البيانات الموجودة على الحدود: كيفية بناء بنية تكنولوجيا معلومات جديدة

كل يوم ، يقوم عدد متزايد من الأجهزة بإنشاء المزيد من البيانات. يجب إدارتها في مجموعة متنوعة من النقاط ، وليس في العديد من مراكز البيانات السحابية المركزية. بمعنى آخر ، تتجاوز عملية الإدارة حدود مراكز البيانات التقليدية وتتحرك إلى المكان الذي يتم فيه إنشاء البيانات - إلى محيط الشبكة ، بالقرب من المستخدمين النهائيين. هنا ، يتم إنشاء البيانات بواسطة أجهزة استشعار مختلفة وكاميرات وأدوات ذكية وأجهزة إنترنت الأشياء (IoT). عندما يتم جمع نتائج أعمالهم ومعالجتها مباشرة على حدود الشبكة ، يمكن تحليلها واستخدامها بشكل أسرع.



وفقًا لخبراء Gartner ، بحلول عام 2020 ، ستتم معالجة أكثر من 50 ٪ من جميع البيانات التي تم إنشاؤها بواسطة الشركات خارج مراكز البيانات التقليدية أو البيئة السحابية (هذا الرقم اليوم هو 10 ٪ فقط). في هذه البنية ، ستعمل 5.6 مليار جهاز إنترنت الأشياء (IoT). في الوقت نفسه ، يتم حساب أحجام البيانات التي تنتجها الأجهزة في تيرابايت ، وغالبا ما تحتاج إلى تفسير وتحليل في الوقت الحقيقي.

لمساعدة الشركاء والعملاء على استكشاف هذا الاتجاه ، تعاونت Seagate مع مجموعة من الشركات المتخصصة في الحوسبة الطرفية وأصدرت تقرير البيانات في Edge . كما استخدمت نتائج دراسة أجراها IDC. كان الغرض من هذا التقرير هو توضيح بعض مشكلات البيانات ذات الصلة بالشركات اليوم وإظهار كيفية قيام الشركات بإدارة موارد تكنولوجيا المعلومات بشكل أفضل.

الحوسبة الطرفية

"لقد مر اللاعبون في سوق التخزين بعدة مراحل في تطوير أعمالهم. منذ عقدين من الزمن ، كانت مرافق التخزين لأنظمة الخوادم تعتبر واعدة ، ثم كانت مراكز البيانات المحلية في دائرة الضوء. وقد انعكس هذا في خطوط الإنتاج الخاصة بالموردين: لقد بدأوا في إنتاج محركات الأقراص لهذا القطاع. ثم بدأ تطوير التخزين السحابي ، والحوسبة السحابية. يقول ألكساندر مالينين ، مدير مكتب سيجيت التمثيلي في روسيا ورابطة الدول المستقلة ، إن الخطوة التالية هي الحوسبة الطرفية. - نظرًا لوجود الكثير من البيانات ، ولا يتم إنشاؤها من قِبل الأشخاص فحسب ، ولكن أيضًا بواسطة الأجهزة ، فإن إرسال كل هذا إلى مركز البيانات ليس دائمًا هو الأمثل. من المنطقي إجراء جزء من العمليات الحسابية خارج مراكز البيانات ونقل النتائج التي تمت معالجتها إلى مركز البيانات. في الواقع ، هذا هو إنشاء دائرة أخرى من الحسابات ، حيث يتم تجميع البيانات وتخزينها لبعض الوقت ومعالجتها ونقلها إلى مركز البيانات الرئيسي لمزيد من التخزين والوصول إليها. "

مع استمرار مليارات الأجهزة في الاتصال بالشبكة ، حيث تقوم بتجميع وتوليد zettabytes من البيانات ، تتطلب البيئات السحابية المركزية اليوم دعمًا لبنية جديدة لتكنولوجيا المعلومات الطرفية. ومن خلال وضع موارد الحوسبة والشبكة والتخزين على مقربة من هذه الأجهزة ، يمكنك تحليل البيانات في الحال.

نظرًا لحقيقة أن البيانات تخضع للمعالجة الأولية في نفس المكان الذي تم إنشاؤها فيه ، يمكن اتخاذ جزء من قرارات الإدارة (على سبيل المثال ، لضبط وضع التشغيل للمعدات الصناعية) محليًا ، بأقل تأخير.

يمكن أن يوجد المحيط في أي مكان: من متاجر المصانع إلى المزارع ، وعلى أسطح المنازل وأبراج الزنازين ، وفي أي مركبة على الأرض ، وفي البحر وفي الجو. نظرًا لكونه الحد الخارجي للشبكة ، فإنه يقع في الغالب على بعد مئات الكيلومترات من أقرب مركز بيانات شركة أو سحابة وقريب جدًا من مصدر البيانات.

وفقًا لدراسة IDC ، بحلول عام 2020 ، سيتم تخزين 45 ٪ من جميع البيانات التي تم إنشاؤها بواسطة أجهزة إنترنت الأشياء ومعالجتها في أو بالقرب من الأجزاء الحدودية للشبكة. هناك العديد من الحالات التي يكون فيها من الأفضل نقل عملية الحوسبة إلى المحيط. لذلك ، في "المدن الذكية" ، فإن معالجة وتحليل البيانات الأقرب إلى مصدرها يقلل من وقت التأخير ويسمح لمختلف الخدمات بالاستجابة بسرعة أكبر لهذا الموقف.

في أنظمة النقل الذكية ، تتيح لك الحوسبة الطرفية معالجة المعلومات محليًا ، وإرسال البيانات الأكثر أهمية فقط إلى السحابة. هذه التكنولوجيا تستخدم بالفعل في أنظمة النقل الذكية. أيضا ، هذا النهج يحسن سلامة وكفاءة النقل. يجب أن تستجيب السيارات ذاتية القيادة على الفور للبيانات المستلمة ، حيث أن أقل تأخير يمكن أن يكون خطيرًا.

سيتطلب انتشار الحوسبة الطرفية بنية أساسية جديدة لتخزين البيانات وإدارتها. على سبيل المثال ، سينشئ المصنع الذكي حوالي 5 بت بايت من الفيديو يوميًا ، ومدينة ذكية يبلغ عدد سكانها مليون شخص - 200 بت بايت من البيانات يوميًا ، وسيارة مستقلة - 4 تيرابايت.



ماذا تعني هذه البيانات عند الحدود؟ كيف سيؤثر هذا التطور على هيكل وعمل مراكز البيانات الحالية ومراكز البيانات السحابية؟ هل يمكن للحوسبة السحابية ، التي تسود اليوم ، أن تحل محل الحوسبة الطرفية لأنها أكثر مرونة وقابلية للتطوير من حيث التطبيقات؟

الغيوم والأجهزة الطرفية

يؤكد مؤلفو التقرير " البيانات على الحافة " أنه على الرغم من أن الحوسبة الطرفية تسمح باستخدام أكثر فعالية للبيانات ، فإن البنية التحتية التقليدية لن تفقد أهميتها. كما سيتم إنشاء كميات هائلة من البيانات خارج المراكز التقليدية لمعالجتها ، سوف تمتد السحابة إلى المحيط. بمعنى ، لا يتعلق الأمر بسحابة "السحاب مقابل المحيط" ، بل يتعلق بسحاب "السحاب مع المحيط".



وفقًا للمحللين ، سيكلف الجمع بين الحوسبة السحابية والحوسبة الطرفية 36٪ فقط من تكلفة الإصدار السحابي البحت ، وسيتم تقليل كمية البيانات المرسلة بنسبة 95٪.

وهكذا ، يكمن المستقبل في العمل المشترك بين المحيط والسحابة. سيساعد ذلك المؤسسات على اتخاذ قرارات أكثر استنارة على الفور ، وزيادة إنتاجيتها وكفاءتها في العمل وتلبية احتياجات العملاء بشكل أفضل.

الأعمال القائمة على البيانات

اليوم ، يرتبط أي عمل أو مؤسسة تقريبًا بمعالجة البيانات وتخزينها. مهدت الابتكارات في إدارة المعلومات الطريق لطرق أكثر فاعلية لاستخدامها. هذا ينطبق أيضا على البيانات الطرفية.



وفقًا لماكينزي ، ستصل السوق العالمية لمعدات الحوسبة الطرفية إلى ما بين 175 و 215 مليار دولار بحلول عام 2025.

الأجهزة الطرفية والحياة

ماذا يعني هذا بالنسبة للشركات الكبيرة والمدن والشركات الصغيرة والمستهلكين الأفراد ، ما هي الفوائد؟ كيف ستساعدنا البيانات الموجودة على الأطراف على العمل بشكل أفضل والاسترخاء والعيش والسفر؟ ما هي فرص تحليل البيانات التي تظهر على حافة الشبكة؟ هذه هي الأسئلة التي يجيب عنها تقرير Seagate.

توفر البيانات الموجودة على Edge عدة أمثلة حول كيفية قيام الحوسبة الطرفية بتحويل الأعمال التجارية العالمية اليوم وإفادة الأشخاص. على سبيل المثال ، في شيلي ، يعمل نظام الري ذو الذكاء الاصطناعي ، المزود بأجهزة استشعار ، على تقليل استهلاك المياه بنسبة 70٪.

ولكن ما يحدث في مصانع سيجيت الخاصة. تنتج الشركة ملايين الوحدات الفصلية ومليارات من أجهزة الاستشعار سنويا. يتطلب ذلك إدخال عمليات مؤتمتة للغاية ، ويجب أن يتخذ النظام من 20 إلى 30 قرارًا في الثانية. في هذه السرعة ، لا يوجد وقت للانتظار حتى يتم إرسال البيانات التي تم جمعها على خط الإنتاج إلى المركز للمعالجة ، ومن ثم سيأتي حل من هناك.



لا يمكننا إيقاف خط الإنتاج: نحن بحاجة إلى الحفاظ على وتيرة الإنتاج ، مع ضمان جودته العالية. لذلك ، يجب اتخاذ القرارات في نفس المكان الذي يتم فيه إنشاء البيانات. للقيام بذلك ، ابتكرت Seagate تقنية خاصة بها لاكتشاف الحالات الشاذة وتحليل الصور في موقع المصنع. هذا يقلل زمن الوصول من مئات إلى أقل من 10 مللي ثانية.

الحوسبة الطرفية في روسيا

"إلى أي مدى تستخدم الحوسبة الطرفية في روسيا؟ أولا ، إدخال أي تكنولوجيا جديدة يستغرق وقتا. ثانياً ، لم يبدأ استخدام مصطلح "الحوسبة الطرفية" بحد ذاته. هذا هو ، حتى لو استخدمت الشركة هذا النهج ، فإنها تسميها بطريقة مختلفة ، "يوضح الكسندر مالينين. - وفي الوقت نفسه ، تستخدم الحوسبة الطرفية غالبًا ، على سبيل المثال ، في الجيوديسيا ، في صناعة النفط والغاز. يتم جمع بيانات المسح ومعالجتها في مركز بيانات محلي صغير ، ثم إرسالها إلى مستودع مركزي. تستخدم الحوسبة المحيطية أيضًا في صناعة النفط والغاز ، حيث يتم جمع كمية كبيرة من البيانات ولا يلزم تخزينها جميعًا. "

"مع تطور الاتصالات السلكية واللاسلكية ، مع زيادة سرعة نقل البيانات ، سوف يزداد عدد مراكز البيانات الطرفية فقط" ، يواصل ألكسندر مالينين. - نعم ، وسيكون مصطلح "الحوسبة الطرفية" نفسه أكثر انتشارًا. صناعة تخزين البيانات لديها ما تقدمه. هناك العديد من تقنيات التخزين التي تلبي المهام المختلفة ، وهناك خوارزميات رياضية لتحليل البيانات. المشكلة الرئيسية الآن هي في تقنيات الاتصالات السلكية واللاسلكية ، في الحصول على البيانات. على سبيل المثال ، يوفر Internet of Things استخدامًا واسعًا للاتصالات اللاسلكية. سيتطلب ذلك نشر شبكات لاسلكية ، مثل 5G. حدثت عمليات مماثلة مع إدخال تكنولوجيا البيانات الكبيرة. لقد بدأوا بالفعل استخدامه ، لكنهم أطلقوا عليه بطريقة مختلفة: إنها مسألة مصطلحات ".

عوامل النمو

ما الذي يدفع الطلب على بنية الحوسبة الجديدة؟ بناءً على الأبحاث والدراسات الاستقصائية للمديرين التنفيذيين لتكنولوجيا المعلومات في Seagate ، تم تحديد أربعة عوامل رئيسية تحدد الطلب على الحوسبة الطرفية. هذا هو زمن الوصول إلى الشبكة (الكمون) ؛ عدم كفاية عرض النطاق الترددي لقنوات الاتصال لتوصيل كميات كبيرة من البيانات إلى مركز البيانات ؛ كفاءة وتكلفة الحل ؛ سيادة البيانات والامتثال.

1. الكمون

العامل الأول هو الكمون. نظرًا للقيود المادية للبنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات ، يستغرق نقل البيانات من المكان الذي تم إنشاؤه فيه إلى الموقع المركزي وقتًا طويلاً جدًا. وبالتالي ، يصبح الكمون عاملاً رئيسياً: يمكن أن يستغرق إرسال البيانات من وإلى الموقع المركزي 100 إلى 200 مللي ثانية.

2. الإنتاجية

العامل الثاني هو مشكلة النطاق الترددي. وحدات تخزين البيانات الإجمالية لم تعد exabyte ، ولكن zettabyte. وهي تستمر في النمو ، وذلك فقط بسبب ظهور أجهزة استشعار جديدة - ليس فقط درجة الحرارة أو الطقس أو الاهتزاز أو أجهزة الاستشعار الأخرى التي تجمع بيانات قليلة نسبيًا ، ولكن أيضًا الكاميرات والرادارات والألياف وغيرها من الأجهزة التي تولد الكثير من المعلومات. في المستقبل سيكون هناك المزيد من هذه المجسات. يمكن أن تدعم البنية التحتية 5G ملايين الأجهزة لكل كيلومتر مربع ، ولكن أين يمكنني العثور على النطاق الترددي لإرسال جميع البيانات إلى مركز بيانات سحابي مركزي؟

3. الكفاءة

ثالثا ، الكفاءة. حتى إذا كنت تستطيع إرسال جميع البيانات إلى مركز بيانات مركزي ، فإن تكاليف وتعقيد البنية لمعالجة مثل هذه الكمية الكبيرة من المعلومات ستكون كبيرة للغاية بحيث يصبح النظام سيئ الإدارة. مع وجود نظام يقوم بمعالجة البيانات بشكل مكثف على المحيط ، وأقرب من المصدر ، فإن الأمور أفضل بكثير.

4. المتطلبات التنظيمية ومعايير الشركات

أخيرًا ، العامل الرابع هو متطلبات معالجة البيانات وفقًا للمعايير والمعايير المقبولة من قبل العملاء. عندما تتعامل مع أمن المعلومات ، لا يمكنك في الغالب إرسال بيانات من منطقة أو بلد معين إلى الخارج للمعالجة المركزية. هذا ينطبق ، على سبيل المثال ، على المعلومات الشخصية.

"سوف تتطلب الحوسبة الطرفية أساليب خاصة لتنظيم تخزين البيانات ، لضمان الأمن ، بما في ذلك أمن الوصول المادي إلى البيانات" ، يؤكد ألكسندر مالينين. "لكن من المؤكد أننا سنشهد زيادة في الحوسبة الطرفية في العامين أو الثلاثة أعوام المقبلة ، لأن عدد طلبات المنظمات لمراكز البيانات الصغيرة آخذ في الازدياد ، مما سيخدم كلاً من الصناعات الفردية والشركات الوطنية الكبرى". أي أن عدد الطلبات لتنظيم تخزين البيانات المحلي يتزايد ".

العمارة الجديدة

ماذا يعني هذا بالنسبة لمهندسي تكنولوجيا المعلومات ، فماذا يفعلون بطريقة مختلفة؟ بادئ ذي بدء ، يختلف تصميم البنية الأساسية التقليدية لمركز البيانات أو مركز البيانات السحابية اختلافًا كبيرًا عن تطوير البنية الطرفية. تشمل مراكز البيانات التقليدية أنظمة التبريد وتكييف الهواء ، وإمدادات الطاقة غير المنقطعة زائدة عن الحاجة ، وأنظمة الأمن المادي. يخدمهم فريق كامل من المتخصصين.

يمكن أن يوجد مركز البيانات المحيطية (أو بالأحرى العقدة) لمعالجة البيانات على برج اتصالات أو في غرفة صغيرة. غالبًا ما تتعرض للبيئة الخارجية ، لذلك يعد التحكم في المناخ مهمة صعبة.

بقدر ما يتعلق الأمر بالأمن المادي ، سيتعين على الهيكل أن يضم حماية خاصة للبيانات في حالة وقوع كارثة طبيعية أو أعمال ضارة. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لنقص الموظفين الذين يمكنهم الوصول بسرعة وإصلاح كل شيء ، يجب أن تكون الأجهزة الطرفية موثوقة بشكل خاص. في حالة حدوث شيء ما ، يجب أن يستعيد مركز البيانات المحيطي نفسه ويستمر في العمل.

بمعنى آخر ، إذا كنا نعتزم معالجة البيانات الموجودة على المحيط ، فنحن بحاجة إلى تحسين وظيفة مركز البيانات: التبريد ، الأمان ، إلخ. يعمل مهندسو النظام بالفعل على إيجاد حلول. الهدف هو جعل مراكز البيانات الطرفية بسيطة وتوفير القياس عن بعد الكافي.

بالإضافة إلى ذلك ، لن تبقى بعض البيانات التي ستتم معالجتها على الهامش. سوف يذهبون إلى المركز لمزيد من التحليل أو التخزين لفترة أطول. مطلوب مهندس تكنولوجيا المعلومات للتفكير في هذه العملية من خلال تحديد استراتيجية لإدارة البيانات.

ستحتاج المؤسسات إلى الاعتماد على بنية الحوسبة السحابية الخاصة بها ، وتعلم معالجتها ، والأهم من ذلك ، تخزين المزيد من البيانات بشكل آمن على الحافة.
يقول تقرير البيانات الطرفية من Seagate و Vapor IO أن كل مؤسسة لها قيمة لا تشك في أنها حتى. هذه هي البيانات الخاصة بها. الطريقة التي ننشئ بها البيانات ونعمل مع محيط الشبكة تعطيها أهمية خاصة. للاستمرار في النمو ، تحتاج الشركات إلى الاستفادة من هذا.

"تعود مشكلات تطبيق الحوسبة الطرفية الآن بشكل أساسي إلى الاتصالات السلكية واللاسلكية ، إلى سرعة الوصول إلى البيانات. يقول ألكسندر مالينين: "كلما بدأ تطبيق تقنيات الاتصالات من الجيل التالي في روسيا بشكل أسرع ، ستتطور الحوسبة المحيطية الأسرع". - في الوقت نفسه ، ستتطور الحوسبة الطرفية بالتوازي مع مراكز البيانات الحالية وتكميلها. لا يلزم إعادة هيكلة جذرية. "

يتوقع غارتنر أنه بحلول عام 2021 ، ستطور 40٪ من الشركات في العالم استراتيجيات شاملة للحوسبة الطرفية. لذلك ، أصبح البائعون الآن في عجلة من أمرهم لاحتلال مكانة واعدة. في السنوات الخمس المقبلة ، سيتم تشكيل السوق بنشاط ، وسوف تظهر منصات جديدة وحلول تسليم المفتاح التي تركز على المهام والصناعات المختلفة. الشركات التي تعمل في مجال تطوير الحوسبة الطرفية ، سوف تكون قادرة على أن تصبح رائدة في مجالات جديدة من الأعمال.