کتاب Fog Computing

کتاب Fog Computing (محاسبات مه: مفاهیم، چارچوب‌ها و کاربردها) یک کتاب بسیار مناسب برای آشنایی با شبکه‌های مهی می‌باشد. این کتاب در 15 فصل از مقدمات تا نکات مهم و پیشرفته پردازش مهی را شرح می‌دهد.

در ادامه مقدمه‌ای از کتاب Fog Computing را از زبان نویسنده شرح خواهیم داد.

مقدمه‌ای بر کتاب Fog Computing:

این کتاب به عنوان یک ماده مرجع برای دانش‌آموزان، مربیان، محققان، متخصصان و توسعه‌دهندگانی است که درگیر یا علاقه شدیدی به حوزه محاسبات مه دارند.
محاسبات مه، یک فناوری پیشرفته، الگوی محاسبات ابری را تا لبه شبکه‌های فعلی گسترش می‌دهد.

تأخیر در شبکه را کاهش می‌دهد، چابکی کسب و کار را افزایش می‌دهد و زمان پاسخ کمتری را فراهم می‌کند. اینترنت اشیا (IoT) به سرعت در حال افزایش است و داده‌های زیادی توسط حسگرها تولید می‌شود.

قبل از ظهور محاسبات مه، داده‌های تولید شده توسط دستگاه‌های IOT برای انتقال به ابر برای پردازش و محاسبات استفاده می‌شد که منجر به مشکلات مختلفی مانند تأخیر، افزایش زمان پاسخ و غیره می‌شد.

یک زیرساخت توزیع شده که در آن مدیریت برخی از برنامه ها و خدمات توسط یک دستگاه هوشمند در لبه شبکه انجام می‌شود. گره های مه به عنوان واسطه بین سرور ابری و سخت‌افزار عمل می‌کنند تا پردازش، تجزیه و تحلیل و ذخیره سازی داده ها کارآمد باشد. این را می‌توان با کاهش ترافیک در فضای ابری به دست آورد.

کتاب Fog Computing مروری بر مفاهیم نوآورانه، روش‌شناسی و چارچوب‌های محاسبات مه ارائه می‌دهد. این کتاب موضوعاتی مانند مبانی محاسبات مه را مورد بحث قرار می‌دهد تا به خوانندگان کمک کند تا فناوری را از پایه درک کنند، جزئیات مربوط به زیرساخت و ادغام اینترنت اشیا، مه و رایانش ابری برای کمک به خوانندگان در به دست آوردن بینش عمیق تر در مورد فناوری.

کتاب Fog Computing شامل فصل‌هایی برای نقش محاسبات مه در برنامه‌های کاربردی اینترنت اشیا، به همراه استفاده از شبکه‌های تعریف‌شده نرم‌افزاری و یادگیری ماشینی در پیاده‌سازی یک محیط محاسباتی مه کارآمد است.

همچنین استفاده از پروتکل های ارتباطی برای ارتباطات ایمن، ابزارهای شبیه‌سازی برای محاسبات مه و نقش فناوری بلاک‌چین برای ارائه یک محیط محاسبات مه ایمن را مورد بحث قرار می‌دهد. کتاب Fog Computing منبع اطلاعاتی به آسانی قابل دسترس برای محققان در زمینه محاسبات توزیع شده و همچنین برای متخصصانی خواهد بود که می‌خواهند دانش امنیت و اتصال خود را در سیستم های IoT افزایش دهند.

کتاب Fog Computing شامل 5 فصل است که به شیوه ای مناسب سازماندهی شده‌اند تا یک مبتدی بدون هیچ دانش قبلی در مورد محاسبات مه از این مطالب بهره مند شود. این کتاب همچنین شامل استفاده از فناوری‌های نوظهور مانند بلاک چین و یادگیری ماشینی با محاسبات مه است.

فصل 1 کتاب Fog Computing در مورد محاسبات مه: حال و آینده است. همانطور که از عنوان پیداست، این فصل به این موضوع می‌پردازد که محاسبات مه چیست و چرا یک پارادایم ضروری برای محاسبات ابری است.

مروری بر سه جزء اصلی محاسبات مه (به عنوان مثال زیرساخت، پلتفرم و برنامه) در این فصل ارائه شده است. این فصل همچنین کاربردهای بلادرنگ محاسبات مه و اینکه چگونه به صنایع کمک می‌کند تا به طور موثر به سمت ابر حرکت کنند، بحث می‌کند. این فصل همچنین به فرصت‌ها و مسائلی می‌پردازد که محاسبات مه در هر دو بخش تحقیق و توسعه و اجرا ارائه می‌کند.

فصل 2 کتاب Fog Computing محاسبات مه را مورد بحث قرار می‌دهد: بنیاد و طرح کلی. نویسندگان دریافتند که محاسبات مه در مقایسه با ابر در برآوردن نیاز کنونی به مدل‌های ایده‌آل که نیاز به رسیدگی سریع‌تر و به تعویق انداختن کمتری دارند، بهتر عمل می‌کند. با این حال، نویسندگان همچنین ذکر می‌کنند که مه بدون ابر وجود ندارد. این دو با هم وجود دارند، به دو منطقه منحصر به فرد خدمت می‌کنند و هر مکانی که نیاز باشد مکمل یکدیگر هستند.

استفاده از یادگیری ماشین در محاسبات مه در فصل 3 کتاب Fog Computing مورد بحث قرار گرفته است. یادگیری ماشین به طور گسترده در محاسبات مه استفاده می‌شود تا مدل های کارآمدتر با مکانیسم های امنیتی برای تشخیص حملات مختلف ارائه شود. یادگیری ماشینی به ارائه پردازش، محاسبات و مدیریت کارآمد حجم عظیمی از داده‌هایی که در حال تولید و تجزیه و تحلیل هستند کمک می‌کند.

پرکاربردترین تکنیک‌های یادگیری نظارت‌شده مانند رگرسیون خطی، ماشین بردار پشتیبان (SVM)، درخت‌های تصمیم‌گیری، مدل‌های جنگل تصادفی و رگرسیون در یادگیری ماشین، همراه با چالش‌ها و مسائل نیز در این فصل مورد بحث قرار گرفته‌اند. نویسندگان نتیجه می‌گیرند که علیرغم مشکلات، یادگیری ماشین نقش مهمی در بهبود عملکرد، دقت و امنیت برنامه‌های محاسباتی مه ایفا می‌کند.

کاربرد یادگیری ماشین در محاسبات مه در فصل 4 کتاب Fog Computing ارائه شده است. این فصل با هدف تشریح عملکردها و ویژگی های محاسبات مه و یادگیری ماشین و چگونگی کارکرد آن‌ها به طور مختلط برای ایجاد یک محیط آماده برای تولید است. این فصل کاربردهای مختلف یادگیری ماشین را در محاسبات مه، از جنبه‌های نرم‌افزاری مانند پردازش و توزیع داده تا جنبه های سخت افزاری مانند مصرف انرژی و فرآیندهای تخصیص منابع، مورد بحث قرار می‌دهد.

این فصل از کتاب Fog Computing همچنین به این موضوع می‌پردازد که چگونه یادگیری ماشین برای افزایش امنیت و حفظ حریم خصوصی در شبکه مه‌آلود عمل کرده است، زیرا داده‌های تهیه‌شده و تولید شده توسط دستگاه‌های مه و لبه برای کاربران فردی حساس هستند. این فصل همچنین به بررسی موضوعات باز و موضوعات تحقیقاتی می‌پردازد که کاربردهای امیدوارکننده‌تری را از محاسبات مه در بخش‌های مختلف ارائه می‌کنند.

فصل 5 کتاب Fog Computing ابزارهای شبیه‌سازی و مدل‌سازی برای محاسبات مه را ارائه می‌کند. این فصل مروری بر چارچوب‌ها و ابزارهای مدل‌سازی ارائه می‌دهد که امکان طراحی و آزمایش راه حل‌های مه را فراهم می‌کند.

همچنین آموزش کاربردی کوتاهی در مورد نصب و پیکربندی محیط های آزمایش مجازی مه در این فصل ارائه شده است. علاوه بر این، مرحله فعلی توسعه، چالش‌ها و جهت‌گیری‌های تحقیقاتی در شبیه‌سازی مه مورد بحث قرار می‌گیرد. این فصل همچنین ابزارهای مدل‌سازی مه فعلی را برای محاسبات مه مورد بحث قرار می‌دهد و جدیدترین مطالعات موجود در ادبیات را ارائه می‌کند.

مسائل مربوط به امنیت و حریم خصوصی در محاسبات مه در فصل 6 مورد بحث قرار می‌گیرد. هدف مطالعه ارائه شده شناسایی نگرانی‌های احتمالی امنیتی و حریم خصوصی است که توسط بسیاری از دستگاه های اینترنت اشیا و کاربردهای آن‌ها نادیده گرفته شده است. نیاز به محاسبات مه در برنامه‌های کاربردی دنیای واقعی و نگرانی‌های امنیتی مرتبط نیز مورد بررسی قرار می‌گیرد. نگرانی‌های امنیتی و حفظ حریم خصوصی مربوط به انتقال داده‌های کاربر از طریق سیستم عامل‌های مه، همراه با اقدامات امنیتی که باید برای افزایش امنیت در سراسر سیستم مه اجرا شوند، مورد بحث قرار می‌گیرند.

فصل 7 کتاب Fog Computing در مورد استفاده از محاسبات مه برای اینترنت اشیاء پزشکی است. مقدمه‌ای بر محاسبات مه، معماری کلی و ویژگی‌های محاسبات مه در این فصل ارائه شده است. این فصل اطلاعات دقیقی در مورد خدمات ارائه شده توسط لایه مه مانند مدیریت داده، مدیریت رویداد، بهره‌وری منابع، و غیره ارائه می‌دهد.

یک معماری جدید برای اینترنت اشیاء پزشکی با محاسبات مه پیشنهاد شده است، و بحث در مورد نظارت روزانه و خدمات مراقبت‌های بهداشتی مفاد نیز گنجانده شده است. علاوه بر این، موارد استفاده از مراقبت‌های بهداشتی از محاسبات مه نیز مورد بحث قرار می‌گیرد. این فصل با لیستی از مسائلی که باید به منظور بهبود برنامه‌های اینترنت اشیا با گسترش عملکرد محاسبات مه در حال ظهور مورد توجه قرار گیرد، پایان می‌یابد.

فصل 8 کتاب Fog Computing دارای یک سیستم کنترل تک نقطه‌ای برای دستگاه‌های مصرف‌کننده با استفاده از محاسبات Edge-Fog است. کار تحقیقاتی یک مدل شبکه عصبی کانولوشن (CNN) را برای انتخاب دستگاه و کنترل عملکرد دستگاه مصرف‌کننده با استفاده از لپ‌تاپ که به عنوان یک دستگاه لبه عمل می‌کند، پیشنهاد کرد.

مدل پیشنهادی از دوربین و میکروفون یک لپ‌تاپ برای انتخاب یک دستگاه و عملکرد آن استفاده می‌کند، برخلاف کارهای قبلی که از سنسورها یا سایر دستگاه‌های پوشیدنی استفاده می‌کردند. مدل پیشنهادی از پردازش تصویر در زمان واقعی برای کنترل محدوده عملکردی استفاده می‌کند که قبلاً انجام نشده بود. مدل پیشنهادی می‌تواند برای توابع پیچیده تشخیص صدای طبیعی استفاده شود. ما معتقدیم که این روش به سایر محققین در زمینه سیستم‌های کنترل نقطه‌ای کمک می‌کند.

فصل 9 کتاب Fog Computing در مورد محاسبات مه: نگاهی به امنیت ارتباطات است. شبکه / محاسبات مه به عنوان یک زیرساخت محاسباتی غیرمتمرکز و توزیع شده شناخته می‌شود که در آن نقاط پایانی مختلف داده‌ها را ارسال و دریافت می‌کنند و آن‌ها را ذخیره می‌کنند. مسئولیت‌های مختلف در منطقی‌ترین و کارآمدترین لایه در این سیستم توزیع‌شده پراکنده شده‌اند که در مقایسه با مدل‌های سنتی مانند رایانش ابری، آن را از نظر سرویس‌دهی به کاربر نهایی مؤثرتر می‌کند.

از آنجایی که از ابر قوی‌تر است، درهای بیشتری برای حفره‌های امنیتی و چالش‌ها در هنگام اجرا دارد. الگوریتم‌ها و روش‌های مورد استفاده برای رسیدگی به چالش‌های امنیتی همراه با ظهور آن‌ها در طول زمان در این فصل توضیح داده شده‌اند. نویسندگان نتیجه می‌گیرند که پیاده‌سازی روش‌ها/الگوریتم‌های امنیت و حفظ حریم خصوصی در مه چالش‌برانگیز است، زیرا موقعیت‌های مختلف ممکن است به راه‌حل‌های متفاوتی برای یک برنامه واحد نیاز داشته باشند.

فصل 10 کتاب Fog Computing در مورد محاسبات مه و یادگیری ماشین است. در این فصل، نویسنده در مورد محاسبات مه صحبت می‌کند و اینکه چگونه می‌توان آن را با یادگیری ماشین جفت کرد تا فناوری مه را تقویت کند و کاربردهای احتمالی آن را گسترش دهد. در کنار تفاوت بین محاسبات ابری و محاسبات مه، نویسنده همچنین در مورد یادگیری ماشینی، مزایا و معایب آن، استراتژی‌های پیاده‌سازی و مراحل پیاده‌سازی صحبت می‌کند. علاوه بر این، کاربردهای یادگیری ماشین در محاسبات مه، مزایا و چالش‌های آن، و مثال‌های رایج از نحوه استفاده از آن در یادگیری ماشین در این فصل مورد بحث قرار می‌گیرد.

فصل 11 کتاب Fog Computing پروتکل‌های ارتباطی در محاسبات مه را ارائه می‌کند: بررسی و چالش‌ها. این فصل مقدمه ای بر محاسبات مه و همچنین معماری کلی و مزایای آن ارائه می‌دهد. خدمات ارائه شده توسط محاسبات مه نیز در این فصل مورد بحث قرار می‌گیرد. این فصل اطلاعات دقیقی در مورد پروتکل های ارتباطی مختلف مانند HTTP، MQTT، CoAP و غیره به همراه مقایسه پروتکل های مختلف بر اساس پارامترهای مختلف می‌دهد. فصل با فهرستی از چالش های تحقیق در هر پروتکل به پایان می‌رسد.

فصل 12 کتاب Fog Computing، محاسبات مه، امروز و در آینده با اینترنت اشیاء، محاسبات مه را به عنوان بهترین جایگزین برای اینترنت اشیا مورد بحث قرار می‌دهد که توسط چندین مشتری اینترنت اشیا از دیدگاهی شایسته و جامع پشتیبانی می‌شود. ادغام و کاربرد Fog، IoT و Edge Computing موضوعاتی هستند که در آن بحث شده است

فصل 13 کتاب Fog Computing. در اینجا مفهوم اینترنت اشیا با معماری های مختلف که تاکنون با فناوری های اینترنت اشیا، مه و محاسبات لبه در حوزه اینترنت اشیا تکامل یافته است معرفی شده و سپس چالش‌های اینترنت اشیا به تصویر کشیده شده است. محاسبات لبه یا مه با نیازها و چالش های خود معرفی شده است. و در ادامه، برنامه های مختلفی که تاکنون در زمینه مه، اینترنت اشیا و محاسبات لبه تکامل یافته اند، به همراه تصویر دقیق مدل های استقرار این برنامه ها، همراه با میان افزار مورد نیاز مورد بحث قرار می‌گیرند.

فصل 14 کتاب Fog Computing نقش زنجیره بلوکی در محاسبات مه را ارائه می‌کند. این فصل به مکانیزم به اشتراک گذاری داده با استفاده از کلید متا نزدیک شده است که در آن گره های مکان اطلاعات (LoI) داده های خود را تحت محاسبات مه مبتنی بر زنجیره بلوک رمزگذاری کرده اند.

اطلاعات رمزگذاری شده توسط کلید عمومی مالک، فرآیند مدیریت کلید در زنجیره بلوک را مهار می‌کند. با استفاده از داده های رمزگذاری که در لبه های ذخیره سازی قطعی آن‌ها ذخیره شده است، از تکنیک‌های رمزگذاری مجدد برای ایمن‌سازی داده های مشترک در یک محیط ناامن استفاده می‌شود.

تجزیه و تحلیل امنیتی این مکانیسم، رمزگذاری بدون ترافیک را در میان گره‌ها با معماری متا کلید مشخص‌شده‌اش نشان می‌دهد. این مطالعه نقش مکانیسم مدیریت امنیتی و تجزیه و تحلیل زنجیره بلوک را در یکپارچه سازی محاسبات مه توضیح می‌دهد. این مطالعه با استفاده از تکنیک مدیریت کلید، دیدگاه ادغام زنجیره بلوک در محاسبات مه را همراه با موضوعات باز و جهت‌گیری‌های تحقیقاتی آتی مورد بحث و شفاف‌سازی قرار می‌دهد.

فصل 15 کتاب Fog Computing در مورد چارچوب محاسبات مه: کاهش تاخیر در مدیریت زنجیره تأمین است. این فصل رویکردی را برای بهبود عملکرد زنجیره تامین مبتنی بر محاسبات مه، فناوری اینترنت اشیا، و محاسبات ابری و کاهش مشکلات تأخیر پیشنهاد می‌کند.

ویژگی‌های کلیدی محاسبات مه و مقایسه مه با رایانش ابری نیز در این فصل مورد بحث قرار می‌گیرد. این فصل نشان می‌دهد که چگونه مه مکمل فناوری ابر است و از مجازی سازی پشتیبانی می‌کند.

چند پارادایم محاسباتی موازی نیز مورد بحث قرار گرفته و با محاسبات مه مقایسه شده است. کاربردهای محاسبات مه در مدیریت انبارداری، با یک چارچوب مه برای پشتیبانی از تحویل هواپیماهای بدون سرنشین برای مدیریت زنجیره تامین کارآمد، نیز مورد بحث قرار گرفته است. فصول ارائه شده در اینجا آخرین کارهای تحقیقاتی در حوزه محاسبات مه هستند. امیدواریم از زحمات ما قدردانی شود و خواننده از این کتاب بهره‌مند شود.

سرفصل‌های کتاب Fog Computing:

• Cover
• Half Title
• Title
• Copyright
• Contents
• Preface
• Author/Editor Biographies
• List of Contributors
• 1 Fog Computing: Present and Future
• 2 Fog Computing: Foundation and Outline
• 3 The Use of Machine Learning in Fog Computing
• 4 Application of Machine Learning in Fog Computing
• 5 Simulation and Modeling Tools for Fog Computing
• 6 Security and Privacy Issues in Fog Computing
• 7 Leveraging Fog Computing for the Internet of Medical Things
• 8 A Single-Point Control System for Consumer Devices Using Edge-Fog Computing
• 9 Fog Computing: A Peek into Communication Security
• 10 Fog Computing and Machine Learning
• 11 Communication Protocols in Fog Computing: A Survey and Challenges
• 12 Fog Computing, Today and in the Future with IoT
• 13 Integration and Application of Fog, IoT and Edge Computing
• 14 The Role of Block Chain in Fog Computing
• 15 Fog Computing Framework: Mitigating Latency in Supply Chain Management
• Index

جهت دانلود کتاب Fog Computing می‌توانید پس از پرداخت، دریافت کنید.