

سازمان های دیگری از جمله جنرال الکتریک (GE)، فاکسکان و هیتاچی نیز در این کنسرسیوم مشارکت داشتند. اهداف اولیه کنسرسیوم ارتقا و استاندارد کردن Fog computing بود. این کنسرسیوم در سال 2019 با کنسرسیوم اینترنت صنعتی (IIC) ادغام شد.

 

 

 

 

منبع :

https://www.techtarget.com/iotagenda/definition/fog-computing-fogging

 

 

 

گرد آوری ، ترجمه و تنظیم :  ” بهشاد ابرقوئیان  “

 

#تکباکس_آی_آر #تکباکس_ایران #ذخیره_ساز #سرور  #وای_فای #اینترنت_اشیا  #رایانش_مه #رایانش_ابری

#techboxir #techboxiran #server #storage #network  #wi_fi #IoT #fogcomputing #cloudcomputing #edgecomputing #openfog  #5G