כולנו חיים על הקצה

כולם מדברים על עננים ציבוריים או פרטיים ועל מאגרי המידע העצומים שבהם. אבל לפי מחקר של "גרטנר", כ-10% מהמידע הארגוני מיוצר ומעובד היום מחוץ לחוות השרתים למיניהן ועד שנת 2025 נתח זה צפוי לגדול לכדי 75% (!). כיצד זה יתכן?

לעיתים אנחנו שוכחים שאנחנו כבר היום מוקפים באינספור חיישנים, מערכות מעקב, טלפונים חכמים, מצלמות חכמות, שעונים חכמים, מכשירי מדידה חכמים, נקודות מכירה חכמות, רמקולים חכמים ועוד רשימה ענקית של מכשירים "חכמים". הם שורצים בכל מקום. הרשימה הזאת הולכת וגדלה עם הופעת שלל המצאות חדשות (בית חכם ומכוניות אוטונומיות לדוגמה), ולא זו בלבד שמספר המכשירים גדל בקצב מסחרר – הם רק נהיים יותר ויותר "חכמים". בשל היכולות החכמות האלה, המכשירים האלה מסוגלים לעבד מקומית מידע במהירות ולקבל החלטות בזמן אמת, כמו גם לתקשר ישירות עם מכשירים חכמים אחרים ועם בני אנוש.

אם חשבנו אולי שאפשר פשוט לשדר את המידע בצורתו הגולמית לענן ושם המידע יעובד ותתקבלנה החלטות, הרי שכשנדרשת תגובה מהירה וחלקה - חוקי הפיזיקה פועלים לעיתים לרעתנו. המכונית האוטונומית למשל, לא יכולה לחכות לתגובה מהענן כדי לבלום בלימת חירום שכן היא לא יכולה להיות תלויה באיכות התקשורת עם הענן.

‍

עלייתו (מחדש) של מחשוב הקצה

כך קורה שאנשי מקצוע רבים סבורים ש"הדבר הבא" בעולם ה-IT הוא מחשוב קצה (Edge-computing) שכולל גם את ה-Mobile-computing וה"אינטרנט של הדברים" (IoT). מחקר של Grand View Research צופה ששוק מחשוב הקצה יגיע לכ-29 מיליארד דולר ב-2025 באחוזי גידול של 54% לשנה –מה שצפוי לשנות משמעותית את דרך שבה אנחנו נבנה מערכות ונעביר יותר ויותר יכולות למכשירי הקצה במקום לשרתים.

עם הופעתם של המחשבים האישיים בתחילת שנות ה-80, כבר החלה העברת ה-workload מהשרת המרכזי אל המחשבים האישיים. באמצע שנות ה-90, האינטרנט הפך את המגמה והדפדפן העביר את החישוב חזרה אל המחשבים המרכזיים. אלא שהמכשירים החכמים של העשור האחרון שוב הפכו את המגמה. חברות מסחריות רבות הבינו מהר מאד שהשימוש בדפדפן בטלפון, מספק חווית שימוש מיושנת, מוגבלת ונחותה, בהשוואה לשימוש באפליקציה המותקנת מקומית שמאפשרת שימוש בכל משאביו הרבים של המכשיר החכם.

‍

יותר מכל מחשבי הענן

קשה להתעלם מההתפתחות המטאורית של מחשוב הקצה. לדוגמה, אם נשווה את האייפון הראשון מ-2007 לאייפון X שיצא 10 שנים אחריו, הרי שלאייפון X יש פי 32 יותר שטח אחסון, פי 24 יותר זיכרון ויש לו מעבד בעל 6 ליבות כשכל ליבה מהירה פי 5 מהליבה היחידה שהייתה לאייפון הראשון. למעשה, אם ניקח את פוטנציאל כוח המחשוב המצרפי של כל מיליארדי המכשירים החכמים בעולם (טלפונים, שעונים חכמים וכל שלל מכשירי הקצה למיניהם), סביר להניח שהוא יעלה על כוח המחשוב המצרפי של כל מחשבי הענן גם יחד.

‍

חשיבה מחדש

מחשוב קצה משמעו שהמידע מיוצר, מעובד ונצרך באותו המכשיר. מחשוב קצה מדבר על ניצול כוח המחשוב הרב של מכשירי הקצה לביצוע משימות מגוונות ואף מאפשר למכשירי קצה לתקשר זה עם זה גם ללא תיווך של שרתים מרכזיים - כך ניתן לבנות רשת מבוזרת של מכשירי קצה חכמים. זה דורש חשיבה מחדש על איך צריכה להיבנות ארכיטקטורה המשלבת מכשירים קצה חכמים. ארכיטקטורה זו תכלול בדרך כלל גם שרתים מרכזיים למרות שלמכשירי הקצה של היום יש כוח מחשוב של שרת בן כמה שנים.

‍

‍

הנפט של המאה ה-21

בעיתונים כמו הניו יורק טיימס, האקונומיסט ו-WIRED טוענים שדאטה הוא "הנפט של המאה ה-21" והם כנראה צודקים. לכן כדי להעניק למכשירי הקצה את היכולות שיש לשרתים, צריך לאפשר למכשיר הקצה להפעיל מערכת בסיסי נתונים מקומית ולהפיץ מידע בין מיליוני מכשירים חכמים. אם נשתמש בבסיס נתונים רלציוני שבו הסכימה "קשיחה", כל שינוי במבנה של טבלה כלשהי ידרוש שינוי סכימה בהמוני מכשירים ניידים - מה שיכול לגרום לשלל תקלות ובעיות. לכן רצוי שבסיס נתונים כזה לא יהיה רלציוני אלא NoSQL מבוסס מסמכים המאפשר סכמה גמישה.

בסיס נתונים שכזה צריך גם שלל תכונות נוספות כמו:

●      יכולת לעבוד על מערכות הפעלה של מכשירים חכמים (כמו IOS, אנדרואיד, Embedded Linux וכו')

●      תמיכה בשפות הפיתוח למכשירים חכמים (כמו Swift, Android Java, C ועוד)

●      שפת שאילתות עשירה

●      אפשרות לסנכרן מידע מהמכשיר החכם לשרתים המרכזיים ולהיפך

●      אפשרות לסנכרן מידע בין מכשירים חכמים לבין עצמם

●      אפשרות להפיץ מידע למיליוני מכשירים כשכל מכשיר יקבל את המידע שרלוונטי לו בלבד

●      אפשרות לעקוב אחרי המידע שנשלח או מגיע מכל מכשיר

●      אבטחת מידע קפדנית הכוללת גם הצפנה מקצה לקצה של התקשורת ושל המידע הנשמר

●      תמיכה בשמירת מידע בכרטיסי זיכרון חיצוניים (כמו כרטיסי microSD

‍

דוגמה למערכת כזו היא Couchbase Mobile המורכבת מבסיס הנתונים Couchbase Lite שרץ על מכשירים חכמים, ממערכת סינכרון Sync Gateway הרצה בענן או בחוות השרתים המרכזית ומערכת Couchbase Server שהיא הקלאסטר המרכזי. שרת ה-Sync Gateway מסוגל לסנכרן מיליוני מכשירים המריצים Couchbase Lite במקביל וניתן להרחיבו על ידי הוספת שרתי Sync Gateway נוספים.

‍

גם בישראל

בישראל מערכת מבוססת Couchbase Mobile רצה כבר היום ב-2.5 מיליון טלפונים חכמים כחלק מהאפליקציה החדשה של "מכבי שירותי בריאות". בכל מכשיר סלולרי של חבר מכבי נמצא התיק הרפואי האישי שלו ושל ילדיו הכולל תורים לרופאים, תוצאות בדיקות דם, בדיקות הריון, מרשמים ועוד שלל נתונים אחרים. כל המידע מאובטח ומוצפן וכל חבר מקבל רק את המידע המשוייך אליו באופן אישי. המערכת מאפשרת סינכרון פשוט של המידע מהמערכת המרכזית ומפשטת מאד את האפליקציה ששולפת את בקלות ובמהירות מבסיס הנתונים המקומי.

‍

מה בעתיד

עם העשור הזה סבב סביב מחשוב ענן, בעשור הבא יעסיק אותנו מחשוב הקצה והוא ישנה את חיינו לחלוטין – ממש כפי שעשו הטלפונים החכמים. המכשירים ה"טיפשים" של היום יהפכו ל"חכמים" ויחדרו לכל תחום - בחקלאות, במפעלי ייצור, באנרגיה, בלוגיסטיקה, בשירותי בריאות. הם יחדרו גם לבתים שלנו - למקרר, למזגנים, לבגדים שאותם נלבש, ולכל פן של חיינו. אם נרצה או לא נרצה - כולנו חיים על הקצה.

‍

מאת: ליאור קינג, ארכיטקט פתרונות בכיר בחברת Couchbase

‍