مضى على الشبكة و يوم من العطاء.

الحوسبة الطرفية | Edge Computing

SARAHSARAH is verified member.

قائد فريق الرقابة والتنظيم
.:: الرقابة والتنظيم ::.
.:: طاقم المشرفين ::.

firefox
windows

السمعة:

اللهم صلِّ على سيدنا محمد صلاةً تخرجنا بها من ظلمات الوهم وتُكرمنا بها بنور الفهم
وتُوضح لنا بها ما أشكل علينا حتى نفهم وعلى آله وصحبه وسلم.

أهلًا بكم مجددًا في الحلقة السابعة من بودكاست شيفرات تقنية، حيث نستكشف أحدث التقنيات التي تُشكل مستقبل العالم الرقمي. في حلقة اليوم، سنتحدث عن مفهوم يكتسب أهمية متزايدة في عالم التكنولوجيا: الحوسبة الطرفية.

كيف يمكن للأجهزة الطرفية مثل الهواتف الذكية وأجهزة الاستشعار وحتى السيارات الذكية أن تعالج البيانات بشكل أسرع، أكثر أماناً، وبطريقة أكثر كفاءة؟ وكيف يمكن لهذه التقنية أن تغيّر حياتنا اليومية وطريقة تفاعلنا مع التكنولوجيا؟

سنغوص معاً في مفهوم الحوسبة الطرفية، سنفهم الفرق بينها وبين الحوسبة السحابية، ونستكشف كيف يتم استخدامها في قطاعات مثل إنترنت الأشياء، المدن الذكية، والألعاب. دعونا نبدأ!

20210629163246804.webp


الحوسبة الطرفية (edge computing) : هي عبارة عن مراكز بيانات صغيرة “سُويحبات” تكون قريبة جغرافياَ من المستخدمين ، هذه السُويحبات تكون متصلة بالخادم الرئيسي للبيانات ، وتركز على تنفيذ العمليات المحسوبة وتخزين البيانات على الحواف (الأجهزة الموجودة عند مصدر البيانات) بدلًا من إرسالها إلى السحابة السحابية المركزي بهدف تقليل مقدار الاتصالات بعيدة المدى التي يجب أن تحدث بين المستخدم والخادم الرئيسي.
إن من أسباب ظهور الحوسبة الطرفية ظهور إنترنت الأشياء و تزايد عدد الأجهزة المتصلة بالإنترنت ، وحجم البيانات التي تنتجها تلك الأجهزة وتستخدمها الشركات،أصبح ينمو بسرعة كبيرة جدًا بحيث لا يمكن للبنى التحتية التقليدية لمراكز البيانات استيعابها.

باختصار, الحوسبة الطرفية تعتمد على مبدأ إذا لم تتمكن من تقريب البيانات من مركز البيانات ، فقرب مركز البيانات من البيانات.

fa.webp
تاريخ ظهور الحوسبة الطرفية

كما تحدثنا بدأ مفهوم الحوسبة الطرفية في الظهور مع تزايد استخدام إنترنت الأشياء والطلب على التطبيقات التي تتطلب معالجة بيانات سريعة وزمن استجابة منخفض. يمكن إرجاع الجذور الأولى للحوسبة الطرفية إلى منتصف العقد الأول من الألفية الجديدة، عندما بدأت الشركات في البحث عن حلول لتحسين الأداء وتقليل التأخير الناتج عن الاعتماد الكامل على الحوسبة السحابية. ومع تقدم تقنيات الهواتف الذكية، الأجهزة القابلة للارتداء، والسيارات الذكية، ازداد التركيز على الحوسبة الطرفية كحل لمعالجة البيانات بالقرب من مصادرها. بحلول عام 2010، بدأت العديد من الشركات الكبرى مثل Cisco وIBM وGoogle في استكشاف وتطوير تقنيات الحوسبة الطرفية، مما أسهم في تسريع انتشارها واعتمادها على نطاق واسع في العديد من الصناعات.


fa.webp
كيفية عمل الحوسبة الطرفية

أيضًا ذكرنا أن الحوسبة الطرفية تعتمد على نموذج معالجة البيانات بالقرب من المصدر، وذلك باستخدام موارد حوسبة موزعة على حافة الشبكة بدلاً من الاعتماد على مراكز بيانات مركزية بعيدة. إليك كيفية عمل الحوسبة الطرفية خطوة بخطوة:

1- توليد البيانات

تبدأ العملية بتوليد البيانات من الأجهزة الطرفية مثل المستشعرات، الكاميرات، الهواتف الذكية، أو أي أجهزة متصلة بالشبكة. على سبيل المثال، في سيارة ذاتية القيادة، يتم توليد البيانات من الكاميرات، أجهزة الاستشعار، والرادارات بشكل مستمر.

2- نقل البيانات إلى العقد الطرفية

تُرسل البيانات مباشرة إلى الأجهزة أو العقد الطرفية القريبة، مثل وحدات المعالجة المدمجة أو الخوادم المحلية الصغيرة القريبة من مكان تواجد البيانات. هذه الأجهزة قادرة على معالجة البيانات بسرعة عالية دون الحاجة إلى إرسالها إلى السحابة.

3- معالجة البيانات محليًا

تقوم العقد الطرفية بمعالجة البيانات محليًا باستخدام تقنيات مثل الذكاء الاصطناعي، التعلم الآلي، وخوارزميات تحليل البيانات. في مثال السيارة الذاتية القيادة، تُحلل العقد الطرفية البيانات الفورية لاتخاذ قرارات سريعة، مثل تفعيل المكابح أو تغيير الاتجاه.

4- اتخاذ القرارات وتنفيذها

بعد معالجة البيانات، يتم اتخاذ القرارات بشكل فوري وتنفيذها على الأجهزة. على سبيل المثال، يمكن تفعيل إنذار أمني في المنزل الذكي بناءً على تحليل البيانات من الكاميرات وأجهزة الاستشعار.

5- التواصل مع السحابة عند الضرورة

في بعض الحالات، يتم إرسال البيانات المهمة فقط إلى السحابة للتخزين طويل الأمد أو لإجراء تحليلات أكثر تعمقًا. يتم ذلك لضمان استخدام فعال للموارد وتقليل الحمل على الشبكة.

6- التحديث والتحسين المستمر

تتطلب الأجهزة الطرفية تحديثات منتظمة للبرمجيات وخوارزميات التحليل لضمان الأداء الأمثل والأمان. يمكن إجراء هذه التحديثات عبر الشبكة بشكل تلقائي.


fa.webp
أهداف الحوسبة الطرفية

تتمتع الحوسبة الطرفية بأهمية كبيرة في العديد من المجالات والصناعات، ومن أبرز أهداف الحوسبة الطرفية ما يلي:

1. تحسين الأداء

تُتيح الحوسبة الطرفية تنفيذ العمليات المحسوبة وتخزين البيانات على الأجهزة المحلية بالقرب من مصدر البيانات. لتقليل التأخير في الاستجابة وتحسين أداء التطبيقات، خاصة تلك التي تتطلب استجابة فورية مثل التحكم في الأجهزة الذكية والسيارات المتصلة والأجهزة الطبية.

2. خفض الاعتماد على الشبكة

يتم تنفيذ العمليات وتخزين البيانات في الأجهزة المحلية، بدلاً من إرسال البيانات إلى السحابة المركزية للمعالجة، مما يقلل من حجم البيانات المرسلة عبر الشبكة ويقلل من الاعتماد على استقرار الاتصال بالشبكة ويحسن استجابة التطبيقات.

3. تعزيز الخصوصية والأمان

يُتيح الحفاظ على البيانات المحسوبة وتخزينها في الحواف المحلية حماية أفضل للبيانات الحساسة، حيث لا تحتاج البيانات إلى المرور عبر الشبكة، مما يقلل من مخاطر التعرض للاختراق ويزيد من سرية البيانات.

4. توفير تكلفة الشبكة والتخزين

بفضل الحوسبة الطرفية، يمكن تقليل الحاجة إلى نقل البيانات الكبيرة إلى السحابة المركزية، حيث توفر تكلفة الشبكة والتخزين وتساهم في تحسين كفاءة استخدام الموارد.

5. تحسين استدامة الشبكات

يتم توزيع العمليات والمعالجة على الأجهزة المحلية بدلاً من الاعتماد على السحابة السحابية المركزية، مما يخفض الضغط على الشبكة ويحسن استدامتها، وتوفير طاقة وموارد بيئية.


fa.webp
مكونات الحوسبة الطرفية

تتضمن مكونات الحوسبة الطرفية عدة عناصر وتقنيات مختلفة، منها:

1. أجهزة الحوسبة المحلية

تشمل الأجهزة المحلية مثل الخوادم الصغيرة (servers)، وأجهزة الشبكة (network devices) مثل الموجهات (routers) والمفاتيح (switches)، والأجهزة الذكية (smart devices) مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية والأجهزة المحمولة الأخرى. تعمل هذه الأجهزة على تنفيذ العمليات وتخزين البيانات بالقرب من مصدر البيانات ومستخدمي التطبيقات.

2. برمجيات الحوسبة المحلية

تشمل برمجيات الحوسبة المحلية أنظمة التشغيل الخاصة بالأجهزة المحلية، والبرامج والمكتبات المسؤولة عن تنفيذ العمليات وإدارة التخزين، والبرمجيات المسؤولة عن تواصل وتنسيق البيانات بين الأجهزة المحلية والسحابة الرئيسية (central cloud).

3. الاتصالات اللاسلكية والشبكات

تعتمد الحوسبة الطرفية على الاتصالات اللاسلكية مثل شبكات الجيل الخامس (5G) وإنترنت الأشياء (IoT)، والشبكات المحلية والشبكات اللاسلكية الأخرى لتمكين اتصال ونقل البيانات بين الأجهزة المحلية والسحابة السحابية الرئيسية.


4. تقنيات تحليل البيانات والذكاء الاصطناعي

يلعب التحليل الحيوي للبيانات وتقنيات الذكاء الاصطناعي دورًا مهمًا في الحوسبة الطرفية. وتستخدم هذه التقنيات لاستخلاص المعلومات والاستدلال من البيانات المحسوبة في الوقت الفعلي، مما يمكن من تحقيق تحليلات متقدمة واتخاذ قرارات سريعة على الأجهزة المحلية.


fa.webp
مبادىء الحوسبة الطرفية

ترتكز مبادئ الحوسبة الطرفية على تحقيق مجموعة من الأهداف وتطبيق مبادئ محددة، ومن أهم مبادئ الحوسبة الطرفية ما يلي:

1. اللامركزية

تهدف الحوسبة الطرفية إلى نقل القدرة الحسابية والمعالجة والتخزين إلى الحواف أو الأجهزة المحلية بدلاً من الاعتماد بشكل حصري على السحابة المركزية. ويُتيح ذلك توزيع العمل بين الأجهزة المحلية وتحسين استجابة التطبيقات وتقليل التباين.

2. القرب من المصدر

تتم معالجة وتحليل البيانات وتنفيذ التطبيقات بالقرب من مصدر البيانات والمستخدمين، مما يقلل من الوقت المستغرق في نقل البيانات عبر الشبكة ويقلل من التأخير ويحسن استجابة التطبيقات في الوقت الفعلي.

3. توزيع العمل

يتم توزيع العمل والمعالجة بين الأجهزة المحلية والسحابة السحابية الرئيسية. وتقوم الأجهزة المحلية بتنفيذ المهام والمعالجة المحلية للبيانات، بينما يتم استخدام السحابة السحابية الرئيسية للمهام الأكثر تعقيدًا والتخزين بشكلل طويل الأمد.

4. الأمان والخصوصية

تعتبر الأمان والخصوصية عاملين مهمين في الحوسبة الطرفية. من خلال تخزين البيانات ومعالجتها على الأجهزة المحلية، يمكن تحقيق مستويات أعلى من الأمان والحفاظ على خصوصية البيانات، حيث يتم تقليل انتقال البيانات عبر الشبكة.

5. التواصل الفعال

يعتبر التواصل الفعال بين الأجهزة المحلية والسحابة الرئيسية أمرًا أساسيًا. وتستخدم تقنيات الشبكات والاتصالات اللاسلكية المتقدمة مثل 5G وIoT لتمكين اتصال سريع وموثوق بين الأجهزة والسحابة الرئيسية.

6. المرونة والتطوير المستدام

تهدف الحوسبة الطرفية إلى توفير مرونة وقابلية للتطوير للبيئات المحلية. ويجب أن تكون الحوسبة الطرفية قادرة على التكيف مع تغيرات الطلب واستيعاب عدد أكبر من الأجهزة والتطبيقات دون التأثير على أداء النظام بشكل سلبي.


fa.webp
أنواع الحوسبة الطرفية حسب التكنولوجيا:

الحوسبة الطرفية للجهاز (Device edge):

تشير الحوسبة الطرفية للجهاز إلى حافة الشبكة التي توجد بها الأجهزة، التي تولد البيانات أو تستهلكها، وتتضمن حوسبة الحافة معالجة البيانات بشكل أقرب إلى هذه الأجهزة بدلاً من الاعتماد على خوادم سحابية مركزية. وتتضمن أمثلة الأجهزة المتطورة أجهزة الاستشعار والمحركات والكاميرات والهواتف الذكية وأجهزة إنترنت الأشياء الأخرى. وتعد هذه الأجهزة جزءًا لا يتجزأ من عمل التطبيقات المختلفة، وتستفيد حوسبة الحافة من قدراتها الحسابية لتوفير معالجة أسرع وأكثر كفاءة، خاصة في السيناريوهات التي تتطلب استجابات في الوقت الفعلي.

الحوسبة الطرفية السحابية (Cloud edge)

تشير السحابة إلى مركز بيانات صغير الحجم يقع على حافة الشبكة. وتوفر موارد الحوسبة والتخزين للأجهزة والمستخدمين القريبين. كما توفر حافة السحابة حلاً وسطًا بين المعالجة المحلية والمعالجة المستندة إلى السحابة من خلال توفير بنية تحتية خفيفة الوزن ومنخفضة الكمون للحوسبة الطرفية.

الحوسبة الطرفية الحسابية (Compute edge)

هي نموذج حوسبة موزع يجعل الحساب وتخزين البيانات أقرب إلى الموقع حيث تكون هناك حاجة إليه، وغالبًا ما يكون بالقرب من حافة الشبكة أو بالقرب من مصدر البيانات. وهذا على النقيض من الحوسبة السحابية التقليدية حيث يتم إرسال البيانات إلى مركز بيانات مركزي للمعالجة. تم تصميم الحوسبة المتطورة لمعالجة قيود الحوسبة السحابية المركزية، خاصة في السيناريوهات التي يكون فيها زمن الوصول المنخفض والمعالجة في الوقت الفعلي والاستخدام الفعال للنطاق الترددي أمرًا بالغ الأهمية.

الحوسبة الطرفية الاستشعارية (Sensor edge)

تشير الحوسبة الطرفية الاستشعارية إلى الحوسبة الطرفية لإنترنت الأشياء (IoT)، والتي تتضمن حوسبة حافة إنترنت الأشياء معالجة وتحليل البيانات التي تم إنشاؤها بواسطة أجهزة إنترنت الأشياء على حافة الشبكة. وتهدف إلى تقليل كمية البيانات المرسلة إلى السحابة المعالجة، مما يتيح رؤى أسرع، واتخاذ القرارات في الوقت الحقيقي، وتقليل متطلبات النطاق الترددي.


fa.webp
أنواع الحوسبة الطرفية حسب الموقع:

الحوسبة الطرفية المؤسسية (Enterprise edge)

تشير الحوسبة الطرفية المؤسسية إلى البنية التحتية للشبكة وموارد الحوسبة الموجودة على الحوسبة الطرفية لشبكة المؤسسة، حيث تلعب دورًا حاسمًا في ضمان أمان شبكة المؤسسة وأدائها وموثوقيتها. فهي توفر بوابة محكمة وآمنة للاتصال بالشبكات الخارجية مع حماية الموارد والبيانات الداخلية. وقد تختلف المكونات والتكوينات المحددة للحوسبة الطرفية للمؤسسة وفقًا لاحتياجات المؤسسة وحجمها ومتطلبات الصناعة.

الحوسبة الطرفية الفرعية (Branch edge)

يشير مصطلح الحوسبة الطرفية الفرعية إلى البنية التحتية للشبكة وموارد الحوسبة الموجودة على حافة مكتب فرعي داخل شبكة المؤسسة. وهي تمثل الحدود بين الشبكة الداخلية للمكتب الفرعي وشبكة المؤسسة الأوسع. وتشتمل على مكونات ووظائف متنوعة تُتيح الاتصال والأمان والمعالجة المحلية على مستوى الفرع. فهي تُتيح الوصول المحلي إلى موارد الشبكة، وتُحسن من أداء الشبكة، وتضمن سياسات وضوابط أمان متسقة على مستوى الفرع. وقد تختلف المكونات والتكوينات المحددة للحافة الفرعية اعتمادًا على الحجم والمتطلبات والبنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات الخاصة بالمكتب الفرعي وشبكة المؤسسة الشاملة.

الحوسبة الطرفية المتنقلة (Mobile edge)

تجعل الحوسبة الطرفية المتنقلة القدرات والخدمات الحسابية أقرب إلى حافة شبكة الهاتف المحمول. مما يُتيح تنفيذ مهام مثل معالجة البيانات والتخزين والتخزين المؤقت للمحتوى على حافة الشبكة الخلوية، وكذلك تقليل زمن الوصول وتحسين تجربة المستخدم لتطبيقات الهاتف المحمول.


fa.webp
الفرق بين الحوسبة الطرفية والحوسبة السحابية

يمكن أن تتكامل الحوسبة الطرفية والحوسبة السحابية معًا في بعض الحالات، حيث يمكن استخدام الحوسبة الطرفية لتنفيذ المعالجة المحلية والتحليل الأولي، ثم يتم نقل البيانات المهمة إلى السحابة السحابية للمعالجة الأكثر تعقيدًا أو لتحقيق التخزين الطويل الأمد. ويعتمد استخدام الحوسبة الطرفية أو نظرية الحوسبة السحابية أو تكاملهما على احتياجات التطبيق والمتطلبات الفردية للمنظمة أو النظام. ومن أهم الاختلاف بينهما ما يلي:
أوجة الاختلاف
الحوسبة الطرفية
الحوسبة السحابية
الموقع الجغرافي
يتم تنفيذ العمليات والتخزين والتحليل على الأجهزة المحلية أو الأجهزة الموجودة قرب المستخدم، مما يقلل من تأخير الشبكة ويزيد من استجابة التطبيق.
تتم عمليات التخزين والمعالجة والتحليل وتقديم الخدمات على السحابة المركزية في مراكز البيانات المركزية.
معالجة البيانات
تتم معالجة البيانات على الأجهزة المحلية أو الحواف المحلية، وهي توفر قدرة محلية للتعامل مع البيانات وتنفيذ التطبيقات دون الحاجة للاتصال المستمر بالسحابة السحابية المركزية.
تتم معالجة البيانات بشكل أساسي على السحابة المركزية، وهي تتيح موارد مشتركة وقابلة للتوسع للعديد من المستخدمين والتطبيقات.
الاعتمادية والاستقرار
قد تكون الاعتمادية والاستقرار متغيرة نسبيًا في الحوسبة الطرفية، حيث تعتمد على جودة الأجهزة المحلية واتصال الشبكة والتحكم في البيئة المحلية.
توفر الحوسبة السحابية مستوى عالٍ من الاعتمادية والاستقرار بسبب وجود مراكز البيانات المتطورة والتوزيع الجغرافي للبنية التحتية.
الخصوصية والأمان
قد يتم احتفاظ البيانات ومعالجتها على الأجهزة المحلية، مما يمنح مستخدمي الحوسبة الطرفية مستوى إضافي من السيطرة والخصوصية والأمان.
قد تثير الحوسبة السحابية مخاوف حول الخصوصية والأمان، حيث يتم تخزين البيانات وتنفيذ التطبيقات على الحوسبة السحابية المركزية التي يتم الوصول إليها من خلال الشبكة.

الحوسبة الطرفية ليست بديلاََ عن الحوسبة السحابية إنما هي تطور لها ، بحيث تقوم بتخزين البيانات التي تحتاج الى سرعة استجابة وسرعة معالجة على أطراف الشبكة وقريبة من مواقع المستخدمين.

fa.webp
الشركات التي تقدم خدمة الحوسبة الطرفية

هناك العديد من الشركات الرائدة في مجال التكنولوجيا تقدم حلول وخدمات الحوسبة الطرفية، حيث تُسهم في تمكين الشركات من تحسين أداء تطبيقاتها وتقليل زمن الاستجابة. إليك بعض الشركات البارزة التي تقدم خدمات الحوسبة الطرفية:

1- مايكروسوفت (Microsoft)
2- أمازون ويب سيرفيسز (AWS)
3- جوجل (Google)
4- سيسكو (Cisco)
5- ديل (Dell)
6- إنفيديا (NVIDIA)
7- Hewlett Packard Enterprise (HPE)


fa.webp

وبهذا نكون قد وصلنا إلى ختام حلقتنا اليوم عن الحوسبة الطرفية. استعرضنا كيف تسهم هذه التقنية في تسريع معالجة البيانات وتقليل التأخير، وما هي مبادئها وأهدافها المتنوعة . الحوسبة الطرفية ليست مجرد تقنية، بل هي ركيزة أساسية لمستقبل الاتصالات والتكنولوجيا.

أود أن أشكركم جميعًا على مشاركتكم وتعليقاتكم التي ساعدتني على تقديم الأفضل. كل كلمة تشجيع وكل قراءة لحلقة كان يعني لي الكثير.



بإمكانكم الإطلاع على جميع المواضيع في هذا البودكاست من خلال هذه الروابط:

1. الذكاء الاصطناعي
2. الحوسبة السحابية
3. أمن المعلومات
4. تقنية سلسلة الكتل | Blockchain
5. التوأم الرقمي | Digital Twins
6. التنقيب عن البيانات



أتمنى أن يبقى الشغف بالتكنولوجيا مستمرًا لديكم، وأن تستمروا في استكشاف كل جديد. نلتقي في حلقاتٍ جديدة بإذن الله.
شكراً لكم من القلب، وأتمنى لكم كل النجاح والتوفيق في رحلتكم التقنية. وداعًا، وإلى اللقاء!


دُمتم بحفظ الله ورعايته
 
بسم الله ما شاء الله لا قوة الا بالله
بارك الله فيك بش مهندسة وجزاك الله كل خير
ننتظر جديد ابداعك دائماً

ونتمنى بأن لا تكون الحلقة الاخيرة إن شاء الله.
 
اللهم صلِّ على سيدنا محمد صلاةً تخرجنا بها من ظلمات الوهم وتُكرمنا بها بنور الفهم
وتُوضح لنا بها ما أشكل علينا حتى نفهم وعلى آله وصحبه وسلم.

أهلًا بكم مجددًا في الحلقة الأخيرة من بودكاست شيفرات تقنية، حيث نستكشف أحدث التقنيات التي تُشكل مستقبل العالم الرقمي. في حلقة اليوم، سنتحدث عن مفهوم يكتسب أهمية متزايدة في عالم التكنولوجيا: الحوسبة الطرفية.

كيف يمكن للأجهزة الطرفية مثل الهواتف الذكية وأجهزة الاستشعار وحتى السيارات الذكية أن تعالج البيانات بشكل أسرع، أكثر أماناً، وبطريقة أكثر كفاءة؟ وكيف يمكن لهذه التقنية أن تغيّر حياتنا اليومية وطريقة تفاعلنا مع التكنولوجيا؟

سنغوص معاً في مفهوم الحوسبة الطرفية، سنفهم الفرق بينها وبين الحوسبة السحابية، ونستكشف كيف يتم استخدامها في قطاعات مثل إنترنت الأشياء، المدن الذكية، والألعاب. دعونا نبدأ!

مشاهدة المرفق 13916

الحوسبة الطرفية (edge computing) : هي عبارة عن مراكز بيانات صغيرة “سُويحبات” تكون قريبة جغرافياَ من المستخدمين ، هذه السُويحبات تكون متصلة بالخادم الرئيسي للبيانات ، وتركز على تنفيذ العمليات المحسوبة وتخزين البيانات على الحواف (الأجهزة الموجودة عند مصدر البيانات) بدلًا من إرسالها إلى السحابة السحابية المركزي بهدف تقليل مقدار الاتصالات بعيدة المدى التي يجب أن تحدث بين المستخدم والخادم الرئيسي.
إن من أسباب ظهور الحوسبة الطرفية ظهور إنترنت الأشياء و تزايد عدد الأجهزة المتصلة بالإنترنت ، وحجم البيانات التي تنتجها تلك الأجهزة وتستخدمها الشركات،أصبح ينمو بسرعة كبيرة جدًا بحيث لا يمكن للبنى التحتية التقليدية لمراكز البيانات استيعابها.

باختصار, الحوسبة الطرفية تعتمد على مبدأ إذا لم تتمكن من تقريب البيانات من مركز البيانات ، فقرب مركز البيانات من البيانات.

مشاهدة المرفق 13917



كما تحدثنا بدأ مفهوم الحوسبة الطرفية في الظهور مع تزايد استخدام إنترنت الأشياء والطلب على التطبيقات التي تتطلب معالجة بيانات سريعة وزمن استجابة منخفض. يمكن إرجاع الجذور الأولى للحوسبة الطرفية إلى منتصف العقد الأول من الألفية الجديدة، عندما بدأت الشركات في البحث عن حلول لتحسين الأداء وتقليل التأخير الناتج عن الاعتماد الكامل على الحوسبة السحابية. ومع تقدم تقنيات الهواتف الذكية، الأجهزة القابلة للارتداء، والسيارات الذكية، ازداد التركيز على الحوسبة الطرفية كحل لمعالجة البيانات بالقرب من مصادرها. بحلول عام 2010، بدأت العديد من الشركات الكبرى مثل Cisco وIBM وGoogle في استكشاف وتطوير تقنيات الحوسبة الطرفية، مما أسهم في تسريع انتشارها واعتمادها على نطاق واسع في العديد من الصناعات.


مشاهدة المرفق 13917


أيضًا ذكرنا أن الحوسبة الطرفية تعتمد على نموذج معالجة البيانات بالقرب من المصدر، وذلك باستخدام موارد حوسبة موزعة على حافة الشبكة بدلاً من الاعتماد على مراكز بيانات مركزية بعيدة. إليك كيفية عمل الحوسبة الطرفية خطوة بخطوة:


1- توليد البيانات

تبدأ العملية بتوليد البيانات من الأجهزة الطرفية مثل المستشعرات، الكاميرات، الهواتف الذكية، أو أي أجهزة متصلة بالشبكة. على سبيل المثال، في سيارة ذاتية القيادة، يتم توليد البيانات من الكاميرات، أجهزة الاستشعار، والرادارات بشكل مستمر.

2- نقل البيانات إلى العقد الطرفية

تُرسل البيانات مباشرة إلى الأجهزة أو العقد الطرفية القريبة، مثل وحدات المعالجة المدمجة أو الخوادم المحلية الصغيرة القريبة من مكان تواجد البيانات. هذه الأجهزة قادرة على معالجة البيانات بسرعة عالية دون الحاجة إلى إرسالها إلى السحابة.

3- معالجة البيانات محليًا

تقوم العقد الطرفية بمعالجة البيانات محليًا باستخدام تقنيات مثل الذكاء الاصطناعي، التعلم الآلي، وخوارزميات تحليل البيانات. في مثال السيارة الذاتية القيادة، تُحلل العقد الطرفية البيانات الفورية لاتخاذ قرارات سريعة، مثل تفعيل المكابح أو تغيير الاتجاه.

4- اتخاذ القرارات وتنفيذها

بعد معالجة البيانات، يتم اتخاذ القرارات بشكل فوري وتنفيذها على الأجهزة. على سبيل المثال، يمكن تفعيل إنذار أمني في المنزل الذكي بناءً على تحليل البيانات من الكاميرات وأجهزة الاستشعار.

5- التواصل مع السحابة عند الضرورة

في بعض الحالات، يتم إرسال البيانات المهمة فقط إلى السحابة للتخزين طويل الأمد أو لإجراء تحليلات أكثر تعمقًا. يتم ذلك لضمان استخدام فعال للموارد وتقليل الحمل على الشبكة.

6- التحديث والتحسين المستمر

تتطلب الأجهزة الطرفية تحديثات منتظمة للبرمجيات وخوارزميات التحليل لضمان الأداء الأمثل والأمان. يمكن إجراء هذه التحديثات عبر الشبكة بشكل تلقائي.


مشاهدة المرفق 13917


تتمتع الحوسبة الطرفية بأهمية كبيرة في العديد من المجالات والصناعات، ومن أبرز أهداف الحوسبة الطرفية ما يلي:


1. تحسين الأداء

تُتيح الحوسبة الطرفية تنفيذ العمليات المحسوبة وتخزين البيانات على الأجهزة المحلية بالقرب من مصدر البيانات. لتقليل التأخير في الاستجابة وتحسين أداء التطبيقات، خاصة تلك التي تتطلب استجابة فورية مثل التحكم في الأجهزة الذكية والسيارات المتصلة والأجهزة الطبية.

2. خفض الاعتماد على الشبكة

يتم تنفيذ العمليات وتخزين البيانات في الأجهزة المحلية، بدلاً من إرسال البيانات إلى السحابة المركزية للمعالجة، مما يقلل من حجم البيانات المرسلة عبر الشبكة ويقلل من الاعتماد على استقرار الاتصال بالشبكة ويحسن استجابة التطبيقات.

3. تعزيز الخصوصية والأمان

يُتيح الحفاظ على البيانات المحسوبة وتخزينها في الحواف المحلية حماية أفضل للبيانات الحساسة، حيث لا تحتاج البيانات إلى المرور عبر الشبكة، مما يقلل من مخاطر التعرض للاختراق ويزيد من سرية البيانات.

4. توفير تكلفة الشبكة والتخزين

بفضل الحوسبة الطرفية، يمكن تقليل الحاجة إلى نقل البيانات الكبيرة إلى السحابة المركزية، حيث توفر تكلفة الشبكة والتخزين وتساهم في تحسين كفاءة استخدام الموارد.

5. تحسين استدامة الشبكات

يتم توزيع العمليات والمعالجة على الأجهزة المحلية بدلاً من الاعتماد على السحابة السحابية المركزية، مما يخفض الضغط على الشبكة ويحسن استدامتها، وتوفير طاقة وموارد بيئية.


مشاهدة المرفق 13917


تتضمن مكونات الحوسبة الطرفية عدة عناصر وتقنيات مختلفة، منها:

1. أجهزة الحوسبة المحلية

تشمل الأجهزة المحلية مثل الخوادم الصغيرة (servers)، وأجهزة الشبكة (network devices) مثل الموجهات (routers) والمفاتيح (switches)، والأجهزة الذكية (smart devices) مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية والأجهزة المحمولة الأخرى. تعمل هذه الأجهزة على تنفيذ العمليات وتخزين البيانات بالقرب من مصدر البيانات ومستخدمي التطبيقات.

2. برمجيات الحوسبة المحلية

تشمل برمجيات الحوسبة المحلية أنظمة التشغيل الخاصة بالأجهزة المحلية، والبرامج والمكتبات المسؤولة عن تنفيذ العمليات وإدارة التخزين، والبرمجيات المسؤولة عن تواصل وتنسيق البيانات بين الأجهزة المحلية والسحابة الرئيسية (central cloud).

3. الاتصالات اللاسلكية والشبكات

تعتمد الحوسبة الطرفية على الاتصالات اللاسلكية مثل شبكات الجيل الخامس (5G) وإنترنت الأشياء (IoT)، والشبكات المحلية والشبكات اللاسلكية الأخرى لتمكين اتصال ونقل البيانات بين الأجهزة المحلية والسحابة السحابية الرئيسية.


4. تقنيات تحليل البيانات والذكاء الاصطناعي

يلعب التحليل الحيوي للبيانات وتقنيات الذكاء الاصطناعي دورًا مهمًا في الحوسبة الطرفية. وتستخدم هذه التقنيات لاستخلاص المعلومات والاستدلال من البيانات المحسوبة في الوقت الفعلي، مما يمكن من تحقيق تحليلات متقدمة واتخاذ قرارات سريعة على الأجهزة المحلية.


مشاهدة المرفق 13917


ترتكز مبادئ الحوسبة الطرفية على تحقيق مجموعة من الأهداف وتطبيق مبادئ محددة، ومن أهم مبادئ الحوسبة الطرفية ما يلي:


1. اللامركزية

تهدف الحوسبة الطرفية إلى نقل القدرة الحسابية والمعالجة والتخزين إلى الحواف أو الأجهزة المحلية بدلاً من الاعتماد بشكل حصري على السحابة المركزية. ويُتيح ذلك توزيع العمل بين الأجهزة المحلية وتحسين استجابة التطبيقات وتقليل التباين.

2. القرب من المصدر

تتم معالجة وتحليل البيانات وتنفيذ التطبيقات بالقرب من مصدر البيانات والمستخدمين، مما يقلل من الوقت المستغرق في نقل البيانات عبر الشبكة ويقلل من التأخير ويحسن استجابة التطبيقات في الوقت الفعلي.

3. توزيع العمل

يتم توزيع العمل والمعالجة بين الأجهزة المحلية والسحابة السحابية الرئيسية. وتقوم الأجهزة المحلية بتنفيذ المهام والمعالجة المحلية للبيانات، بينما يتم استخدام السحابة السحابية الرئيسية للمهام الأكثر تعقيدًا والتخزين بشكلل طويل الأمد.

4. الأمان والخصوصية

تعتبر الأمان والخصوصية عاملين مهمين في الحوسبة الطرفية. من خلال تخزين البيانات ومعالجتها على الأجهزة المحلية، يمكن تحقيق مستويات أعلى من الأمان والحفاظ على خصوصية البيانات، حيث يتم تقليل انتقال البيانات عبر الشبكة.

5. التواصل الفعال

يعتبر التواصل الفعال بين الأجهزة المحلية والسحابة الرئيسية أمرًا أساسيًا. وتستخدم تقنيات الشبكات والاتصالات اللاسلكية المتقدمة مثل 5G وIoT لتمكين اتصال سريع وموثوق بين الأجهزة والسحابة الرئيسية.

6. المرونة والتطوير المستدام

تهدف الحوسبة الطرفية إلى توفير مرونة وقابلية للتطوير للبيئات المحلية. ويجب أن تكون الحوسبة الطرفية قادرة على التكيف مع تغيرات الطلب واستيعاب عدد أكبر من الأجهزة والتطبيقات دون التأثير على أداء النظام بشكل سلبي.


مشاهدة المرفق 13917


الحوسبة الطرفية للجهاز (Device edge):

تشير الحوسبة الطرفية للجهاز إلى حافة الشبكة التي توجد بها الأجهزة، التي تولد البيانات أو تستهلكها، وتتضمن حوسبة الحافة معالجة البيانات بشكل أقرب إلى هذه الأجهزة بدلاً من الاعتماد على خوادم سحابية مركزية. وتتضمن أمثلة الأجهزة المتطورة أجهزة الاستشعار والمحركات والكاميرات والهواتف الذكية وأجهزة إنترنت الأشياء الأخرى. وتعد هذه الأجهزة جزءًا لا يتجزأ من عمل التطبيقات المختلفة، وتستفيد حوسبة الحافة من قدراتها الحسابية لتوفير معالجة أسرع وأكثر كفاءة، خاصة في السيناريوهات التي تتطلب استجابات في الوقت الفعلي.

الحوسبة الطرفية السحابية (Cloud edge)

تشير السحابة إلى مركز بيانات صغير الحجم يقع على حافة الشبكة. وتوفر موارد الحوسبة والتخزين للأجهزة والمستخدمين القريبين. كما توفر حافة السحابة حلاً وسطًا بين المعالجة المحلية والمعالجة المستندة إلى السحابة من خلال توفير بنية تحتية خفيفة الوزن ومنخفضة الكمون للحوسبة الطرفية.

الحوسبة الطرفية الحسابية (Compute edge)

هي نموذج حوسبة موزع يجعل الحساب وتخزين البيانات أقرب إلى الموقع حيث تكون هناك حاجة إليه، وغالبًا ما يكون بالقرب من حافة الشبكة أو بالقرب من مصدر البيانات. وهذا على النقيض من الحوسبة السحابية التقليدية حيث يتم إرسال البيانات إلى مركز بيانات مركزي للمعالجة. تم تصميم الحوسبة المتطورة لمعالجة قيود الحوسبة السحابية المركزية، خاصة في السيناريوهات التي يكون فيها زمن الوصول المنخفض والمعالجة في الوقت الفعلي والاستخدام الفعال للنطاق الترددي أمرًا بالغ الأهمية.

الحوسبة الطرفية الاستشعارية (Sensor edge)

تشير الحوسبة الطرفية الاستشعارية إلى الحوسبة الطرفية لإنترنت الأشياء (IoT)، والتي تتضمن حوسبة حافة إنترنت الأشياء معالجة وتحليل البيانات التي تم إنشاؤها بواسطة أجهزة إنترنت الأشياء على حافة الشبكة. وتهدف إلى تقليل كمية البيانات المرسلة إلى السحابة المعالجة، مما يتيح رؤى أسرع، واتخاذ القرارات في الوقت الحقيقي، وتقليل متطلبات النطاق الترددي.


مشاهدة المرفق 13917



الحوسبة الطرفية المؤسسية (Enterprise edge)

تشير الحوسبة الطرفية المؤسسية إلى البنية التحتية للشبكة وموارد الحوسبة الموجودة على الحوسبة الطرفية لشبكة المؤسسة، حيث تلعب دورًا حاسمًا في ضمان أمان شبكة المؤسسة وأدائها وموثوقيتها. فهي توفر بوابة محكمة وآمنة للاتصال بالشبكات الخارجية مع حماية الموارد والبيانات الداخلية. وقد تختلف المكونات والتكوينات المحددة للحوسبة الطرفية للمؤسسة وفقًا لاحتياجات المؤسسة وحجمها ومتطلبات الصناعة.

الحوسبة الطرفية الفرعية (Branch edge)

يشير مصطلح الحوسبة الطرفية الفرعية إلى البنية التحتية للشبكة وموارد الحوسبة الموجودة على حافة مكتب فرعي داخل شبكة المؤسسة. وهي تمثل الحدود بين الشبكة الداخلية للمكتب الفرعي وشبكة المؤسسة الأوسع. وتشتمل على مكونات ووظائف متنوعة تُتيح الاتصال والأمان والمعالجة المحلية على مستوى الفرع. فهي تُتيح الوصول المحلي إلى موارد الشبكة، وتُحسن من أداء الشبكة، وتضمن سياسات وضوابط أمان متسقة على مستوى الفرع. وقد تختلف المكونات والتكوينات المحددة للحافة الفرعية اعتمادًا على الحجم والمتطلبات والبنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات الخاصة بالمكتب الفرعي وشبكة المؤسسة الشاملة.

الحوسبة الطرفية المتنقلة (Mobile edge)

تجعل الحوسبة الطرفية المتنقلة القدرات والخدمات الحسابية أقرب إلى حافة شبكة الهاتف المحمول. مما يُتيح تنفيذ مهام مثل معالجة البيانات والتخزين والتخزين المؤقت للمحتوى على حافة الشبكة الخلوية، وكذلك تقليل زمن الوصول وتحسين تجربة المستخدم لتطبيقات الهاتف المحمول.


مشاهدة المرفق 13917


يمكن أن تتكامل الحوسبة الطرفية والحوسبة السحابية معًا في بعض الحالات، حيث يمكن استخدام الحوسبة الطرفية لتنفيذ المعالجة المحلية والتحليل الأولي، ثم يتم نقل البيانات المهمة إلى السحابة السحابية للمعالجة الأكثر تعقيدًا أو لتحقيق التخزين الطويل الأمد. ويعتمد استخدام الحوسبة الطرفية أو نظرية الحوسبة السحابية أو تكاملهما على احتياجات التطبيق والمتطلبات الفردية للمنظمة أو النظام. ومن أهم الاختلاف بينهما ما يلي:
أوجة الاختلاف
الحوسبة الطرفية
الحوسبة السحابية
الموقع الجغرافي
يتم تنفيذ العمليات والتخزين والتحليل على الأجهزة المحلية أو الأجهزة الموجودة قرب المستخدم، مما يقلل من تأخير الشبكة ويزيد من استجابة التطبيق.
تتم عمليات التخزين والمعالجة والتحليل وتقديم الخدمات على السحابة المركزية في مراكز البيانات المركزية.
معالجة البيانات
تتم معالجة البيانات على الأجهزة المحلية أو الحواف المحلية، وهي توفر قدرة محلية للتعامل مع البيانات وتنفيذ التطبيقات دون الحاجة للاتصال المستمر بالسحابة السحابية المركزية.
تتم معالجة البيانات بشكل أساسي على السحابة المركزية، وهي تتيح موارد مشتركة وقابلة للتوسع للعديد من المستخدمين والتطبيقات.
الاعتمادية والاستقرار
قد تكون الاعتمادية والاستقرار متغيرة نسبيًا في الحوسبة الطرفية، حيث تعتمد على جودة الأجهزة المحلية واتصال الشبكة والتحكم في البيئة المحلية.
توفر الحوسبة السحابية مستوى عالٍ من الاعتمادية والاستقرار بسبب وجود مراكز البيانات المتطورة والتوزيع الجغرافي للبنية التحتية.
الخصوصية والأمان
قد يتم احتفاظ البيانات ومعالجتها على الأجهزة المحلية، مما يمنح مستخدمي الحوسبة الطرفية مستوى إضافي من السيطرة والخصوصية والأمان.
قد تثير الحوسبة السحابية مخاوف حول الخصوصية والأمان، حيث يتم تخزين البيانات وتنفيذ التطبيقات على الحوسبة السحابية المركزية التي يتم الوصول إليها من خلال الشبكة.

الحوسبة الطرفية ليست بديلاََ عن الحوسبة السحابية إنما هي تطور لها ، بحيث تقوم بتخزين البيانات التي تحتاج الى سرعة استجابة وسرعة معالجة على أطراف الشبكة وقريبة من مواقع المستخدمين.

مشاهدة المرفق 13917


هناك العديد من الشركات الرائدة في مجال التكنولوجيا تقدم حلول وخدمات الحوسبة الطرفية، حيث تُسهم في تمكين الشركات من تحسين أداء تطبيقاتها وتقليل زمن الاستجابة. إليك بعض الشركات البارزة التي تقدم خدمات الحوسبة الطرفية:

1- مايكروسوفت (Microsoft)
2- أمازون ويب سيرفيسز (AWS)
3- جوجل (Google)
4- سيسكو (Cisco)
5- ديل (Dell)
6- إنفيديا (NVIDIA)
7- Hewlett Packard Enterprise (HPE)


مشاهدة المرفق 13917
وبهذا نصل إلى نهاية رحلتنا في بودكاست شيفرات تقنية. اليوم ليست مجرد نهاية لحلقة، بل نهاية لمشوار مليء بالشغف، المعرفة، والمشاركة في عالم التكنولوجيا الذي يجمعنا جميعًا. على مدار الحلقات الماضية، اكتشفنا معًا مستقبل الابتكارات وتعرفنا على أحدث التقنيات التي تُغير عالمنا كل يوم.

أود أن أشكركم جميعًا على مشاركتكم وتعليقاتكم التي ساعدتني على تقديم الأفضل. كل كلمة تشجيع وكل قراءة لحلقة كان يعني لي الكثير.

رغم أن هذه هي الحلقة الأخيرة، أتمنى أن يبقى الشغف بالتكنولوجيا مستمرًا لديكم، وأن تستمروا في استكشاف كل جديد. نلتقي في أفكارٍ و مشاريعٍ جديدة بإذن الله.


بإمكانكم الإطلاع على جميع المواضيع في هذا البودكاست من خلال هذه الروابط:

1. الذكاء الاصطناعي
2. الحوسبة السحابية
3. أمن المعلومات
4. تقنية سلسلة الكتل | Blockchain
5. التوأم الرقمي | Digital Twins
6. التنقيب عن البيانات



شكراً لكم من القلب، وأتمنى لكم كل النجاح والتوفيق في رحلتكم التقنية. وداعًا، وإلى اللقاء!


دُمتم بحفظ الله ورعايته
كالعادة مابتتركولنا مجال لنحكي عليكم 😅
يعطيكم العافية وبارك الله فيكم على شروحاتكم, شرح عميق وإبداع في طريقة سرد المعلومة وطرحها 💪🔥
شكرا جدا وبتمنى يكون المزيد من الشروحات وبننتظر جديدكم مع تحياتي للجميع 🌹❤️
 
  • Love
التفاعلات: SARAH
اللهم صلِّ على سيدنا محمد صلاةً تخرجنا بها من ظلمات الوهم وتُكرمنا بها بنور الفهم
وتُوضح لنا بها ما أشكل علينا حتى نفهم وعلى آله وصحبه وسلم.

أهلًا بكم مجددًا في الحلقة الأخيرة من بودكاست شيفرات تقنية، حيث نستكشف أحدث التقنيات التي تُشكل مستقبل العالم الرقمي. في حلقة اليوم، سنتحدث عن مفهوم يكتسب أهمية متزايدة في عالم التكنولوجيا: الحوسبة الطرفية.

كيف يمكن للأجهزة الطرفية مثل الهواتف الذكية وأجهزة الاستشعار وحتى السيارات الذكية أن تعالج البيانات بشكل أسرع، أكثر أماناً، وبطريقة أكثر كفاءة؟ وكيف يمكن لهذه التقنية أن تغيّر حياتنا اليومية وطريقة تفاعلنا مع التكنولوجيا؟

سنغوص معاً في مفهوم الحوسبة الطرفية، سنفهم الفرق بينها وبين الحوسبة السحابية، ونستكشف كيف يتم استخدامها في قطاعات مثل إنترنت الأشياء، المدن الذكية، والألعاب. دعونا نبدأ!

مشاهدة المرفق 13916

الحوسبة الطرفية (edge computing) : هي عبارة عن مراكز بيانات صغيرة “سُويحبات” تكون قريبة جغرافياَ من المستخدمين ، هذه السُويحبات تكون متصلة بالخادم الرئيسي للبيانات ، وتركز على تنفيذ العمليات المحسوبة وتخزين البيانات على الحواف (الأجهزة الموجودة عند مصدر البيانات) بدلًا من إرسالها إلى السحابة السحابية المركزي بهدف تقليل مقدار الاتصالات بعيدة المدى التي يجب أن تحدث بين المستخدم والخادم الرئيسي.
إن من أسباب ظهور الحوسبة الطرفية ظهور إنترنت الأشياء و تزايد عدد الأجهزة المتصلة بالإنترنت ، وحجم البيانات التي تنتجها تلك الأجهزة وتستخدمها الشركات،أصبح ينمو بسرعة كبيرة جدًا بحيث لا يمكن للبنى التحتية التقليدية لمراكز البيانات استيعابها.

باختصار, الحوسبة الطرفية تعتمد على مبدأ إذا لم تتمكن من تقريب البيانات من مركز البيانات ، فقرب مركز البيانات من البيانات.

مشاهدة المرفق 13917



كما تحدثنا بدأ مفهوم الحوسبة الطرفية في الظهور مع تزايد استخدام إنترنت الأشياء والطلب على التطبيقات التي تتطلب معالجة بيانات سريعة وزمن استجابة منخفض. يمكن إرجاع الجذور الأولى للحوسبة الطرفية إلى منتصف العقد الأول من الألفية الجديدة، عندما بدأت الشركات في البحث عن حلول لتحسين الأداء وتقليل التأخير الناتج عن الاعتماد الكامل على الحوسبة السحابية. ومع تقدم تقنيات الهواتف الذكية، الأجهزة القابلة للارتداء، والسيارات الذكية، ازداد التركيز على الحوسبة الطرفية كحل لمعالجة البيانات بالقرب من مصادرها. بحلول عام 2010، بدأت العديد من الشركات الكبرى مثل Cisco وIBM وGoogle في استكشاف وتطوير تقنيات الحوسبة الطرفية، مما أسهم في تسريع انتشارها واعتمادها على نطاق واسع في العديد من الصناعات.


مشاهدة المرفق 13917


أيضًا ذكرنا أن الحوسبة الطرفية تعتمد على نموذج معالجة البيانات بالقرب من المصدر، وذلك باستخدام موارد حوسبة موزعة على حافة الشبكة بدلاً من الاعتماد على مراكز بيانات مركزية بعيدة. إليك كيفية عمل الحوسبة الطرفية خطوة بخطوة:


1- توليد البيانات

تبدأ العملية بتوليد البيانات من الأجهزة الطرفية مثل المستشعرات، الكاميرات، الهواتف الذكية، أو أي أجهزة متصلة بالشبكة. على سبيل المثال، في سيارة ذاتية القيادة، يتم توليد البيانات من الكاميرات، أجهزة الاستشعار، والرادارات بشكل مستمر.

2- نقل البيانات إلى العقد الطرفية

تُرسل البيانات مباشرة إلى الأجهزة أو العقد الطرفية القريبة، مثل وحدات المعالجة المدمجة أو الخوادم المحلية الصغيرة القريبة من مكان تواجد البيانات. هذه الأجهزة قادرة على معالجة البيانات بسرعة عالية دون الحاجة إلى إرسالها إلى السحابة.

3- معالجة البيانات محليًا

تقوم العقد الطرفية بمعالجة البيانات محليًا باستخدام تقنيات مثل الذكاء الاصطناعي، التعلم الآلي، وخوارزميات تحليل البيانات. في مثال السيارة الذاتية القيادة، تُحلل العقد الطرفية البيانات الفورية لاتخاذ قرارات سريعة، مثل تفعيل المكابح أو تغيير الاتجاه.

4- اتخاذ القرارات وتنفيذها

بعد معالجة البيانات، يتم اتخاذ القرارات بشكل فوري وتنفيذها على الأجهزة. على سبيل المثال، يمكن تفعيل إنذار أمني في المنزل الذكي بناءً على تحليل البيانات من الكاميرات وأجهزة الاستشعار.

5- التواصل مع السحابة عند الضرورة

في بعض الحالات، يتم إرسال البيانات المهمة فقط إلى السحابة للتخزين طويل الأمد أو لإجراء تحليلات أكثر تعمقًا. يتم ذلك لضمان استخدام فعال للموارد وتقليل الحمل على الشبكة.

6- التحديث والتحسين المستمر

تتطلب الأجهزة الطرفية تحديثات منتظمة للبرمجيات وخوارزميات التحليل لضمان الأداء الأمثل والأمان. يمكن إجراء هذه التحديثات عبر الشبكة بشكل تلقائي.


مشاهدة المرفق 13917


تتمتع الحوسبة الطرفية بأهمية كبيرة في العديد من المجالات والصناعات، ومن أبرز أهداف الحوسبة الطرفية ما يلي:


1. تحسين الأداء

تُتيح الحوسبة الطرفية تنفيذ العمليات المحسوبة وتخزين البيانات على الأجهزة المحلية بالقرب من مصدر البيانات. لتقليل التأخير في الاستجابة وتحسين أداء التطبيقات، خاصة تلك التي تتطلب استجابة فورية مثل التحكم في الأجهزة الذكية والسيارات المتصلة والأجهزة الطبية.

2. خفض الاعتماد على الشبكة

يتم تنفيذ العمليات وتخزين البيانات في الأجهزة المحلية، بدلاً من إرسال البيانات إلى السحابة المركزية للمعالجة، مما يقلل من حجم البيانات المرسلة عبر الشبكة ويقلل من الاعتماد على استقرار الاتصال بالشبكة ويحسن استجابة التطبيقات.

3. تعزيز الخصوصية والأمان

يُتيح الحفاظ على البيانات المحسوبة وتخزينها في الحواف المحلية حماية أفضل للبيانات الحساسة، حيث لا تحتاج البيانات إلى المرور عبر الشبكة، مما يقلل من مخاطر التعرض للاختراق ويزيد من سرية البيانات.

4. توفير تكلفة الشبكة والتخزين

بفضل الحوسبة الطرفية، يمكن تقليل الحاجة إلى نقل البيانات الكبيرة إلى السحابة المركزية، حيث توفر تكلفة الشبكة والتخزين وتساهم في تحسين كفاءة استخدام الموارد.

5. تحسين استدامة الشبكات

يتم توزيع العمليات والمعالجة على الأجهزة المحلية بدلاً من الاعتماد على السحابة السحابية المركزية، مما يخفض الضغط على الشبكة ويحسن استدامتها، وتوفير طاقة وموارد بيئية.


مشاهدة المرفق 13917


تتضمن مكونات الحوسبة الطرفية عدة عناصر وتقنيات مختلفة، منها:

1. أجهزة الحوسبة المحلية

تشمل الأجهزة المحلية مثل الخوادم الصغيرة (servers)، وأجهزة الشبكة (network devices) مثل الموجهات (routers) والمفاتيح (switches)، والأجهزة الذكية (smart devices) مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية والأجهزة المحمولة الأخرى. تعمل هذه الأجهزة على تنفيذ العمليات وتخزين البيانات بالقرب من مصدر البيانات ومستخدمي التطبيقات.

2. برمجيات الحوسبة المحلية

تشمل برمجيات الحوسبة المحلية أنظمة التشغيل الخاصة بالأجهزة المحلية، والبرامج والمكتبات المسؤولة عن تنفيذ العمليات وإدارة التخزين، والبرمجيات المسؤولة عن تواصل وتنسيق البيانات بين الأجهزة المحلية والسحابة الرئيسية (central cloud).

3. الاتصالات اللاسلكية والشبكات

تعتمد الحوسبة الطرفية على الاتصالات اللاسلكية مثل شبكات الجيل الخامس (5G) وإنترنت الأشياء (IoT)، والشبكات المحلية والشبكات اللاسلكية الأخرى لتمكين اتصال ونقل البيانات بين الأجهزة المحلية والسحابة السحابية الرئيسية.


4. تقنيات تحليل البيانات والذكاء الاصطناعي

يلعب التحليل الحيوي للبيانات وتقنيات الذكاء الاصطناعي دورًا مهمًا في الحوسبة الطرفية. وتستخدم هذه التقنيات لاستخلاص المعلومات والاستدلال من البيانات المحسوبة في الوقت الفعلي، مما يمكن من تحقيق تحليلات متقدمة واتخاذ قرارات سريعة على الأجهزة المحلية.


مشاهدة المرفق 13917


ترتكز مبادئ الحوسبة الطرفية على تحقيق مجموعة من الأهداف وتطبيق مبادئ محددة، ومن أهم مبادئ الحوسبة الطرفية ما يلي:


1. اللامركزية

تهدف الحوسبة الطرفية إلى نقل القدرة الحسابية والمعالجة والتخزين إلى الحواف أو الأجهزة المحلية بدلاً من الاعتماد بشكل حصري على السحابة المركزية. ويُتيح ذلك توزيع العمل بين الأجهزة المحلية وتحسين استجابة التطبيقات وتقليل التباين.

2. القرب من المصدر

تتم معالجة وتحليل البيانات وتنفيذ التطبيقات بالقرب من مصدر البيانات والمستخدمين، مما يقلل من الوقت المستغرق في نقل البيانات عبر الشبكة ويقلل من التأخير ويحسن استجابة التطبيقات في الوقت الفعلي.

3. توزيع العمل

يتم توزيع العمل والمعالجة بين الأجهزة المحلية والسحابة السحابية الرئيسية. وتقوم الأجهزة المحلية بتنفيذ المهام والمعالجة المحلية للبيانات، بينما يتم استخدام السحابة السحابية الرئيسية للمهام الأكثر تعقيدًا والتخزين بشكلل طويل الأمد.

4. الأمان والخصوصية

تعتبر الأمان والخصوصية عاملين مهمين في الحوسبة الطرفية. من خلال تخزين البيانات ومعالجتها على الأجهزة المحلية، يمكن تحقيق مستويات أعلى من الأمان والحفاظ على خصوصية البيانات، حيث يتم تقليل انتقال البيانات عبر الشبكة.

5. التواصل الفعال

يعتبر التواصل الفعال بين الأجهزة المحلية والسحابة الرئيسية أمرًا أساسيًا. وتستخدم تقنيات الشبكات والاتصالات اللاسلكية المتقدمة مثل 5G وIoT لتمكين اتصال سريع وموثوق بين الأجهزة والسحابة الرئيسية.

6. المرونة والتطوير المستدام

تهدف الحوسبة الطرفية إلى توفير مرونة وقابلية للتطوير للبيئات المحلية. ويجب أن تكون الحوسبة الطرفية قادرة على التكيف مع تغيرات الطلب واستيعاب عدد أكبر من الأجهزة والتطبيقات دون التأثير على أداء النظام بشكل سلبي.


مشاهدة المرفق 13917


الحوسبة الطرفية للجهاز (Device edge):

تشير الحوسبة الطرفية للجهاز إلى حافة الشبكة التي توجد بها الأجهزة، التي تولد البيانات أو تستهلكها، وتتضمن حوسبة الحافة معالجة البيانات بشكل أقرب إلى هذه الأجهزة بدلاً من الاعتماد على خوادم سحابية مركزية. وتتضمن أمثلة الأجهزة المتطورة أجهزة الاستشعار والمحركات والكاميرات والهواتف الذكية وأجهزة إنترنت الأشياء الأخرى. وتعد هذه الأجهزة جزءًا لا يتجزأ من عمل التطبيقات المختلفة، وتستفيد حوسبة الحافة من قدراتها الحسابية لتوفير معالجة أسرع وأكثر كفاءة، خاصة في السيناريوهات التي تتطلب استجابات في الوقت الفعلي.

الحوسبة الطرفية السحابية (Cloud edge)

تشير السحابة إلى مركز بيانات صغير الحجم يقع على حافة الشبكة. وتوفر موارد الحوسبة والتخزين للأجهزة والمستخدمين القريبين. كما توفر حافة السحابة حلاً وسطًا بين المعالجة المحلية والمعالجة المستندة إلى السحابة من خلال توفير بنية تحتية خفيفة الوزن ومنخفضة الكمون للحوسبة الطرفية.

الحوسبة الطرفية الحسابية (Compute edge)

هي نموذج حوسبة موزع يجعل الحساب وتخزين البيانات أقرب إلى الموقع حيث تكون هناك حاجة إليه، وغالبًا ما يكون بالقرب من حافة الشبكة أو بالقرب من مصدر البيانات. وهذا على النقيض من الحوسبة السحابية التقليدية حيث يتم إرسال البيانات إلى مركز بيانات مركزي للمعالجة. تم تصميم الحوسبة المتطورة لمعالجة قيود الحوسبة السحابية المركزية، خاصة في السيناريوهات التي يكون فيها زمن الوصول المنخفض والمعالجة في الوقت الفعلي والاستخدام الفعال للنطاق الترددي أمرًا بالغ الأهمية.

الحوسبة الطرفية الاستشعارية (Sensor edge)

تشير الحوسبة الطرفية الاستشعارية إلى الحوسبة الطرفية لإنترنت الأشياء (IoT)، والتي تتضمن حوسبة حافة إنترنت الأشياء معالجة وتحليل البيانات التي تم إنشاؤها بواسطة أجهزة إنترنت الأشياء على حافة الشبكة. وتهدف إلى تقليل كمية البيانات المرسلة إلى السحابة المعالجة، مما يتيح رؤى أسرع، واتخاذ القرارات في الوقت الحقيقي، وتقليل متطلبات النطاق الترددي.


مشاهدة المرفق 13917



الحوسبة الطرفية المؤسسية (Enterprise edge)

تشير الحوسبة الطرفية المؤسسية إلى البنية التحتية للشبكة وموارد الحوسبة الموجودة على الحوسبة الطرفية لشبكة المؤسسة، حيث تلعب دورًا حاسمًا في ضمان أمان شبكة المؤسسة وأدائها وموثوقيتها. فهي توفر بوابة محكمة وآمنة للاتصال بالشبكات الخارجية مع حماية الموارد والبيانات الداخلية. وقد تختلف المكونات والتكوينات المحددة للحوسبة الطرفية للمؤسسة وفقًا لاحتياجات المؤسسة وحجمها ومتطلبات الصناعة.

الحوسبة الطرفية الفرعية (Branch edge)

يشير مصطلح الحوسبة الطرفية الفرعية إلى البنية التحتية للشبكة وموارد الحوسبة الموجودة على حافة مكتب فرعي داخل شبكة المؤسسة. وهي تمثل الحدود بين الشبكة الداخلية للمكتب الفرعي وشبكة المؤسسة الأوسع. وتشتمل على مكونات ووظائف متنوعة تُتيح الاتصال والأمان والمعالجة المحلية على مستوى الفرع. فهي تُتيح الوصول المحلي إلى موارد الشبكة، وتُحسن من أداء الشبكة، وتضمن سياسات وضوابط أمان متسقة على مستوى الفرع. وقد تختلف المكونات والتكوينات المحددة للحافة الفرعية اعتمادًا على الحجم والمتطلبات والبنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات الخاصة بالمكتب الفرعي وشبكة المؤسسة الشاملة.

الحوسبة الطرفية المتنقلة (Mobile edge)

تجعل الحوسبة الطرفية المتنقلة القدرات والخدمات الحسابية أقرب إلى حافة شبكة الهاتف المحمول. مما يُتيح تنفيذ مهام مثل معالجة البيانات والتخزين والتخزين المؤقت للمحتوى على حافة الشبكة الخلوية، وكذلك تقليل زمن الوصول وتحسين تجربة المستخدم لتطبيقات الهاتف المحمول.


مشاهدة المرفق 13917


يمكن أن تتكامل الحوسبة الطرفية والحوسبة السحابية معًا في بعض الحالات، حيث يمكن استخدام الحوسبة الطرفية لتنفيذ المعالجة المحلية والتحليل الأولي، ثم يتم نقل البيانات المهمة إلى السحابة السحابية للمعالجة الأكثر تعقيدًا أو لتحقيق التخزين الطويل الأمد. ويعتمد استخدام الحوسبة الطرفية أو نظرية الحوسبة السحابية أو تكاملهما على احتياجات التطبيق والمتطلبات الفردية للمنظمة أو النظام. ومن أهم الاختلاف بينهما ما يلي:
أوجة الاختلاف
الحوسبة الطرفية
الحوسبة السحابية
الموقع الجغرافي
يتم تنفيذ العمليات والتخزين والتحليل على الأجهزة المحلية أو الأجهزة الموجودة قرب المستخدم، مما يقلل من تأخير الشبكة ويزيد من استجابة التطبيق.
تتم عمليات التخزين والمعالجة والتحليل وتقديم الخدمات على السحابة المركزية في مراكز البيانات المركزية.
معالجة البيانات
تتم معالجة البيانات على الأجهزة المحلية أو الحواف المحلية، وهي توفر قدرة محلية للتعامل مع البيانات وتنفيذ التطبيقات دون الحاجة للاتصال المستمر بالسحابة السحابية المركزية.
تتم معالجة البيانات بشكل أساسي على السحابة المركزية، وهي تتيح موارد مشتركة وقابلة للتوسع للعديد من المستخدمين والتطبيقات.
الاعتمادية والاستقرار
قد تكون الاعتمادية والاستقرار متغيرة نسبيًا في الحوسبة الطرفية، حيث تعتمد على جودة الأجهزة المحلية واتصال الشبكة والتحكم في البيئة المحلية.
توفر الحوسبة السحابية مستوى عالٍ من الاعتمادية والاستقرار بسبب وجود مراكز البيانات المتطورة والتوزيع الجغرافي للبنية التحتية.
الخصوصية والأمان
قد يتم احتفاظ البيانات ومعالجتها على الأجهزة المحلية، مما يمنح مستخدمي الحوسبة الطرفية مستوى إضافي من السيطرة والخصوصية والأمان.
قد تثير الحوسبة السحابية مخاوف حول الخصوصية والأمان، حيث يتم تخزين البيانات وتنفيذ التطبيقات على الحوسبة السحابية المركزية التي يتم الوصول إليها من خلال الشبكة.

الحوسبة الطرفية ليست بديلاََ عن الحوسبة السحابية إنما هي تطور لها ، بحيث تقوم بتخزين البيانات التي تحتاج الى سرعة استجابة وسرعة معالجة على أطراف الشبكة وقريبة من مواقع المستخدمين.

مشاهدة المرفق 13917


هناك العديد من الشركات الرائدة في مجال التكنولوجيا تقدم حلول وخدمات الحوسبة الطرفية، حيث تُسهم في تمكين الشركات من تحسين أداء تطبيقاتها وتقليل زمن الاستجابة. إليك بعض الشركات البارزة التي تقدم خدمات الحوسبة الطرفية:

1- مايكروسوفت (Microsoft)
2- أمازون ويب سيرفيسز (AWS)
3- جوجل (Google)
4- سيسكو (Cisco)
5- ديل (Dell)
6- إنفيديا (NVIDIA)
7- Hewlett Packard Enterprise (HPE)


مشاهدة المرفق 13917
وبهذا نصل إلى نهاية رحلتنا في بودكاست شيفرات تقنية. اليوم ليست مجرد نهاية لحلقة، بل نهاية لمشوار مليء بالشغف، المعرفة، والمشاركة في عالم التكنولوجيا الذي يجمعنا جميعًا. على مدار الحلقات الماضية، اكتشفنا معًا مستقبل الابتكارات وتعرفنا على أحدث التقنيات التي تُغير عالمنا كل يوم.

أود أن أشكركم جميعًا على مشاركتكم وتعليقاتكم التي ساعدتني على تقديم الأفضل. كل كلمة تشجيع وكل قراءة لحلقة كان يعني لي الكثير.

رغم أن هذه هي الحلقة الأخيرة، أتمنى أن يبقى الشغف بالتكنولوجيا مستمرًا لديكم، وأن تستمروا في استكشاف كل جديد. نلتقي في أفكارٍ و مشاريعٍ جديدة بإذن الله.


بإمكانكم الإطلاع على جميع المواضيع في هذا البودكاست من خلال هذه الروابط:

1. الذكاء الاصطناعي
2. الحوسبة السحابية
3. أمن المعلومات
4. تقنية سلسلة الكتل | Blockchain
5. التوأم الرقمي | Digital Twins
6. التنقيب عن البيانات



شكراً لكم من القلب، وأتمنى لكم كل النجاح والتوفيق في رحلتكم التقنية. وداعًا، وإلى اللقاء!


دُمتم بحفظ الله ورعايته
يعطيكِ العافية أختي وربي يسلّم ايديك على هالابداع
بانتظارك دائمًا 🤍
 
  • Love
التفاعلات: SARAH
بسم الله ما شاء الله لا قوة الا بالله
بارك الله فيك بش مهندسة وجزاك الله كل خير
ننتظر جديد ابداعك دائماً
وفيكم بارك الله , شكرًا

ونتمنى بأن لا تكون الحلقة الاخيرة إن شاء الله.
بإذن الله تعالى ما رح تكون الحلقة الأخيرة
 
كالعادة مابتتركولنا مجال لنحكي عليكم 😅
يعطيكم العافية وبارك الله فيكم على شروحاتكم, شرح عميق وإبداع في طريقة سرد المعلومة وطرحها 💪🔥
شكرا جدا وبتمنى يكون المزيد من الشروحات وبننتظر جديدكم مع تحياتي للجميع 🌹❤️
الله يعافيك يا رب ويبارك فيك
شكرًا لكلامك الطيب
 

آخر المشاركات

فانوس

رمضان
عودة
أعلى