انترنت الاشياء-16


دعم انترنت الاشياء في المجال الصناعي:

يعلم الجميع ان هناك انواع مختلفة من الشبكات والتي تتنوع بين الشبكات المنزلية الصغيرة والشبكات اللاسلكية العامة وشبكات الاعمال الصغيرة وشبكات المؤسسات وشبكات مزودي الخدمة وشبكات مراكز البيانات والشبكات السحابية واخيراً شبكات انترنت الاشياء وبأختلاف انواع الشبكات تختلف انواع الاجهزة المستخدمة في كل منها فالشبكات المنزلية الصغيرة يكفيها جهاز راوتر (سلكي او لا سلكي) واحد في حين تحتاج الشبكات الصناعية الى عدة سويتشات ونقاط وصول (Access Points AP) وجدار ناري (firewall) وراوترات وغيرها. ولأن المجال الصناعي يحتوي الكثير من المعدات والتي تحتاج ان تتصل بأنترنت الاشياء للأغراض المختلفة فأن هذا يعني ان انترنت الاشياء يجب ان يدعم ربط انواع مختلفة من الاجهزة في بيئات فيزيائية متنوعة وبالتالي فأن اجهزة انترنت الاشياء يجب ان يتم صناعتها بموجب مقاييس صارمة اكثر من الاجهزة للشبكات الاخرى.

اجهزة انترنت الاشياء الصناعية:

  • الموجهات الصناعية (industrial routers): وتشمل مجموعة من الاجهزة التي تستطيع المؤسسات الصناعية استخدامها لبناء بنية تحتية شبكاتية امينة وموثوقة وقابلة للتوسع. هذه الاجهزة يجب ان تكون قابلة للعمل في بيئات قاسية وان تدعم مختلفة انواع الاتصالات من الايثرنت الى المنافذ المتسلسلة (serial interfaces) الى ال (WiMAX) و (RF mesh) وغيرها والشكل ادناه يبين امثلة عنها:

1.png

  • السويتشات الصناعية (industrial switches): وتتضمن مجموعة من الاجهزة التي تعمل في مجالات الامنية وتبادل بيانات الصوت والفيديو في الشبكات الصناعية وفي الصورة ادناه نماذج منها:

2.png

  • المعدات اللاسلكية الصناعية (industrial wireless): ويضم مجموعة كبيرة من الاجهزة التي تعمل في البيئات القاسية خارج البنايات (outdoor) والتي ترتبط بالشبكات اللاسلكية عادة عبر اسلاك الالياف الضوئية وفي الصورة ادناه نماذج منها:

3

  • الشبكات الدفينة (embedded networks): وتضم كروت شبكات للراوترات والسويتشات المضغوطة الحجم (صغيرة الحجم) والتي توفر تناقل بيانات وصوت وفيديو بين الاجهزة الثابتة والمتحركة المرتبطة بأنترنت الاشياء ومنها المبينة في الصورة ادناه:

4.png

نماذج الشبكات:

وهي النماذج التي تبين كيف تتحرك البيانات في الشبكة وتضم الانواع التالية:

  • نموذج الخادم والزبون (Client server model): وهو من اكثر نماذج الشبكات شيوعاً ويكون فيه الزبون (Client) هو الجهاز الذي يطلب خدمة من الخادم (Server) والسيرفرات عادة يتم وضعها في نفس البناية او في بناية قريبة (locally) ويتم التحكم بها من قبل المؤسسة نفسها ومثالها المايكروسوفت اوتلوك (Microsoft outlook) والذي يتصل فيه الزبائن بخادم البريد المنصب محلياً في مكان قريب من الزبائن وكما في الصورة التالية:

5.png

توضح الصورة عدة انواع من السيرفرات وهي:

  • سيرفر الملفات (file server): والذي يخزن الملفات ويمكن للمستخدمين (الزبائن) الوصول الى الملفات المحفوظة بداخله من خلال برمجيات معينة مثل الويندوز اكسبلورر (windows explorer).
  • سيرفر الويب (web server): والذي يشغل برمجيات الويب ويمكن للمستخدم الوصول اليها من خلال برمجيات معينة مثل الانترنت اكسبلورر (internet explorer) للوصول الى صفحات الويب المخزونة في سيرفر الويب.
  • سيرفر البريد الالكتروني (email server): ويقوم بحفظ وادارة البريد الالكتروني ويستطيع المستخدم (الزبون) الوصول الى محتوياته من خلال برمجيات خاصة مثل المايكروسوفت اوتلوك (Microsoft outlook) لتصفح البريد الالكتروني.
  • نموذج الحوسبة السحابية (Cloud computing model): وهو نموذج احدث من سابقه حيث يتم وضع السيرفرات والخدمات بعيداً عن الزبائن وفي مراكز بيانات موزعة عبر العالم ويتم مزامنة البيانات بين السيرفرات المتعددة. تقوم المؤسسات ببساطة بالاشتراك (subscribe) في الخدمات المختلفة عبر السحب (clouds). ويقوم المستخدمون الطرفيون (end users) بالوصول الى التطبيقات عبر سيرفرات السحب بأستخدام برمجيات خاصة ومثالها بريد الجيميل (gmail) هو خدمة سحابية يمكن للمستخدمين من خلالها الوصول الى بريدهم الالكتروني من اي مكان وفي اي وقت بدون الحاجة الى تنصيب اي سيرفر محلياً. الصورة ادناه توضح فكرة النموذج السحابي للشبكات:

6.png

  • نموذج الحوسبة الضبابية (fog computing): وهو نموذج خاص بأنترنت الاشياء ويعرف البنية التحتية الموزعة للشبكة بشكل اقرب الى طرف الشبكة. وهو يسمح للأجهزة الطرفية بأن تستخدم برامج محلية لأتخاذ قرارات وسطية. مما يقلل العبء على الشبكات البعيدة (في السحب) اي ان هدفه توزيع الحمل بين السيرفرات المحلية والسيرفرات البعيدة لأن البيانات الخام (raw data) لا ترسل مباشرة الى السحب وانما يتم معالجتها بصورة اولية في السيرفرات المحلية ثم تنتقل النتائج (عند الحاجة) الى السيرفرات البعيدة في السحب مما يسمح لأجهزة شبكات انترنت الاشياء بالاستمرار في العمل محلياً حتى في حالة انقطاع الاتصال مع السحب البعيدة كما يعزز من امنية الشبكة بأبقاء البيانات الحساسة في الشبكة المحلية ومنع ارسالها عبر الانترنت الى السحب البعيدة. والصورة ادناه توضح الفكرة العامة:

7.png

التطبيقات الضبابية (Fog Applications):

كل التطبيقات الضبابية تقوم بمراقبة وتحليل البيانات الواردة عبر الشبكة انياً (in real time) ثم تقوم بأتخاذ قرار مثل قفل باب او تغيير اعدادات ماكنة ما او ضغط الفرامل في قطار او سيارة وغيرها. هذه الفعاليات قد تتضمن اتصال ماكنة مع ماكنة (Machine to machine M2M) او ماكنة مع بشر (Machine to People M2P). والمثال التالي يوضح فكرة الحواسبة الضبابية:

في اشارة المرور الذكية فأنها تتصل محلياً بعدد من المتحسسات التي تفحص وجود مشاة او راكبي دراجات هوائية ثم تقيس المسافة والسرعة للمركبات المقتربة منها وتقوم ايضاً بالتفاعل مع اشارات المرور الذكية المحيطة بها لتوفر جهد تعاوني. واعتماداً على هذه المعلومات فأن اشارة المرور الذكية ترسل تحذيراً الى المركبات المقتربة منها بل وقد تعدل من سرعتها لتجنب الحوادث. كل هذا يحصل محلياً وفي وقت قياسي وبعد ذلك يتم جمع البيانات من قبل كل اشارات المرور الذكية وترسل الى النظام في الضباب والذي يقوم بتعديل دورة اشارات المرور وكمثال على ذلك يمكن تغيير دورة اشارات المرور لتتناسب مع حجم المرور في الاوقات المختلفة. ثم يتم جمع البيانات وارسالها الى السحب (البعيدة) لغرض تحليلها اكثر على المدى البعيد لأستنتاج ما يمكن تغييرة في النظام المروري ككل. توفر الحوسبة الضبابية حلولاً برمجية وهاردويرية حيث ان بعض معداتها تعمل بنظام تشغيل خاص يسمى (Cisco IOx) وهو عبارة عن نظام تشغيل يتكون من نظام تشغيل اجهزة سيسكو الاساسية (Cisco IOS) مع نظام لينكس مفتوح المصدر والذي يمكن راوترات انترنت الاشياء من العمل بنظام سيسكو (IOS) مع تطبيقات لينكس الضبابية بدون الحاجة الى الاتصال بالسحب.

اخيراً تخمن شركة سيسكو ان 40% من البيانات المنتجة من انترنت الاشياء سيتم معالجتها من قبل الحوسبة الضبابية بحلول عام 2018.

 واخيراً ولتوضيح العلاقة بين الحوسبة السحابية والحوسبة الضبابية فأن الصورة التالية تعطي فكرة واضحة:

fog-computing-5-638

الى هنا نصل الى نهاية درسنا اليوم على امل اللقاء بكم في الدروس القادمة ان شاء الله

كالعادة تعليقاتكم وملاحظاتكم موضع ترحيبنا لتحسين نوعية الدروس ولا تنسونا بالدعاء والمشاركة في النشر لتعميم الفائدة 🙂

2 comments

اترك رد

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

WordPress.com Logo

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   / تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   / تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   / تغيير )

Google+ photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google+. تسجيل خروج   / تغيير )

Connecting to %s