الحوسبة الشبكية

الحوسبة الشبكية هي استخدام موارد حاسوبية موزعة على نطاق واسع لتحقيق هدف مشترك. يمكن اعتبار شبكة الحوسبة نظامًا موزعًا بأحمال عمل غير تفاعلية تتضمن العديد من الملفات. تتميز الحوسبة الشبكية عن أنظمة الحوسبة التقليدية عالية الأداء، مثل الحوسبة العنقودية ، بأن كل عقدة في الشبكة مُخصصة لأداء مهمة/تطبيق مختلف. كما تميل حواسيب الشبكة إلى أن تكون أكثر تنوعًا وانتشارًا جغرافيًا (وبالتالي غير متصلة فعليًا) من الحواسيب العنقودية. [ 1 ] على الرغم من إمكانية تخصيص شبكة واحدة لتطبيق معين، إلا أنه عادةً ما تُستخدم الشبكة لأغراض متنوعة. غالبًا ما تُبنى الشبكات باستخدام مكتبات برمجية وسيطة عامة الأغراض . قد تكون أحجام الشبكات كبيرة جدًا. [ 2 ]

تُعدّ الشبكات الحاسوبية شكلاً من أشكال الحوسبة الموزعة ، تتألف من العديد من أجهزة الحاسوب المتصلة بشبكة واحدة، والتي تعمل معًا لإنجاز مهام ضخمة. في بعض التطبيقات، يُمكن اعتبار الحوسبة الموزعة أو الشبكية نوعًا خاصًا من الحوسبة المتوازية ، يعتمد على أجهزة حاسوب متكاملة (مزودة بوحدات معالجة مركزية، ووحدات تخزين، ووحدات تزويد طاقة، وواجهات شبكة، وما إلى ذلك) متصلة بشبكة حاسوب (خاصة أو عامة) عبر واجهة شبكة تقليدية ، مثل الإيثرنت . وهذا يختلف عن المفهوم التقليدي للحاسوب العملاق ، الذي يتكون من العديد من المعالجات المتصلة عبر ناقل بيانات محلي عالي السرعة . وقد طُبقت هذه التقنية على مسائل علمية ورياضية وأكاديمية تتطلب حسابات مكثفة من خلال الحوسبة التطوعية ، كما تُستخدم في المؤسسات التجارية لتطبيقات متنوعة، مثل اكتشاف الأدوية ، والتنبؤ الاقتصادي ، والتحليل الزلزالي ، ومعالجة بيانات المكاتب الخلفية لدعم التجارة الإلكترونية وخدمات الويب .

تجمع الحوسبة الشبكية أجهزة الكمبيوتر من نطاقات إدارية متعددة لتحقيق هدف مشترك، [ 3 ] لحل مهمة واحدة، وقد تختفي بعد ذلك بالسرعة نفسها. يتفاوت حجم الشبكة من صغير - يقتصر على شبكة من محطات عمل الكمبيوتر داخل شركة، على سبيل المثال - إلى تعاونات عامة واسعة النطاق عبر العديد من الشركات والشبكات. "يُعرف مفهوم الشبكة المحدودة أيضًا باسم التعاون داخل العقد، بينما قد يشير مفهوم الشبكة الأكبر والأوسع إلى التعاون بين العقد". [ 4 ]

قد يكون تنسيق التطبيقات على الشبكات مهمة معقدة، لا سيما عند تنسيق تدفق المعلومات عبر موارد الحوسبة الموزعة. وقد طُوّرت أنظمة سير العمل الشبكية كشكل متخصص من أنظمة إدارة سير العمل، مصممة خصيصًا لتكوين وتنفيذ سلسلة من خطوات الحوسبة أو معالجة البيانات، أو ما يُعرف بسير العمل، في سياق الشبكة.

مقارنة بين الشبكات والحواسيب العملاقة التقليدية

الحوسبة "الموزعة" أو "الشبكية" هي نوع خاص من الحوسبة المتوازية ، تعتمد على أجهزة حاسوب متكاملة (مزودة بوحدات معالجة مركزية، ووحدات تخزين، ووحدات تزويد طاقة، وواجهات شبكة، إلخ) متصلة بشبكة ( خاصة أو عامة أو الإنترنت ) عبر واجهة شبكة تقليدية ، مما يوفر مكونات مادية قياسية، مقارنةً بالكفاءة المنخفضة لتصميم وبناء عدد محدود من الحواسيب العملاقة المخصصة. يتمثل العيب الرئيسي في الأداء في عدم وجود اتصالات عالية السرعة بين المعالجات المختلفة ووحدات التخزين المحلية. لذا، يُعد هذا الترتيب مناسبًا للتطبيقات التي تسمح بإجراء عمليات حسابية متوازية متعددة بشكل مستقل، دون الحاجة إلى تبادل النتائج الوسيطة بين المعالجات. [ 5 ] تتميز الشبكات الموزعة جغرافيًا بقابلية توسع عالية ، نظرًا لانخفاض الحاجة إلى الاتصال بين العقد مقارنةً بسعة الإنترنت العام. [ 6 ]

توجد أيضًا بعض الاختلافات بين البرمجة للحاسوب العملاق والبرمجة لنظام الحوسبة الشبكية. قد يكون من المكلف والمعقد كتابة برامج تعمل في بيئة الحاسوب العملاق، الذي قد يستخدم نظام تشغيل مخصصًا، أو يتطلب من البرنامج معالجة مشكلات التزامن . إذا أمكن موازاة المشكلة بشكل كافٍ، فإن طبقة "رقيقة" من بنية "الشبكة" تسمح بتشغيل البرامج التقليدية المستقلة، عند معالجة جزء مختلف من المشكلة نفسها، على أجهزة متعددة. وهذا يُمكّن من كتابة البرامج وتصحيح أخطائها على جهاز تقليدي واحد، ويُزيل التعقيدات الناتجة عن تشغيل نسخ متعددة من البرنامج نفسه في نفس الذاكرة المشتركة ومساحة التخزين في الوقت نفسه.

اعتبارات التصميم والاختلافات

من سمات الشبكات الموزعة إمكانية تكوينها من موارد حاسوبية تابعة لفرد واحد أو عدة أفراد أو منظمات (تُعرف باسم نطاقات إدارية متعددة ). وهذا من شأنه أن يُسهّل المعاملات التجارية، كما هو الحال في الحوسبة الخدمية ، أو يُيسّر إنشاء شبكات حوسبة تطوعية .

من عيوب هذه الخاصية أن أجهزة الكمبيوتر التي تُجري العمليات الحسابية قد لا تكون موثوقة تمامًا. لذا، يجب على مصممي النظام اتخاذ تدابير لمنع الأعطال أو الجهات الخبيثة من إنتاج نتائج خاطئة أو مضللة أو غير دقيقة، ومن استخدام النظام كأداة للهجوم. غالبًا ما يتضمن ذلك توزيع العمل عشوائيًا على عُقد مختلفة (يُفترض أن يكون لها مالكون مختلفون) والتحقق من أن عُقدتين مختلفتين على الأقل تُبلغان عن نفس الإجابة لوحدة عمل مُحددة. تُساعد الاختلافات في تحديد العُقد المعطلة أو الخبيثة. مع ذلك، ونظرًا لعدم وجود تحكم مركزي في الأجهزة، لا توجد طريقة لضمان عدم انقطاع العُقد عن الشبكة في أوقات عشوائية. قد تكون بعض العُقد (مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة أو عملاء الإنترنت عبر خط الهاتف ) متاحة للحسابات ولكن ليس للاتصالات الشبكية لفترات غير متوقعة. يُمكن استيعاب هذه الاختلافات من خلال تخصيص وحدات عمل كبيرة (مما يُقلل الحاجة إلى اتصال شبكي مستمر) وإعادة تخصيص وحدات العمل عندما تفشل عُقدة مُعينة في الإبلاغ عن نتائجها في الوقت المُتوقع.

ثمة مجموعة أخرى مما يمكن تسميته بقضايا التوافق الاجتماعي في الأيام الأولى للحوسبة الشبكية، تتعلق بأهداف مطوري الشبكات في نقل ابتكاراتهم إلى ما وراء المجال الأصلي للحوسبة عالية الأداء، وعبر الحدود التأديبية إلى مجالات جديدة، مثل مجال فيزياء الطاقة العالية. [ 7 ]

تؤثر عوامل الثقة والتوافر على الأداء وصعوبة التطوير، مما قد يؤثر على اختيار النشر على مجموعة خوادم مخصصة، أو على أجهزة غير مستخدمة داخل المؤسسة المطورة، أو على شبكة خارجية مفتوحة من المتطوعين أو المتعاقدين. في كثير من الحالات، يجب أن تثق العقد المشاركة بالنظام المركزي لضمان عدم إساءة استخدام صلاحيات الوصول الممنوحة، وذلك بالتدخل في عمل البرامج الأخرى، أو تشويه المعلومات المخزنة، أو نقل البيانات الخاصة، أو إحداث ثغرات أمنية جديدة. وتستخدم أنظمة أخرى تدابير لتقليل مستوى الثقة الذي يجب أن تضعه عقد "العميل" في النظام المركزي، مثل وضع التطبيقات في أجهزة افتراضية.

غالبًا ما تستدعي الأنظمة العامة، أو تلك التي تتجاوز النطاقات الإدارية (بما في ذلك الأقسام المختلفة في المؤسسة نفسها)، تشغيلها على أنظمة غير متجانسة ، باستخدام أنظمة تشغيل وبنى أجهزة مختلفة . في العديد من لغات البرمجة، ثمة مفاضلة بين الاستثمار في تطوير البرمجيات وعدد المنصات التي يمكن دعمها (وبالتالي حجم الشبكة الناتجة). يمكن للغات متعددة المنصات أن تقلل من الحاجة إلى هذه المفاضلة، وإن كان ذلك على حساب الأداء العالي على أي عقدة معينة (بسبب تفسير وقت التشغيل أو عدم التحسين للمنصة المحددة). وقد أنشأت مشاريع برمجيات وسيطة متنوعة بنية تحتية عامة لتمكين مشاريع علمية وتجارية متنوعة من الاستفادة من شبكة معينة مرتبطة بها، أو لغرض إنشاء شبكات جديدة. يُعدّ مشروع BOINC مثالًا شائعًا للعديد من المشاريع الأكاديمية التي تسعى إلى متطوعين من الجمهور؛ ويمكن الاطلاع على المزيد في نهاية المقال .

في الواقع، يمكن اعتبار البرمجيات الوسيطة طبقةً فاصلةً بين الأجهزة والبرمجيات. وإلى جانب البرمجيات الوسيطة، يجب مراعاة عدد من الجوانب التقنية، والتي قد تكون مستقلةً عن البرمجيات الوسيطة أو مرتبطةً بها. ومن أمثلة هذه الجوانب: إدارة اتفاقيات مستوى الخدمة ، والثقة والأمان، وإدارة المؤسسات الافتراضية ، وإدارة التراخيص، والبوابات الإلكترونية، وإدارة البيانات. قد تُغطى هذه الجوانب التقنية في حلول تجارية، إلا أن أحدث ما توصلت إليه كل منها غالبًا ما يُكتشف ضمن مشاريع بحثية متخصصة في هذا المجال.

تقسيم سوق الحوسبة الشبكية

لتقسيم سوق الحوسبة الشبكية، يجب مراعاة منظورين: جانب المزود وجانب المستخدم:

جانب مقدم الخدمة

يشمل سوق الشبكات بشكل عام عدة أسواق محددة. وهي سوق برمجيات الوسيطة للشبكات، وسوق التطبيقات التي تدعم الشبكات، وسوق الحوسبة للمرافق ، وسوق البرمجيات كخدمة (SaaS).

تُعدّ برمجيات الوسيط الشبكي منتجًا برمجيًا متخصصًا يُتيح مشاركة الموارد غير المتجانسة والمنظمات الافتراضية. يتم تثبيتها ودمجها في البنية التحتية القائمة للشركة أو الشركات المعنية، وتُوفّر طبقة خاصة بين البنية التحتية غير المتجانسة وتطبيقات المستخدم المحددة. من أبرز برمجيات الوسيط الشبكي: Globus Toolkit و gLite و UNICORE .

يُشار إلى الحوسبة الخدمية بأنها توفير الحوسبة الشبكية والتطبيقات كخدمة، إما كخدمة شبكية مفتوحة أو كحل استضافة لمنظمة واحدة أو منظمة افتراضية . ومن أبرز الشركات العاملة في سوق الحوسبة الخدمية: صن مايكروسيستمز ، وآي بي إم ، وإتش بي .

التطبيقات المُمكّنة للشبكة هي تطبيقات برمجية مُحددة يمكنها الاستفادة من بنية الشبكة التحتية. ويُصبح ذلك ممكناً بفضل استخدام برمجيات وسيطة خاصة بالشبكة، كما ذُكر سابقاً.

البرمجيات كخدمة (SaaS) هي "برمجيات مملوكة ومقدمة ومدارة عن بُعد من قِبل مزود واحد أو أكثر" ( جارتنر، 2007). تعتمد تطبيقات SaaS على مجموعة واحدة من التعليمات البرمجية وتعريفات البيانات المشتركة، ويتم استهلاكها وفق نموذج "واحد إلى متعدد"، وتستخدم SaaS نموذج الدفع حسب الاستخدام (PAYG) أو نموذج الاشتراك القائم على الاستخدام. لا يمتلك مزودو SaaS بالضرورة موارد الحوسبة اللازمة لتشغيل برمجياتهم، لذا قد يستعينون بسوق الحوسبة الخدمية الذي يوفر موارد الحوسبة لمزودي SaaS.

جانب المستخدم

بالنسبة للشركات العاملة في جانب الطلب أو المستخدم في سوق الحوسبة الشبكية، فإن القطاعات المختلفة لها تأثيرات كبيرة على استراتيجية نشر تكنولوجيا المعلومات الخاصة بها. وتُعد استراتيجية نشر تكنولوجيا المعلومات، بالإضافة إلى نوع الاستثمارات في هذا المجال، جوانب مهمة لمستخدمي الشبكات المحتملين، وتلعب دورًا محوريًا في تبني هذه التقنية.

تنظيف وحدة المعالجة المركزية

تُنشئ تقنية استغلال موارد المعالج ، أو ما يُعرف بالحوسبة المشتركة ، "شبكة" من الموارد الخاملة في شبكة من المشاركين (سواء على مستوى العالم أو داخل مؤسسة واحدة). عادةً، تستغل هذه التقنية دورات التعليمات "الفارغة" الناتجة عن فترات الخمول المتقطعة التي تحدث عادةً في الليل، أو أثناء استراحات الغداء، أو حتى خلال لحظات الانتظار (الضئيلة نسبيًا، وإن كانت كثيرة) التي يمر بها معالج سطح المكتب الحديث على مدار اليوم ( عندما ينتظر الكمبيوتر عمليات الإدخال/الإخراج من المستخدم أو الشبكة أو وحدة التخزين ). عمليًا، تُساهم أجهزة الكمبيوتر المشاركة أيضًا بجزء من مساحة التخزين على القرص، وذاكرة الوصول العشوائي، وعرض النطاق الترددي للشبكة، بالإضافة إلى قوة المعالج الخام.

تستخدم العديد من مشاريع الحوسبة التطوعية ، مثل BOINC ، نموذج استعادة موارد وحدة المعالجة المركزية. ونظرًا لاحتمالية انقطاع اتصال بعض العُقد من حين لآخر، نتيجة استخدام مالكيها لمواردها لأغراضها الأساسية، يجب تصميم هذا النموذج للتعامل مع مثل هذه الحالات الطارئة.

يُعدّ إنشاء بيئة انتهازية تطبيقًا آخر لتقنية استغلال موارد وحدة المعالجة المركزية، حيث يقوم نظام إدارة أحمال عمل خاص باستغلال أجهزة الكمبيوتر المكتبية الخاملة لتنفيذ مهام تتطلب معالجة مكثفة، ويُشار إليه أيضًا باسم شبكة سطح المكتب المؤسسية (EDG). على سبيل المثال، يمكن تهيئة HTCondor [ 8 ] (إطار عمل برمجي مفتوح المصدر للحوسبة عالية الإنتاجية لترشيد المهام المكثفة حسابيًا على نطاق واسع) لاستخدام أجهزة سطح المكتب التي لا تستخدم لوحة المفاتيح أو الفأرة، وذلك لاستغلال طاقة وحدة المعالجة المركزية المهدرة من محطات العمل المكتبية الخاملة. وكغيره من أنظمة المعالجة الدفعية المتكاملة، يوفر HTCondor آلية لترتيب المهام في قائمة الانتظار، وسياسة جدولة، ونظام تحديد الأولويات، ومراقبة الموارد، وإدارة الموارد. ويمكن استخدامه لإدارة أحمال العمل على مجموعة مخصصة من أجهزة الكمبيوتر، أو دمج الموارد المخصصة (مجموعات مثبتة في رفوف) وأجهزة سطح المكتب غير المخصصة (استغلال موارد وحدة المعالجة المركزية) بسلاسة في بيئة حوسبة واحدة.

تاريخ

ظهر مصطلح الحوسبة الشبكية في أوائل التسعينيات كاستعارة لجعل قوة الحوسبة متاحة بسهولة مثل شبكة الطاقة الكهربائية . وسرعان ما أصبحت استعارة شبكة الطاقة للحوسبة المتاحة شائعة عندما نشر إيان فوستر وكارل كيسلمان عملهما الرائد، "الشبكة: مخطط لبنية تحتية حاسوبية جديدة" (1999). وسبق ذلك بعقود استعارة الحوسبة الخدمية (1961): الحوسبة كمرفق عام، على غرار نظام الهاتف. [ 9 ] [ 10 ]

انتشرت تقنيات جمع موارد وحدة المعالجة المركزية والحوسبة التطوعية بدءًا من عام 1997 بواسطة موقع distributed.net ، ثم لاحقًا في عام 1999 بواسطة مشروع SETI@home، وذلك لتسخير قوة أجهزة الكمبيوتر المتصلة بالشبكة في جميع أنحاء العالم، بهدف حل المشكلات البحثية التي تتطلب موارد معالجة مركزية مكثفة. [ 11 ] [ 12 ]

قام إيان فوستر وستيف تويكي من جامعة شيكاغو ، وكارل كيسلمان من معهد علوم المعلومات بجامعة جنوب كاليفورنيا، بتجميع أفكار الشبكة (بما في ذلك تلك المستمدة من الحوسبة الموزعة، والبرمجة كائنية التوجه، وخدمات الويب) . [ 13 ] ويُعتبر هذا الثلاثي، الذي قاد جهود إنشاء مجموعة أدوات غلوبوس، على نطاق واسع "آباء الشبكة". [ 14 ] لا تقتصر مجموعة الأدوات على إدارة الحوسبة فحسب، بل تشمل أيضًا إدارة التخزين ، وتوفير الأمان، ونقل البيانات، والمراقبة، بالإضافة إلى مجموعة أدوات لتطوير خدمات إضافية تستند إلى البنية التحتية نفسها، بما في ذلك التفاوض على الاتفاقيات، وآليات الإخطار، وخدمات التشغيل، وتجميع المعلومات. [ 15 ] وبينما لا تزال مجموعة أدوات غلوبوس هي المعيار الفعلي لبناء حلول الشبكة، فقد تم تطوير عدد من الأدوات الأخرى التي تلبي بعض الخدمات اللازمة لإنشاء شبكة مؤسسية أو عالمية.

في عام 2007، اكتسب مصطلح الحوسبة السحابية شعبية، وهو مشابه من الناحية المفاهيمية لتعريف فوستر المتعارف عليه للحوسبة الشبكية (من حيث استهلاك موارد الحوسبة كما يتم استهلاك الكهرباء من شبكة الطاقة ) والحوسبة الخدمية السابقة.

تقدم

في نوفمبر 2006، حصل إدوارد سايدل على جائزة سيدني فيرنباخ في مؤتمر الحوسبة الفائقة في تامبا، فلوريدا . [ 16 ] "لمساهماته المتميزة في تطوير برمجيات الحوسبة عالية الأداء والحوسبة الشبكية لتمكين البحث العددي التعاوني في المشكلات المعقدة في الفيزياء؛ ولا سيما نمذجة تصادمات الثقوب السوداء." [ 17 ] وقد مُنحت هذه الجائزة، التي تُعد من أرفع الجوائز في مجال الحوسبة، لإنجازاته في النسبية العددية.

أسرع الحواسيب العملاقة الافتراضية

  • اعتبارًا من مارس 2020، بلغت قدرة Folding@home  1.1 إكسا فلوبس. [ 18 ]
  • اعتبارًا من 7 أبريل 2020، بلغت قدرة BOINC  29.8 بيتافلوب. [ 19 ]
  • اعتبارًا من نوفمبر 2019،  بلغت قدرة IceCube عبر OSG 350 بيتا فلوبس fp32. [ 20 ]
  • اعتبارًا من فبراير 2018، بلغت قدرة Einstein@Home  3.489 بيتا فلوبس. [ 21 ]
  • اعتبارًا من 7 أبريل 2020، بلغت قدرة SETI@Home  1.11 بيتافلوب. [ 22 ]
  • اعتبارًا من 7 أبريل 2020، بلغ أداء MilkyWay@Home  1.465 بيتافلوب. [ 23 ]
  • اعتبارًا من مارس 2019، بلغ أداء GIMPS  0.558 بيتا فلوبس. [ 24 ]

كذلك، اعتبارًا من مارس 2019، بلغت القدرة الحاسوبية المقاسة لشبكة بيتكوين ما يعادل أكثر من 80,000 إكسا فلوبس (عمليات الفاصلة العائمة في الثانية). [ 25 ] يعكس هذا القياس عدد عمليات الفاصلة العائمة المطلوبة لمعادلة ناتج التجزئة لشبكة بيتكوين، وليس قدرتها على إجراء عمليات حسابية عامة للفاصلة العائمة، نظرًا لأن عناصر شبكة بيتكوين ( أجهزة ASIC لتعدين بيتكوين ) لا تُجري سوى عملية حساب التجزئة المشفرة المحددة التي يتطلبها بروتوكول بيتكوين .

المشاريع والتطبيقات

توفر الحوسبة الشبكية طريقةً لحلّ مشكلاتٍ بالغة الأهمية ، مثل طيّ البروتينات ، والنمذجة المالية ، ومحاكاة الزلازل ، ونمذجة المناخ والطقس ، وكان لها دورٌ محوريٌّ في تمكين مصادم الهادرونات الكبير في سيرن. [ 26 ] تُتيح الشبكات استخدام موارد تكنولوجيا المعلومات على النحو الأمثل داخل المؤسسة. كما تُوفّر وسيلةً لتقديم تكنولوجيا المعلومات كخدمةٍ أساسيةٍ للعملاء التجاريين وغير التجاريين، حيث يدفع هؤلاء العملاء فقط مقابل ما يستخدمونه، كما هو الحال مع الكهرباء أو الماء.

اعتبارًا من أكتوبر 2016، انضم أكثر من 4 ملايين جهاز يعمل بنظام التشغيل مفتوح المصدر " بنية بيركلي المفتوحة للحوسبة الشبكية " (BOINC) إلى شبكة الحوسبة العالمية (World Community Grid ). [ 19 ] ومن بين المشاريع التي تستخدم BOINC مشروع SETI@home ، الذي كان يستخدم أكثر من 400,000 جهاز حاسوب لتحقيق أداء حاسوبي بلغ 0.828 تيرافلوب (TFLOPS) اعتبارًا من أكتوبر 2016. وفي أكتوبر 2016 أيضًا، حقق مشروع Folding@home ، وهو ليس جزءًا من BOINC، أداءً حاسوبيًا يتجاوز 101 بيتافلوب (ما يعادل 101 بيتافلوب) على أكثر من 110,000 جهاز. [ 18 ]

موّل الاتحاد الأوروبي مشاريع من خلال البرامج الإطارية للمفوضية الأوروبية . وكان مشروع BEinGRID (التجارب التجارية في الحوسبة الشبكية) مشروعًا بحثيًا ممولًا من قبل المفوضية الأوروبية [ 27 ] كمشروع متكامل ضمن برنامج الرعاية الإطاري السادس (FP6). بدأ المشروع في 1 يونيو 2006، واستمر لمدة 42 شهرًا، حتى نوفمبر 2009. تولت شركة Atos Origin تنسيق المشروع . ووفقًا لبيان حقائق المشروع، تتمثل مهمته في "وضع مسارات فعّالة لتعزيز تبني الحوسبة الشبكية في جميع أنحاء الاتحاد الأوروبي، وتحفيز البحث في نماذج الأعمال المبتكرة باستخدام تقنيات الحوسبة الشبكية". ولاستخلاص أفضل الممارسات والمواضيع المشتركة من التطبيقات التجريبية، يقوم فريقان من الاستشاريين بتحليل سلسلة من المشاريع التجريبية، أحدهما تقني والآخر تجاري. تكمن أهمية المشروع ليس فقط في مدته الطويلة، بل أيضًا في ميزانيته الضخمة التي بلغت 24.8 مليون يورو، وهي الأكبر بين جميع المشاريع المتكاملة في برنامج FP6. وقد ساهمت المفوضية الأوروبية بمبلغ 15.7 مليون يورو، بينما ساهم 98 شركة شريكة في تمويل الباقي. منذ نهاية المشروع، تم اعتماد نتائج BEinGRID وتطويرها بواسطة IT-Tude.com .

مشروع "شبكات تمكين العلوم الإلكترونية" (Enabling Grids for E-sciencE)، الذي يتخذ من الاتحاد الأوروبي مقرًا له ويضم مواقع في آسيا والولايات المتحدة، كان مشروعًا لاحقًا لمشروع "شبكة البيانات الأوروبية" (European DataGrid) وتطور ليصبح " البنية التحتية للشبكة الأوروبية" (European Grid Infrastructure). وقد طُوّر هذا المشروع، إلى جانب " شبكة الحوسبة العالمية لمصادم الهادرونات الكبير" (WLCG) [ 28 ] ، لدعم التجارب التي تُجرى باستخدام مصادم الهادرونات الكبير في مركز سيرن . ويمكن الاطلاع على قائمة بالمواقع النشطة المشاركة في WLCG عبر الإنترنت [ 29 ] ، بالإضافة إلى إمكانية المراقبة الآنية لبنية EGEE التحتية [30]. كما أن البرامج والوثائق ذات الصلة متاحة للجمهور [ 31 ] . وهناك تكهنات بأن وصلات الألياف الضوئية المخصصة، كتلك التي أنشأها مركز سيرن لتلبية احتياجات WLCG من البيانات الضخمة، قد تُتاح يومًا ما للمستخدمين المنزليين، مما يوفر خدمات إنترنت بسرعات تصل إلى 10000 ضعف سرعة اتصال النطاق العريض التقليدي. [ 32 ] كما تم استخدام البنية التحتية للشبكة الأوروبية في أنشطة بحثية وتجارب أخرى مثل محاكاة التجارب السريرية للأورام. [ 33 ]

بدأ مشروع distributed.net في عام 1997. وقام مرفق الحوسبة الفائقة المتقدمة التابع لناسا (NAS) بتشغيل الخوارزميات الجينية باستخدام برنامج Condor cycle scavenger الذي يعمل على حوالي 350 محطة عمل من Sun Microsystems و SGI .

في عام 2001، أدارت شركة يونايتد ديفايسز مشروع أبحاث السرطان التابع لها، والذي اعتمد على منتجها "جريد إم بي" الذي يقوم بجمع البيانات من أجهزة الكمبيوتر الشخصية المتصلة بالإنترنت. وقد تم تشغيل المشروع على حوالي 3.1 مليون جهاز قبل إغلاقه في عام 2007. [ 34 ]

استكشفت الابتكارات الحديثة دمج تقنية سلسلة الكتل مع مبادئ الحوسبة الشبكية. فعلى سبيل المثال، يقترح نظام VirtEngine [ 35 ] ، الموضح بالتفصيل في براءة الاختراع الأسترالية الممنوحة AU2024203136 [ 36 ] ، نموذجًا لا مركزيًا يجمع بين شبكة حوسبة موزعة وإطار عمل قائم على سلسلة الكتل يعتمد على آلية إثبات الحصة لتحديد الهوية والمصادقة وإدارة الموارد. ويهدف هذا النهج إلى إنشاء نظام مستقل لإدارة سوق سحابي لا مركزي وحاسوب فائق موزع، مستفيدًا من موارد الحوسبة القائمة على المستهلك والمزود لتشغيل شبكة حوسبة شبكية موزعة عالميًا.

التعريفات

توجد اليوم العديد من تعريفات الحوسبة الشبكية :

  • في مقالته "ما هي الشبكة؟ قائمة مرجعية من ثلاث نقاط"، [ 3 ] يسرد إيان فوستر هذه السمات الأساسية:
  • يعرف Plaszczak/Wellner [ 37 ] تقنية الشبكة بأنها "التقنية التي تتيح افتراضية الموارد، والتوفير عند الطلب، ومشاركة الخدمات (الموارد) بين المؤسسات".
  • تُعرّف شركة IBM الحوسبة الشبكية بأنها "القدرة، باستخدام مجموعة من المعايير والبروتوكولات المفتوحة، على الوصول إلى التطبيقات والبيانات، وقوة المعالجة، وسعة التخزين، ومجموعة واسعة من موارد الحوسبة الأخرى عبر الإنترنت. والشبكة هي نوع من الأنظمة المتوازية والموزعة التي تُمكّن من مشاركة الموارد واختيارها وتجميعها، موزعة عبر نطاقات إدارية "متعددة"، بناءً على توافرها وسعتها وأدائها وتكلفتها ومتطلبات جودة الخدمة للمستخدمين". [ 38 ]
  • كان أحد الأمثلة السابقة لمفهوم الحوسبة كخدمة عامة هو ما قدمه فرناندو كورباتو من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا عام 1965. فقد تصور كورباتو والمصممون الآخرون لنظام التشغيل مولتيكس منشأة حاسوبية تعمل "مثل شركة كهرباء أو شركة مياه". [ 39 ]
  • يُعرّف Buyya/Venugopal [ 40 ] الشبكة بأنها "نوع من الأنظمة المتوازية والموزعة التي تُمكّن من مشاركة واختيار وتجميع الموارد المستقلة الموزعة جغرافيا بشكل ديناميكي في وقت التشغيل اعتمادًا على توافرها وقدرتها وأدائها وتكلفتها ومتطلبات جودة الخدمة للمستخدمين".

انظر أيضاً

قائمة مشاريع الحوسبة الشبكية

التحالفات والمنظمات

شبكات الإنتاج

المشاريع الدولية

اسممنطقةيبدأنهاية
البنية التحتية للشبكة الأوروبية (EGI)أوروبامايو 2010ديسمبر 2014
معهد البنية التحتية للبرمجيات الوسيطة المفتوحة في أوروبا (OMII-Europe)أوروبامايو 2006مايو 2008
تمكين شبكات العلوم الإلكترونية (EGEE وEGEE II وEGEE III)أوروبامارس 2004أبريل 2010
نظام القياس عن بعد المُمكّن بالشبكة مع التحكم والحساب الموزع (GridCC)أوروباسبتمبر 2005سبتمبر 2008
مبادرة البرمجيات الوسيطة الأوروبية (EMI)أوروبامايو 2010نشيط
KnowARCأوروبايونيو 2006نوفمبر 2009
مرفق شبكة البيانات الشماليةالدول الاسكندنافية وفنلندايونيو 2006ديسمبر 2012
شبكة المجتمع العالميعالمينوفمبر 2004نشيط
إكستريم أو إسأوروبايونيو 2006(مايو 2010) تمديد إلى سبتمبر 2010
OurGridالبرازيلديسمبر 2004نشيط

المشاريع الوطنية

المعايير وواجهات برمجة التطبيقات

أطر المراقبة

مراجع

  1. ما هي الحوسبة الشبكية؟ - Gridcafe مؤرشف بتاريخ 10 فبراير 2013 في Wayback Machine . E-sciencecity.org. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 سبتمبر 2013.
  2. "تصغير نطاق الحوسبة الشبكية" . NetworkWorld.com. 27 يناير 2003. مؤرشف من الأصل في 6 ديسمبر 2023. تم الاطلاع عليه في 21 أبريل 2015 .
  3. 1 2 "ما هي الشبكة؟ قائمة مرجعية من ثلاث نقاط" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 22-11-2014 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21-10-2010 .
  4. "مجموعة الذكاء الاصطناعي والتقنيات المنتشرة :: منشورات [ مجموعة أبحاث الذكاء الاصطناعي والتقنيات المنتشرة ] " . Diuf.unifr.ch. ١٨ مايو ٢٠٠٩. مؤرشف من الأصل في ٧ يوليو ٢٠١١. تم الاطلاع عليه في ٢٩ يوليو ٢٠١٠ . 
  5. مسائل حسابية - Gridcafe مؤرشف في 25 أغسطس 2012 على موقع Wayback Machine . E-sciencecity.org. تم الاطلاع عليه في 18 سبتمبر 2013.
  6. "ما هي الحوسبة الشبكية؟" . دليل IONOS الرقمي . مؤرشف من الأصل بتاريخ 28 يناير 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 مارس 2022 .
  7. كيرتشر، زاك؛ كوسلور، إريكا (10 يوليو 2018). "الأشياء الحدودية والفجوة الثقافية التقنية: ممارسات ناجحة لفرق الابتكار التطوعية التي تتجاوز المجالات العلمية والمهنية" ( ملف PDF) . مجلة بحوث الإدارة . 29 : 76-91 . doi : 10.1177/1056492618783875 . hdl : 11343/212143 . ISSN 1056-4926 . S2CID 149911242. مؤرشف (PDF) من الأصل بتاريخ 28 مارس 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 سبتمبر 2019 .  
  8. "HTCondor - الصفحة الرئيسية" . research.cs.wisc.edu . مؤرشف من الأصل في 2 مارس 2018. تم الاطلاع عليه في 14 مارس 2018 .
  9. جون مكارثي ، متحدثاً في الاحتفال بالذكرى المئوية لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا عام 1961
  10. غارفينكل، سيمسون (1999). أبيلسون، هال (محرر). مهندسو مجتمع المعلومات: خمسة وثلاثون عامًا من مختبر علوم الحاسوب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا . مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0-262-07196-3.
  11. أندرسون، ديفيد ب؛ كوب، جيف؛ وآخرون . (نوفمبر 2002). "SETI@home: تجربة في الحوسبة باستخدام الموارد العامة". مجلة اتصالات رابطة مكائن ​​الحوسبة . 45 (11): 56-61 . doi : 10.1145/581571.581573 . S2CID 15439521 .  
  12. نعمان دوراني، محمد؛ شمسي، جواد أ. (مارس 2014). "الحوسبة التطوعية: المتطلبات والتحديات والحلول". مجلة تطبيقات الشبكات والحاسوب . 39 : 369-380 . doi : 10.1016/j.jnca.2013.07.006 .
  13. جونسون، بريدجيت (2019-11-06). "وفاة رائد الحوسبة الشبكية ستيف تويك عن عمر يناهز 52 عامًا" . مؤرشف من الأصل في 2022-11-04 . تم الاسترجاع في 2022-11-04 .
  14. "أبو الشبكة" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2012-03-01 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2007-04-15 .
  15. سالم، م. (2007). الحوسبة الشبكية: نموذج جديد لتقنيات/تطبيقات الرعاية الصحية . تم الاسترجاع في 30-08-2022 .
  16. «إدوارد سايدل، الحائز على جائزة سيدني فيرنباخ لعام 2006» . جوائز جمعية مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) . جمعية مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE). مؤرشف من الأصل بتاريخ 15 أغسطس 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 أكتوبر 2011 .
  17. «إدوارد سايدل • جمعية مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) للحاسبات» . www.computer.org . مؤرشف من الأصل بتاريخ 15 أغسطس 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 مارس 2018 .
  18. 1 2 مختبر باندي. "إحصائيات العملاء حسب نظام التشغيل" . Folding@home . جامعة ستانفورد . تم الاسترجاع في 26 مارس 2020 .{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  19. 1 2 "إحصائيات BOINC - نظرة عامة على الائتمان المجمع لـ BOINC" . مؤرشف من الأصل في 22 يناير 2013. تم الاطلاع عليه في 30 أكتوبر 2016 .
  20. "مركز سان دييغو للحوسبة الفائقة ومركز آيس كيوب بجامعة ويسكونسن يجريان تجربة سحابية باستخدام وحدة معالجة الرسومات" . مركز سان دييغو للحوسبة الفائقة. مؤرشف من الأصل في 14 سبتمبر 2022. تم الاطلاع عليه في 22 أبريل 2022 .
  21. "نظرة عامة على ائتمان آينشتاين@هوم" . BOINC. مؤرشف من الأصل في 27 أغسطس 2016. تم الاطلاع عليه في 30 أكتوبر 2016 .
  22. "نظرة عامة على ائتمان SETI@Home" . BOINC. مؤرشف من الأصل في 3 يوليو 2013. تم الاطلاع عليه في 30 أكتوبر 2016 .
  23. "نظرة عامة على ائتمان MilkyWay@Home" . BOINC. مؤرشف من الأصل في 20 مايو 2012. تم الاطلاع عليه في 30 أكتوبر 2016 .
  24. "تقنية الحوسبة الموزعة لخادم الإنترنت PrimeNet للبحث الكبير عن أعداد ميرسين الأولية على الإنترنت" . GIMPS . مؤرشف من الأصل في 25 مايو 2019. تم الاطلاع عليه في 12 مارس 2019 .
  25. bitcoinwatch.com. "إحصائيات شبكة بيتكوين" . بيتكوين . مؤرشف من الأصل في 20 يناير 2023. تم الاطلاع عليه في 12 مارس 2019 .
  26. كيرتشر، زاك؛ فينكاترامان، روهان؛ كوسلور، إريكا (23 أبريل 2020). "توازي مُرضٍ: أعمال مبكرة متعددة التخصصات لنشر الابتكار عبر الحدود في الحوسبة الشبكية". مجلة أبحاث الأعمال . 116 : 581-594 . doi : 10.1016/j.jbusres.2020.04.018 . hdl : 11343/237477 . S2CID 219048576 . 
  27. ^ "beingrid.eu: Stromkosten Vergleiche -" . bengrid.eu: سترومكوستن فيرجليتش . مؤرشفة من الأصلي في 23 يوليو 2011 . تم الاسترجاع في 14 مارس 2018 .
  28. "مرحباً بكم في شبكة الحوسبة العالمية لمصادم الهادرونات الكبير - WLCG" . wlcg.web.cern.ch. مؤرشف من الأصل بتاريخ 25 يوليو 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 مارس 2018 .
  29. "GStat 2.0 – عرض ملخص – GRID EGEE" . Goc.grid.sinica.edu.tw. مؤرشف من الأصل في 20 مارس 2008. تم الاطلاع عليه في 29 يوليو 2010 .  
  30. "مراقبة الوقت الحقيقي" . Gridportal.hep.ph.ic.ac.uk. مؤرشف من الأصل في 16 ديسمبر 2009. تم الاطلاع عليه في 29 يوليو 2010 .
  31. "LCG – Deployment" . Lcg.web.cern.ch. مؤرشف من الأصل في 17 نوفمبر 2010. تم الاطلاع عليه في 29 يوليو 2010 . 
  32. "صحيفة التايمز وصحيفة صنداي تايمز" . صحيفة التايمز . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 25 فبراير 2021. تم الاطلاع عليها بتاريخ 14 مارس 2018 .
  33. أثانايلياس، ثيودوروس؛ وآخرون (2011). "استغلال تقنيات الشبكات لمحاكاة التجارب السريرية: نموذج العلاج الإشعاعي الحاسوبي للأورام". المحاكاة: معاملات الجمعية الدولية للنمذجة والمحاكاة . 87 (10): 893-910 . doi : 10.1177/0037549710375437 . S2CID 206429690 .  
  34. "الحوسبة عالية الأداء (HPC) وحلول الحوسبة السحابية | ألتاير" . افتراضي . مؤرشف من الأصل في 7 أبريل 2007.
  35. ^ “فيرت إنجين جيثب” . تقصير . 2025-09-17.
  36. "نظام لا مركزي لتحديد الهوية، والمصادقة، وتشفير البيانات، والحوسبة السحابية، والحوسبة العنقودية الموزعة" . افتراضي . 2025-09-17.
  37. ب. بلازتشاك، ر. ويلنر، الحوسبة الشبكية ، 2005، إلسيفير/مورغان كوفمان، سان فرانسيسكو
  38. حلول IBM Grid لشركاء الأعمال: مساعدة شركاء أعمال IBM على تمكين التطبيقات من العمل على منصة Grid للمرحلة التالية من التجارة الإلكترونية عند الطلب
  39. بنية مشرف Multics، مؤرشفة بتاريخ 16 يناير 2014 على موقع Wayback Machine . Multicians.org. تم الاطلاع عليها بتاريخ 18 سبتمبر 2013.
  40. "مقدمة مبسطة للحوسبة الشبكية وتقنياتها" (ملف PDF) . مؤرشف (ملف PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 24 مارس 2006. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 مايو 2005 .

فهرس