رایانش لبه یا مرزی (Edge Computing) چیست؟ (راهنمای کامل)

رایانش لبه‌ای یا Edge Computing به این معنا است که داده‌ها دقیقا همان‌جایی که تولید می‌شوند، پردازش شوند. به‌عنوان مثال، حسگرها، دوربین‌ها و دستگاه‌های اینترنت اشیا معمولا از این مدل استفاده می‌کنند.

به زبان ساده، در رایانش لبه‌ای داده‌ها به‌جای اینکه ابتدا به یک سرور مرکزی ارسال و سپس پردازش شوند، در همان محل یا نزدیک به منبع تولید داده پردازش می‌شوند.

همین الان، بدون کمترین پیچیدگی، سرور مجازی خودتون رو در کمتر از ۳۰ ثانیه، راه‌اندازی کنید.
✅ عملکرد پایدار ✅ ترافیک نامحدود ✅ هزینه به‌صرفه
خرید سرور مجازی ابری

آنچه در ادامه خواهید خواند:

• معرفی رایانش لبه-ابری (Edge-Cloud Computing)
• چرا شرکت‌ ها از رایانش لبه ای استفاده می‌کنند؟
• رایانش لبه ای و حل چالش‌ های بلادرنگ IoT
• مثال کاربردی از رایانش لبه در سیستم‌ های امنیتی
• دلیل اهمیت رایانش لبه (Edge Computing)
• نمونه های کاربردی و موارد استفاده از رایانش لبه ای
• سوالات متداول
• جمع بندی

معرفی رایانش لبه-ابری (Edge-Cloud Computing)

در رایانش لبه‌ای، پردازش داده‌ها در محل تولید آن‌ها، یعنی شبکه، انجام می‌شود. منظور از لبه شبکه، دستگاه‌ها یا سرورهای محلی نزدیک به منبع داده است، نه سرورهای مرکزی دور.

در رایانش لبه‌ای، تصمیم‌گیری و واکنش به اتفاقات خیلی سریع انجام می‌شود، به این دلیل که دیگر نیازی نیست تمامی داده‌ها به سرور مرکزی فرستاده شوند و فقط تنها زمانی که نیاز به پردازش‌های پیچیده‌تر یا ذخیره‌سازی طولانی‌مدت باشد، اطلاعات مهم به فضای ابری یا سرور مرکزی فرستاده می‌شوند.

با این روش، زمان لازم برای انتقال و پردازش داده‌ها کمتر می‌شود و عملکرد کلی سیستم بهتر خواهد بود. به همین دلیل، رایانش لبه‌ای گزینه‌ای مناسب برای کاربردهایی مانند دستگاه‌های اینترنت اشیا، سیستم‌های کنترل صنعتی و نظارت لحظه‌ای (مانند دوربین‌های امنیتی) است.

هاست ابری یا Cloud Host چیست؟ انواع + کاربرد
هاست ابری یا Cloud Host

چرا شرکت‌ ها از رایانش لبه ای استفاده می‌کنند؟

شرکت‌ها برای اینکه دستگاه‌هایشان سریع‌تر واکنش نشان دهند و بتوانند زودتر و بهتر از داده‌هایی که این دستگاه‌ها تولید می‌کنند نتیجه بگیرند، سراغ رایانش لبه‌ای می‌روند. این فناوری کمک می‌کند تا پردازش داده‌ها به‌صورت بلادرنگ (یعنی همان لحظه‌ای که تولید می‌شوند) انجام شود.

رایانش لبه‌ای جلوی شلوغی بیش از حد شبکه‌ها و مراکز داده‌ای را می‌گیرد. بدون استفاده از این روش، حجم زیاد داده‌هایی که توسط دستگاه‌های هوشمند تولید می‌شوند، می‌تواند فشار زیادی به شبکه‌های سازمانی وارد کند و باعث کندی یا اختلال در کار سیستم‌ها شود. این مشکل حتی ممکن است هزینه‌های فناوری اطلاعات را بالا ببرد.

در چنین شرایطی، مشتری‌ها ناراضی می‌شوند و ممکن است به سراغ رقبا بروند. اما مهم‌ترین نکته‌ای که وجود دارد، این است که در بعضی صنایع که ایمنی کارکنان به حسگرهای هوشمند وابسته است، این اختلال‌ها می‌تواند جان انسان‌ها را به خطر بیندازد.

رایانش لبه ای و حل چالش‌ های بلادرنگ IoT

رایانش لبه‌ای به برنامه‌های هوشمند و دستگاه‌های اینترنت اشیا (IoT) کمک می‌کند تا بتوانند سریع و بدون تأخیر کار کنند. این فناوری سه چالش مهم را برطرف می‌کند:

• کاهش فشار بر روی اینترنت: این دستگاه‌ها حجم زیادی از داده را تولید می‌کنند و ممکن است پهنای باند را اشغال کنند. بنابراین رایانش لبه‌ای این چالش را برطرف می‌کند.
• مشکل اتصال دستگاه‌ها به شبکه: به‌خصوص در زمان‌هایی که دستگاه در مکان دور یا خارج از مرکز قرار داشته باشد می‌توان آن را اصلاح کرد.
• کند بودن پردازش داده‌ها: معمولا به دلیل سرعت پایین اینترنت یا قدرت کم سخت‌افزار دستگاه اتفاق می‌افتد که رایانش لبه‌ای این چالش را حل می‌کند.

مثال کاربردی از رایانش لبه در سیستم‌ های امنیتی

فرض کنید یک دوربین امنیتی در یک انبار دورافتاده نصب شده است و از هوش مصنوعی برای تشخیص فعالیت‌های مشکوک استفاده می‌کند. این دوربین، به‌جای آنکه به‌صورت 24 ساعته تمام ویدیوها را به مرکز داده ارسال کند، تنها بخش‌هایی از ویدیو را که اتفاق خاصی در آن‌ها رخ داده است را می‌فرستد.

به این ترتیب، هم از شلوغ شدن شبکه جلوگیری می‌شود، هم فضای پردازشی مرکز داده برای کارهای مهم‌تر آزاد می‌ماند. این روش باعث می‌شود سیستم سریع‌تر، بهینه‌تر و با هزینه کمتری کار کند.

فراپاشی ابری Cloud Bursting چیست؟ (راهنمای کامل)
فراپاشی ابری Cloud Bursting

دلیل اهمیت رایانش لبه (Edge Computing)

برای شناخت اهمیت رایانش لبه‌ای مطلب زیر را به‌صورت کامل مطالعه کنید.

ابر عمومی

رایانش لبه به شرکت‌ها کمک می‌کند تا فعالیت‌های روزانه خود را با پردازش سریع مقادیر زیادی داده در محل یا نزدیک به مکان‌های محلی که داده‌ها جمع‌آوری می‌شوند، بهینه کنند. این روش موثرتر از ارسال تمامی داده‌های جمع‌آوری‌شده به یک ابر متمرکز یا مرکز داده‌ای است که در زمان‌های مختلف از لحاظ جغرافیایی فاصله دارد، زیرا این کار می‌تواند باعث تاخیر زیاد در شبکه و مشکلات عملکردی شود.

ابر خصوصی

رایانش لبه از مکان‌های متمرکز مانند ابر و مراکز داده عبور می‌کند تا شرکت‌ها بتوانند داده‌ها را سریع‌تر و قابل‌اعتمادتر پردازش کنند. فرض کنید که اگر بخواهید اطلاعات هزاران حسگر، دوربین یا دستگاه هوشمند را همزمان به یک دفتر مرکزی ارسال کنید، چه میزان تاخیر داده، گلوگاه‌های شبکه و افت کیفیت داده پیش می‌آید.

ابر بومی یا Cloud Native چیست؟ هر آنچه که باید درباره آینده این فناوری بدانید!
ابر بومی یا Cloud Native

ابر هیبریدی یا ترکیبی (Hybrid cloud)

رایانش لبه به شرکت‌ها این قابلیت را می‌دهد تا سریع‌تر داده‌های مورد نیاز کارکنان ارائه شود. در محیط‌های کاری هوشمند که از خودکارسازی و نگهداری پیش‌بینی استفاده می‌شود، رایانش لبه تضمین می‌کند تا تجهیزات مورد نیاز کارکنان روان و بدون وقفه کار کند.

نمونه های کاربردی و موارد استفاده از رایانش لبه ای

در ادامه، کاربرد شاخص رایانش لبه‌ای در کسب‌وکارها را بررسی خواهیم کرد.

رایانش لبه در شعب های کاری

دستگاه‌های هوشمند و حسگرها کمک می‌کنند تا اداره شعبه‌های مختلف یک شرکت، با منابع و نیروی انسانی کمتری انجام شود. به‌عنوان مثال

• سیستم‌های هوشمند تنظیم دما
• حسگرهای تعیین زمان تعمیر دستگاه
• دوربین‌های امنیتی

ابزارهایی هستند که بدون دخالت انسان، اطلاعات مهمی را جمع‌ آوری می‌کنند.

با استفاده از رایانش لبه‌ای، تنها اطلاعاتی که ضروری هستند به دیتاسنتر اصلی شرکت ارسال می‌شوند. این عمل سرورها را کمتر مشغول می‌کند و تاخیر در پردازش را کاهش می‌دهد.

رایانش لبه در خط تولید

در کارخانه‌ها، حسگرها می‌توانند به‌صورت لحظه‌ای و در کسری از زمان تجهیزات را بررسی کنند و مشکلات احتمالی را زودتر شناسایی کند. این عمل به حفظ ایمنی دستگاه و کارکنان کمک می‌کند. همچنین دستگاه‌‌های هوشمند در خط تولید و انبارها باعث افزایش سرعت و دقت کارها، کاهش هزینه‌های تولید و ارتقای کنترل کیفیت نیز می‌شود.

اگر داده‌ها و تحلیل‌های مربوط به عملکرد دستگاه‌ها به‌جای ارسال به دیتاسنتر مرکزی، در خود کارخانه پردازش و ذخیره شوند، می‌توان از تاخیرهای زمانی که امکان دارد پرهزینه و خطرناک باشد، جلوگیری کرد.

رایانش لبه در انرژی و خدمات

شرکت‌های فعال در حوزه‌های انرژی و خدمات عمومی از دستگاه‌ها و حسگرهای هوشمند برای افزایش دقت و سرعت عملکرد استفاده می‌کنند. به‌عنوان مثال

• دکل‌های برق
• مزرعه‌های بادی
• سکوهای نفتی

تمامی این دستگاه‌ها قادر هستند در شرایط سخت محیطی داده‌ها را به صورت محلی پردازش کنند و تنها اطلاعات مهم را به مرکز اصلی ارسال کنند. در این روش، با هشدارهای سریع هنگام وقوع خرابی‌ها یا خطرات احتمالی مانند انفجار، به کارکنان فرصت داده می‌شود تا در کمترین زمان ممکن واکنش مناسبی داشته باشند.

رایانش لبه در کشاورزی

رایانش لبه می‌تواند به بهبود کارایی و بازدهی کشاورزی کمک کند. حسگرهای مقاوم در برابر شرایط جوی و پهپادهای IoT می‌توانند به کشاورزان کمک کنند تا دما و عملکرد تجهیزات را نظارت کنند، داده‌های مربوط به خاک، نور و دیگر شرایط محیطی را تحلیل کنند، میزان آب و مواد مغذی مصرفی برای محصولات را بهینه کنند و برداشت‌ها را به‌موقع انجام دهند.

امنیت رایانش ابری | چالش‌ها، تهدیدها و راهکارهای حفاظت از داده‌ها
امنیت رایانش ابری

رایانش لبه در مراقبت‌ های بهداشتی

کاربردهای رایانش لبه در حوزه مراقبت‌های بهداشتی بسیار گسترده و قابل توجه است. به‌عنوان مثال، حسگرهای دما که همراه با واکسن‌ها قرار می‌گیرند، این اطمینان را می‌دهند تا واکسن در طول مراحل نگهداری بدون آسیب باقی بماند. همچنین، تجهیزات پزشکی خانگی مانند دستگاه‌های CPAP هوشمند و مانیتورهای قلبی، اطلاعات بیماران را به‌دست آورده و داده‌های مرتبط را به پزشکان و شبکه‌های مراقبت بهداشتی ارسال می‌کنند.

بیمارستان‌ها نیز با استفاده از فناوری اینترنت اشیاء (IoT) می‌توانند علائم حیاتی بیماران را به‌ صورت مستمر نظارت کنند و موقعیت تجهیزات پزشکی مانند ویلچر و برانکارد را پیگیری نمایند تا خدمات بهداشتی بهتری ارائه شود.

رایانش لبه در خودروهای خودران

در خودروهای خودران از جمله تاکسی‌ها، ون‌ها و کامیون‌ها که درصد خطای آن‌ها بالا است از این تکنولوژی می‌توان استفاده کرد. با استفاده از رایانش لبه، این خودروها قادر هستند تا به‌صورت لحظه‌ای به علائم ترافیکی، شرایط جاده، موانع و دیگر وسایل نقلیه واکنش صحیح و سریع نشان دهند.

رایانش ابری به زبان ساده | هر آنچه که باید درباره Cloud Computing بدانید!
رایانش ابری

سوالات متداول

در ادامه به سوالاتی که امکان دارد در این زمینه برای شما بدون پاسخ بماند، جواب‌های کوتاه اما مفیدی داده‌ایم که با استفاده از آن می‌توانید به سوال خود پاسخ صحیحی را بدهید.

رایانش لبه ای چیست و چه تفاوتی با رایانش ابری دارد؟

رایانش لبه‌ای به پردازش داده‌ها در نزدیکی منبع تولید داده، مانند حسگرها یا دستگاه‌های اینترنت اشیا (IoT)، اشاره دارد. حالی که در رایانش ابری، داده‌ها به سرورهای مرکزی ارسال شده و در آنجا پردازش می‌شوند.

چه دستگاه هایی برای پیاده سازی رایانش لبه ای مناسب هستند؟

دستگاه‌هایی مانند دوربین‌های هوشمند، حسگرهای دما، ربات‌ها، پهپادها و دیگر دستگاه‌های IoT می‌توانند برای پردازش داده‌ها در لبه شبکه استفاده شوند. این دستگاه‌ها معمولاً دارای پردازنده‌ها و حافظه‌هایی هستند که امکان پردازش داده‌ها را در محل فراهم می‌کنند.

در چه صنایعی از رایانش لبه ای استفاده می‌شود؟

رایانش لبه‌ای در صنایع مختلفی کاربرد دارد، از جمله:

• صنعت نفت و گاز: برای نظارت بر تجهیزات و پیش‌بینی خرابی‌ها.
• کشاورزی: برای نظارت بر شرایط محیطی و بهینه‌سازی مصرف منابع.
• حمل‌ونقل: برای مدیریت ترافیک و نظارت بر وسایل نقلیه.
• سلامت: برای نظارت بر وضعیت بیماران و تجهیزات پزشکی.

آیا رایانش لبه ای با رایانش ابری را می‌تواند ترکیب کرد؟

بله، رایانش لبه‌ای و رایانش ابری می‌توانند مکمل یکدیگر باشند. در این ترکیب، پردازش‌های حساس و زمان‌بر در لبه شبکه انجام می‌شود و پردازش‌های پیچیده‌تر و ذخیره‌سازی داده‌ها در سرورهای ابری انجام می‌گیرد. این ترکیب به بهبود عملکرد و مقیاس‌پذیری سیستم‌ها کمک می‌کند.

رایانش ابری بدون سرور Serverless Computing، آینده میزبانی ابری بدون دردسر!
رایانش ابری بدون سرور

جمع بندی

رایانش ابری با فراهم کردن پردازش داده‌ها در نزدیکی منابع، سرعت و کارایی را افزایش می‌دهد، اما با چالش‌هایی مانند امنیت داده‌ها، مدیریت دستگاه‌ها، مقیاس‌پذیری و تامین انرژی در مکان‌های دور افتاده مواجه است. این تکنولوژی نیازمند استراتژی‌های دقیق برای مدیریت تعداد بسیاری از داده‌ها و محفوظ نگهداشتن دستگاه‌ها و پایداری است. اما کاربرد‌هایی نیز دارد که می‌توانید از آن برای بهتر ساختن کسب‌وکارتان از آن استفاده کنید.