تفاوت شبکه‌ IoT (اینترنت اشیا) و شبکه‌های ساده (عادی)

ظهور اینترنت اشیا (IoT)، دنیای ارتباطات را دگرگون کرده است. در حالی که شبکه‌های ساده بیشتر برای پشتیبانی از تعداد محدودی دستگاه‌های معمولی مانند رایانه‌ها، سرورها و تلفن‌های هوشمند طراحی شده‌اند، شبکه‌ IoT با اتصال میلیاردها دستگاه به یکدیگر، از خانه‌های هوشمند گرفته تا صنایع پیچیده و سنسورهای پیشرفته را پوشش می‌دهد. برای درک بهتر تفاوت‌های میان شبکه‌های ساده و شبکه‌ IoT ، بررسی جنبه‌هایی چون نوع دستگاه‌ها، پروتکل‌های ارتباطی، مدیریت داده‌ها و امنیت هر دو نوع شبکه ضروری است.

شبکه‌های ساده شامل چه دستگاه‌هایی هستند؟

شبکه‌های عادی، همان‌طور که در بسیاری از شرکت‌ها و سازمان‌ها مشاهده می‌شود، معمولاً شامل اجزای زیر هستند:

• شبکه محلی (LAN): شبکه‌ای که دستگاه‌های موجود در یک محل محدود را به هم متصل می‌کند.
• شبکه بی‌سیم (WLAN): شبکه‌ای که از Wi-Fi برای اتصال دستگاه‌ها استفاده می‌کند.
• شبکه گسترده (WAN): شبکه‌ای که برای اتصال دفاتر و شعب یک شرکت در نقاط جغرافیایی مختلف به کار می‌رود.

تمرکز اصلی این شبکه‌ها، ایجاد ارتباطات پایدار و امن میان دستگاه‌هایی مانند کامپیوترها و سرورها است که توسط انسان‌ها کنترل می‌شوند.

بخوانید: انواع شبکه‌ها

اینترنت اشیا شامل چیست

اینترنت اشیا (IoT) شامل مجموعه‌ای از دستگاه‌های خودکار است که به اینترنت متصل شده و بدون دخالت انسان، به جمع‌آوری، انتقال و پردازش داده‌ها می‌پردازند. این دستگاه‌ها، از طریق سنسورها و مبدل‌ها (Actuators) ، داده‌های محیطی را جمع‌آوری کرده و از طریق شبکه به یک نرم‌افزار مرکزی مانند نرم افزار سپهر انفورماتیک درخشان، برای تجزیه و تحلیل داده‌ها ارسال می‌کنند. این داده‌ها سپس می‌توانند برای انجام اقدامات خودکار یا تصمیم‌گیری‌های مهم، در تجارت و صنعت استفاده شوند.

مقایسه شبکه‌های ساده و شبکه‌ IoT

در حالی که شبکه‌ IoT شباهت‌هایی با شبکه‌های ساده دارد، تفاوت‌های کلیدی در معماری، عملکرد و مقیاس این دو نوع شبکه مشاهده می‌شود. شبکه‌ IoT معمولاً بر پایه پروتکل‌های ارتباطی متنوعی همچون Bluetooth، Zigbee، LoRaWAN و حتی شبکه‌های سلولی عمومی و خصوصی پیاده‌سازی می‌شوند که به دستگاه‌های IoT اجازه می‌دهند تا در مناطق جغرافیایی وسیع و با پهنای باند محدود کار کنند.

گسترش اتصال و دامنه شبکه

شبکه‌های عادی اغلب برای اتصال دستگاه‌های ساده‌تر در محدوده خاص مانند دفاتر یا خانه‌ها طراحی شده‌اند. این شبکه‌ها از طریق LAN و WAN ایجاد ارتباط میان دستگاه‌های مختلفی چون کامپیوترها، پرینترها و سرورها را فراهم می‌کنند.

از سوی دیگر، شبکه‌ IoT در مقیاس بسیار وسیع‌تری عمل کرده و علاوه بر دستگاه‌های ساده، مجموعه‌ای متنوع از دستگاه‌ها مانند سنسورها، ترموستات‌ها، ماشین‌های هوشمند و حتی لوازم خانگی را به هم متصل می‌کنند. این شبکه‌ها امکان ارتباطات گسترده و لحظه‌ای را برای صنایع مختلف، از جمله تولید، بهداشت، و کشاورزی فراهم کرده‌اند.

تنوع دستگاه‌های اینترنت اشیا و شبکه‌های ساده

در شبکه‌های عادی، دستگاه‌هایی مانند کامپیوترها، تلفن‌های هوشمند و چاپگرها حضور دارند که توسط انسان‌ها مدیریت و کنترل می‌شوند.

اما شبکه‌ IoT برای پشتیبانی از طیف گسترده‌ای از دستگاه‌های متنوع طراحی شده‌اند، از حسگرهای ساده تا وسایل نقلیه هوشمند، این دستگاه‌ها اغلب به صورت خودکار عمل می‌کنند و داده‌ها را به صورت لحظه‌ای منتقل می‌کنند. تنوع دستگاه‌های مبتنی بر  IoT زیاد است، از اندازه گیری دما و رطوبت گرفته تا تشخیص نشتی آب و میزان گرد و غبار بر روی اجسام، این دستگاه‌ها می‌توانند با استفاده از پروتکل‌های ارتباطی مختلف، نیازهای شما را برطرف کنند.

پروتکل‌های ارتباطی شبکه‌ IoT و شبکه‌های ساده

شبکه‌های ساده بیشتر به پروتکل‌های ارتباطی استانداردی نظیر TCP/IP ،Ethernet و Wi-Fi متکی هستند که برای ارتباطات پایدار و مطمئن بسیار مناسب است.

اما شبکه‌های IoT از طیف وسیعی از پروتکل‌ها استفاده می‌کنند که بسته به نوع شبکه انتخاب می‌شود برای مثال:

• MQTT (Message Queuing Telemetry Transport): مناسب برای شبکه‌های با پهنای باند کم و تأخیر بالا، که اغلب در خانه‌های هوشمند و محیط‌های صنعتی به کار می‌رود.
• CoAP (Constrained Application Protocol): طراحی شده برای دستگاه‌هایی که از نظر حافظه و توان محاسباتی محدود هستند.
• LoRaWAN: یک پروتکل شبکه وسیع با توان پایین (LPWAN) که برای ارتباطات با برد طولانی و مصرف انرژی پایین مناسب است.
• Bluetooth/BLE: پروتکل ارتباط کوتاه‌برد که معمولاً در دستگاه‌های قابل حمل مانند هدفون‌های بی‌سیم و برنامه‌های موبایل استفاده می‌شود.
• WiFi و شبکه‌های سلولی 4G/5G: معمولاً برای شبکه‌هایی با پهنای باند بالا مانند استریم کردن فیلم به صورت آنلاین و اتوماسیون در سطح ساختمانی مانند مدیریت انرژی یا سیستم تهویه ساختمانی استفاده می‌شوند.

این پروتکل‌ها بر اساس عواملی مانند میزان مصرف انرژی، اندازه بار داده‌ها، میزان تأخیر و ملاحظات امنیتی انتخاب می‌شوند و شبکه‌ IoT را برای محیط‌ها و موارد استفاده خاص بهینه‌سازی می‌کنند.

مدیریت و پردازش داده‌ها

در شبکه‌های ساده، پردازش داده‌ها به‌صورت متمرکز انجام می‌شود. داده‌ها از دستگاه‌ها جمع‌آوری شده و برای پردازش به مراکز داده بزرگ یا فضاهای ابری (Cloud Environments) منتقل می‌شوند. این مدل برای دستگاه‌هایی که تأخیر در پردازش داده‌ها اهمیت چندانی ندارد، مانند رایانه‌های شخصی یا سرورهای اداری، مناسب است.

اما در شبکه‌های اینترنت اشیا (IoT)، حجم زیادی از داده‌ها به صورت لحظه‌ای از منابع مختلف مانند سنسورها، دوربین‌ها و ماشین‌ها تولید می‌شود. برای کاهش تأخیر و بهبود فرآیند تصمیم‌گیری، شبکه‌های IoT اغلب از محاسبات لبه (Edge Computing) استفاده می‌کنند تا قبل از اینکه اطلاعات به سرورهای مرکزی ارسال شوند، داده‌ها را در نزدیکی منبع پردازش می‌شوند، این رویکرد برای عملیات‌هایی که زمان پاسخگویی در آن ضروری است، مانند خودروهای خودران (Autonomous Vehicles) یا شبکه‌های هوشمند (Smart Grids)، حیاتی است؛ زیرا تحلیل لحظه‌ای داده‌ها برای عملکرد صحیح این سیستم‌ها اهمیت بسیاری دارد.

چالش‌های امنیتی

در شبکه‌های ساده، امنیت بیشتر بر حفاظت از داده‌های کاربران و تضمین احراز هویت (Authentication) متمرکز است. استفاده از روش‌هایی مانند رمزنگاری (Encryption) و فایروال‌ها (Firewalls) برای جلوگیری از دسترسی غیرمجاز متداول است. از آنجایی که این شبکه‌ها در محیط‌های کنترل‌شده و ثابت قرار دارند، مدیریت امنیت در آن‌ها نسبتاً ساده‌تر است.

در مقابل، امنیت در شبکه‌ IoT چالش‌های بیشتری دارد. دستگاه‌های IoT معمولاً در محیط‌های متنوع و پراکنده جغرافیایی قرار دارند که این موضوع آن‌ها را در معرض حملات فیزیکی و دسترسی غیرمجاز قرار می‌دهد. علاوه بر این، با افزایش تعداد دستگاه‌های متصل، خطر حملات سایبری (Cyber Attacks) نیز بیشتر می‌شود. بنابراین، شبکه‌ IoT نیاز به استفاده از مکانیسم‌های امنیتی پیشرفته دارند، مانند احراز هویت دستگاه (Device Authentication)، کانال‌های ارتباطی امن و پروتکل‌هایی مانند SNMPv3 برای اطمینان از صحت داده‌ها و جلوگیری از نشت اطلاعات (Data Breach).

راندمان انرژی

در شبکه‌های عادی، مصرف انرژی چالش چندانی ندارد، زیرا اغلب دستگاه‌ها از برق شهری استفاده می‌کنند. برای مثال، رایانه‌ها و سرورها به‌طور مداوم به برق متصل هستند و نیاز به بهینه‌سازی مصرف انرژی در آن‌ها کمتر حس می‌شود.

اما در شبکه‌ IoT ، بسیاری از دستگاه‌ها با منابع برق محدودتری مانند باتری کار می‌کنند. به همین دلیل، بهینه‌سازی مصرف انرژی در این دستگاه‌ها برای افزایش عمر باتری ضروری است. پروتکل‌های ارتباطی، انتقال داده‌ها و پردازش‌ها باید به گونه‌ای باشند که مصرف انرژی را به حداقل برسانند و طول عمر دستگاه‌ها را افزایش دهند.

نتیجه‌گیری

با وجود اینکه شبکه‌های عادی و شبکه‌ IoT هر دو به دنبال تسهیل ارتباطات هستند، تفاوت‌های قابل‌توجهی در مواردی مانند دامنه ارتباطات، تنوع دستگاه‌ها، پروتکل‌های ارتباطی، تدابیر امنیتی و مدیریت انرژی دارند. حرکت از شبکه‌های ساده به سمت IoT نشان‌دهنده تغییری از “اینترنت انسان‌ها (Internet of People)” به اینترنت اشیا (Internet of Things) است، که در آن دستگاه‌ها به‌صورت خودکار داده‌ها را تولید، پردازش و بر اساس آن‌ها عمل می‌کنند. این تغییر، زمینه‌ساز تحولات گسترده‌ای در اتوماسیون (Automation) و نوآوری‌های صنعتی است.

با توجه به رشد سریع اینترنت اشیا، طراحی و پیاده‌سازی این نوع شبکه‌ها برای شرکت‌ها به‌منظور بهبود عملیات و تصمیم‌گیری‌های استراتژیک آینده بسیار حیاتی است. برای اطلاعات بیشتر و مشاهده راهکارهای موجود، می‌توانید به صفحه سپهر انفورماتیک درخشان مراجعه کنید.