مقایسه رایانش ابری و fog computing

۸ تفاوت اصلی رایانش ابری و fog computing با نوین هاست : بر اساس آمار و پیش بینی های انجام شده تا سال ۲۰۲۳ حدود ۳۰ بیلیون دستگاه IoT در سراسر جهان وجود خواهد داشت و این تعداد در سال ۲۰۲۵ به بیش از ۷۵ بیلیون دستگاه خواهد رسید. تمام این دستگاه ها حجم عظیمی از داده را تولید می کنند که باید به سرعت و به شیوه ای قابل قبول پردازش شود. برای پاسخگویی به این نیاز فزاینده سیستم Fog Computing هم راستا و هم سطح با رایانش ابری ساخته شده است. Fog از بعضی جهات حتی از رایانش ابری بهتر است.

نوین هاست در این مطلب قصد دارد تا رایانش ابری و Fog Computing را با یکدیگر مقایسه کرده و ضمن پرداختن به تفاوتهای این دو به مزایا و معایب هر کدام به صورت مختصر اشاره کند.

رایانش ابری چیست ؟

تقریباً هه ی ما به اصطلاح فنی ‘ سرور ابری ‘ که مجموعه ای از دستگاهها ، کامپیوتر ها و سرورهای متصل به یکدیگر روی اینترنت است ، آشنایی داریم.

این سیستم رایانشی را از نظر ظاهری به دو بخش می توان تقسیم کرد:

• بخش خارجی _ نهایی که شامل دستگاههای مشتریان ( کامپیوتر ، تبلت و گوشی تلفن همراه ) می شود .
• بخش پشتیبان که شامل مخزن داده و سیستمهای پردازشگر ( سرورها ) می شود . این بخش ممکن است در محلی دور از دستگاههای مشتریان قرار داشته باشد و خود ابر یا سرور ابری یا سرور مجازی را تشکیل می دهد.

خدمات ارائه شده توسط سرور ابری را می توان به سه دسته ی زیر تقسیم کرد:

• ارائه ی زیر ساخت به عنوان یک سرویس (IaaS) _ یک data center جداگانه با ویژگیهایی همچون ظرفیت ذخیره ی داده ، قدرت پردازش و ایجاد شبکه
• ارائه ی پلتفرم به عنوان یک سرویس (PaaS) _ یک پلت فرم ساختاری با ابزار و اجزای مناسب برای ساخت ، ارزیابی و راه اندازی اپلیکیشن .
• ارائه ی نرم افزار به عنوان یک سرویس (SaaS) _ یک نرم افزار آماده که بر اساس نیازهای مختلف دنیای کسب و کار ساخته شده است.

با اتصال شرکت شما به سرور ابری ، شما می توانید از هر نقطه ی جهان و از طریق دستگاههای مختلف به خدمات بالا دسترسی پیدا کنید. در واقع ، قابلیت دسترسی بالا بزرگترین مزیت سرور ابری است. علاوه بر این دیگر نیازی به وجود سرورهای محلی برای نگهداری و همچنین نگرانی در مورد زمان خرابی و از کار افتادن سیستم وجود ندارد _ فروشنده ( نماینده ی سرورمجازی و یا سرور ابری) از همه چیز پشتیبانی می کند و بدین ترتیب شما می توانید در هزینه ها صرفه جویی کنید.

ادغام IoT و سرور ابری راهی به صرفه برای انجام امور تجاری است. در حالیکه پلتفرمهای اختصاصی ( مانند Azure IoT Suite, IBM Watson, AWS, Google Cloud IoT ) فرصت لازم برای ساخت اپلیکیشنهای IoT بدون سرمایه گذاریهای عظیم روی سخت افزار و نرم افزار را در اختیار برنامه سازان قرار می دهند. سرویسهای برون سازمانی انعطاف پذیری و قابلیت توسعه ی لازم برای مدیریت و بررسی داده های جمع آوری شده از دستگاههای متصل به سرور را فراهم می کنند .

فواید رایانش ابری برای IoT

از آنجا که دستگاههای متصل به سرور ظرفیت ذخیره و قدرت پردازش محدودی دارند. ادغام با رایانش ابری می تواند در زمینه های زیر موثر باشد:

• افزایش عملکرد ( ارتباط بین حسگرهای IoT و سیستمهای پردازش داده سریع تر می شوند )
• ظرفیت ذخیره ( فضای ذخیره ی نامحدود و با قابلیت گسترش فراوان امکان جمع آوری ، ادغام و به اشتراک گذاری حجم بالایی از داده را فراهم می کند. )
• توان پردازش ( وجود data center جداگانه توان پردازش مجازی نامحدود را در هر زمان که بخواهید ، فراهم می کند )
• کاهش هزینه ها ( نرخهای مصوب و پایین تر از هزینه ی تهیه ی تجهیزات درون سازمانی و نگهداری مداوم از این تجهیزات )

معایب رایانش ابری برای IoT

متأسفانه هیچ چیزی کامل و بی نقص نیست و تکنولوژی رایانش ابری نیز مشکلاتی به ویژه برای سرویسهای IoT دارد.

• تأخیر و کندی زیاد ( اپلیکیشنهای IoT هر روزه بیش از پیش به تأخیر کمتری نیاز دارند. اما سرور ابری به دلیل فاصله موجود بین دستگاههای مشتریان و مراکز پردازش داده ها نمی تواند این امر را تضمین کند.
• ایجاد وقفه در کار ( ممکن است هر سیستم تحت وب به علل مختلف دچار مشکل فنی و اختلال شود. و سبب شود که مشتریان سیستم با مشکل قطعی خدمات مواجه شوند. بسیاری از شرکتها از چند کانال ارتباطی با امکان استفاده از یک کانال به صورت رزرو ، استفاده می کنند تا از بروز چنین مشکلاتی پیشگیری کنند . )
• امنیت و حریم خصوصی ( اطلاعات خصوصی شما از طریق کانالهای متصل جهانی و در کنار هزاران گیگابایت اطلاعات سایر کاربران در نت جابجا می شود. بدین ترتیب آسیب پذیری سیستم در مقابل حملات سایبری و یا از بین رفتن اطلاعات ، چندان عجیب نیست. این مشکل را می توان با کمک سرور خصوصی و یا هیبریدی ، تا حدی برطرف کرد.

مقایسه رایانش ابری عمومی و Fog Computing

اصطلاح Fog Computing ( Fogging) در سال ۲۰۱۴ توسط Cisco ابداع شده است و به همین جهت کاربران عمومی آشنایی چندانی با آن ندارند. رایانش ابری و Fog computing مفاهیمی به هم پیوسته هستند . در طبیعت مه از ابر به زمین نزدیک تر است ؛ در دنیای تکنولوژی نیز همینطور است . Fog از سرور ابری به کاربر نهایی نزدیک تر است و تواناییهای سرور ابری را به زمین ( کاربر نهایی ) نزدیک تر می کند.

می توان Fog را چنین تعریف کرد

Fog امتداد رایانش ابری است که شامل چند edge node می شود که به صورت مستقیم به دستگاه کاربر نهایی متصل هستند. این نودها در مقایسه با دیتاسنترهای متمرکز بسیار نزدیکتر به دستگاههای کاربران نهایی هستند. و به همین دلیل است که می توانند با آن دستگاهها ارتباط فوری برقرار کنند. قدرت پردازش قابل توجه این نودهای انتهایی این امکان را به آنها می دهد. که حجم قابل توجهی از داده ها را خود و بدون آنکه به سرورهای دورتر ارسال کنند ، پردازش و رایانش کنند .

Fog می تواند شامل cloudlet هم باشد _ cloudlet دیتاسنترهای کوچک و نسبتاً قوی هستند که در لبه ی شبکه قرار دارند. هدف از وجود cloudlet پشتیبانی از اپلیکیشنهای IoT وابسته به منابع سرور است که نیاز به تأخیر زمانی کم دارند.

تفاوت اصلی میان رایانش ابری و fog Computing این است که سرور ابری یک سیستم متمرکز است ، در حالیکه Fog یک زیرساخت غیرمتمرکز و منشر است.

Fog Computing واسطه ای میان سخت افزار و سرورهای دور از آن است. Fog کنترل می کند که کدام اطلاعات را می توان در همان محل پردازش کرد و کدام اطلاعات باید به سرور مجازی ارسال شوند. بدین ترتیب Fog یک دروازه ی ورودی هوشمند است که با کاهش بار سرور ابری ، آن را قادر می سازد اطلاعات مفیدتر را پردازش ، تجزیه و تحلیل و ذخیره کند.

باید توجه داشت که شبکه ی Fog یک سازه ی مجزا نیست و جایگزین سرور ابری نمی شود. بلکه با نزدیک شدن هر چه بیشتر به منبع اطلاعات ، مکملی برای سرور ابری است. این تکنولوژی تأثیر بسیاری بر گسترش IoT از جمله هوش مصنوعی و تکنولوژی ۵G داشته است. زیرا این تکنولوژیها بیش از پیش نیاز به برقراری اتصال سریع و بی وقفه دارند.

فواید Fog Computing

رویکرد استفاده از Fog فواید متعددی برای IoT ، Big Data و بررسیهای real time دارد. در اینجا به امتیازات اصلی Fog Computing نسبت به رایانش ابری اشاره می کنیم :

• تأخیر زمانی کم ( Fog از نظر موقعیت مکانی به کاربر نزدیک تر است و به همین دلیل می تواند به درخواست کاربر پاسخ فوری بدهد )
• نداشتن مشکلات مربوط به پهنای باند ( در این سیستم به جای آنکه تمام اطلاعات به صورت یک جا و از طریق یک کانال به یک مرکز ارسال شود ، هر قسمت از اطلاعات در یک نقطه ی متفاوت جمع آوری و ذخیره می شود. )
• امکان قطع شدن اتصال با سرور وجود ندارد ( زیرا در این سیستم از کانالهای متعدد و به هم پیوسته استفاده می شود . )
• امنیت بالا ( زیرا اطلاعات در یک شبکه ی منتشر و پیچیده ی تشکیل شده از تعداد بسیار زیادی نود پردازش می شود. )
• تجربه ی مطلوب کاربران ( پاسخ فوری و عدم وقفه در کار سبب رضایت کاربران می شود. )
• مصرف کمتر انرژی (edge node پروتوکلهای کم مصرف همچون بلوتوث ،Zigbee و یاZ-Wave را اجرا می کند)

معایب Fog Computing

این تکنولوژی ایراد واضح و آشکاری ندارد ، اما نقطه ضعفهایی ممکن است وجود داشته باشد که به آنها اشاره می کنیم:

• سیستم پیچیده تر (Fog یک لایه ی اضافی در سیستم پردازش و ذخیره ی اطلاعات است)
• هزینه ی اضافی ( شرکت ها باید هزینه ی خرید تجهیزات edge ، روتر ، هاب و اتصالات را بپردازند)
• قابلیت توسعه ی محدود ( Fog به اندازه ی سرور ابری قابل توسعه نیست )

تفاوت های اصلی رایانش ابری و Fog Computing

1. ساختار سرور ابری و یک سازه ی متمرکز است و از دیتاسنتر های بزرگی تشکیل شده است. که ممکن است در سرتاسر جهان و هزاران کیلومتر دور از دستگاه های مشتری ها قرار داشته باشند. سازه ی Fog یک ساختار منتشر است و از میلیون ها Node کوچک که تا حد امکان نزدیک به دستگاه های مشتریها قرار گرفته اند ، تشکیل شده است.
2. Fog مانند یک واسطه میان دیتاسنتر و سخت افزار عمل می کند و به کاربر نهایی نزدیک تر است . اگر لایه ی Fog نباشد ، سرور ابری به صورت مستقیم به دستگاه کاربر وصل می شود که این امر یک فرایند زمان بر است.
3. در رایانش ابری پردازش اطلاعات در یک دیتاسنتر مجزا انجام می شود . در Fog پردازش و ذخیره ی اطلاعات در لبه ی شبکه و نزدیک به منبع اطلاعات انجام می شود که برای کنترل و مدیریت زمان بسیار حیاتی است.
4. سرور ابری و رایانش ابری از لحاظ توانایی های رایانش و ظرفیت ذخیره سازی قوی تر از Fog است.
5. سرور ابری از تعداد معدودی server Node بزرگ تشکیل شده است ، در حالیکه Fog از میلیونها Node کوچک تشکیل شده است.
6. عملکرد Fog در حقیقت بررسی و تحلیل کوتاه مدت در لبه ی شبکه برای ارائه ی پاسخ فوری است ، درحالیکه هدف سرور ابری انجام بررسیهای عمیق تر بلند مدت برای ارائه ی پاسخهای کندتر و تأخیری است.
7. Fog تأخیر کمتری نسبت به سرور ابری دارد.
8. سیستم ابری بدون اتصال اینترنت قادر به ادامه ی کار نیست، Fog از پروتوکلها و استانداردهای متفاوتی استفاده می کند. به همین دلیل احتمال بروز مشکل در عملکرد آن کمتر است.

نوین هاست یار نوین شماست

IoT صنعتی است که پیوسته در حال رشد و پیشرفت است و به شیوه های کارآمد تر برای مدیریت پردازش و انتقال اطلاعات دارد.

یکی از رویکرد هایی که می تواند به خوبی پاسخگوی درخواست های دستگاه های متصل به IoT را که تعدادشان هر روز بیشتر از روز قبل می شود. Fog Computing است. این رویکرد به جای سرور های دور از منابع اطلاعاتی از کامپیوتر های محلی استفاده می کند. و با این روش در عین کاهش مصرف پهنای باند ، کارایی و قدرت عملکرد شبکه را افزایش می دهد. شرکت ها باید رایانش ابری و Fog Computing را بایکدیگر مقایسه کنند. تا بتوانند از فرصت های ایجاد شده بهترین بهره را ببرند و از پتانسیل واقعی این تکنولوژیها استفاده کنند.