TEKNİK YAZI

Sis Bilişim ve Uç Bilişim: Ne Farkı Var?

İçindekiler

    Endüstriyel Nesnelerin İnterneti’ne (IIoT) artan ilgi, bu trendin merkezinde yer alan üretim ile ilgili her türlü veriyi işlemeye yönelik birçok yeni teknoloji ve stratejiyi de beraberinde getirmiştir. Bu teknolojilerin birçoğu pek yeni olmasa da, sektörde yeterli bilinirliğe henüz erişememiştir. Uç bilişim ve sis bilişim terimleri de bu bağlamda netleştirilmesi gereken konseptler arasında yer alır. Uç bilişim ve sis bilişim terimlerini eş anlamlı gibi kullanma hatasına düşmek mümkündür. Ancak, iki konseptin ortak özellikleri bulunsa da, aralarında belirgin operasyonel farklar da mevcuttur. 

    Önceki bir teknik yazımızda, sis bilişimle bulut bilişim arasındaki farklara değinmiştik. Bulut bilişimle arasındaki farklara kıyasla sis bilişimin uç bilişimle çok daha fazla ortak noktası olduğu bir gerçek. Hem sis bilişim hem de uç bilişim, yerel zeka ve veri işleme kabiliyetini haberleşme ağının veri üreten pompa, motor, sensör, röle gibi uç cihazlara yakın kısımlarına çeker. Bu sayede işletmelerin veri analizi için bulut tabanlı platformlara bağımlılığını azaltır, böylece veri kaynaklı karar almayı bulut bilişime kıyasla çok daha hızlı hale getirirler. İki yapı arasındaki temel fark ise bu zeka ve veri işleme gücünün tam olarak nerede yer aldığında yatar. Uç bilişim genellikle doğrudan sensör gibi uç cihazlara bağlı veya fiziki olarak yakın haberleşme donanımlarında, verinin bir yere aktarılmasına gerek kalmadan gerçekleşir. Sis bilişim ise veri işlemeyi yerel ağa bağlı işlemciler veya bizzat LAN donanımı üstünde gerçekleştiğinden, fiziki olarak uç cihazlara biraz daha uzaktır. 

    Bunu anlamak için insanlardaki sinir sistemine bakabiliriz: Çok sıcak bir yüzeye değdiğimizde omurilik yoluyla reflekslerimiz harekete geçer, elimizi çekeriz. Burada karar mekanizması olarak beynimizi kullanmamıza gerek kalmaz. Uç bilişim de aynen bu şekilde işler. Elimizdeki sıcağı algılayan sinir uçları gibi, haberleşme ağlarının uçlarında bulunan akıllı cihazlar da belirli komutları merkeze iletmeden uygulamak üzere programlanabilirler. Sis bilişim ise, ağın uç bilişime nazaran merkeze daha yakın bir yerinde veri işleme ve yerel zekayı devreye sokar. Bu bağlamda sıcak yüzeye verdiğimiz otomatik tepkiden ziyade bir kere öğrendikten sonra beyinciğe kaydedilen ve tekrar öğrenme gerektirmeyen bisiklete binme faaliyetine benzer.

    Bu iki konsept arasındaki fark şöyle özetlenebilir:

    • Sis bilişim, veri işleme gücünü ağ mimarisinde yerel ağ düzeyine indirir, verileri bir sis düğümüne veya IoT ağ geçidine aktararak burada işler.
    • Uç bilişim, bir uç ağ geçidinin veya uç cihazın zekasını, işlem gücünü ve haberleşme özelliklerini doğrudan programlanabilir otomasyon kontrol cihazları (PAC’ler) gibi cihazlarda birleştirir. 

    Uç Bilişim: Avantaj ve Dezavantajları

    Verinin aktarılmasını gerektirmeyen uç bilişim, bu açıdan sis bilişime kıyasla daha güvenli bir veri işleme yoludur. Veri işleme veriyi üreten cihazın kendisi bünyesinde gerçekleştiği için bu veri gizli kalır, bütünlüğü tehlikeye girmez. Verinin toplanması ve analizi gerçek zamanlı tamamlanabildiği ve tek cihazı kapsadığı için masraflar da düşük tutulabilir. Uç bilişimde bu gerçek zamanlı veri işleme, performansın optimizasyonunu sağlayarak kesintileri de azaltır. 

     

    Öte yandan uç bilişimin kayda değer bir dezavantajı vardır, veriyi uçta tutma ile gerektiğinde buluta taşıma arasındaki dengeyi yakalamak zordur. Bazı durumlarda verinin yerel analizi daha etkili olsa da, sistem genelini düşündüğümüzde, özellikle geniş ağlarda verinin bir noktada buluta aktarılması gerekecektir. Uç bilişimin bir başka dezavantajı ise birden fazla makine veya sürecin yönetilmesine izin vermemesidir, ölçeklenebilir değildir. Kapsamı tek bir cihazla kısıtlı kalacak kadar uçta işler.

    Tüm bu özellikleri göz önünde bulundurulduğunda karmaşık algoritmalar gerektiren veri setleri veya büyük ölçekli ağlar için uç bilişim tercih etmek mantıklı olmayabilir. Bu tür sistemlerde veri bulutta daha iyi işlenebilir. Basit analitik işlemler söz konusu ise, uç bilişimden faydalanmak, dolayısıyla verinin uçta kalması daha mantıklıdır.

    Sis Bilişim: Avantaj ve Dezavantajları

    Sis bilişimde kontrol sisteminin kullandığı programdan alınan veri, bir OPC server veya protokol ağ geçidine gönderilir. Burada veri IT sistemlerinin anlayabileceği, MQTT veya HTTP gibi bir protokole dönüştürülür. Daha sonra veri bir sis düğümü veya IoT ağ geçidi gibi yerel ağ üzerinde yer alan, veriyi toplayarak yüksek düzey işleme ve analiz gerçekleştirebilen bir başka sisteme gönderilir. Bu sistemde veri filtrelenir, analiz edilir, işlenir, hatta buluta veya geniş alan ağına iletilmeden önce depolanabilir. Veri depolama ve işleme sis bilişim yapısına sahip bir yerel ağda gerçekleştiğinde birden fazla cihazdan alınan verilerin buluta aktarılmadan işlenmesi mümkün olur. Böylece yalnızca bir noktadan değil, bir bölgenin tümünden alınan veri işlenebilir. 

     

    Sis bilişimin bir başka avantajı ise uç bilişime kıyasla daha büyük veri hacmini işleyebilecek kapasiteye sahip olmasıdır. Tek tip cihazlardan alınan veri yerine çok çeşitli verilerin de yerel olarak işlenmesine olanak tanır.  Aynı anda daha fazla veriyi kullanabildiğinden gerçek zamanlı talepleri de işleyerek uç bilişimin kabiliyetini bir üst seviyeye taşır. Sürekli veri alışverişinde bulunan binlerce bağlı cihazın söz konusu olduğu uygulamalar, sis bilişime başvurmak için ideal uygulamalardır.

    Bununla beraber sis bilişimin daha fazla veri işleyebilmesinin bir dezavantajı da olabilir: Büyük bir ağ üzerinde veri bütünlüğü sağlamak daha zor olacaktır. Dahası, daha fazla altyapı ihtiyacı, daha büyük yatırım gerektirebilir. Sis bilişimin öne çıkan başka bir dezavantajı da, cihazlar arası çok sayıda bağlantı olması, dolayısıyla potansiyel kesinti noktalarının da bir o kadar artmasıdır.

    Uç Bilişim ve Sis Bilişim Çözümleri

    Sis bilişimden daha önce ortaya çıkan uç bilişime yönelik günümüzde PLC’ler, PAC’lar, akıllı I/O modülleri gibi birçok çözüm yaygın olarak kullanılmaktadır. Sis bilişim konsepti ise Cisco tarafından birkaç sene önce, verilerin kaynağında veya yakınında yeni bir akıllı katman olarak ortaya konmuştur. Sis bilişimin veri işleme gücünden yararlanmak üzere geliştirilen somut çözüm sayısı ise, uç bilişime göre daha kısıtlı kalmıştır. Yine de verilerin buluta aktarılmadan önce filtrelenmesi ve normalizasyonu için sis düğümü veya IoT ağ geçidi özellikli çeşitli akıllı cihazlar piyasada mevcuttur. 

    ​Sis bilişime yönelik piyasaya sunulmuş çözümlerden biri, IIoT’nin lider çözüm sağlayıcılarından Moxa’nın uzun vadeli Linux sürüm desteğine sahip olan, veri toplama ve cihaz kontrolü fonksiyonlarını bünyesinde toplayan IIoT ağ geçididir.  

    Programlama platformu, veri kaydedici (data logger) ve 4G router özelliklerini bir araya getiren bu çözüm, ThingsPro Suite adlı bir yazılım paketi de içerir. Bu yazılım, Modbus veri toplama ve kablosuz yönetim gereksinimlerine cevap verir, aynı zamanda kendi uygulamalarınızı programlayabilme esnekliği de sunarak, IIoT ağ geçidinizin yapabileceklerini çok daha öteye taşıyabilmenizi sağlıyor.

    Uç bilişim için tercih edilebilecek bir çözüm ise, Robustel tarafından geliştirilen, Robustel marka cihazlarda kullanılmak üzere tasarlanmış Linux tabanlı RobustOS işletim sistemi üzerinden geliştirilen güçlü bir ağ geçidi olan MEG5000’dir. Temel haberleşme fonksiyonları ve protokol desteğine sahip olan RobustOS, aynı zamanda kullanıcı dostu bir arayüz sunar. C, Python veya Java üzerinden yazılım geliştirme seçeneği de bulunur. Daha spesifik IoT uygulama ihtiyaçlarına yönelik ise zengin bir App yelpazesine sahiptir.

    ​Uç bilişim uygulamalarında düşünülmesi gereken başka bir faktör ise, veri toplama ve işlemeyi gerçekleştiren cihazlar gerekli protokolleri desteklemiyor ise, protokol dönüşümüdür. Bu ihtiyaca Moxa, Modbus, PROFIBUS, PROFINET, EtherNet/IP gibi endüstriyel uygulamalarda kullanılan birçok farklı protokolü destekleyen protokol ağ geçitleri ile cevap veriyor. Bunun yanı sıra yine Moxa’nın sunduğu OPC UA destekli yazılım paketi, ya da veri toplama, depolama ve istendiğinde buluta aktarma fonksiyonlarına sahip ioLogik 2000 serisi akıllı I/O modülleri de uç bilişim uygulamalarında kullanılmakta olan çözümler arasındadır. 

    ​Sonuç

    Aralarındaki önemli farklara karşın uç bilişim ve sis bilişim teknolojileri, Endüstri 4.0 çağında üretimde verimliliği artırma veya endüstriyel sistemlerde verinin en etkin biçimde kullanımını sağlamada sistem entegratörleri ve işletme sahiplerine kayda değer fayda sağlayacak önemli olanaklar sunmuştur. Bu iki konsept arasındaki farkın doğru anlaşılması ise birbirinden çok farklı gereksinimleri olabilecek IIoT uygulamalarında hangisini kullanmanın daha doğru olacağını belirlememize yardımcı olacaktır. Her halükarda uç bilişim ve sis bilişim, veri gücünü ve yerel zekayı kurumsal uygulamalar kadar endüstriyel uygulamalarda da etkinleştirmenin önünü açacaktır. 

    Kaynak: Automation World, CMS Wire, Moxa Inc., Guangzhou Robustel Technologies

    Görsel Kaynağı: https://www.gbcloud.net/blog/what-is-cloud-computing/