شبكة البيانات

الموسوعة الحرة
هذا عرض بسيط وعالي المستوى لشبكة بيانات توضح التخزين الموزع.

شبكة البيانات هي بنية أو مجموعة خدمات تتيح للمستخدمين الوصول إلى كميات هائلة من البيانات الموزعة جغرافيًا وتعديلها ونقلها لأغراض البحث. [ 1 ] وتُسهّل شبكات البيانات ذلك من خلال مجموعة من تطبيقات وخدمات البرمجيات الوسيطة التي تجمع البيانات والموارد من نطاقات إدارية متعددة ، ثم تُقدّمها للمستخدمين عند الطلب.

يمكن تخزين البيانات في شبكة البيانات في موقع واحد أو مواقع متعددة، حيث يمثل كل موقع نطاقًا إداريًا مستقلًا يخضع لمجموعة من القيود الأمنية المتعلقة بمن يُسمح له بالوصول إلى البيانات. [ 2 ] وبالمثل، يمكن توزيع نسخ متعددة من البيانات في جميع أنحاء الشبكة خارج نطاقها الإداري الأصلي، ويجب تطبيق القيود الأمنية المفروضة على البيانات الأصلية، والمتعلقة بمن يُسمح له بالوصول إليها، على النسخ أيضًا. [ 3 ] تتولى برمجيات وسيطة مصممة خصيصًا لشبكات البيانات مهمة التكامل بين المستخدمين والبيانات التي يطلبونها، وذلك من خلال التحكم في الوصول إليها مع ضمان إتاحتها بأكبر قدر ممكن من الكفاءة.

البرمجيات الوسيطة

توفر البرمجيات الوسيطة جميع الخدمات والتطبيقات اللازمة لإدارة مجموعات البيانات والملفات بكفاءة داخل شبكة البيانات، مع توفير وصول سريع للمستخدمين إليها. [ 4 ] ثمة عدد من المفاهيم والأدوات التي يجب توفرها لجعل شبكة البيانات قابلة للتشغيل. ومع ذلك، لا تتطلب جميع شبكات البيانات نفس الإمكانيات والخدمات نظرًا لاختلاف متطلبات الوصول والأمان وموقع الموارد مقارنةً بالمستخدمين. على أي حال، تشترك معظم شبكات البيانات في خدمات برمجيات وسيطة متشابهة توفر مساحة اسم موحدة ، وخدمة نقل البيانات، وخدمة الوصول إلى البيانات، ونسخ البيانات، وخدمة إدارة الموارد. وتُعد هذه الخدمات مجتمعةً أساسيةً للقدرات الوظيفية لشبكات البيانات.

مساحة اسم عالمية

بما أن مصادر البيانات ضمن شبكة البيانات تتكون من بيانات من أنظمة وشبكات متعددة منفصلة تستخدم اصطلاحات تسمية ملفات مختلفة ، فسيكون من الصعب على المستخدم تحديد موقع البيانات داخل شبكة البيانات والتأكد من استرجاع ما يحتاجه بالاعتماد فقط على أسماء الملفات الفعلية (PFNs). يتيح استخدام مساحة أسماء موحدة إنشاء أسماء ملفات منطقية (LFNs) يمكن الرجوع إليها داخل شبكة البيانات، والتي تُطابق أسماء الملفات الفعلية (PFNs). [ 5 ] عند طلب اسم ملف منطقي (LFN) أو الاستعلام عنه، تُعاد جميع أسماء الملفات الفعلية (PFNs) المطابقة، بما في ذلك النسخ المتماثلة المحتملة للبيانات المطلوبة. يمكن للمستخدم النهائي بعد ذلك اختيار النسخة المتماثلة الأنسب من النتائج المُعادة. تُقدم هذه الخدمة عادةً كجزء من نظام إدارة يُعرف باسم وسيط موارد التخزين (SRB). [ 6 ] يمكن تخزين معلومات حول مواقع الملفات والربط بين أسماء الملفات المنطقية (LFNs) وأسماء الملفات الفعلية (PFNs) في فهرس بيانات وصفية أو فهرس نسخ متماثلة. [ 7 ] يحتوي فهرس النسخ المتماثلة على معلومات حول أسماء الملفات المنطقية (LFNs) التي تُطابق أسماء ملفات فعلية (PFNs) متعددة في النسخ المتماثلة.

خدمة نقل البيانات

من خدمات البرمجيات الوسيطة الأخرى توفير نقل البيانات. يشمل نقل البيانات وظائف متعددة لا تقتصر على نقل البتات فحسب، بل تشمل أيضًا تحمل الأعطال والوصول إلى البيانات. [ 8 ] يمكن تحقيق تحمل الأعطال في شبكة البيانات من خلال توفير آليات تضمن استئناف نقل البيانات بعد كل انقطاع حتى استلام جميع البيانات المطلوبة. [ 9 ] هناك طرق متعددة يمكن استخدامها، بما في ذلك بدء الإرسال بالكامل من بداية البيانات أو استئنافه من النقطة التي توقف عندها. على سبيل المثال، يوفر GridFTP تحمل الأعطال عن طريق إرسال البيانات من آخر بايت تم تأكيده دون الحاجة إلى بدء النقل بالكامل من البداية.

توفر خدمة نقل البيانات أيضًا إمكانية الوصول والاتصال على مستوى منخفض بين الأجهزة المضيفة لنقل الملفات . [ 10 ] قد تستخدم خدمة نقل البيانات عدة أنماط لتنفيذ عملية النقل، بما في ذلك النقل المتوازي للبيانات حيث يتم استخدام تدفقين أو أكثر من البيانات عبر نفس القناة ، أو النقل المُجزأ للبيانات حيث يصل تدفقان أو أكثر إلى أجزاء مختلفة من الملف لنقلها في وقت واحد، بالإضافة إلى استخدام الإمكانيات المدمجة في أجهزة الشبكة أو بروتوكولات مُطورة خصيصًا لدعم سرعات نقل أعلى. [ 11 ] قد تتضمن خدمة نقل البيانات، اختياريًا، وظيفة تراكب الشبكة لتسهيل توجيه البيانات ونقلها، بالإضافة إلى وظائف إدخال/إخراج الملفات التي تسمح للمستخدمين برؤية الملفات البعيدة كما لو كانت موجودة محليًا على نظامهم. تُخفي خدمة نقل البيانات تعقيدات الوصول والنقل بين الأنظمة المختلفة عن المستخدم، بحيث تبدو كمصدر بيانات موحد.

خدمة الوصول إلى البيانات

تعمل خدمات الوصول إلى البيانات جنبًا إلى جنب مع خدمة نقل البيانات لتوفير الأمان، وضوابط الوصول، وإدارة أي عمليات نقل بيانات داخل شبكة البيانات. [ 12 ] توفر خدمات الأمان آليات للتحقق من هوية المستخدمين لضمان تحديد هويتهم بشكل صحيح. تشمل أشكال الأمان الشائعة للتحقق من الهوية استخدام كلمات المرور أو بروتوكول Kerberos . أما خدمات التخويل فهي الآليات التي تتحكم في ما يمكن للمستخدم الوصول إليه بعد التحقق من هويته. قد تكون أشكال آليات التخويل الشائعة بسيطة مثل أذونات الملفات. ومع ذلك، يتم توفير تحكم أكثر صرامة في الوصول إلى البيانات باستخدام قوائم التحكم في الوصول (ACLs)، والتحكم في الوصول القائم على الأدوار (RBAC)، وضوابط التخويل القائمة على المهام (TBAC). [ 13 ] يمكن استخدام هذه الأنواع من الضوابط لتوفير وصول دقيق إلى الملفات، بما في ذلك تحديد أوقات الوصول، ومدة الوصول، وضوابط دقيقة تحدد الملفات التي يمكن قراءتها أو الكتابة إليها. أما خدمة الوصول إلى البيانات الأخيرة التي قد تُستخدم لحماية سرية نقل البيانات فهي التشفير. [ 14 ] يُعدّ استخدام بروتوكول SSL أثناء النقل الشكل الأكثر شيوعًا للتشفير في هذه المهمة. وبينما تعمل جميع خدمات الوصول هذه ضمن شبكة البيانات، تظل خدمات الوصول ضمن النطاقات الإدارية المختلفة التي تستضيف مجموعات البيانات قائمةً لفرض قواعد الوصول. ولضمان عمل هذه الآلية، يجب أن تتوافق خدمات الوصول في شبكة البيانات مع خدمات الوصول في النطاقات الإدارية.

خدمة نسخ البيانات

لتلبية احتياجات قابلية التوسع، وسرعة الوصول، وتعاون المستخدمين، تدعم معظم شبكات البيانات نسخ مجموعات البيانات إلى نقاط داخل بنية التخزين الموزعة. [ 15 ] يتيح استخدام النسخ المتماثلة لعدة مستخدمين الوصول بشكل أسرع إلى مجموعات البيانات، مع الحفاظ على عرض النطاق الترددي، حيث يمكن وضع النسخ المتماثلة بشكل استراتيجي بالقرب من المواقع أو داخلها حيث يحتاجها المستخدمون. ومع ذلك، فإن نسخ مجموعات البيانات وإنشاء النسخ المتماثلة مقيد بتوافر مساحة التخزين داخل المواقع وعرض النطاق الترددي بينها. ويتحكم نظام إدارة النسخ المتماثلة في نسخ مجموعات البيانات وإنشاء النسخ المتماثلة. يحدد هذا النظام احتياجات المستخدمين من النسخ المتماثلة بناءً على طلبات الإدخال، وينشئها بناءً على توافر مساحة التخزين وعرض النطاق الترددي. [ 16 ] بعد ذلك، تُفهرس جميع النسخ المتماثلة أو تُضاف إلى دليل بناءً على شبكة البيانات، مع تحديد موقعها ليسهل على المستخدمين الاستعلام عنها. ولأداء المهام التي يقوم بها نظام إدارة النسخ المتماثلة، يجب أن يكون قادرًا على إدارة بنية التخزين الأساسية. كما يضمن نظام إدارة البيانات نشر التحديثات في الوقت المناسب للتغييرات التي تطرأ على النسخ المتماثلة إلى جميع العقد.

استراتيجية تحديث النسخ المتماثل

توجد عدة طرق يمكن لنظام إدارة النسخ المتماثل من خلالها التعامل مع تحديثات النسخ. قد تُصمَّم التحديثات وفق نموذج مركزي، حيث تقوم نسخة رئيسية واحدة بتحديث جميع النسخ الأخرى، أو وفق نموذج لا مركزي، حيث تُحدِّث جميع النسخ النظيرة بعضها بعضًا. [ 16 ] كما قد تؤثر بنية توزيع العُقد على تحديثات النسخ. ففي حالة استخدام بنية هرمية، تتدفق التحديثات في بنية شجرية عبر مسارات محددة. أما في البنية المسطحة، فيعتمد الأمر كليًا على علاقات النظراء بين العُقد لتحديد كيفية حدوث التحديثات. وفي البنية الهجينة التي تجمع بين البنيتين المسطحة والهرمية، قد تتم التحديثات عبر مسارات محددة وبين النظراء.

استراتيجية وضع النسخ

توجد عدة طرق يمكن لنظام إدارة النسخ المتماثل من خلالها التعامل مع إنشاء النسخ المتماثلة وتوزيعها على النحو الأمثل لخدمة المستخدمين. إذا كانت بنية التخزين تدعم توزيع النسخ المتماثلة مع توفير مساحة تخزين كافية للموقع، فإن الأمر يصبح متعلقًا باحتياجات المستخدمين الذين يصلون إلى مجموعات البيانات واستراتيجية توزيع النسخ المتماثلة. [ 5 ] وقد طُرحت واختُبرت استراتيجيات عديدة حول كيفية إدارة توزيع النسخ المتماثلة لمجموعات البيانات داخل شبكة البيانات على النحو الأمثل لتلبية متطلبات المستخدمين. لا توجد استراتيجية واحدة شاملة تناسب جميع المتطلبات على أفضل وجه، بل يعتمد اختيار الاستراتيجية الأمثل على نوع شبكة البيانات ومتطلبات المستخدمين للوصول إليها. يمكن حتى إنشاء نسخ متماثلة مع تشفير الملفات لضمان سريتها، وهو أمر مفيد في مشروع بحثي يتناول الملفات الطبية. [ 17 ] يتضمن القسم التالي عدة استراتيجيات لتوزيع النسخ المتماثلة.

النسخ الديناميكي

النسخ الديناميكي هو أسلوب لتوزيع النسخ المتماثلة بناءً على مدى شيوع البيانات. [ 18 ] صُممت هذه الطريقة وفقًا لنموذج نسخ هرمي. يتتبع نظام إدارة البيانات مساحة التخزين المتاحة على جميع العُقد، بالإضافة إلى تتبع طلبات الوصول (النقرات) التي يطلبها عملاء البيانات (المستخدمون) في الموقع. عندما يتجاوز عدد النقرات لمجموعة بيانات معينة عتبة النسخ، يتم إنشاء نسخة متماثلة على الخادم الذي يخدم عميل المستخدم مباشرةً. إذا لم يكن لدى الخادم المُخدِّم المباشر، المعروف باسم "الخادم الأب"، مساحة كافية، فإن الخادم الأب في التسلسل الهرمي هو الذي يتلقى النسخة المتماثلة، وهكذا دواليك حتى استنفاد المساحة. تسمح خوارزمية نظام إدارة البيانات أيضًا بالحذف الديناميكي للنسخ المتماثلة التي لها قيمة وصول فارغة أو قيمة أقل من تردد تخزين البيانات، وذلك لتحرير مساحة. يُحسِّن هذا أداء النظام من حيث زمن الاستجابة وعدد النسخ المتماثلة، ويُساعد في تحقيق توازن الأحمال عبر شبكة البيانات. يمكن لهذه الطريقة أيضاً استخدام خوارزميات ديناميكية تحدد ما إذا كانت تكلفة إنشاء النسخة المتماثلة تستحق المكاسب المتوقعة بالنظر إلى الموقع. [ 16 ]

التكرار التكيفي

This method of replication like the one for dynamic replication has been designed around a hierarchical replication model found in most data grids. It works on a similar algorithm to dynamic replication with file access requests being a prime factor in determining which files should be replicated. A key difference, however, is the number and frequency of replica creations is keyed to a dynamic threshold that is computed based on request arrival rates from clients over a period of time.[19] If the number of requests on average exceeds the previous threshold and shows an upward trend, and storage utilization rates indicate capacity to create more replicas, more replicas may be created. As with dynamic replication, the removal of replicas that have a lower threshold that were not created in the current replication interval can be removed to make space for the new replicas.

Fair-share replication

Like the adaptive and dynamic replication methods before, fair-share replication is based on a hierarchical replication model. Also, like the two before, the popularity of files play a key role in determining which files will be replicated. The difference with this method is the placement of the replicas is based on access load and storage load of candidate servers. A candidate server may have sufficient storage space but be servicing many clients for access to stored files. Placing a replicate on this candidate could degrade performance for all clients accessing this candidate server. Therefore, placement of replicas with this method is done by evaluating each candidate node for access load to find a suitable node for the placement of the replica. If all candidate nodes are equivalently rated for access load, none or less accessed than the other, then the candidate node with the lowest storage load will be chosen to host the replicas. Similar methods to the other described replication methods are used to remove unused or lower requested replicates if needed. Replicas that are removed might be moved to a parent node for later reuse should they become popular again.

Other replication

The above three replica strategies are but three of many possible replication strategies that may be used to place replicas within the data grid where they will improve performance and access. Below are some others that have been proposed and tested along with the previously described replication strategies.[20]

  • Static – uses a fixed replica set of nodes with no dynamic changes to the files being replicated.
  • Best Client – Each node records number of requests per file received during a preset time interval; if the request number exceeds the set threshold for a file a replica is created on the best client, one that requested the file the most; stale replicas are removed based on another algorithm.
  • التتالي – يُستخدم في بنية عقد هرمية حيث تتم مقارنة عدد الطلبات لكل ملف مُستلم خلال فترة زمنية محددة مسبقًا بعتبة معينة. إذا تم تجاوز هذه العتبة، يتم إنشاء نسخة في المستوى الأدنى من الجذر، وإذا تم تجاوزها مرة أخرى، تُضاف نسخة إلى المستوى الأدنى التالي، وهكذا كتأثير الشلال حتى يتم وضع نسخة على جهاز العميل نفسه.
  • التخزين المؤقت البسيط - إذا طلب العميل ملفًا، فسيتم تخزينه كنسخة على جهاز العميل.
  • التخزين المؤقت بالإضافة إلى التتالي – يجمع بين استراتيجيتين للتخزين المؤقت والتتالي.
  • الانتشار السريع - تستخدم هذه الاستراتيجية أيضًا في بنية عقدة هرمية، حيث تقوم تلقائيًا بملء جميع العقد في مسار العميل الذي يطلب ملفًا.

جدولة المهام وتخصيص الموارد

تتطلب خصائص أنظمة شبكات البيانات، كالحجم الكبير والتنوع، أساليب محددة لجدولة المهام وتخصيص الموارد. ولحل هذه المشكلة، تستخدم غالبية الأنظمة أساليب جدولة كلاسيكية موسعة. [ 21 ] بينما تعتمد أنظمة أخرى أساليب مختلفة جذريًا، تستند إلى حوافز للعُقد المستقلة، مثل العملة الافتراضية أو سمعة العقدة. ومن الخصائص المميزة الأخرى لشبكات البيانات، الديناميكية، التي تتمثل في عملية توصيل وفصل العُقد المستمرة، وعدم توازن الحمل المحلي أثناء تنفيذ المهام. وهذا قد يؤدي إلى نتائج غير دقيقة أو غير مثالية لتخصيص الموارد الأولي للمهمة. ونتيجة لذلك، تستخدم العديد من شبكات البيانات تقنيات التكيف أثناء التنفيذ، والتي تسمح للأنظمة بالاستجابة للتغيرات الديناميكية: موازنة الحمل، واستبدال العُقد المفصولة، والاستفادة من العُقد المتصلة حديثًا، واستئناف تنفيذ المهمة بعد الأعطال.

نظام إدارة الموارد (RMS)

يمثل نظام إدارة الموارد الوظيفة الأساسية لشبكة البيانات، فهو بمثابة قلب النظام الذي يدير جميع العمليات المتعلقة بموارد التخزين. في بعض شبكات البيانات، قد يكون من الضروري إنشاء بنية نظام إدارة موارد موحدة نظرًا لاختلاف السياسات الإدارية وتنوع الإمكانيات المتاحة داخل شبكة البيانات، بدلاً من استخدام نظام إدارة موارد واحد. في هذه الحالة، ستستخدم أنظمة إدارة الموارد في الاتحاد بنية تسمح بالتوافق التشغيلي استنادًا إلى مجموعة متفق عليها من البروتوكولات الخاصة بالعمليات المتعلقة بموارد التخزين. [ 22 ]

القدرات الوظيفية لنظام إدارة الإيرادات

  • تلبية طلبات المستخدمين والتطبيقات لموارد البيانات بناءً على نوع الطلب والسياسات؛ سيكون نظام إدارة الموارد قادراً على دعم سياسات متعددة وطلبات متعددة في وقت واحد.
  • جدولة وتوقيت وإنشاء النسخ المتماثلة
  • تطبيق السياسات وإجراءات الأمن ضمن موارد شبكة البيانات، بما في ذلك المصادقة والترخيص والوصول.
  • أنظمة دعم ذات سياسات إدارية مختلفة للتوافق مع بعضها البعض مع الحفاظ على استقلالية الموقع
  • دعم جودة الخدمة (QoS) عند الطلب إذا كانت الميزة متاحة
  • فرض متطلبات تحمل الأعطال واستقرار النظام
  • إدارة الموارد، مثل مساحة التخزين على القرص، وعرض النطاق الترددي للشبكة، وأي موارد أخرى تتفاعل بشكل مباشر أو كجزء من شبكة البيانات.
  • إدارة الصناديق الاستئمانية المتعلقة بالموارد في المجالات الإدارية، وقد تفرض بعض المجالات قيودًا إضافية على كيفية مشاركتها مما يتطلب تكييف نظام إدارة الموارد أو الاتحاد.
  • يدعم قابلية التكيف والتوسع والنمو فيما يتعلق بشبكة البيانات.

الطوبولوجيا

بنى شبكات البيانات المحتملة
بنى شبكات البيانات المحتملة

صُممت شبكات البيانات مع مراعاة بنى متعددة لتلبية احتياجات المجتمع العلمي. على اليمين، توجد أربعة مخططات لبنى مختلفة استُخدمت في شبكات البيانات. [ 23 ] لكل بنية غرض محدد يُحدد أفضل استخدام لها. سيتم شرح كل بنية من هذه البنى بالتفصيل أدناه.

يُعدّ نموذج الاتحاد الخيار الأمثل للمؤسسات التي ترغب في تبادل البيانات من أنظمتها القائمة. فهو يتيح لكل مؤسسة التحكم الكامل في بياناتها. فعندما تطلب مؤسسةٌ مُخوّلة بياناتٍ من مؤسسةٍ أخرى، يقع على عاتق المؤسسة المُستقبِلة للطلب تحديد ما إذا كانت البيانات ستُرسل إلى المؤسسة الطالبة. ويمكن أن يكون التكامل بين المؤسسات في هذا الاتحاد مرنًا، أو محكمًا، أو مزيجًا من الاثنين.

تعتمد بنية الشبكة الأحادية على مستودع مركزي تُغذّى إليه جميع البيانات المُجمّعة. ويستجيب هذا المستودع المركزي لجميع استعلامات البيانات. ولا توجد نسخ متماثلة في هذه البنية، على عكس البنى الأخرى. ويتم الوصول إلى البيانات فقط من المستودع المركزي، والذي قد يكون عبر بوابة إلكترونية . ومن المشاريع التي تستخدم هذه البنية الشبكية للبيانات، شبكة محاكاة هندسة الزلازل (NEES) في الولايات المتحدة. [ 24 ] وتُعدّ هذه البنية فعّالة عندما يكون الوصول إلى البيانات محليًا أو ضمن منطقة واحدة ذات اتصال عالي السرعة.

تُسهّل البنية الهرمية التعاون في الحالات التي يكون فيها مصدر واحد للبيانات، ويحتاج إلى توزيعها على مواقع متعددة حول العالم. ومن المشاريع التي ستستفيد من هذه البنية مشروع سيرن، الذي يُشغّل مصادم الهادرونات الكبير ، والذي يُولّد كميات هائلة من البيانات. تقع هذه البيانات في مصدر واحد، ويحتاج إلى توزيعها حول العالم على المنظمات المتعاونة في المشروع.

تُعدّ البنية الهجينة ببساطة تكوينًا يتضمن بنيةً تتألف من أي مزيج من البنى المذكورة سابقًا. وتُستخدم غالبًا في الحالات التي يرغب فيها الباحثون العاملون على مشاريع في مشاركة نتائجهم مع المزيد من الأبحاث من خلال إتاحتها بسهولة للتعاون.

تاريخ

أدرك المجتمع العلمي الحاجة إلى شبكات البيانات لأول مرة في مجال نمذجة المناخ ، حيث أصبحت مجموعات البيانات الضخمة (تيرابايت وبيتابايت ) هي المعيار لنقل البيانات بين المواقع. [ 10 ] وقد حفزت متطلبات البحث الحديثة لشبكات البيانات كل من مصادم الهادرونات الكبير (LHC) في سيرن ، ومرصد موجات الجاذبية بالتداخل الليزري (LIGO) ، ومسح سلون الرقمي للسماء (SDSS) . تُنتج هذه الأدوات العلمية كميات هائلة من البيانات التي يجب أن تكون متاحة لمجموعات كبيرة من الباحثين المنتشرين جغرافيًا. [ 25 ] [ 26 ] وتشمل الاستخدامات الأخرى لشبكات البيانات الحكومات والمستشفيات والمدارس والشركات، حيث تُبذل جهود لتحسين الخدمات وخفض التكاليف من خلال توفير الوصول إلى أنظمة بيانات منفصلة وموزعة باستخدام شبكات البيانات. [ 27 ]

منذ بداياتها الأولى، نُظر إلى مفهوم شبكة البيانات لدعم المجتمع العلمي على أنه امتداد متخصص لمفهوم "الشبكة" الذي كان يُتصور في البداية كوسيلة لربط الحواسيب العملاقة بحواسيب فائقة. [ 28 ] إلا أن هذا المفهوم لم يدم طويلاً، إذ تطورت الشبكة لتشمل القدرة على ربط أجهزة الكمبيوتر في أي مكان على الإنترنت للوصول إلى أي ملفات وموارد مطلوبة، على غرار توصيل الكهرباء عبر الشبكة بمجرد توصيل جهاز. يحصل الجهاز على الكهرباء من خلال اتصاله، ولا يقتصر هذا الاتصال على منفذ محدد. من هذا المنطلق، اقتُرحت شبكة البيانات كبنية تكاملية قادرة على توفير موارد للحوسبة الموزعة. كما أنها قادرة على خدمة آلاف الاستعلامات في الوقت نفسه، مع توفير كميات هائلة من البيانات تتراوح بين غيغابايت وتيرابايت لكل استعلام. تتضمن شبكة البيانات بنية تحتية إدارية خاصة بها قادرة على إدارة جميع جوانب أداء وتشغيل شبكة البيانات عبر شبكات واسعة النطاق متعددة، وذلك ضمن إطار العمل الحالي المعروف باسم الإنترنت. [ 28 ]

تم تعريف شبكة البيانات مؤخرًا من منظور سهولة الاستخدام؛ أي ما يجب أن تكون عليه شبكة البيانات لتكون مفيدة للمجتمع العلمي. وقد توصل مؤيدو هذه النظرية إلى عدة معايير [ 29 ] : أولًا، يجب أن يتمكن المستخدمون من البحث عن الموارد المناسبة واكتشافها داخل شبكة البيانات من بين مجموعات البيانات المتعددة. ثانيًا، يجب أن يتمكن المستخدمون من تحديد مجموعات البيانات الأنسب لاحتياجاتهم داخل شبكة البيانات من بين نسخها المتعددة. ثالثًا، يجب أن يتمكن المستخدمون من نقل مجموعات البيانات الكبيرة بين المواقع في وقت قصير. رابعًا، يجب أن توفر شبكة البيانات وسيلة لإدارة نسخ متعددة من مجموعات البيانات داخلها. وأخيرًا، يجب أن توفر شبكة البيانات الأمان من خلال ضوابط وصول المستخدمين، أي تحديد المستخدمين المسموح لهم بالوصول إلى أي بيانات.

تُعدّ شبكة البيانات تقنية متطورة تتطور باستمرار لتلبية احتياجات مجتمع متنامٍ. كان أحد أوائل البرامج التي بدأت لتحقيق شبكات البيانات هو برنامجٌ ممول من وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة (DARPA) عام ١٩٩٧ في جامعة شيكاغو . [ ٣٠ ] وقد واصل هذا البحث الذي أطلقته DARPA مسيرته نحو إنشاء أدوات مفتوحة المصدر تُتيح إنشاء شبكات البيانات. ومع ظهور متطلبات جديدة لشبكات البيانات، ستظهر مشاريع مثل Globus Toolkit أو تتوسع لسدّ هذه الفجوة. وستستمر شبكات البيانات، إلى جانب مفهوم "الشبكة" نفسه، في التطور.

ملحوظات

  1. ↑ ألكوك، بيل؛ تشيرفيناك، آن؛ فوستر، إيان؛ وآخرون. أدوات شبكة البيانات: تمكين البحث العلمي على البيانات الضخمة الموزعة
  2. ^ فينوجوبال، سريكومار؛ بويا، راجكومار؛ راماموهاناراو، كوتاجيري. تصنيف شبكات البيانات لمشاركة البيانات الموزعة - الإدارة والمعالجة، ص 37
  3. ↑ شورفزمان، محمد؛ غراهام، بيتر؛ إسكيجي أوغلو، راسيت. وضع النسخ المتماثلة التكيفي في شبكات البيانات الهرمية. ص 15
  4. ↑ بادالا، براديب. دراسة استقصائية لبرمجيات وسيطة البيانات لأنظمة الشبكة، ص 1
  5. 1 2 بادالا، براديب. دراسة استقصائية لبرمجيات وسيطة البيانات لأنظمة الشبكة
  6. ↑ أركوت، راجاسيكار؛ وان، مايكل؛ مور، ريغان؛ شرودر، واين؛ كريمينك. وسيط موارد التخزين - إدارة البيانات الموزعة في شبكة
  7. ^ فينوجوبال، سريكومار؛ بويا، راجكومار؛ راماموهاناراو، كوتاجيري. تصنيف شبكات البيانات لمشاركة البيانات الموزعة - الإدارة والمعالجة، ص.11
  8. ↑ كوتزي، سيرينا. نموذج مرجعي لنهج شبكة البيانات لمعالجة البيانات في بنية تحتية مكانية ديناميكية، ص 16
  9. ^ فينوجوبال، سريكومار؛ بويا، راجكومار؛ راماموهاناراو، كوتاجيري. تصنيف شبكات البيانات لمشاركة البيانات الموزعة - الإدارة والمعالجة، ص.21
  10. 1 2 ألكوك، بيل؛ فوستر، إيان؛ نيفيدوفا، فيرونيكا؛ تشيرفيناك، آن؛ ديلمان، إيفا ؛ كيسلمان، كارل. الوصول عن بعد عالي الأداء إلى بيانات محاكاة المناخ: مشكلة تحدي لتقنيات شبكة البيانات.
  11. ↑ إزمايلوف، رؤوف؛ جانجولي، سامرات؛ تو، نان. نسخ الملفات المتوازية السريعة في شبكة البيانات، ص 2
  12. ↑ رامان، فيجايشانكار؛ نارانج، إندربال؛ كرون، كريس؛ هاس، لورا؛ مالايكا، سوزان. خدمات الوصول إلى البيانات ومعالجة البيانات على الشبكات
  13. ↑ توماس، آر كيه وساندو، آر إس. ضوابط التخويل القائمة على المهام (TBAC): مجموعة من النماذج لإدارة التخويل النشطة والموجهة نحو المؤسسة
  14. ↑ سريلاثا، ماليمباتي. نهج قائم على الشبكة لسرية البيانات. ص 1
  15. ↑ تشيرفيناك، آن؛ شولر، روبرت؛ كيسلمان، كارل؛ كوراندا، سكوت؛ مو، برايان. تكرار البيانات على نطاق واسع للتعاونات العلمية
  16. 1 2 3 لامحمدي، هدى؛ شيمانسكي، بوليسلاف؛ شينتو، زوجون؛ ديلمان، إيفا . استراتيجيات تكرار البيانات في بيئات الشبكة
  17. ↑ كرانثي، ج. وريخا، د. شاشي. تكرار كائنات البيانات المحمية في شبكة البيانات، ص 40
  18. ↑ بلالم، غالم ومروفل، باختا. إدارة وتوزيع النسخ المتماثلة في شبكة بيانات هرمية
  19. ↑ شورفزمان، محمد؛ غراهام، بيتر؛ إسكيجي أوغلو، راسيت. وضع النسخ المتماثلة التكيفي في شبكات البيانات الهرمية
  20. ↑ رانغاناثان، كافيتا وفوستر، إيان. تحديد استراتيجيات النسخ الديناميكي لشبكة بيانات عالية الأداء
  21. ↑ إيبيماخوف، إيغور؛ هامورلين، عبد القادر؛ ديلون، ثارام؛ مورفان، فرانك. أساليب جدولة الموارد لتحسين الاستعلام في أنظمة شبكة البيانات
  22. ↑ كراوتر، كلاوس؛ بويا، راجكومار؛ ماهيسواران، موثوكومارو. تصنيف ودراسة استقصائية لأنظمة إدارة موارد الشبكة للحوسبة الموزعة
  23. ↑ تشو، ليتشون. إدارة البيانات الوصفية في اتحاد قواعد البيانات الشبكية
  24. ^ فينوجوبال، سريكومار؛ بويا، راجكومار؛ راماموهاناراو، كوتاجيري. تصنيف شبكات البيانات لمشاركة البيانات الموزعة - الإدارة والمعالجة، ص.16
  25. ^ ألكوك، بيل. تشيرفيناك، آن؛ فوستر، إيان. وآخرون. ص 571
  26. ↑ تيرني، برايان ل. شبكات البيانات ومشاكل أداء شبكات البيانات. ص 7
  27. ↑ ثيبودو، ب. الحكومات تخطط لمشاريع شبكات البيانات
  28. 1 2 هاينغارتنر، دوغلاس. الشبكة: الجيل التالي من الإنترنت
  29. ^ فينوجوبال، سريكومار؛ بويا، راجكومار؛ راماموهاناراو، كوتاجيري. تصنيف شبكات البيانات لمشاركة البيانات الموزعة - الإدارة والمعالجة، ص.1
  30. ↑ غلوبوس. حول مجموعة أدوات غلوبوس

مراجع

  • ألكوك، بيل؛ تشيرفيناك، آن؛ فوستر، إيان؛ كيسلمان، كارل؛ ليفني، ميرون (2005). "أدوات شبكة البيانات: تمكين البحث العلمي في البيانات الضخمة الموزعة". مجلة الفيزياء: سلسلة المؤتمرات . 16 (1): 571-575 . Bibcode : 2005JPhCS..16..571A . CiteSeerX : 10.1.1.379.4325 . doi : 10.1088/1742-6596/16/1/079 . S2CID: 250673712 .  
  • ألكوك، بيل؛ فوستر، إيان؛ نيفيدوفا، فيرونيكا ل؛ تشيرفيناك، آن؛ ديلمان، إيفا ؛ كيسلمان، كارل؛ لي، جيسون؛ سيم، أليكس؛ شوشاني، آري؛ دراش، بوب؛ ويليامز، دين (2001). "الوصول عن بُعد عالي الأداء إلى بيانات محاكاة المناخ: مشكلة تحدٍّ لتقنيات شبكة البيانات". مطبعة ACM . CiteSeerX 10.1.1.64.6603 . {{cite journal}}يتطلب الاستشهاد بالمجلة ( مساعدة )|journal=
  • أركوت، راجاسيكار؛ وان، مايكل؛ مور، ريغان؛ شرودر، واين؛ كريمنك، جورج. "وسيط موارد التخزين - إدارة البيانات الموزعة في شبكة" . مؤرشف من الأصل في 7 مايو 2006. تم الاطلاع عليه في 28 أبريل 2012 .
  • كوتزي، سيرينا (2012). "نموذج مرجعي لمنهجية شبكة البيانات لمعالجة البيانات في بنية تحتية مكانية ديناميكية". GeoInformatica . 16 (1): 111-129 . doi : 10.1007/s10707-011-0129-4 . hdl : 2263/18263 . S2CID 19837152 . 
  • إيبيماخوف، إيغور؛ هامورلين، عبد القادر؛ ديلون، ثارام؛ مورفان، فرانك (2011). "أساليب جدولة الموارد لتحسين الاستعلامات في أنظمة شبكات البيانات". التطورات في قواعد البيانات ونظم المعلومات. المؤتمر الدولي الخامس عشر، ADBIS 2011. فيينا، النمسا: سبرينغر برلين هايدلبرغ. ص 185-199 . doi : 10.1007/978-3-642-23737-9_14 . 
  • هاينغارتنر، دوغلاس (8 مارس 2001). "الشبكة: الجيل القادم من الإنترنت" . مجلة وايرد . مؤرشف من الأصل في 4 مايو 2012. تم الاطلاع عليه في 13 مايو 2012 .
  • إزمايلوف، رؤوف؛ جانجولي، سامرات؛ تو، نان (2004). "نسخ الملفات المتوازي السريع في شبكة البيانات" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 21 أبريل 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 مايو 2012 .
  • كراوتر، كلاوس؛ بويا، راجكومار؛ ماهيسواران، موثوكومارو (2002). "تصنيف ودراسة استقصائية لأنظمة إدارة موارد الشبكة للحوسبة الموزعة". البرمجيات: الممارسة والخبرة . 32 (2): 135-164 . CiteSeerX 10.1.1.38.2122 . doi : 10.1002/spe.432 . S2CID 816774 .  
  • لامحمدي، هدى؛ شيمانسكي، بوليسلاف؛ شينتو، زوجون؛ ديلمان، إيفا (2002). "استراتيجيات تكرار البيانات في بيئات الشبكة". المؤتمر الدولي الخامس حول الخوارزميات والهياكل للمعالجة المتوازية (ICA3PP'02) . مطبعة. الصفحات 378-383 . CiteSeerX 10.1.1.11.5473 .  
  • بادالا، براديب. "دراسة استقصائية لبرمجيات وسيطة البيانات لأنظمة الشبكة". CiteSeerX 10.1.1.114.1901 . {{cite journal}}يتطلب الاستشهاد بالمجلة ( مساعدة )|journal=
  • رانغاناثان، كافيتا؛ فوستر، إيان (2001). "تحديد استراتيجيات النسخ الديناميكي لشبكة بيانات عالية الأداء". وقائع ورشة العمل الدولية للحوسبة الشبكية . الصفحات 75-86 . CiteSeerX 10.1.1.20.6836 . doi : 10.1007/3-540-45644-9_8 .  

للمزيد من القراءة

  • فوستر، إيان؛ كيسلمان، كارل؛ نيك، جيفري م.؛ تويكي، ستيفن (22 يونيو 2002). "فسيولوجيا الشبكة: بنية خدمات شبكة مفتوحة لتكامل الأنظمة الموزعة" . مؤرشف من الأصل في 22 مارس 2008. تم الاطلاع عليه في 10 مايو 2012 .
  • هانكوك، ب. (2009). "شبكة بيانات بسيطة باستخدام نظام التشغيل إنفيرنو". مجلة المكتبة والتكنولوجيا المتقدمة . 27 (3): 382-392 . doi : 10.1108/07378830910988513 .
  • هوشيك، دبليو؛ ماكانس، جي. (10 أكتوبر 2001). "برمجيات وسيطة لقواعد البيانات العلائقية مُمكّنة بتقنية الشبكة" (ملف PDF) . منتدى الشبكة العالمية . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 28 يناير 2006. تم الاطلاع عليه في 22 أبريل 2012 .
  • مور، ريغان دبليو. "تطور مفاهيم شبكة البيانات" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 12 فبراير 2014. تم الاطلاع عليه في 10 مايو 2012 .
  • راجكومار، كيتيموثو؛ ألكوك، ويليام؛ ليمينغ، لي؛ نافارو، جون بول؛ فوستر، إيان (30 مارس 2007). "GridCopy: نقل البيانات بسرعة على الشبكة" (ملف PDF) . المؤتمر الدولي للمعالجة المتوازية والموزعة (IPDPS 2007) . لونغ بيتش: IEEE International. الصفحات 1-6 . تاريخ الاطلاع: 29 أبريل 2012 .