مواجهه با بلایای طبیعی به کمک اینترنت اشیا و شبکه‌ی مش SDN

مواجهه با بلایای طبیعی به کمک اینترنت اشیا و شبکه‌ی مش SDN

اسپانسر: iott sponsor

«ارتباط» همیشه مهم است اما در هنگام بروز یک فاجعه اهمیت آن دوچندان می‌شود.

در این مواقع یک‌راه ارتباطی خطوط تلفن است، البته اگر هنوز برقرار باشند. اگر خطوط تلفن از کار بیفتند تنها راه برقراری ارتباط، شبکه‌های تلفن همراه خواهد بود که سریعاً شلوغ می‌شوند.
درواقع، اینترنت به‌نوعی ستون فقرات ارتباطات معاصر، از ایمیل و توییتر گرفته تا اینستاگرام و واتز‌اپ، است. اگر اینترنت قطع شود، نمی‌دانیم چگونه باید با دنیای بیرون ارتباط برقرار کنیم.
یک مورد ازاین‌گونه حوادث، بمب‌گذاری ماراتون بوستون بود که شبکه‌های تلفن همراه باوجود در امان ماندن از آسیب، باز به دلیل هجوم افراد به این راه ارتباطی، قادر به خدمت‌رسانی نبودند.
یکی از شرکت‌های اپراتور موبایل در آن شرایط پیشنهاد داد که مردم فقط از پیامک و ایمیل استفاده کنند! منطقی نیست فکر کنیم در چنین بحرانی کسی بخواهد با ایمیل و پیامک ارتباط برقرار کند. در هر فاجعه‌ای چه به دست بشر و چه طبیعی، ممکن است برق قطع شود، سرورها از کار بیفتند و شبکه‌های تلفن همراه اشباع شوند. قطع ارتباط یعنی انزوا- و این بدترین اتفاقی است که می‌تواند برای افرادی که در منطقه‌ی فاجعه دیده هستند رخ دهد.
هنگامی‌که زیرساخت‌های شبکه‌های تلفن همراه و اینترنت دچار اختلال شوند، باید تا تعمیر و راه افتادن مجدد زیرساخت‌ها به‌صورت موقتی از دستگاه‌های jerry-rig استفاده کرد. هرچند این رویکرد چند ایراد دارد.
اجرای این راه‌حل موقت، زمان‌بر است. باید تجهیزات موردنیاز به محل‌های مناسب برده شوند، مستقرشده و راه‌اندازی شوند تا درنهایت بتوان از داخل منطقه‌ی فاجعه دیده با بیرون ارتباط برقرار کرد.
حتی اگر همه‌ی این مراحل با موفقیت انجام شوند، مثلاً دستگاه با موفقیت و بدون مشکل راه‌اندازی شود، خود راه‌کارها ممکن است دچار ایراد باشد. گاهی اوقات راهکار ارائه‌شده بیشتر از اینکه به برقراری ارتباط کمک کند در آن تداخل ایجاد می‌کند. پس از وقوع زلزله‌ی هائیتی در سال ۲۰۱۰، شرکت‌های محلی ارائه‌دهنده‌ی خدمات اینترنت (ISPها) موفق شدند تا ۹۰ درصد از شبکه‌ را بازسازی کنند، اما نهادهای مردمی (NGOها) با مصرف بیش‌ازحد از شبکه‌ی وایرلس دوباره شبکه را خراب کردند.
حتی اگر راهکار استفاده از دستگاه‌های jerry-rig نیز عمل کند، هنوز مشکل زمان‌بر بودن را دارد. در یک منطقه‌ی فاجعه دیده، وقتی اینترنت قطع شد باید به‌سرعت یک‌راه ارتباطی پویا و فعال برقرار کرد. شاید راه‌حل درست جلوی چشم ما باشد- و یا شاید بتوان با کمی تلاش به آن رسید…

استفاده از اینترنت اشیا برای برقراری ارتباط در هنگام بروز فاجعه

استفاده از تکنولوژی اینترنت اشیا باعث اتصال بیش از ۵ میلیارد وسیله‌ی الکترونیکی مورد استفاده شامل گجت‌های پوشیدنی، حسگرها، گجت‌های کاشتنی و … شده است. آمار و ارقام مختلفی در مورد اینکه این وسایل الکترونیکی با چه سرعتی در حال افزایش هستند وجود دارد، اما همه بر سر اینکه طی چند سال آینده تعداد این وسایل به‌سرعت افزایش میابد اتفاق‌نظر دارند. این ابزار الکترونیکی گزینه‌های بسیار مناسبی برای برقراری ارتباط مناطق فاجعه دیده ایست که ارتباطشان با دنیای بیرون قطع‌شده است.
وسایل الکترونیکی و سنسورهای کم‌مصرفی که از اینترنت اشیا بهره‌مند هستند این پتانسیل را دارند که از طریق بلوتوث با یکدیگر در ارتباط باشند، یعنی برای اینکه با یکدیگر در ارتباط باشند نیازی به اینترنت ندارند. این امکان وجود دارد که این وسایل بتوانند شبکه‌ی ارتباطی خودشان را به وجود بیاورند که به‌این‌ترتیب حداقل فایده این امر این است که در زمان اوج فشار بر روی شبکه‌ی اینترنت، می‌توان از آن‌ها کمک گرفت.
به کمک یک پروتکل SDN استاندارد، وسایل الکترونیکی مجهز به اینترنت اشیا قادر خواهند بود تا با یکدیگر و حتی با وسایل الکترونیکی متفاوت ارتباط برقرار کنند.
وسایل الکترونیکی مجهز به اینترنت اشیا این توانایی را دارند که در هنگام وقوع یک حادثه که برق و اینترنت قطع‌شده، با پهنای باند بسیار پایین با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و این امر آن‌ها را به یک انتخاب مناسب برای چنین مواقعی تبدیل می‌کند. ازآنجایی‌که این وسایل با باتری کار می‌کنند، با قطع برق مانند بسیاری از وسایل ارتباطی سیم‌دار از کار نمی‌افتند. همچنین قطع کابل‌ها مانع برقراری ارتباط آن‌ها با سایر وسایل ارتباطی بی‌سیم نخواهد شد. بااینکه منبع انرژی این وسایل محدود است [باتری] اما در یک موقعیت حساس مانند بروز یک فاجعه می‌توانند ارتباطات حیاتی را برقرار کنند. بلوتوث به خاطر مصرف پایین انرژی‌اش قادر است تا ۱۱۰۰ توییت در ثانیه را پشتیبانی کرده و این امکان را برای افراد داخل منطقه‌ی فاجعه دیده فراهم کند که با افراد خارج از این منطقه ارتباط برقرار کنند. حتی گره‌ها در اینترنت اشیا که منحصراً سنسور هستند می‌توانند در شرایط بغرنج ارتباطی کمک‌کننده باشند. بخش عظیمی از اینترنت اشیا را سنسورهایی که محیط اطرافشان را مانیتور می‌کنند تشکیل داده است. می‌توان از این سنسورها برای جمع‌آوری و انتقال اطلاعاتی در مورد ماهیت و عمق فاجعه استفاده کرد. مثلاً می‌توان از سنسورهای دمایی، برای دادن اطلاعات مفید به امدادگران استفاده کرد. در جایی که سنسورهای زیادی از بین رفته باشند نیز همین امر به امدادگران اطلاعات ارزشمند و البته دل‌خراشی می‌دهد.

استفاده از SDN برای کمک به اینترنت اشیا در هنگام بروز یک فاجعه

وسایل الکترونیکی‌‌ای که از اینترنت اشیا استفاده می‌کنند بسیار متنوع هستند و بنابراین مدیریت آن‌ها به نحو مؤثر امری دشوار است. تنوعِ وسایل، شانس زنده ماندن افراد را افزایش می‌دهد اما اگر این‌ها راهی برای برقراری ارتباط با هم نداشته باشند، بی‌فایده خواهند بود. باید بر تفاوت‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری استفاده از شبکه‌ در این وسایل فائق آمد، و تنها راه غلبه بر این مشکل این است که برای کنترل ترافیک داده‌ها از شبکه‌ی نرم‌افزاری تعریف‌شده یا شبکه‌ی نرم‌افزار محور(SDN) استفاده کرد. SDN صفحه‌ی داده و صفحه‌ی کنترل را از یکدیگر جدا می‌کند و به کمک یک پروتکل استاندارد SDN، وسایل الکترونیکی مجهز به اینترنت اشیا قادر خواهند بود تا با یکدیگر و حتی با وسایل الکترونیکی متفاوت ارتباط برقرار کنند.
وسایل الکترونیکی مجهز به اینترنت اشیا باید بتوانند در مواجهه با قطع ناگهانی اینترنت به‌صورت پویا عمل کنند. می‌توان نرم‌افزار SDN را درون این وسایل قرار داد تا بتوانند بر اساس اطلاعاتی که دارند جستجو و مسیریابی دوباره انجام دهند. می‌توان این اطلاعات را به متخصصان نیز فرستاد تا از مسیرهای ارتباطی که همچنان باقی است بهتر مطلع شوند. شبکه‌ی پویای اینترنت اشیا می‌تواند از گوشی‌های تلفن‌ همراه به‌عنوان روترهای SDN استفاده کند. اگر پروتکل‌های SDN بر روی گوشی‌های تلفن همراه و وسایل الکترونیکی برنامه‌ریزی‌شده باشند، در این صورت یک شبکه‌ی پاسخگو و خودکار ایجاد می‌شود که می‌تواند نیازهای کاربرانش را برآورده سازد.
گوشی‌ها و تبلت‌ها راه‌های ارتباطی مختلفی ازجمله وای‌فای و بلوتوث دارند، بنابراین باید بتوانند خلاهای موجود در تکنولوژی‌های رادیویی را پر کنند. تک‌تک وسایل الکترونیکی (گوشی و تبلت‌ها) موجود در منطقه‌ی فاجعه دیده را می‌توان برای تشکیل یک شبکه‌ی مش موقعیت‌یاب، تغییر کاربری داد، تا به‌وسیله‌ی این شبکه بتوان اطلاعات دقیق از موقعیت افرادی که نیاز به کمک دارند را به داخل یا خارج از منطقه‌ی فاجعه دیده ارسال کرد. گوشی‌های همراه و تبلت‌ها تبدیل به روترهای سیار شده و با تهیه‌ی اطلاعات حیاتی، بار واردشده بر شبکه‌ی اصلی را کاهش می‌دهند.

شبکه‌های مش برای کمک به کاهش عمق فاجعه

اینترنت اشیا اساساً یک شبکه مش وسایل الکترونیکی با پهنای باند بسیار پایین است. اگر در این مش گره‌ها را از دست بدهید، این شبکه همچنان عمل می‌کند. این امکان برای متخصصان وجود دارد تا از روی تعداد گره‌ها و نحوه‌ی حرکت آن‌ها یک دید کلی از فاجعه و نحوه‌ی واکنش مردم در آن منطقه به دست بیاورند. همه‌ی این مطالب برای شبکه‌های مش کم‌توان اینترنت اشیا است. برای داشتن یک شبکه‌ی قوی و قابل‌اعتماد پس از بروز فاجعه، استفاده از شبکه‌های مش بی‌سیم SDN راه‌حل جامع‌تر و بهتری است.
شبکه‌های مش پیکربندی مدل معمول قطب و اقماری اینترنت را تغییر داده و روش دسترسی به اینترنت را گسترده‌تر کرده‌اند. این دسترسی بازتر به شبکه اجازه می‌دهد تا بتواند به‌صورت پویا داده‌ها را از طریق مش دوباره مسیردهی کند و درنتیجه از بروز هرگونه ایراد در شبکه جلوگیری کند. پیاده‌سازی مسیریابی چند هاپ ساده است اما سخت‌افزار موردنیاز برای انجام آن نه.

شبکه‌های مش بی‌سیم برای برقراری ارتباط باید خط دید داشته باشند، و به همین دلیل است که معمولاً آن‌ها را در بلندترین نقطه‌ی ساختمان‌ها مستقر می‌کنند. این امر در هنگام بروز یک فاجعه یکی از معایب این شبکه‌هاست. می‌توان روترهای مشی که با باتری کار می‌کنند را در نوک ساختمان‌ها قرار داد. سپس می‌توان از آن‌ها برای برقراری ارتباط با شبکه‌ی زمینی متشکل از تلفن‌های همراه و وسایل الکترونیکی مجهز به اینترنت اشیا استفاده کرد. تنها کافی است چند گره به اینترنت متصل باشند، بنابراین استقرار مناسب و کارآمد منجر به گسترش دسترسی به اینترنت در منطقه‌ی فاجعه دیده می‌شود.
برتری اصلی شبکه‌ی مش، تطبیق‌پذیری بالای آن است. تقریباً هر وسیله‌ی الکترونیکی وایرلسی، از روترهای وایرلس گرفته تا لپ‌تاپ‌ها و گوشی‌های هوشمند می‌توانند به‌عنوان گره‌‌ی شبکه استفاده شوند. همچنین می‌توان به‌راحتی و به‌سرعت این شبکه‌ها را برقرار کرد زیرا این شبکه‌ها یک زیرساخت ثابت دارند. درنهایت می‌توان این‌چنین بیان کرد که در هنگام بروز یک فاجعه، مردم ترجیح می‌دهند با وسایلی که همیشه از آن‌ها استفاده می‌کنند ارتباط برقرار کنند. شاید دلیل این امر راحتی افراد در استفاده از وسایلی است که با آن‌ها آشنا هستند- ما تقریباً همیشه یک وسیله‌ی الکترونیکی قابل‌حمل نزد خود داریم- اما در هنگام بروز واقعه افراد اول به سمت موبایل‌های خود می‌روند.
پس از وقوع زلزله‌ی توهوکو در سال ۲۰۱۱، پنجاه‌درصد از عکس‌های مربوط به حادثه در کمتر از ۲۴ ساعت در فلیکر آپلود شد. دو هدف از بازتاب عکس‌های فاجعه و اطلاع‌رسانی به سایر مردم وجود داشت: اول اینکه به مردمی که در مناطق نزدیک بودند خطر ماندن در این مناطق را اطلاع می‌داد، و دوم اینکه به تیم‌های امداد کمک می‌کرد تا مناطق آسیب‌دیده و در خطر را شناسایی کنند تا بتوانند تصمیمات درستی درباره‌ی گام‌های بعدی عملیات نجات بگیرند.
عموم مردم، که مجهز به میلیاردها وسیله‌ی الکترونیکی متصل‌به‌هم هستند، بهترین کمک‌رسان در کاهش عمق فاجعه هستند. باید با تزریق پروتکل‌های SDN به اینترنت اشیا و وسایل الکترونیکی سیار شبکه‌ای را تکامل دهیم که در آن بتوانیم از این خیل عظیم وسایل الکترونیکی به‌عنوان گره استفاده کنیم.

منبع: techcrunch
0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *