ما المقصود بحوسبة الحافة؟
حوسبة الحافة هي عملية تقريب معلومات التخزين والقدرات الحاسوبية للجهاز الذي يُنتج تلك البيانات وللمستخدمين الذين يتعاملون معها. تقليديًّا، كانت التطبيقات تنقل البيانات من الأجهزة الذكية، مثل أجهزة الاستشعار والهواتف الذكية إلى مركز بيانات مركزي لمعالجتها. ومع ذلك، تجاوز التعقيد غير المسبوق وحجم البيانات قدرات الشبكة. تعمل أنظمة حوسبة الحافة على نقل قدرات المعالجة لتصبح قريبةً من المستخدمين والأجهزة، ما يساهم في تحسين أداء التطبيقات بشكل كبير وتقليل متطلبات عرض نطاق الشبكة وتوفير إحصاءات بسرعة أكبر في الوقت الفعلي.
ما سبب أهمية حوسبة الحافة؟
أصبحت حوسبة الحافة أكثر شيوعًا لأنها تتيح للمؤسسات جمع بياناتها الأولية وتحليلها بكفاءة أكبر. تحتاج المؤسسات، أكثر من أي وقت مضى، إلى الوصول الفوري إلى بياناتها لاتخاذ قرارات مستنيرة بشأن كفاءتها التشغيلية ووظائفها التجارية. عند استخدام حوسبة الحافة بشكل مناسب، يمكنها مساعدة المؤسسات في تحسين السلامة والأداء، وأتمتة العمليات، وتحسين تجربة المستخدم.
في ما يلي بعض مزايا حوسبة الحافة.
زمن الاستجابة المنخفض/السرعة المتزايدة
في العديد من المجالات، تتطلب التكنولوجيا نقلًا فوريًا للبيانات. على سبيل المثال، لنتصوّر مجموعة من الآلات الروبوتية في أرض المصنع. إن أصبح عمل هذا الروبوت غير آمن بسبب حادث إنتاج، فإنه يحتاج إلى تلقي هذه المعلومات بأسرع ما يمكن حتى يتم إيقاف تشغيله.
تحسين أمن البيانات
مع حوسبة الحافة، تجري معالجة غالبية البيانات وتخزينها محليًا. يمكن تشفير أي معلومات يلزم إرسالها مرةً أخرى إلى مركز البيانات قبل الإرسال. تستخدم الشركات أيضًا حوسبة الحافة للامتثال لقوانين سيادة البيانات، مثل اللائحة العامة لحماية البيانات (GDPR)، من خلال إبقاء أي بيانات حساسة قريبة من المصدر.
زيادة الإنتاجية
تعمل الشركات على تحسين الإنتاجية التشغيلية وتحسين إنتاجية الموظفين من خلال الاستجابة بسرعة أكبر للمعلومات. من خلال تحليل البيانات التي تم جمعها من المصدر، يمكن للمؤسسات تحسين مناطق منشآتها أو بنيتها الأساسية أو معداتها ذات الأداء الضعيف. يمكن الجمع بين حوسبة الحافة والذكاء الاصطناعي وأدوات تعلّم الآلة لاستنتاج ذكاء الأعمال والرؤى التي تساعد الموظفين والمؤسسات في العمل بإنتاجية أكبر.
جمع البيانات عن بُعد
من الصعب جمع البيانات من الأماكن التي تفتقر إلى الموثوقية من حيث الاتصال وعرض نطاق الشبكة. يساعد إنشاء قدرات الحوسبة وتخزين البيانات على حافة الشبكة المؤسسات على جمع البيانات ونقلها من حقول النفط البعيدة والمناطق الصناعية والسفن البحرية.
التكاليف المخفضة
يُعد إرسال كميات كبيرة من البيانات من مصدرها إلى مراكز البيانات المركزية أمرًا مكلفًا، فهو يتطلب المزيد من عرض نطاق الشبكة. يسمح لك نموذج حوسبة الحافة بتقليل كمية البيانات التي يتم إرسالها من المواقع إلى مراكز البيانات لأن المستخدمين النهائيين لا يرسلون سوى البيانات بالغة الأهمية. اعتمادًا على كمية البيانات التي ترسلها شركتك وتعالجها، يمكن أن يؤدي ذلك إلى توفير نسبة عالية من تكاليف التشغيل.
أداء موثوق
وفي الغالب تتم حوسبة الحافة في المناطق النائية حيث يكون الاتصال بالإنترنت نادرًا. من خلال إعداد بيئة حوسبة حافة، تضمن الشركات أن عملياتها تعالج البيانات وتحلّلها وتخزّنها بشكل موثوق. هذا يقلل بشكل كبير من احتمال توقّف العمليات بسبب انقطاع الشبكة أو الاتصال.
ما القطاعات التي تستخدم حوسبة الحافة؟
بفضل السرعات العالية وانخفاض زمن الاستجابة عند نقل البيانات، إلى جانب سهولة تركيب أجهزة حوسبة الحافة نسبيًا، ازداد استخدام حوسبة الحافة على نطاق واسع في مختلف المجالات. إليك بعض الأمثلة:
التصنيع
أدى انتشار أجهزة إنترنت الأشياء (IoT)، مثل أجهزة الاستشعار والبوابات إلى جعل أنظمة حوسبة الحافة منتشرةً في مجال التصنيع. يستخدم المصنعون حلول حوسبة الحافة لتمكين الأتمتة، وجمع البيانات في الموقع، وتحسين كفاءة الإنتاج، والسماح بالاتصال السريع بين آلتين. معرفة المزيد عن حوسبة الحافة في مجال التصنيع >>
المركبات ذاتية القيادة
تم تجهيز المركبات ذاتية التشغيل، مثل السيارات ذاتية القيادة، بالعديد من مستشعرات إنترنت الأشياء التي تجمع كميات كبيرة من البيانات كل ثانية. وهي تتطلب معالجة البيانات في الوقت الفعلي للاستجابة الفورية ولا يمكنها الاعتماد على خادم بعيد لأنها تتخذ القرار في جزء من الثانية.
بالإضافة إلى ذلك، تتفاعل المركبات ذاتية التشغيل بشكل أكثر كفاءة إذا تواصلت مع بعضها البعض أولاً، بدلاً من إرسال بيانات عن أحوال الطقس أو حركة المرور أو الحوادث أو التحويلات إلى خادم بعيد. تعد حوسبة الحافة تقنيةً مهمةً لضمان سلامة هذه المركبات وقدرتها على الحكم بدقة على ظروف الطريق.
الطاقة
تستخدم شركات الطاقة حوسبة الحافة لجمع البيانات وتخزينها عن منصات النفط، وحقول الغاز، وتوربينات الرياح، والمزارع الشمسية. وعادةً ما ينشر مشغلو منصة الحفر ذكاءً اصطناعيًا متطورًا لاكتشاف المخاطر، وتحسين خطوط الأنابيب الخاصة بهم وفحصها. تساعد حوسبة الحافة هذا القطاع في تحسين الكفاءة التشغيلية، والحفاظ على سلامة عمّالها، والتنبؤ بوقت إجراء أعمال الصيانة. معرفة المزيد عن حوسبة الحافة في مجال الطاقة>>
الرعاية الصحية
تراقب أجهزة حوسبة الحافة الوظائف الحرجة للمرضى، مثل درجة الحرارة ومستويات السكر في الدم. تسمح حوسبة الحافة لقطاع الرعاية الصحية بتخزين بيانات المرضى هذه محليًا وتحسين حماية الخصوصية. تعمل المرافق الطبية أيضًا على تقليل حجم البيانات التي ترسلها إلى المواقع المركزية وتقليل مخاطر فقدان البيانات.
ما كيفية عمل حوسبة الحافة؟
تعمل حوسبة الحافة من خلال تقريب الحساب والتخزين من منتجي البيانات ومستهلكيها. تختلف عمليات نشر حوسبة الحافة باختلاف حالات الاستخدام، ولكن يمكن تصنيفها في فئتين أساسيتين.
تطبيقات المنبع
تعطي تطبيقات المنبع الأولوية لجمع البيانات من أجهزة الاستشعار الذكية والأجهزة الأخرى، ثم إرسالها إلى مراكز البيانات لإجراء مزيد من المعالجة. يتم تصنيف البيانات التي تم جمعها في ثلاث فئات رئيسية:
- البيانات المتكررة أو غير ذات الصلة، مثل بيانات حول درجة حرارة الغرفة التي يقيسها المستشعر كل 5 دقائق
- بيانات مفيدة ذات متطلبات تخزين طويلة الأجل، مثل متوسط درجة الحرارة على مدى بضع ساعات
- بيانات مفيدة ذات تأثير قصير المدى، مثل قيم درجة حرارة الغرفة التي يجب تشغيل السخان إن أصبحت درجة الحرارة أدنى منها
تركز حوسبة الحافة في حالات استخدام المنبع على التمييز بين هذه الأنواع الثلاثة من مصادر البيانات، ثم تنقل المعلومات المهمة فقط إلى مركز البيانات. يمكن أن تتضمن إستراتيجيات حوسبة الحافة الأمثلة التالية:
مراكز البيانات المحلية
تضع الشركات وحدات التخزين والخوادم وأجهزة حوسبة الحافة الأخرى بالقرب من مصدر البيانات. على سبيل المثال، قد تركّب شركة طاقة بعض رفوف الخوادم وشبكة منطقة محلية (LAN) بعيدة داخل توربين رياح لجمع البيانات التي تنشئها ومعالجتها.
سعة الحوسبة في أجهزة إنترنت الأشياء (IoT)
تستخدم الشركة أجهزة استشعار ذات سعة حوسبة كافية لمعالجة البيانات باستخدام قواعد فلترة محددة مسبقًا قبل الإرسال.
خوادم حوسبة الحافة الإقليمية
تستخدم الشركة الخدمات السحابية في معالجة البيانات من عدة أجهزة استشعار مختلفة داخل منطقة واحدة. يمكن لمقدمي الخدمات السحابية توطين الخدمات السحابية لكي تتم الحوسبة على خوادم حوسبة الحافة المحلية في المنطقة التي تطلبها الشركة.
تطبيقات المصبّ
تعطي تطبيقات المصب الأولوية لتسليم البيانات إلى المستخدمين النهائيين. تشمل الأمثلة بث الفيديو المباشر في الوسائط والترفيه، أو الألعاب عبر الإنترنت، أو موجزات فيديو الواقع الافتراضي. تركز حوسبة الحافة في حالات استخدام المصب على تقليل زمن استجابة الشبكة حتى يعلم المستخدمون بالأحداث فور حدوثها. في ما يلي بعض الأمثلة على حوسبة الحافة المصب.
التخزين المؤقت
تقوم إحدى الشركات بإعداد شبكة تسليم محتوى (CDN) التي تخزن المحتوى تخزينًا مؤقتًا على خوادم حوسبة حافة أقرب جغرافيًا إلى المستخدمين، وبالتالي تصل إلى أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم بسرعة أكبر. معرفة المزيد حول شبكات تسليم المحتوى (CDN) >>
خدمات حوسبة الحافة السحابية
يمكنك استخدام خدمة حوسبة سحابية لتشغيل أجزاء حساسة لزمن الاستجابة من تطبيقك محليًا إلى نقاط النهاية والموارد في منطقة جغرافية معينة.
حوسبة الحافة على الأجهزة المحمولة
تستخدم الشركة البنية الأساسية لحوسبة الحافة للأجهزة المحمولة، مثل شبكات 5G وخدمات الحوسبة السحابية للأجهزة المحمولة المستندة إلى 5G، من أجل تطوير تطبيقات ذات زمن استجابة منخفض جدًا ونشرها وتوسيع نطاقها.
ما الفرق بين حوسبة الحافة والحوسبة السحابية؟
تعمل حوسبة الحافة على تشغيل أعباء العمل على الحافة، أي أنها أقرب إلى الأجهزة والمستخدمين النهائيين. ومن ناحية أخرى، تعد الحوسبة السحابية مصطلحًا واسعًا يتضمن تشغيل جميع أنواع أعباء العمل في مركز بيانات مزود الخدمة السحابية.
ومع ذلك، الجدير بالذكر أن موفري الخدمات السحابية يقدمون أيضًا خدمات حوسبة الحافة. على سبيل المثال، تقدم خدمات حوسبة الحافة من AWS إمكانية معالجة البيانات وتحليلها وتخزينها بالقرب من نقاط النهاية الخاصة بك، ما يسمح لك بنشر واجهات برمجة التطبيقات والأدوات في مواقع خارج مراكز بيانات AWS.
ما بعض حالات استخدام حوسبة الحافة؟
يستخدم عدد كبير من المؤسسات الرائدة أدوات حوسبة الحافة من AWS. في ما يلي ثلاثة أمثلة بارزة.
Volkswagen Group
تستخدم Volkswagen، وهي إحدى مجموعات السيارات الرائدة في العالم، AWS IoT وتعلّم الآلة وخدمات حوسبة الحافة لدعم سحابتها الصناعية. وهي قادرة على ربط البيانات من أكثر من 120 مصنعًا لتحسين الكفاءة ووقت التشغيل في مرافق المصنع، وتحسين مرونة الإنتاج، ورفع معايير جودة المركبات. اطّلع على كيفية استخدام Volkswagen لخدمات AWS >>
Hulu
تستخدم منصة البث Hulu خدمات شبكات حوسبة الحافة التي تقدمها AWS لضمان تحقيق التميّز في عرض المحتوى للعملاء وفي التجربة المقدّمة لهم، حتى عندما يزداد أعداد المستخدمين. تستخدم Hulu خدمات AWS لتوفير بنية أساسية قابلة للتوسع ومرنة وميسورة التكلفة. اطّلع على كيفية استخدام Hulu لخدمات AWS >>
Riot Games
تعمل شركة Riot Games على تطوير الألعاب الأكثر تركيزًا على اللاعبين في العالم ونشرها ودعمها، بما في ذلك لعبة League of Legends، إحدى أشهر ألعاب الكمبيوتر الشخصي في العالم. بعد إطلاق لعبة VALORANT على الصعيد العالمي في عام 2020، وهي لعبة إطلاق نار تكتيكية قائمة على الفريق، أرادت شركة Riot تقليل "ميزة اختلاس النظر" (peeker’s advantage) عن طريق زمن الاستجابة وضمان النزاهة التنافسية. تستخدم Riot الخدمة AWS Outposts في نشر خوادم الألعاب بسرعة وتقليل زمن الاستجابة بمقدار 10 إلى 20 مللي ثانية، ما يقلل من "ميزة اختلاس النظر" ويتيح ميدان لعب متكافئًا لجميع اللاعبين. شاهِد كيف تقوم Riot Games باستخدام AWS >>
كيف تساعدك AWS في تلبية احتياجاتك من حوسبة الحافة؟
تعمل AWS for the Edgeعلى تقريب السحابة الأكثر قدرةً وأمانًا في العالم من نقاط النهاية والمستخدمين. AWS هي المزود الوحيد الذي يقدّم البنية الأساسية والخدمات وواجهات برمجة التطبيقات والأدوات المقدمة في السحابة كخدمة مُدارة بالكامل تقريبًا لأي مركز بيانات محلي أو مساحة موقع مشترك أو منشأة حوسبة الحافة.
استفِد من الأجهزة المُدارة المنتشرة في مواقع خارج مراكز بيانات AWS، التي تقدّم إمكانات حوسبة الحافة الآمنة تشمل المناطق المركزية وشبكات 5G والمواقع المحلية والمواقع غير المتصلة أو البعيدة. يمكنك استخدام الإمكانات المصممة خصيصًا لحالات استخدام حوسبة الحافة المحددة، والاختيار من بين أكثر من 200 خدمة من خدمات الأجهزة المتكاملة لنشر تطبيقات حوسبة الحافة لمليارات الأجهزة بسرعة وسهولة.
في ما يلي الطرق التي يمكن أن تساعدك بها AWS من خلال تقديم حلول حوسبة الحافة:
- تنقل AWS Outposts بنيتك الأساسية وخدماتك على AWS إلى أي مكان تقريبًا وتمنحك تجربةً مختلطةً متسقةً
- توفر AWS Storage Gateway إمكانية الوصول إلى تخزين سحابي غير محدود تقريبًا.
- تقوم أجهزة AWS Snow Family بتشغيل العمليات في بيئات قاسية غير خاصة بمراكز البيانات، وفي المواقع التي تفتقر إلى اتصال شبكة دائم.
- يعمل Amazon SageMaker Edge Manager على تحسين نماذج تعلّم الآلة وتأمينها ومراقبتها وصيانتها على أساطيل من أجهزة حوسبة الحافة
ابدأ اليوم باستخدام حوسبة الحافة على AWS من خلال إنشاء حساب AWS مجاني.
