Leveraging حاسبة مطبوعة للحد من الارتطام في التطبيقات الهندسية على الشبكة

Deploy Edge — Aware Gateways and Devices

ويمكن أن تكون الحافة المادية خادماً محلياً، أو بوابة مبسطة، أو حتى جهازاً استشعارياً قوياً، وعند اختيار المعدات، النظر في القدرة على التجهيز اللازمة لتطبيقك، ولإمكانية تصفية البيانات البسيطة، قد يكفي قرص من طراز Raspberry أو حاسوب واحد مماثل، كما أن من الضروري أن تكون هناك أصناف من التحليلات أو حلقات المراقبة ذات المتطلبات الزمنية الصارمة، أو جهاز حاسوب من طراز X86 أو جهاز إدارة المخاطر المؤسسية مزود بجهاز تسرعات.

تحديد الأولويات في البيانات ووضعها في ملفات

لا تحتاج جميع البيانات إلى تجهيز فوري، وتصنيف مجاري البيانات الواردة إلى مستويات:

• Critical realtime] - الإجراءات التي تتطلب استجابة فورية (مثلاً، وقف الطوارئ، تجنب الاصطدام) - تجهيز هذه الإجراءات على الحافة دون تفاعل سحابي.
• Near real airspace] - data that can tolerate a few seconds of delay (e.g., dashboard updates). Batch or buffer locally before sending to cloud.
• Batch] - السجلات التاريخية، سجلات الصيانة، أو الإحصاءات الإجمالية، تحميل خلال ساعات العمل.

تنفيذ محركات القواعد أو نماذج التعلم الآلات على الحافة لتحديد البيانات التي يتعين عليها التصرف على الصعيد المحلي والتي يتعين المضي قدما.

Integrate with Cloud for Scalability and Persistence

فالحافة ليست بديلاً للسحابة؛ بل هي تكملة، وتستخدم السحابة في الوظائف التي تتطلب موارد ضخمة من حيث الضبط (مثل نماذج التدريب على البيانات المتراكمة)، والتخزين المستمر، والتفتيش العالمي، وتوفر العديد من من منابر الحواف بيانات متزامنة لا توصف، تتزامن تلقائياً مع قاعدة بيانات سحابية أو بحيرة بيانات، مما يضمن أن النظام يمكن أن يستعيدها من خلال السحب.

تنفيذ إدارة الأمن الآلي ودورة الحياة

وتشتت أوعية الادج في الجسم وكثيرا ما تُشغَّل في بيئات غير مجهزة أو معادية، ويجب أن يوثق كل جهاز من الأجهزة مع الدعم المقدم للطلبات، وأن يتواصل على القنوات المشفرة، وأن يكون لديه برنامج حاسوبي مقاوم للتشغيل، وأن يستكمل بانتظام البرامجيات والوصلات الأمنية عبر أسطول الحوافات، وأن يستخدم سجلا للحاويات وطائرة إدارية (مثلا، طراز Azure IoT Hub، و AWS IoT Green).

حالات الاستخدام الحقيقي في العالم والأمثلة التقنية

الصيانة الافتراضية في مجال التصنيع

يقوم كل جهاز من أجهزة الاستشعار بصنع أجهزة التحكم بأجهزة استشعار الاهتزاز على أحزمة النقل، ويرسل كل جهاز استشعار مقياس التسارع إلى بوابة حافة تُجري نصاً من طراز Python يكشف عن علامات التردد تشير إلى ارتدائه، ويحسب السيناريو رقماً قياسياً صحياً محلياً، وإذا انخفضت درجة الحرارة إلى أدنى من عتبة، فإنه يرسل إنذاراً إلى السحابة وإلى لوحة تنبيه في غرفة التحكم 150.

إدارة أسطول المركبات المستقل

وتستخدم شركة مستقلة للشاحنات خواديم حافة مجهزة داخل كل مركبة، وتتعامل الخواديم مع عملية تجهيز سحابة نقطة الدي آر، وتخطيط المسارات، واتخاذ قرارات المراقبة محليا، ولا تتصل إلا بسحابة مركزية لتحديث الخرائط وتحقيق الاستخدام الأمثل للطرق، ويكفل حساب التمثال والقيادات التوجيهية في إطار ثواني دقيقة، مستقلة عن جودة الشبكة الخلوية.

Smart Grid Load Balancing

وتضع شركات العقم وحدات مقسمة على الحافة في المراكز الفرعية لرصد استخدام الطاقة في الوقت الحقيقي، وتدير هذه العوالق خوارزميات مُحمّلة يمكنها فصل الدوائر غير الأساسية في فترات فرعية ثانية لمنع تحميل الشبكة الزائد، وتتزامن أرقام الحواف بصورة دورية مع بيانات الاستخدام في الغيوم بالنسبة للبرمجة والتنبؤ بالطلب.

التحديات والنظر في استخدام الحاسوب

وعلى الرغم من مزاياه، فإن الحوسبة الحادة تُحدث تعقيدا إضافيا يتعين على الأفرقة الهندسية أن تتدبره.

إدارة النظام الموزع

ويتطلب تشغيل آلاف من أجهزة تحديد الهوية أدوات قوية لإدارة الأسطول، ويجب رصد كل عقد من هذه العدادات من أجل الصحة، والقدرة على التخزين، والربط الشبكي، والفشل الآلي، والتشويش عن بعد أمران أساسيان، وينبغي أن تُجمع خطط العمليات خارج الحدود بيانات حاسمة وأن تتزامن مع استئناف الربط.

اتساق البيانات وإدارة الدولة

ومن الصعب الحفاظ على نظرة متسقة للدولة عبر زوايا الحواف والسحب، فعلى سبيل المثال، إذا كان نظام تحديد درجات الحافة يُعنى بأمور الرقابة المتضاربة، يجب أن يحل هذا النظام النزاع، وأن يستخدم خوارزميات موزعة بتوافق الآراء أو مصابيح محايدة، واستراتيجيات للمصالحة، وفي العديد من التطبيقات الهندسية، يكون الحل التوفيقي مقبولا: فالحواف تعمل بشكل متسق في نهاية المطاف بالنسبة للبيانات المجمعة، ولكنها تُنفِّذ الاتساق الصارم فيما يتعلق بالأوامر الأمنية - الحرجة.

الأمن في سكال

وكل جهاز حافة هو سطح هجوم محتمل، وتنفيذ جذور الأجهزة من الثقة، والأحذية الآمنة، والتوثيق المستند إلى الشهادات، وفحص البيانات في مكان الاستراحة وفي كل مكان، وإجراء اختبارات تغل على الأجهزة التمثيلية، والنظر في استخدام وحدة أمن المعدات لتخزينها الرئيسي.

أجهزة الموجات الصلبة والشبكات

وكثيرا ما تكون أجهزة الإدج محدودة جداً في وحدة منع الحمل والذاكرة والتخزين مقارنة بالخواديم السحابية، ويجب أن تكون رمز التطبيق على الوجه الأمثل فيما يتعلق بضغوط الموارد، وبالإضافة إلى ذلك، لا توجد في جميع المواقع الحافة صلات موثوقة أو عالية التردد، وينبغي أن تستمر في العمل بصورة مستقلة وثابتة من أجل تحقيق تزامن لاحق.

خاتمة

فالحساب على أساس السن ليس مجرد استخدام خياري على الوجه الأمثل؛ وبالنسبة لفئة متنامية من تطبيقات الشبكة الهندسية، فهو السبيل الوحيد لتلبية متطلبات صارمة تتعلق بالتساهل، وبتجهيز البيانات بالقرب من مصدره، يمكن للمهندسين أن يحققوا أوقات الاستجابة التي تقاس في الثلثين، ويقللوا من تكاليف عرض النطاق الترددي، ويبنيوا نظماً تعمل بشكل موثوق به حتى في ظل ظروف سلبية للشبكة، ويستلزم المسار الذي يتم فيه الاعتماد تحولاً في تطبيقات الصنعية إلى خدمات موزعة، وينفذ فيها نظاماً متيناً متيناً متيناً متيناً متيناً متيناً متيناً متيناً متيناً.