مرکز داده Edge توزیع شده

مراکز داده لبه توزیع شده چیست؟

یک مرکز داده توزیع شده، یک مرکز داده کوچک است که به کاربران نهایی و دستگاه‌هایی که به آن‌ها خدمات ارائه می‌دهند نزدیک است. برخلاف مراکز داده سنتی که معمولاً مراکز بزرگی هستند، مراکز داده لبه به‌صورت استراتژیک در مناطق جغرافیایی مختلف توزیع می‌شوند تا کارایی و اثربخشی را بهبود بخشند.
این امکانات برای انجام وظایف خاص محلی، کاهش الزامات و پهنای باند موردنیاز مربوط به ارسال داده‌ها به سرور مرکزی طراحی شده‌اند.

ویژگی های کلیدی مراکز داده لبه

این مراکز داده به منابع داده مانند دستگاه‌های اینترنت اشیا، شهرهای هوشمند یا دستگاه‌های الکترونیک پایان خط توزیع نزدیک است.

مقیاس پذیری مراکز داده لبه

با افزایش تقاضا برای اضافه کردن برنامه‌های جدید در مراکز داده Edge، می‌توان برنامه موردنظر را به‌راحتی با اضافه کردن چند گره‌ جدید ارتباطی به شبکه گسترش داد.

کاهش خطر نقطه شکست

قابلیت اطمینان داده‌ها از طریق گیت‌های توزیع شده بهبود پیدا می‌کند و خطر یک نقطه شکست را کاهش می‌دهد.

قابلیت تغییر دادن
این نوع مراکز داده، قادر به مدیریت انواع خدمات و برنامه‌های کاربردی متناسب با نیازهای محلی خاص هستند.

نحوه عملکرد پایگاه داده  Edge

توزیع شده
عملکرد مراکز داده توزیع شده در هر نقطه، به ساختار و توزیع عملیات محاسباتی آن‌ها بستگی دارد. در اینجا نگاهی دقیق‌تر به نحوه عملکرد آن‌ها داریم:

پردازش داده در لبه (مراکز داده Edge )

به جای ارسال داده‌ها به یک مکان مرکزی، مراکز داده Edge داده‌ها را به‌صورت محلی پردازش می‌کنند. چنین رویکردی میزان تأخیر را کاهش داده و به پردازش داده‌ها و زمان پاسخگویی سریع‌تر کمک می‌کند، برای مثال، در مورد وسایل نقلیه خودران، یک مرکز داده که در بخش پیشین وسیله قرار دارد، می‌تواند داده‌ها را مستقیماً از حسگرهای خودرو پردازش کند تا بدون اتکا به سرور مرکزی از راه دور، تصمیم‌گیری را در زمان واقعی در هنگام رانندگی بگیرد.

عملکرد مداوم و بدون وقفه مرکز داده

مراکز داده لبه به‌صورت غیرمتمرکز عمل می‌کنند،‌ به این معنی که هیچ مرکزی کنترل همه داده‌ها را ندارد. این ساختار ثبات مرکز داده را بهبود می‌بخشد و عملکرد مداوم و بدون وقفه آن را حتی در صورتی که یک یا چند نقطه ارتباطی (مرکز داده Edge) به مشکل عملکردی بخورد کنند، تضمین می‌کنند.داده‌ها و بار کاری می‌توانند به‌صورت پویا و داینامیک بین گره‌ها توزیع شوند تا بار را متعادل کرده و مقیاس‌پذیری را حفظ کنند.

Edge  & Cloud Collaboration

اگرچه مراکز داده لبه، پردازش داده‌های حیاتی را انجام می‌دهند، در عین حال غالبا با ابرهای داده‌ای بزرگ برای ذخیره‌سازی و عملیات پیچیده، کار می‌کنند. داده‌هایی که نیازمند ذخیره‌سازی طولانی‌مدت یا تجزیه‌وتحلیل بیشتر دارند می‌توانند به فضای ابری منتقل شوند و در نتیجه استفاده از منابع شبکه را به حداقل برسانند.

با استفاده از تکنولوژی پیشرفته

امروزه به‌کارگیری فناوری‌هایی مانند هوش مصنوعی، یادگیری ماشین و تجزیه‌و‌تحلیل پیشرفته در مرکز داده ضروری هستند. این فناوری‌ها پردازش هوشمند داده‌ها و تصمیم‌گیری بهینه را ممکن می‌سازند و کارایی و اثربخشی کلی شبکه را افزایش می‌دهند.

مزایای مرکز داده Edge توزیع شده

ظهور مراکز داده توزیع شده مزایای زیادی نسبت به مدل‌های سنتی مرکز داده از جمله موارد زیر دارد:

استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته در مرکز داده Edge

• استفاده از فناوری‌هایی نظیر هوش مصنوعی، یادگیری ماشین و تجزیه‌وتحلیل پیشرفته، در مراکز داده ضروری هستند.
• میسر شدن پردازش هوشمند داده‌ها
• کمترین میزان توقف در نقل‌وانتقال داده‌ها
• مرکز داده Edge برای پیاده‌سازی برنامه‌هایی که نیاز به بازخورد فوری دارند، مانند وسایل نقلیه خودران، اتوماسیون صنعتی و زیرساخت شهر هوشمند مهم است.

افزایش پهنای باند

پردازش داده‌های محلی، میزان داده‌هایی را که باید به سرور مرکزی منتقل شوند را کاهش می‌دهد و در نتیجه استفاده از پهنای باند را به حداکثر می‌رساند. این مسئله به‌ویژه در شرایطی که دسترسی به پهنای باند دارای محدودیت بوده یا بسیار گران‌قیمت است، بسیار مفید است.

افزایش اطمینان از عملکرد سیستم

ماهیت مرکز داده توزیع شده، قابلیت اطمینان کلی سیستم را بهبود می‌بخشد. اگر خرابی در یک نقطه از شبکه مراکز داده رخ دهد، مراکز داده دیگر می‌توانند با خیال راحت مسئولیت پردازش و نقل‌وانتقال داده را برعهده بگیرند و اطمینان حاصل شود که سرویس‌ها قطع نمی‌شوند.

مقیاس‌پذیری و انعطاف‌پذیری

مراکز داده لبه بسیار مقیاس‌پذیر هستند و سازمان‌ها به‌راحتی می‌توانند با افزایش تقاضا زیرساخت خود را با افزودن‌ قطعات جدید گسترش دهند. با این مقیاس‌پذیری، انعطاف‌پذیری در عملکردها و کاربردهای مختلف به وجود می آید.

امنیت و حریم خصوصی

با نزدیک نگه داشتن داده های حساس به منبع خود، یک مرکز داده می تواند امنیت و حریم خصوصی داده ها را بهبود بخشد. این امر به ویژه برای صنایعی مانند مراقبت های بهداشتی و مالی که حفظ حریم خصوصی داده ها در اولویت است، اهمیت دارد.

تفاوت مراکز داده لبه با مراکز داده سنتی

درک تفاوت بین مراکز داده توزیع شده و مراکز داده سنتی برای درک نقش آن‌ها در زیرساخت مدرن فناوری اطلاعات بسیار مهم است. در ادامه به بررسی این موضوع می‌پردازیم.

تمرکز در برابر توزیع

مراکز داده سنتی معمولاً در یک شرکت بزرگ متمرکز هستند. در مقابل، یک پایگاه داده توزیع شده در چندین مکان پخش می‌شود و شبکه‌ای از نقاط اتصال شبکه کوچک را ایجاد می‌کند.

تأخیر کمتر و عملکرد بهینه

ممکن است به دلیل فاصله زیاد با کاربران، مراکز داده متمرکز یا سنتی، سبب خرابی‌های بسیاری شوند. یک مرکز داده توزیع شده با سازماندهی داده‌ها به کاربران نهایی، میزان تاخیر را کاهش می‌دهد.

زیرساخت‌های پیچیده

مراکز داده سنتی به سرمایه‌گذاری قابل توجهی در زیرساخت‌ها، از جمله سیستم‌های خنک‌کننده پیچیده، نیروگاه‌های بزرگ و ذخیره‌سازی فیزیکی گسترده نیاز دارند. مراکز داده لبه که کوچک‌تر و گسترده‌تر هستند می‌توانند با زیرساخت‌های ساده کار کنند و در مکان‌های مختلف شهری، روستایی و حتی مکان‌های دورافتاده قرار گیرند.

ساختار هزینه

ساختار هزینه مراکز داده سنتی اغلب به دلیل نیاز به نصب در مقیاس بزرگ و پردازش گسترده بالا است. مراکز داده لبه، در حالی که نیاز به سرمایه گذاری دارند، به دلیل اندازه کوچکتر و کاهش نیاز به منابع می توانند مقرون به صرفه تر باشند.

از برنامه‌های کاربردی استفاده کنید

مراکز داده توزیع شده سبب بروز نوآوری در صنایع مختلف می‌شوند و مزایای منحصربه‌فردی را برای کاربردهای مختلف ارائه می‌کنند.

اینترنت اشیا (IoT)

توسعه دستگاه‌های اینترنت اشیا از محاسبات مراکز داده Edge منفعت بسیاری می‌برد. با سازماندهی داده‌ها به‌صورت محلی، مراکز داده لبه، تجزیه‌وتحلیل و تصمیم‌گیری در زمان واقعی را را برای خانه‌های هوشمند، اینترنت اشیاء صنعتی و دستگاه‌های بهداشتی متصل امکان‌پذیر می‌کنند.

وسایل نقلیه خودران

مراکز داده لبه برای پردازش مقادیر زیادی از داده‌های مرتبط با سنسورها در در وسایل نقلیه خودران در زمان واقعی ضروری هستند و از عملیات کارآمد و مؤثر بدون اتکا به مراکز داده از راه دور اطمینان حاصل می‌کنند.

پیاده‌سازی شهر هوشمند

در پیاده‌سازی شهر هوشمند، مراکز داده لبه، داده‌های حسگرها، سیستم‌های ترافیکی و شبکه‌های ایمنی عمومی را مدیریت می‌کنند. این پردازش داده‌های منطقه‌ای از مدیریت شهری پشتیبانی می‌کند و کیفیت خدمات شهری را بهبود می‌بخشد.

شبکه تحویل محتوا  (CDN)

مراکز داده لبه با ذخیره‌سازی و ارائه محتوا به کاربران در فواصل نزدیک‌تر، نقش مهمی را در CDN ایفا می‌کنند. این امر زمان بارگذاری را کاهش می‌دهد و تجربه کاربر را برای سرویس‌های پخش، بازی‌های آنلاین و سایر برنامه‌های رسانه دیجیتال بهبود می‌بخشد.

بهبود مراقبت‌های بهداشتی

مراکز داده Edge از برنامه‌های مراقبت‌های بهداشتی با سازمان‌دهی داده‌های بیمار به‌صورت محلی پشتیبانی می‌کنند و امکان تشخیص بلادرنگ و طرح‌های درمانی شخصی‌سازی شده را فراهم می‌کنند و در عین حال حریم خصوصی و امنیت داده‌ها را نیز حفظ می‌کنند.

چالش‌ها و ایده‌ها

علی‌رغم مزایای فراوان، جابه‌جایی و راه‌اندازی یک مرکز داده لبه با چالش‌هایی نیز همراه است:

پیچیدگی مدیریت

مدیریت یک شبکه لبه می‌تواند پیچیده باشد، این امر به ابزارهای هماهنگ‌سازی پیچیده برای اطمینان از عملکرد یکپارچه سیستم و ادغام آن با سرویس‌های ابری نیازمند است.

مسائل ایمنی

در حالی که مراکز داده لبه می توانند امنیت داده ها را با ساده سازی پردازش داده ها بهبود بخشند، آنها همچنین چالش های امنیتی جدیدی را ارائه می دهند. حفاظت از چندین پورتال توزیع شده در برابر تهدیدات سایبری نیازمند اقدامات امنیتی قوی است.

ارتباط قوی

اطمینان از اتصال بین نقاط مختلف و مراکز داده مرکزی اهمیت بسیاری دارد و استانداردها و پروتکل‌هایی باید ایجاد شود تا ارتباطات و انتقال داده‌ها در سراسر شبکه را تسهیل کند.

سرمایه‌گذاری و نگه‌داری مرکز داده

سرمایه‌گذاری اولیه و نگه‌داری مداوم مراکز داده در مقیاس بزرگ امری ضروری است و سازمان‌ها باید حاشیه سود را به‌دقت بررسی کنند و اطمینان حاصل کنند که منابع موردنیاز برای مدیریت موثر منابع را در اختیار دارند.

چشم انداز آینده در مراکز داده

با پیشرفت فناوری، آینده روشنی برای مراکز داده پیش‌بینی می‌شود و با رشد شبکه‌های G5 و 6G هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، قابلیت‌های مرکز داده لبه تنها گسترش می‌یابد. این فناوری‌ها پردازش سریع‌تر، کارآمدتر و هوشمندانه‌تر داده‌ها را در لبه امکان‌پذیر می‌سازند.

از آنجایی که کسب‌وکارها و سازمان‌ها به‌طور فزاینده‌ای به پردازش داده‌های بلادرنگ و برنامه‌های کاربردی کم‌هزینه متکی هستند، تقاضا برای مراکز داده لبه افزایش خواهد یافت. این تکامل نوآوری را به منصه ظهور خواهد رساند و محاسبات ابری را به بخشی جدایی‌ناپذیر از چشم‌انداز زیرساخت داده مدرن تبدیل می‌کند.

نتیجه

مرکز داده توزیع شده نشان‌دهنده تغییر قابل‌توجهی در نحوه سازماندهی، مدیریت و انتقال داده‌ها است. با نزدیک‌تر کردن قدرت محاسباتی به کاربران و دستگاه‌ها، آن‌ها مزایای بی‌نظیری در مقیاس‌پذیری، قابلیت اطمینان، مقیاس‌پذیری و عملکرد ارائه می‌کنند. اگرچه چالش‌های مرتبط با مراکز داده لبه همچنان پابرجا هستند، اما مزایا و آینده مراکز داده لبه، آن‌ها را به بخشی حیاتی از نسل بعدی زیرساخت فناوری اطلاعات تبدیل می‌کند. همانطور که با انقلاب دیجیتال پیش می‌رویم، نقش مراکز داده توزیع شده مهم‌تر می‌شود و راه را برای جهانی سریع‌تر، متصل‌تر و هوشمندتر هموار می‌کند.

وضعیت در حال تغییر فناوری و مدیریت داده‌ها، مفهوم مرکز داده توزیع شده (Distributed) به‌عنوان یک نوآوری حیاتی ظهور کرده است. در بازار مرکز داده‌ای امروز که کسب‌وکارها و مصرف‌کنندگان، قدرت محاسباتی سریع‌تر، قابل‌اعتمادتر و بیشتری را طلب می‌کنند، مراکز داده متمرکز به‌طور فزاینده‌ای در حال تبدیل شدن و در مواردی در حال جایگزین شدن به جای مراکز داده توزیع شده هستند. در این مقاله به توضیح چیستی مراکز داده توزیع شده، چگونگی عملکرد آن‌ها و تفاوت‌های اصلی بین آن‌ها و مراکز داده سنتی می‌پردازیم.