اتصال‌پذیری و ارتباطات

در صنایع مختلف، از تولید گرفته تا بهداشت و درمان، حسگرها و سایر دستگاه‌های اینترنت اشیا هر روز اطلاعاتی جمع‌آوری می‌کنند و داده‌های سودمندی ایجاد می‌کنند. گاهی اوقات، لازم است که این داده‌ها به یک فضای ذخیره‌سازی منتقل و پردازش شوند و در صورت نیاز مطابق با آنها کارهایی انجام داد. طی سال‌های گذشته، با ظهور رایانش ابری در صنعت نرم‌افزار، پلتفرم‌های ابری به یک قطب مرکزی برای چنین کارهایی تبدیل شدند و اصطلاح رایانش ابری و اینترنت اشیا روز به روز بیشتر در کنار هم استفاده می‌شوند.

* معرفی اینترنت اشیاء و رایانش ابری
رایانش ابری: سرویس‌های رایانشی مثل سرورها، فضای ذخیره‌سازی، دیتابیس‌ها، شبکه‌سازی، نرم‌افزار و غیره رو در فضای اینترنت (فضای ابری) ارائه می‌دهد.
اینترنت اشیا:به شبکه‌ای از اشیای فیزیکی گفته می‌شه که در حسگرها، نرم‌افزارها و فناوری‌های دیگر تعبیه شدن تا از طریق اینترنت به دستگاه‌ها و سیستم‌های دیگه متصل بشوند و اطلاعات رو با آنها رد و بدل کنند. فناوری اینترنت اشیا یک زیست‌بوم از دستگاه‌هایی ایجاد می‌کند که داده تولید می‌کنند و می‌توانند با همدیگر ارتباط برقرار کنند. به کمک رایانش ابری هم می‌شود از هر جایی که هستیم و در هر زمان داده‌های جمع‌آوری شده را ذخیره و پردازش کنیم و به آنها دسترسی پیدا کنیم. 
ترکیب این دو فناوری اصطلاح جدیدی به نام اینترنت اشیای ابری را به وجود آورده است. به بیان ساده، اینترنت اشیای ابری یک زیرساخت IoT هست که به سرویس‌های ابری وصل شده. این فناوری برای جمع‌آوری و پردازش داده‌های دستگاه‌های اینترنت اشیا از سرویس‌های ابری استفاده می‌کند و دستگاه‌ها را از راه دور مدیریت می‌کند. به دلیل اینکه سیستم‌های ابری مقیاس‌پذیر هستند، می‌شود به طور همزمان حجم بالایی از داده‌ها را پردازش کرد.

* کارکرد رایانش ابری اینترنت اشیا
اینترنت اشیا ابری یک نوع معماری است که همه دستگاه‌های اینترنت اشیا ضروری را به سرورهای ابری وصل می‌کند. بدین ترتیب امکان تحلیل آنی داده‌ها، تصمیم‌گیری مبتنی بر داده، بهینه‌سازی و کاهش ریسک فراهم می‌شود. رایانش ابری اینترنت اشیا یک شبکه از دستگاه‌های IoT هست که داده‌ها را جمع‌آوری برای پردازش، تحلیل و ذخیره‌سازی به فضای ابری ارسال می‌کنند. کارکرد رایانش ابری اینترنت اشیا را می‌شود به مراحل زیر تقسیم کرد: 
   1- جمع‌آوری داده (از طریق دستگاه‌های IoT)
   2- ارسال به فضای ابری
   3- پردازش داده
   4- تحلیل داده
   5- تصمیم‌گیری

* ذخیره‌سازی داده
توجه داشته باشید که ترتیبی که «تصمیم‌گیری»، «تجزیه و تحلیل داده» و «ذخیره‌سازی داده» در آنجا انجام می‌شود می‌تواند متفاوت باشد. در حقیقت، اگر کسی از رایانش لبه (Edge Computing) استفاده کند که در آن قبل از اینکه داده‌های پردازش شده (یا نیمه پردازش شده) و جمع‌آوری شده به فضای ابری ارسال بشوند، برخی از داده‌ها در دستگاه‌های اینترنت اشیا جمع‌آوری و پردازش می‌شوند حتی ترتیب «ارسال به فضای ابری» و هم می‌تواند تغییر کنه. در این روند از آنجایی‌که حجم داده‌های خروجی کاهش پیدا می‌کند، پهنای باند شبکه ذخیره می‌شود و تأخیر کاهش پیدا می‌کند.اما در فضای ابری، یک سری اپلیکیشن/ سرویس وجود داره که داده‌های گردآوری شده را جمع‌آوری و پردازش می‌کنند و در حین انجام کار آنها رو تجزیه و تحلیل می‌کنند و آنها را در پایگاه داده ذخیره می‌کنند. در آینده می‌شود برای تجزیه و تحلیل بیشتر و پایش به این داده‌ها دسترسی پیدا کرد.

* تفاوت راهکاری ابری و تحت وب
وقتی صحبت از فضای ابری می‌شود معمولاً منظورم راهکارهایی هستند که ارائه‌دهندگان فضای ابری فراهم کردند. یک راه دیگر هم این است که خودتون یک زیرساخت مشابه با زیرساخت ابری در شرکت اجرا کنید ( که معمولاً به عنوان راهکارهای تحت وب یا همان on-prem نامیده می‌شود). تفاوت بین این دو خیلی واضحح است: در مورد اول، داده به ارائه‌دهندگان خارجی فضای ابری ارسال می‌شود. مورد دوم، خود فرد باید همه چی رو از داخل شرکت مدیریت کنیم.

از طرف دیگر، ارائه‌دهندگان معتبر فضای ابری به شرکت‌های زیادی سرویس می‌دهند و مقادیر کلانی در امنیت اونا سرمایه‌گذاری می‌کنند و سعی می‌کنند تعداد زیادی استاندارد صنعتی و بهترین راهکارها را به کار بگیرند. علاوه بر این، این شرکت‌های ارائه‌دهنده، سرویس‌های تحت وب عرضه می‌کنند که به سرعت و به راحتی می‌شود به آنها دسترسی پیدا کرد. علاوه بر امکان سفارشی‌سازی قابل مقیاس‌بندی هم هستن. این سرویس‌ها رو می شود مطابق با الزامات و نیاز‌های یک کسب‌وکار تنظیم کرد که اجرای اونا برای شرکت‌های کوچک‌تر خیلی دشوار خواهد بود. به همین دلیل، خیلی از شرکت‌های کوچک‌تر می‌توانند از این پلتفرم‌های ابری استفاده کنند که علاوه بر کارایی فوق‌العاده، امنیت زیادی هم دارند. در مقابل، شرکت‌های بزرگ‌تر که منابع زیادی دارن ممکنه راهکارهای تحت وبی رو اجرا کنند که مطابق با الزمات و سیاست‌های شرکتش باشد.

* برخی از مزایای پلتفرم‌های ابری اینترنت اشیا
1- سهولت در پیاده‌سازی
اصلی‌ترین مزیت پلتفرم‌های ابری این است که لازم نیست منابع و زمان اضافی را صرف توسعه زیرساخت‌های جمع‌آوری و پردازش داده کنیم. سرویس‌های ابری ویژگی‌های خلاقانه‌ای ارائه می‌دهند که از نظر کاربرد، زیادی مناسب هستند.

2- دسترسی به داده و پویایی
از هر جایی که باشید و در هر زمان و بدون اینکه لازم باشه یک VPN را تنظیم کنید می‌توانید به آسانی به داده‌هایی که در فضای ابری قرار دارند دسترسی پیدا کنید. هم‌چنین می‌توانید سرویس‌های بیشتری به فضای ابری خودتان اضافه کنید که از این داده‌ها برای دستیابی به اهداف خودشان استفاده می‌کنند. علاوه بر این، با هر دستگاهی می‌شد به فضای ابری دسترسی پیدا کرد و برای همین استفاده از آنها آسان و می‌توانید دستگاه‌های اینترنت اشیا را با گوشی‌های موبایل کنترل و پایش کنید. نکته مهم این است که معمولاً داده‌های جمع‌آوری شده رو می‌شود توزیع کرد و به یک سرور دیگه منتقل کرد (مثلاً ممکنه به لحاظ جغرافیایی نزدیک‌تر باشد) یا به یک سرویس دیگر در همان فضای ابری منتقل‌کرد.

3- ادغام با سرویس‌های دیگر
علاوه بر اینکه می‌توانید سرویس‌های خودتان یا سرویس‌های خارجی(External) را به فضای ابری اضافه کنید، پلتفرم‌های ابری راهکارهای زیادی برای پردازش آنی داده‌ها، تجزیه و تحلیل پیش‌بینی کننده، واکنش‌های خودکار و تصمیم‌گیری مبتنی بر هوش مصنوعی ارائه می‌دهند.

4- مقیاس‌پذیری
خیلی از سرویس‌های ابری قابلیت‌های مقیاس‌بندی گسترده‌ای دارند که می‌توانید آنها را برای سیستم خود تنظیم و فعال کنید و حتی اگر حجم ترافیک افزایش پیدا کرد می‌توانید مطمئن باشید که سرویس کماکان عملکرد بالایی دارد.

5- امنیت داده‌ها و قابلیت اطمینان
شرکت‌های معتبر ارائه‌دهنده سرویس‌های ابری خیلی به امنیت اهمیت می‌دهند و به همین دلیل، ویژگی‌ها و اقدامات امنیتی زیادی ارائه می‌دهند. البته تعداد زیادی از این ویژگی‌ها را کاربران باید استفاده کنند و به درستی تنظیم کنند. با این حال، این مجموعه به اندازه گسترده هست که می‌تواند امنیت سیستم‌ها را بدون آنکه نگران چالش‌های پیاده‌سازی امنیت باشید، تأمین کند.

6- مقرون به صرفه 
در هنگام استفاده از سرویس‌های ابری معمولاً بهای چیزی پرداخته خواهد شد که توانایی استفاده از آن وجود داشته باشد که شاید نسبت به اینکه خودتان سرمایه‌گذاری‌های کلانی در توسعه و نگهداری از زیرساخت‌های ذخیره‌سازی، تجزیه و تحلیل و رایانشی انجام بدید مقرون به صرفه‌تر باشد.

7- تاب‌آوری
تعداد زیادی از سرویس‌های ابری راهکارهای توزیع‌شده‌ای دارند که قابلیت دسترسی بالایی دارند که این اطمینان را به ما می‌دهند که حتی یک نقطه شکست هم وجود نداره و بدین ترتیب تاب‌آوری رو افزایش می‌دهند. علاوه بر این، معمولاً پشتیبان‌گیری خودکار داده‌ها را تنظیم و پیکربندی می‌شود تا از امنیت‌ آنها مطمئن شویم.

8- تعمیر و به‌روزرسانی
شرکت‌های ارائه‌دهنده فضای ابری به طور منظم سیستم‌ها و سخت‌افزارهاشون را تعمیر و به‌روزرسانی می‌کنند که ممکن است شرکت‌های دیگه از آن غافل بمانند یا نادیده گرفته شوند. لازم به ذکر است که اگر نرم‌افزار خود را در فضای ابری اجرا می‌کنید حتماً باید آنها را بروزرسانی کنید.، اما سیستم‌ها و زیرساخت‌های اساسی معمولاً به روز نگه داشته می‌شوند.

9- سرعت استقرار
بعد از پیکربندی سیستم ابری، سیستم مجدد مستقر می‌شود. برای مثال، می‌توانید آن را در یک مکان متفاوت مستقر کنید یا اینکه تنظیمات ابری رو منتقل کنید و از آن در استقرار بعدی استفاده کنید و به این ترتیب، یک سیستم مشابه راه‌اندازی کنید. سهولت این فرایند به ارائه‌دهنده خدمات ابری و سرویس بستگی داره و همیشه نمی‌توانید از یک ارائه‌دهنده به یک ارائه‌دهنده دیگه منتقل شوید. اما کماکان در هنگام استفاده از فضای ابری از لحاظ استقرار، به انعطاف‌پذیری نیاز دارید. خیلی از شرکت‌های ارائه‌دهنده این ویژگی‌ها را تبلیغ می‌کنند و به آنها افتخار می‌کنند.

* چالش‌ها و نگرانی‌های ادغام رایانش ابری در اینترنت اشیا
حتی اگر از یک راهکاری ابری خوب با کاربری آسان هم استفاده کنید، باز هم ادغام شبکه اینترنت اشیا کار دشواری خواهد بود. اگر قصد دارید شبکه IoT را در راهکار ابری ادغام کنید، باید نکات زیر را رعایت کنید.

** موارد امنیتی
1. افشای داده‌ها
وقتی قرار است حجم بالایی از داده از دستگاه به فضای ابری ارسال شود، احتمال اینکه داده‌ها در هنگام انتقال از بین بروند، افزایش پیدا می‌کند. راهکاری برای کاهش خطر در اینجا می‌توان اشاره کرد: باید از پروتکل‌های احراز هویت و انتقال ایمن داده استفاده کنید. توجه داشته باشید که فضاهای ابری معمولاً مکانیزم‌های امنیتی دارند اما، کاربران نهایی باید به صورت صریح از آنها استفاده کنند. برای مثال، احراز هویت مبتنی بر گواهی (Certificate) یا نام کاربری-رمز عبور، MQTTS و... فرایند تنظیم و پیکربندی تأمین امنیت انتقال داده و MQTTS معمولاً به این صورت است که یک سری گواهی برای کارگزار خود ایجاد می‌کنید و آنها را در فایل‌های پیکربندی اعمال می‌کنید (گرچه، در برخی موارد، بسته به کارگزار و ارائه‌دهنده فضای ابری که انتخاب کردید، این فرایند ممکن است خیلی متفاوت باشد.)

2. دستگاه‌های آسیب‌پذیر
در صورتی‌که داده‌ها بدون هیچ مشکلی به فضای ابری منتقل بشوند و در آنجا ذخیره شوند، دستگاه‌های اینترنت اشیا خودشان می‌توانند در این زنجیره امنیت به یک نقطه ضعف تبدیل شوند و در مقابل حملات آسیب‌پذیر باشند. به عنوان مثال: می‌توان گفت راهکاری که برای کاهش خطر در این زمینه می‌توان انجام داد؛ سخت‌افزارهای دستگاه علاوه بر استفاده از پروتکل‌های ارتباطی ایمن باید به صورت منظم به‌روزرسانی شوند و کارکردهای غیرضروری غیرفعال شود. در ضمن، نظارت‌های امنیتی باید به طور منظم انجام بشود. 

*** استانداردسازی و مشکلات دستگاه‌ها
1- تعویض و تعمیر دستگاه
 دستگاه‌های قدیمی اینترنت اشیا باید تعویض و به طور منظم تعمیر شوند. اگر این کارها انجام نشود در سرویس اختلال به وجود می‌آید و باعث ایجاد آسیب‌پذیری می‌شود. راهکاری کاهش خطر در این مورد را می‌توان گفت؛ به صورت بی‌سیم (OTA) به روزرسانی می‌شوند و امکان اینکه از راه دور دستگاه رو پایش کنید و از سلامت آن مطمئن شوید هم وجود دارد. هنگام طراحی اپلیکیشن‌های کاربری و راهکارهای پردازش داده باید احتمال اینکه نیاز باشد دستگاه تعویض بشود یا را در نظر بگیرید.

2- استانداردسازی دستگاه‌های اینترنت اشیا 
ممکن است دستگاه‌های مختلف اینترنت اشیا از پروتکل‌ها و فرمت داده متفاوتی استفاده کنند و به همین دلیل، به سختی می‌شود همه داده‌ها را در یک مخزن داده واحد جمع کرد. برای کاهش خطر؛ از استانداردها و پروتکل‌های آزاد یا دستگاه‌های Gateway (یا اپلیکیشن‌) استفاده کنید که پروتکل‌های مخصوص دستگاه رو به پروتکل‌های باز تبدیل می‌کند (استانداردهای صنعتی معمول باید از پروتکل MQTT پیروی کنند.)

3- محدودیت‌های دستگاه
منابع برخی از دستگاه‌های اینترنت اشیا خیلی محدود است و به همین دلیل نمی‌توانند از فرمت‌های داده و تکنیک‌های رمزگذاری پشتیبانی کنند که راهکارهای پردازش داده فضای ابری به آنها نیاز دارد. در این زمینه برای کاهش خطر از Gatewayها/ دستگاه‌های واسطه و اپلیکیشن‌هایی استفاده کنید که داده‌ها رو جمع‌آوری می‌کنند و آنها را با فرمت‌های مناسب تبدیل می‌کنند یا تا حدی از رمزگذاری استفاده می‌کنند.

4- مشکلات تأخیر
در هنگام استفاده از راهکارهای ابری ممکن است داده‌ها نسبت به زمانی که از راهکارهای on-premise استفاده می‌کنیم کمی دیرتر برای پردازش آماده شوند. مخصوصاً اگر مراکز داده رایانش ابری به لحاظ جغرافیایی خیلی از دستگاه‌های اینترنت اشیا فاصله داشته باشند یا اگر در شبکه اختلال به وجود آمده باشه. این مسئله ممکن است برای آن دسته از اپلیکیشن‌های IoT که زمان خیلی براشون مهمه و به داده‌های آنی نیاز دارن دردسرساز باشد. گرچه، در دنیای واقعی، برای بیشتر اپلیکیشن‌های عمومی این مورد مشکلی به وجود نمی‌آورد. می‌توانید مراکز داده‌ای انتخاب کنید که فاصله‌ آنها به شما کمتر است.

جمع‌بندی
مهم‌ترین چیزی که باید به آن توجه شود در اینباره؛ هرچند فضاهای ابری ویژگی‌های امنیتی، عملکرد و مقیاس‌پذیری زیادی ارائه می‌دهند اما لازم است اول خیلی از این ویژگی‌ها را به درستی پیکربندی و تنظیم کرد تا به نتیجه دلخواه برسیم. علاوه بر این، فراموش نکنید که دستگاه‌های فیزیکی هم باید امنیت رو اجرا کنند و به طور منظم تعمیر بشوند. ترکیب اینترنت اشیا و رایانش ابری یک زیست‌بوم بی‌نظیر به وجود می‌آورد که در آن برای جمع‌آوری آنی داده‌ها توان محاسباتی زیادی استفاده می‌شود و همین مورد می‌تواند کارکرد و نوآوری کسب‌وکارها رو تغییر دهد.

سازمان‌ها با ادغام شبکه گسترده‌ای از دستگاه‌های اینترنت اشیا با قابلیت‌های بی‌شمار فضای ابری از مزایای زیادی بهره‌مند می‌شوند. در این حالت، تصمیم‌گیری‌های سازمان‌ها خلاقانه‌تر و بیشتر مبتنی بر داده خواهد بود و یک رویکرد پیشگیرانه‌ای مثل تجزیه و تحلیل پیش‌بینی کننده، واکنش‌های خودکار و استراتژی‌های مبتنی بر هوش مصنوعی در قبال چالش‌های کسب‌وکار اتخاذ می‌کنند.