رایانش مرزی یا Edge Computing چیست؟

در این مقاله تصمیم داریم با مفهومی به نام رایانش مرزی یا Edge Computing بیشتر آشنا شویم.

ممکن است شما هم مقالات یا مطالبی پیرامون رایانش مرزی شنیده باشید. واژه‌هایی مثل Edge یا کلاد (ابر) از واژه‌های مصطلح هستند. اما وقتی وارد دنیای فناوری می‌شوند یا اینکه پدیده‌ی جدیدی با نام آنها در دنیای فناوری پدیدار می‌شود، باید به‌دنبال معانی جدیدی برای آنها باشیم. اما رایانش مرزی یا اج چیست؟

در ابتدا، تنها یک کامپیوتر بزرگ وجود داشت. بعد از آن و در دوره‌ی یونیکس ما نحوه‌ی متصل شدن به آن کامپیوتر را با استفاده از پایانه‌ها یاد گرفتیم. سپس کامپیوترهای شخصی وارد کار شدند و مردم عادی با ورود آنها برای اولین بار صاحب سخت‌افزارهایی برای خودشان شدند.

اکنون درسال ۲۰۱۸ وارد عصر رایانش ابری شده‌ایم. بسیاری از ما هنوز کامپیوترهای شخصی داریم، ولی اکثرا از آنها برای دسترسی‌ به سرویس‌های متمرکزی مثل دراپ‌باکس، جیمیل، آفیس ۳۶۵ و اسلَک استفاده می‌کنیم. همچنین دستگاه‌هایی مثل آمازون اکو، گوگل کروم‌کست و اپل TV دارای محتویات و هوش ابری هستند (برعکس دستگاه DVD در مجموعه‌ی تلویزیونی خانه‌ی کوچک یا نسخه CD دانشنامه انکارتا که کاربران در دوره‌ی کامپیوتر شخصی از آنها لذت می‌بردند.

رایانش ابری غیر از متمرکز بودن، جنبه‌های جالب دیگری هم دارد. درصد زیادی از شرکت‌های جهان اکنون متکی‌ به زیرساخت، میزبانی، یادگیری ماشینی و قدرت پردازش ارائه‌دهندگان خدمات ابری مثل آمازون، مایکروسافت، گوگل و IBM هستند.

آمازون به‌عنوان بزرگ‌ترین ارائه‌دهنده‌ی خدمات ابری عمومی (منظور از عمومی، نقطه‌ی مقابل خصوصی موجود در شرکت‌هایی مثل اپل، فیسبوک و دراپ‌باکس است) ۴۷ درصد بازار را در سال ۲۰۱۷ به خود اختصاص داده بود.

پیدایش رایانش ابری باید ذهن ما را به‌ این سمت ببرد که شرکت‌های بزرگ می‌دانند دیگر جای رشد چندانی در فضای ابری باقی نمانده است. تقریبا همه‌ی مواردی که می‌توان آنها را متمرکز کرد، متمرکز شده‌اند. پس اکثر فرصت‌های جدید برای ابر، وارد رایانش ابری شده است؛ اما اج چیست؟

لغت اج در این متن به‌معنای توزیع جغرافیایی لفظی است. رایانش اج یا مرزی، به‌جای رایانش ابری که در حدود بیش از ۱۰ مرکز داده انجام می‌شود، در خود منبع داده انجام می‌شود. البته چنین امری به‌معنای پایان راه رایانش ابری نیست، بلکه بدین معناست که خود شما به‌عنوان کاربر هم به‌گونه‌ای نقش ابر را بازی خواهید کرد. اکنون از بحث لغوی اج خارج می‌شویم و در عمل رایانش اج را بررسی می‌کنیم.

یکی از مزایای رایانش اج سرعت فوق‌العاده‌ی آن است. در حال حاضر اگر کامپیوتر A بخواهد با کامپیوتر B در آن سوی دنیا ارتباط برقرار کند، کاربر با تأخیر مواجه خواهد شد. لحاظات کوتاهی که بعد از کلیک کردن روی لینک، مرورگر صفحه را باز می‌کند، به‌دلیل همین بحث سرعت است. بازی‌های ویدیویی چندنفره برای کاهش تأخیر بین کامپیوتر شما و دوست‌تان موقع شلیک به یکدیگر، از تکنیک‌های خاصی استفاده می‌کنند.

دستیاران صوتی معمولا باید درخواست‌های کاربر را در فضای ابری بررسی کنند و این امر رفت و برگشتی می‌تواند زمان‌بر باشد. اکوی آمازون باید سخنان کاربر را پردازش کند، آن را فشرده کرده و به فضای ابری بفرستد؛ و داده‌های ارسالی در آنجا هم باید توسط یک رابطه برنامه‌نویسی کاربردی مورد بررسی قرار بگیرد تا در نهایت مورد ساده‌ای مثل وضعیت آب‌و‌هوا را در اختیار کاربر درخواست‌کننده قرار دهد. درنهایت جواب سوال کاربر از طریق اکو به‌ او منتقل می‌شود و مثلا وی متوجه می‌شود که آب‌وهوای امروز فلان دماها را دربر خواهد داشت و او باید برای مثال لباس گرم بپوشد.

از همین رو، این ایده که که آمازون روی تراشه‌های خودش برای الکسا کار کند، می‌تواند کاملا معقول باشد. هرچه پردازش آمازون روی دستگاه اکوی محلی کاربران بیشتر شود، اتکا و وابستگی اکو به فضای ابری کمتر می‌شود. بنابراین آنها جواب‌های خود را سریع‌تر دریافت خواهند کرد، هزینه‌ی سرورهای آمازون کاهش خواهد یافت و اگر اقدامات لازم انجام شود، حریم خصوصی کاربران نیز تقویت خواهد شد (البته اگر آمازون هم برای این موضوع تلاش کند).

رایانش اج مزایایی برای حریم خصوصی دارد، ولی تضمینی در آنها نیست.

شاید فکر کردن به حریم خصوصی در ابتدا کمی عجیب باشد؛ ولی قابلیت‌های امنیتی آیفون می‌تواند نمونه‌ی خوب و قابل قبولی از رایانش اج باشد. اپل تنها با رمزگذاری و مرتب کردن اطلاعات بیومتریک یا زیست‌سنجی دستگاه‌های خود، نگرانی‌های مربوط‌به امنیت و حریم خصوصی ابر متمرکز در دستگاه‌های کاربرانش در دنیا را حل می‌کند.

اما دلیل دیگری که ما احساس متفاوتی نسبت به رایانش مرزی داریم، توزیع کار پردازش است. تعیین کار پردازش به‌صورت مرکزی مدیریت می‌شود. یک کاربر مجبور نبود برای ایمن نگه داشتن آیفون خود، سخت‌افزار و نرم‌افزار و بهترین اقدامات امنیتی را ترکیب کند.

بحث مدیریتی رایانش اج، برای امنیت بسیار مهم هستند. مثلا مدیریت ضعیف اینترنت اشیا آسیب‌های زیادی به مصرف‌کنندگان وارد کرده است.

SwiftOnSecurity در ۱۷ اکتبر سال ۲۰۱۷ چنین اعلام کرده بود:

لوازم الکتریکی مصرف‌کنندگان، به‌منزله‌ی جعبه‌هایی پلاستیکی همراه با یک توزیع لینکوس داخلی رها شده هستند.

به‌همین دلیل، مایکروسافت در حال حاضر روی آژور اسفر کار می‌کند که شامل نسخه‌ای از سیستم عامل لینوکس، یک میکروکنترلر و یک سرویس ابری کار می‌کند. ایده‌ی پشت کار مایکروسافت این است که دستگاه توستر شما هم باید به‌اندازه‌ی ایکس‌باکس آپدیت و مدیریت شود تا شانس هک شدن آن پایین بیاید.

نمی‌دانیم که صنعت دنیا از راه حل ویژه‌ی مایکروسافت برای مشکل امنیتی اینترنت اشیا استقبال خواهد کرد یا خیر؛ ولی به‌نظر اکثر سخت‌افزارهایی که چند سال پیش خریده‌ایم، آپدیت خواهند شد و کار مدیریت آنها به‌صورت مرکزی انجام خواهد شد. در غیر این صورت، دستگاه برشته‌کن و ماشین ظرف‌شویی به یک بات‌نت تبدیل می‌شود و زندگی شما را نابود خواهد کرد.

اگر به گفته‌های فوق شک دارید؛ نگاهی به موفقیت گوگل، مایکروسافت و موزیلا در انتقال مرورگرهایشان به یک مدل همیشه‌سبز داشته باشید.

به این مورد فکر کنید: شما شاید بتوانید نسخه‌ی کنونی ویندوز خود را به‌راحتی با دوستان خود در میان بگذارید؛ ولی آیا نسخه‌ی دقیق کرومی را که استفاده می‌کنید می‌دانید؟ پردازش مرزی بیشتر مانند کروم خواهد بود تا ویندوز.

مشکل امنیت اینترنت اشیا تنها مورد حل‌شده توسط رایانش مرزی نیست. نمونه‌ی دیگری که رایانش مرزی به آن کمک زیادی خواهد کرد، پهنای باند است. رایانش مرزی پهنای باند زیادی را حفظ می‌کند.  

به‌عنوان مثال اگر یک دوربین امنیتی بخرید، احتمالا خواهید توانست تمامی فیلم‌های آن را به فضای ابری انتقال دهید. حال اگر چند دوربین امنیتی بخرید، با مشکل پهنای باند مواجه خواهید شد. اگر دوربین‌ها به‌اندازه‌ای هوشمند باشند که تنها فیلم‌های مهم را ذخیره کنند و قسمت‌های غیر ضروری را پاک کنند، در پهنای باند مصرفی کاربران صرفه‌جویی خواهد شد.

تقریبا هر وسیله‌ای که با مشکل تأخیر مواجه باشد با مشکل پهنای باند هم مواجه است. به‌نظر می‌رسد تمرکز اصلی اپل و گوگل در حال حاضر روی اجرای هوش مصنوعی روی دستگاه کاربر به‌جای تمامی دستگاه‌های ابری است.

گوگل همچنین در ترکیب قابلیت‌های هوش مصنوعی محلی برای حفظ امنیت و ذخیره‌ی پهنای باند باهوش‌تر شده است. به‌عنوان مثال، گوگل کلیپس به‌طور پیش‌فرض تمامی داده‌های محلی کاربر را نگه می‌دارد و هوش مصنوعی خودش را به‌صورت محلی وارد کار می‌کند. البته گوگل‌کلیپس در ثبت لحظات خوب زندگی فرد زیاد خوب عمل نمی‌کند؛ ولی جوهره‌ی اصلی آن را رایانش ابری تشکیل داده است.

خودروهای خودران احتمالا نمونه‌ی کاملی از رایانش اج هستند. شما به‌دلیل تأخیر، حریم خصوصی و پهنای باند نمی‌توانید تمامی اطلاعات ثبت شده توسط حسگرهای خودروهای خودران را در اختیار قدرت محاسباتی و تصمیم‌گیر فضای ابری قرار داده و منتظر واکنش آن بمانید. سفر با چنین تأخیری خطرناک است و حتی اگر شدنی باشد، شبکه‌ی سلولی آنقدر تغییر می‌کند که نمی‌توان روی آن برای چنین کاری حساب باز کرد.

ماشین‌ها مسئولیت کاربر را به نرم‌افزار درون خود منتقل کرده‌اند. یک ماشین بدون سرنشین تقریبا باید به‌صورت مرکزی مدیریت شود و از سازنده خود به‌صورت اتوماتیک آپدیت دریافت کند. ماشین همچنین باید داده‌های پردازش‌شده را به ابر برگرداند تا الگوریتم را بهبود بخشد. سناریوی تاریکی که برای بات‌شدن دستگاه توستر و ماشین ظرف‌شویی وجود داشت برای ماشین بدون سرنشین هم وجود دارد.

برخی ترس‌ها یا شائبه‌های ذهنی هم درمورد رایانش مرزی وجود دارد؛ اما هنوز ما در آن حدی پیش نرفته‌ایم که بتوانیم این شائبه‌ها را به‌طور دقیق و مستدل شرح دهیم. شاید بخشی از این ترس‌های ذهنی کاملا بی‌اساس باشند.

اما یک تصویر غالب و ترسناک در حال حاضر هم وجود دارد: شرکت‌هایی که آن را به بهترین شکل انجام می‌دهند، کنترل بیشتری روی زندگی ما نسبت‌ به زمان حال خواهند داشت.

وقتی دستگاه‌های داخل خانه و گاراژ کاربری توسط گوگل، آمازون، مایکروسافت و اپل مدیریت شوند، شما نباید نگران امنیت باشید. همچنین نباید نگران آپدیت، عملکرد یا قابلیت‌های آنها باشید. تنها بایستی از امکاناتی که در اختیارتان قرار می‌گیرد، بهترین استفاده را ببرید.

کاربر هنگام بیدار شدن از خواب در اوقات صبح، از دستیار سیری، کورتانا یا الکسا درمورد دستگاه توستر، ماشین ظرف‌شویی، خودرو و تلفن خود سوال می‌پرسد. شما در دوران کامپیوتر شخصی، می‌توانستید نرم‌افزار نصب کنید، ولی در دوره اج تنها از آنها استفاده خواهید کرد.

اینکه شرکت‌ها بخواهند تا چه اندازه کنترل زندگی کاربران را برعهده بگیرند به خودشان بستگی دارد. اما اینکه ما (کاربران) بخواهیم که آینده چگونه رقم بخورد، به خودمان بستگی دارد. شما می‌توانید دست‌تان را از روی فرمان ماشین بردارید تا لری پیج شما را هدایت کند؛ اما اگر مقصد ماشین را دوست نداشته باشید چه می‌شود؟