الإثنين, سبتمبر 28, 2020
الرئيسيةشروحات برمجيةهل تعلم ماهو إنترنت الأشياء وما الفرق بينه وبين الانترنت الذي نعرفه ؟؟
شروحات برمجيةعلوم و تكنولوجيامعلومات عامةمنوعات

هل تعلم ماهو إنترنت الأشياء وما الفرق بينه وبين الانترنت الذي نعرفه ؟؟

هنا وفي هذه المقال سوف يتم الحديث عن تقنية رائدة في مجال تكنولوجيا المعلومات أطلق عليها اسم انترنت الأشياء أو الانترنت لكل شيء (Internet of Everything IoE) وهو النتيجة الحتمية لتطور الانترنت بشكل لم يكن من الممكن تصوره عند بداية انشائه وتقدمه البطيء في البداية.

ماهو الانترنت حقيقةً؟؟

الانترنت ببساطة هو شبكة الشبكات التي ترتبط بأسلاك ووصلات لاسلكية والتي تكمن تحتها مجموعة من الروابط التي تشكل العمود الفقري الذي يجعل العالم كله في متناول يديك في اجهزتك الشخصية وفي الصورة ادناه مواقع الخطوط البحرية للعمود الفقري السلكي للأنترنت:

– لكن حين يستخدم الناس مصطلح (الانترنت) فهم في الحقيقة لا يعنون هذه الشبكة الفيزيائية المربوطة بأسلاك او اشارات لاسلكية وانما يعنون هذا الشيء عديم الشكل والذي هو مجموعة من الروابط والتي تكون هذا “المكان” الذي يذهب اليه الناس لإيجاد ومشاركة البيانات.

– الانترنت ببساطة هو مكتبة القرن الواحد والعشرين ومتجر الفيديو والبوم الصور الشخصية ودفتر المذكرات والمفكرة والالة الحاسبة والعرافة التي نسألها كلما خطر في بالنا شيء ما بدون الحاجة الى البحث في صفحات الكتب (في اغلب الاحيان).

ما الذي سيربطه انترنت الاشياء على عكس الانترنت اليوم؟

اليوم هناك 99 % من الاجهزة والاشياء حولنا غير مرتبطة بالانترنت ومثالها الثلاجات والبيوت والشوارع والاجهزة المنزلية والحقول الزراعية واجهزة الاشارات المرورية وكل شيء حولنا وكل هذه الامور (الاشياء) سيتم ربطها بالانترنت فيما يسمى انترنت الاشياء حيث سيبلغ عددها كما ذكر سابقا بحدود ال 50 مليار شيء بحلول عام 2020.

الشبكات هي الاساس:

الخمسين مليار شيء التي ستتصل ببعض في عام 2020 ستنتج مليارات المليارات من الغيغابايتات من البيانات فكيف سيتم التعامل معها وكيف سيتم تبادلها لتحسن من اتخاذ القرارات والتفاعل بين البشر لتحسين حياتهم واعمالهم؟ والجواب على كل ذلك بأستخدام شبكات الحاسوب التي نستخدمها حاليا ولكن بنظاق اكبر بكثير حيث ستكون الشبكات هي الاساس والقاعدة التي سيستند اليها انترنت الاشياء.

الحاجة الى مقاييس(the need for standards):

قبل ان يتصل اي جهازين في اي شبكة يجب ان يتفقا على مجموعة من القواعد الاساسية او ما تسمى بروتوكولات (protocols) وهي قواعد الاتصال التي تستخدمها الاجهزة وهي الشروط الخاصة لنجاح اي عملية اتصال او محادثة (conversation) بين جهازين في الشبكة.

يتم عادة تشبيه البروتوكولات باللغة المشتركة فقبل ان يتحدث اي شخصين يجب ان يتفقا على اللغة التي سيتكلمان بها حتى يضمنا فهم احدهما الاخر وكذلك اجهزة الشبكات في الانترنت وشبكاته الفرعية يجب ان تتفق على البروتوكولات المستخدمة للأتصال.

حين تتجمع مجموعة من البروتوكولات المرتبطة ببعضها وتكون جميعا ضرورية لمجموعة الاجهزة في الشبكة للأتصال نسميها طقم بروتوكولات (protocol suite)قد تكون بعض بروتوكولات الطقم مفتوحة المصدر(open source).

اي انه يمكن تنزيل الكود المصدري لها والتعديل عليه لأنتاج نسخ جديدة من هذا البروتوكول وقد يكون بعض هذه البروتوكولات مملوكة لمؤسسة معينة(vender-specific or proprietary) وهذا يعني انها قد تعمل مع البروتوكولات المنتجة من تلك الشركة فقط او انها تدعم اجهزة تلك الشركة فقط وعادة تكون مغلقة المصدر اي ان الكود المصدري لها غير متاح للتعديل او التنزيل

تقوم بعض الشركات بمنح رخصة (permission) لمؤسسات اخرى لاستخدام بروتوكولاتها المملوكة (الخاصة) بها في حين تعمل بقية البروتوكولات التي لم تمنح رخصة استخدامها من
قبل الغير على اجهزة شركاتها فقط.

طقم ال بروتوكولات (Protocol Suit):

وظيفتها الرئيسية هي وصف العمليات التالية:

  • شكل وهيكل الرسائل.
  • طريقة تبادل المعلومات بين الاجهزة في الشبكة والمسار الذي تتخذه الرسائل للوصول من المصدر الى الهدف.
  • كيف ومتى يتم تبادل رسائل الخطا ورسائل النظام بين الاجهزة.
  • انشاء وانهاء جلسات الاتصال وارسال البيانات.

يتم تنفيذ طقم البروتوكولات بأستخدام الاجهزة والبرمجيات (hardware and software) وكل طبقة في اطقم البروتوكولات تكون مسؤولة عن جزء من عملية تهيأة البيانات وارسالها واستقبالها في الطرف الاخر.

انترنت الاشياء وانترنت كل شيء:

في بداية الشرح ذكرنا ان انترنت الاشياء (Internet of Things IoT) له اسم اخر وهو انترنت كل شيء (Internet of Everything IoE) ولكن في الحقيقة فهذا الشيء ليس دقيق 100 % فأنترنت الاشياء هو احد مكونات الانتقال الى انترنت كل شيء ولتحقيق حلم انترنت كل شيء فهذه قائمة بالتقنيات الاخرى التي بتقدمها وتكاملها مع انترنت الاشياء سنحقق الغاية النهائية من انترنت كل شيء :

  • قابلية التنقل (Mobility): والهدف منها توفير قابلية الوصول الى الانترنت من اي جهاز وفي اي مكان وزمان .
  • الحوسبة السحابية: وتعني توفير الخدمات والموارد الحاسوبية الموزعة عبر الشبكة ليكون بالامكان الوصول اليها
    من اي مكان وفي اي وقت .
  • البيانات الكبيرة (Big Data): وهي قابلية معالجة وتحليل كم البيانات الهائل الذي يزداد بشكل مضطرد مع تزايد الاجهزة والاشياء المتصلة بالشبكة .
  • الجيل الجديد من عناوين الانترنت (IPV6): والذي سيزيد عدد العناوين المتوفرة لربط الاجهزة بالانترنت من اقل من 4 مليار عنوان الان الى (4 X10^38) عنوان مما يعني ان ربط خمسين مليار جهاز الى الانترنت بحلول عام 2020 سيكون شيئا ممكنا وبسهولة .

ربط الاشياء الى المستخدمين:

كيف سيفيدنا انترنت الاشياء في تحسين نوعية حياتنا؟

للأجابة عن هذا السؤال يجب ان نتذكر ان اصغر وحدة شبكاتية مفيدة معروفة لنا اليوم هي الشبكة المنزلية الموضحة في الصورة ادناه:

ونحن نعرف اننا نستطيع ان نبني شبكاتنا المنزلية بإستخدام راوتر سلكي او لاسلكي والذي يجلب لنا الانترنت من مزود خدمة محلي (local Internet Service Provider ISP)
وهذا المزود للخدمة بدوره يتصل بمزودي الخدمة الاخرين بإستخدام تقنيات الشبكات اللاسلكية او الشبكات الكبيرة (WAN) كما هو واضح في الصورة التالية:

دعائم الامن في انترنت الاشياء:

نعرف جميعاً ان كل الشبكات يجب ان توفر خيارات الحماية والامنية لمستخدميها ولكن انترنت الاشياء يقدم لنا نوع جديداً من الهجومات المحتملة والغير تقليدية والتي تتطلب خيارات امنية جديدة ومختلفة عما نستخدمه الان ويفترض بهذه الحلول الامنية ان توفر للمؤسسات التي تستخدم انترنت الاشياء طرقاً فعالة وسريعة في اكتشاف واحتواء ومعالجة الهجمات وبأقل مقدار من الخسائر.
وفي هذا المجال تبرز الحلول المقترحة التالية:

  • الامنية الخاصة بتقنيات التشغيل(Operational Technology OT specific security)وهي المعدات والبرمجيات التي تحفظ منظومات الطاقة وخطوط الانتاج عاملة.
  • امن معلومات شبكة انترنت الاشياء: ويتضمن اجهزة الشبكة ومحيطها(network and perimeter security)مثل الراوترات والسويتشات والجدران النارية من نوع (ASA)
    مع الجيل الجديد من انظمة منع التطفل(Next Generation Intrusion Prevention Services NGIPS).
  • الحماية الفيزيائية لأنترنت الاشياء:  وتتضمن كاميرات المراقبة التي تعتمد الـ (IP) للأتصال فيما بينها ومع السيرفرات وتوفر هذه الحلول كاميرات رقمية غنية للمراقبة لكل انواع البيئات وتتوفر بمختلف الانواع من السلكية لللاسلكية ومن الثابتة للمتحركة ولمختلف اعدادات الدقة(resolution).

-على الرغم من أن كل هذه المعلومات تعتبر جزء صغير جداً وسطحي من بحر هذه التقنية العظيمة إلا أنني مثلك تماماً لا أحب الشرح النظري وأشعر بالملل بعد قراءة هذه الاسطر الكثيرة والمليئة بالمعلومات لذا فقد أعددت لكم بعض الأمثلة العملية لنفهم بشكل أوضح ماهية هذه التقنية.

سيناريو في عالم إنترنت الأشياء:

1- تستيقظ صباحاً و تفرش أسنانك بإستخدام فرشاة الأسنان الذكية التي تخبرك كم من الوقت استخدمتها و هل قمت بتغطية جميع أنحاء فمك و نظفته بطريقة سليمة أم لا!

2- تلبس ملابسك و تستعد للخروج من المنزل و لكنك تقف للحظات أمام المرآة الذكية التي تطلعك على حال الطقس و آخر الأخبار و معلومات عن حال الطريق، قد يمتد وقوفك لدقائق إذا قررت قراءة ملخص الأخبار أو متابعة تغريدات من تتابعهم على تويتر!

3- في الطريق لعملك تقف عند مقهى “ستاربكس″ لتشتري “كراندي لاتيه” و تطلب من البائع تعبئته في “كوبك الذكي” الذي كلفك شراءه 200 دولار و ذلك ليخبرك الكوب بأن ما سكبه البائع لك هو فعلاً … لاتيه !!!

4- وأنت في طريقك إلى المنزل بعد يوم متعب و حار، تقوم بتشغيل المكيف الذكي في غرفة المعيشة من خلال تطبيق جهاز التكييف المرتبط بالإنترنت في منزلك.

5- و أنت في الطريق للمنزل تتوقف عند السوبر ماركت لشراء بعض الحاجيات، و لكنك لست متأكد مما إذا كان هناك ما يكفي من البيض في ثلاجة المنزل، فتفتح تطبيق “طبق البيض الذكي” الذي يرتبط بالإنترنت ليخبرك كم بيضة متبقية و فيما إذا كان بعضها سيفسد قريباً !

6- بعد عودتك للمنزل، يعطيك جهاز “الأم الحنون” ملخص عن عائلتك، متى عاد أولادك من المدرسة، من منهم قام بتنظيف أسنانه، هل تناولت والدتك أدويتها في الموعد بل و تحضر لك كوب من القهوة أو الشاي لتناوله بعد القيلولة !

إقرأ أيضاً في موقع لحن الحياة:

طريقة تغيير خلفية الصور أونلاين على المتصفح بدون برامج

ماهو مبدأ عمل الشبكة الخاصة الافتراضية “vpn”؟!

ما هي تقنية ال 4K !!

Quest VR خوذة العالم الافتراضي بشكلها الجديد

7- بعد أن ترتاح قليلاً، تقوم بإرتداء T-Shirt الذكي المزود بمجسات تعمل على تحليل أداءك الرياضي و لياقتك القلبية و التنفسية بشكل دقيق و إرسالها لك عبر التطبيق الخاص بالـ T-Shirt !

8- أثناء ذلك تقوم ربة المنزل بإعداد طعام العشاء، و تستخدم في ذلك الوعاء الإلكتروني المتصل بالإنترنت و الذي يقترح عليها وصفات و أصناف من المأكولات و يقوم بتحديد الكمية الملائمة لكل طبق ترغب بإعداده.

9- في أثناء عودتك للمنزل من العمل يخبرك هاتفك بأن حاوية النفايات المتصلة بالإنترنت ممتلئة و أنه يتعين عليك إفراغها قبل الدخول للمنزل و قضاء الأمسية مع عائلتك. (أظن أنه القسم المفضل للمتزوجين!!)

10- تجلس مع عائلتك على مائدة العشاء و تتناول طبقك المفضل بإستخدام الشوكة الذكية المتصلة بالإنترنت، و التي تتتبع نمط و طريقة أكلك و تساعدك على الأكل بشكل أبطأ و بطريقة صحية.

11 – الآن و أنت تستعد للنوم، تقوم من خلال هاتفك بإغلاق جميع الأبواب الخارجية المزودة بأقفال إلكترونية مرتبطة بالإنترنت تسمح لك بتحديد أوقات القفل و الفتح أوتوماتيكياً و تحديد في حال حاول أي شخص فتح الباب بغيابك.

لاحظ أن السيناريو السابق ليس مستقبلي أو خيالي، جميع ما تم ذكره من منتجات تستطيع شراءها اليوم عن طريق المتاجر هذا ما يمكن لإنترنت الأشياء فعله اليوم لتغيير نمط حياتنا، تخيل ما يمكن لهذا المفهوم ان يغير في حياتنا بعد 10 سنوات من الآن!

في عصرنا الحالي :

– قادت تقنية (IoT) لقصص نجاح كثيرة، حيث أظهر تقرير شركة (Informa) العالمية أن تقنية إنترنت الأشياء لعبت دوراً متزايداً في مساعدة السلطات على منع المزيد من انتشار COVID-19، و شهدت استخداماً واسعاً في مجموعة التطبيقات أثناء الأزمة، ومن ذلك استخدام البيانات التي تم جمعها من أكثر من مليون من موازين الحرارة المتصلة بالإنترنت سواء كانت بالمستشفيات أو الأماكن العامة لإنتاج خرائط يومية توضح المقاطعات الأمريكية التي تشهد زيادة في الحمى الشديدة، وهو ما يمكن أن يكون بمثابة إشارة إنذار مبكر لمجموعات جديدة من المرضى (وفقًا لمنظمة الصحة العالمية، فإن الحمى المرتفعة هي أكثر الأعراض شيوعًا لـ COVID-19).

– وفي الصين هناك قصة نجاح في المستشفى الميداني في ووهان، حيث كان المرضى والموظفون يرتدون أساور وخواتم مرتبطة مع منصة للذكاء الاصطناعي لتوفير مراقبة مستمرة للعلامات الحيوية، بما في ذلك درجة الحرارة ومعدل ضربات القلب والدم ومستويات الأكسجين، كما قامت الروبوتات (Robots) المتصلة بشبكة الجيل الخامس (5G) بتقديم الطعام والمشروبات والأدوية للمرضى، حيث قلّل استخدام الروبوتات من مستوى مخالطة العاملين في مجال الرعاية الصحية للمرضى المصابين، كما استخدمت الروبوتات لتطهير المستشفيات وغيرها من المواقع المعرضة للخطر في الصين وإيطاليا والولايات المتحدة.

– ومن جهة أخرى استخدمت حكومة هونغ كونغ أساور للمعصم لأغراض التتبع الإلكترونية لتنبيه السلطات عندما لا يلتزم الأفراد بالحجر الصحي الإجباري المنزلي. وأخيرًا استخدمت طائرات بدون طيار(Drones) لنقل الإمدادات في الصين ولتوصيل عينات طبية وإمدادات من وإلى بؤر COVID-19 الساخنة، مما زاد من سرعة النقل بأكثر من 50٪ مقارنة بالنقل البري، كما تم استخدام الطائرات بدون طيار لرش المواد الكيميائية المطهرة في بعض الأماكن العامة وعلى المركبات التي تنتقل بين المناطق المتضررة.

ما هي الفرص المتاحة في “إنترنت الأشياء” ؟

حسناً، سوق سيبلغ حجم الإنفاق فيه أكثر من 600 مليار دولار خلال 5 سنوات لا بد و أن الفرص فيه أكبر من أي سوق عرفه التاريخ. و لكن ما الذي عليك فعله اليوم حسب مجال إهتمامك؟

  • مبرمج: تعلم البرمجة في مجال الحوسبة السحابية Cloud Development . المنصات السحابية ستكون هي الحاضن الرئيسي لكل البيانات التي ستتبادلها الأجهزة في عالم إنترنت الأشياء. أيضاً تعلم البرمجة للحواسيب متناهية الصغر مثل Raspberry Pi
  • مهندس نظم: تعلم بناء و هيكلة الأنظمة السحابية و أدرس بعمق الفروقات بين إدارة الأنظمة في مراكز البيانات المحلية On-Premise و بين الأنظمة على السحابة.
  • مدير قواعد بيانات DBA: حول إهتمامك بشكل أكبر لمجالي البيانات الضخمة Big Data و ذكاء الأعمال Business Intelligence حيث ستحتاج الشركات لخبراتك في كيفية التعامل مع الكم الهائل من البيانات التي تملئ خوادهم بسبب تبنيهم لحلول “إنترنت الأشياء”.
  • مستشار تقنية معلومات: تخصص أكثر في الحوسبة السحابية و البيانات الضخمة و ذكاء الأعمال BI. ستحتاج الشركات و الحكومات لمشورتك في بناء أنظمة متفاعلة مع عالم إنترنت الأشياء عبر هذه التقنيات.
  • مستثمر / رائد أعمال: قدم حلول و برمجيات متصلة Connected تستند على منصات الحوسبة السحابية، إبني منتجات تقوم بأتمتة مهام حساسة، إستهدف قطاع الأعمال و المصانع أولاً و بدرجة ثانية الحكومات، لا تبدأ بقطاع المستهلكين فهم ليسوا مستعدين بشكل كامل لهذا النوع من التقنيات.
  • مستهلك: وسع محفظتك، كن مستعداً لإنفاق المزيد، فمعظم ما تراه الآن ترف لا داعي له من السيناريو السابق الذكر، سيكون خلال 10 سنوات شيء أساسي في حياتك، تماماً كالهاتف المحمول الذي تحمل أحدث موديل منه في جيبك اليوم!.

نهاية:

استغرق كتابة هذا المقال عدة أيام وذلك لضخامة الموضوع وتفرعه لعدة مواضيع جانبية على الرغم من محاولتي لتلخيصه إلى أفكار رئيسة وعدم التعمق بالشرح دون المساس بالفائدة العامة.

على الرغم أيضاً من أني لست الاولى التي كتبت عن هذا الموضوع, لكن أنا وغيري نتحدث عن عصر غير مكتمل المعالم ومن دون توقعات حقيقية لحد توقف تطوره ولكن نحن متأكدين ان هذه التقنية عملية جداً وستسهل حياتنا جميعاً وبهذا تكون عادت التكنولوجيا لتأثيرها الايجابي غي حياة البشرية. فهل أنت ومحفظتك مستعدين لهذا؟!!!

تغمرنا السعادة برؤية تعليقاتكم .... اترك رد