Edge Computing ist ein aufregender neuer Ansatz für die Netzwerkarchitektur, der Unternehmen dabei hilft, die Beschränkungen herkömmlicher Cloud-basierter Netzwerke zu überwinden. Obwohl Cloud Computing weiterhin eine wichtige Rolle in der modernen Netzwerkarchitektur spielt, zwingen die aufregenden Möglichkeiten, die das Internet der Dinge (IoT) mit seinen Geräten bietet, die in der Lage sind, die von ihnen gesammelten Daten näher an der Quelle zu verarbeiten, die Unternehmen dazu, ihre Herangehensweise an die IT-Infrastruktur zu überdenken.

Viele Unternehmen, die oft als das „nächste große Ding“ angepriesen werden, fragen sich sicherlich, wie sich Edge Computing von traditionelleren Datenverarbeitungslösungen unterscheidet und wie ihr Unternehmen davon profitieren könnte. Während die Grundprinzipien des Edge Computing relativ einfach sind, sind die wesentlichen Vorteile dieses neuen Ansatzes für die Netzwerkarchitektur nicht immer so offensichtlich. Ganz gleich, ob sie versuchen, in den IoT-Markt einzutreten oder bessere Möglichkeiten zur Bereitstellung von Inhaltsdiensten zu finden, müssen sich Unternehmen der Vorteile bewusst sein, die Edge Computing bietet.

Kurzlinks

  • Was ist Edge Computing?
  • Die 5 besten Vorteile von Edge Computing
  • Business Case für Edge Computing
  • Nachteile von Edge Computing
  • Die Zukunft des Edge Computing

Was ist Edge Computing?

Traditionelle Cloud Computing-Netzwerke sind stark zentralisiert, wobei die Daten an den äußersten Rändern gesammelt und zur Verarbeitung an die Hauptserver übertragen werden. Diese Architektur entstand aus der Tatsache, dass die meisten Geräte in Randnähe nicht über die nötige Rechenleistung und Speicherkapazität verfügten, um die gesammelten Daten zu analysieren oder zu verarbeiten. Selbst als immer mehr Geräte in der Lage waren, sich über Mobilfunk und WiFi mit Netzwerken zu verbinden, war ihre Funktionalität durch ihre Hardwarekapazitäten relativ begrenzt.

Das alles hat sich in den letzten Jahren dank der Miniaturisierung der Verarbeitungs- und Speichertechnologie geändert. Die heutigen IoT-Geräte sind sehr leistungsfähig und können mehr Daten erfassen, speichern und verarbeiten als je zuvor. Dies hat Unternehmen die Möglichkeit eröffnet, ihre Netzwerke zu optimieren und mehr Verarbeitungsfunktionen näher an den Ort zu verlagern, an dem die Daten gesammelt werden, nämlich an den Netzwerkrand, wo sie analysiert und in Echtzeit viel näher an den vorgesehenen Nutzern angewendet werden können.

Da die Daten nicht den ganzen Weg zurück zum zentralen Server zurücklegen müssen, damit das Gerät weiß, dass eine Funktion ausgeführt werden muss, können Edge-Computing-Netze die Latenzzeit erheblich verringern und die Leistung verbessern. Die Geschwindigkeit und Flexibilität, die dieser Ansatz für den Umgang mit Daten bietet, eröffnet Unternehmen eine Vielzahl von Möglichkeiten.

Die 5 besten Vorteile von Edge Computing

Geschwindigkeit

Für viele Unternehmen ist Geschwindigkeit für ihr Kerngeschäft absolut entscheidend. Die Abhängigkeit des Finanzsektors von Hochfrequenz-Handelsalgorithmen bedeutet beispielsweise, dass eine Verlangsamung von nur wenigen Millisekunden teure Folgen haben kann. In der Gesundheitsbranche kann der Verlust von Sekundenbruchteilen sogar über Leben und Tod entscheiden. Und für Unternehmen, die ihren Kunden datengesteuerte Dienste anbieten, kann eine zu langsame Geschwindigkeit die Kunden frustrieren und der Marke langfristig schaden. Geschwindigkeit ist nicht mehr nur ein Wettbewerbsvorteil, sondern eine Best Practice.

Der wichtigste Vorteil von Edge Computing ist die Fähigkeit, die Netzwerkleistung durch die Verringerung der Latenz zu steigern. Da IoT-Edge-Computing-Geräte Daten lokal oder in nahegelegenen Edge-Rechenzentren verarbeiten, müssen die gesammelten Informationen nicht annähernd so weit transportiert werden, wie dies bei einer herkömmlichen Cloud-Architektur der Fall wäre.

Man vergisst leicht, dass sich Daten nicht augenblicklich bewegen; sie unterliegen denselben physikalischen Gesetzen wie alles andere im bekannten Universum. Die derzeitige kommerzielle Glasfasertechnologie ermöglicht es, Daten mit 2/3 der Lichtgeschwindigkeit zu übertragen, d. h. von New York nach San Francisco in etwa 21 Millisekunden. Das klingt zwar schnell, berücksichtigt aber nicht die schiere Menge der übertragenen Daten. Bei einem erwarteten weltweiten Datenaufkommen von bis zu 44 Zettabyte (ein Zettabyte entspricht einer Billion Gigabyte) im Jahr 2020 sind digitale Staus fast garantiert.

Hinzu kommt das Problem des Engpasses der „letzten Meile“, bei dem die Daten durch lokale Netzverbindungen geleitet werden müssen, bevor sie ihr endgültiges Ziel erreichen. Je nach Qualität dieser Verbindungen kann die „letzte Meile“ eine Latenzzeit von 10 bis 65 Millisekunden verursachen.

Durch die Verarbeitung von Daten näher an der Quelle und die Verringerung der physischen Entfernung, die sie zurücklegen müssen, kann Edge Computing die Latenzzeit erheblich reduzieren. Das Endergebnis sind höhere Geschwindigkeiten für die Endnutzer, wobei die Latenzzeit in Mikrosekunden und nicht in Millisekunden gemessen wird. Wenn man bedenkt, dass selbst ein einziger Moment der Latenz oder Ausfallzeit Unternehmen Tausende von Dollar kosten kann, sind die Geschwindigkeitsvorteile des Edge-Computing nicht zu übersehen.

Sicherheit

Die Verbreitung von IoT-Edge-Computing-Geräten vergrößert zwar die allgemeine Angriffsfläche für Netzwerke, bietet aber auch einige wichtige Sicherheitsvorteile. Die traditionelle Cloud-Computing-Architektur ist von Natur aus zentralisiert, was sie besonders anfällig für verteilte Denial-of-Service-Angriffe (DDoS) und Stromausfälle macht. Beim Edge-Computing werden Verarbeitung, Speicherung und Anwendungen auf eine Vielzahl von Geräten und Rechenzentren verteilt, so dass es für eine einzelne Störung schwierig ist, das Netzwerk lahmzulegen.

Eine große Sorge bei IoT-Edge-Computing-Geräten ist, dass sie als Einstiegspunkt für Cyberangriffe genutzt werden könnten, so dass Malware oder andere Eindringlinge ein Netzwerk von einer einzigen Schwachstelle aus infizieren können. Dies ist zwar ein echtes Risiko, aber die verteilte Natur der Edge-Computing-Architektur macht es einfacher, Sicherheitsprotokolle zu implementieren, die kompromittierte Bereiche abriegeln können, ohne das gesamte Netzwerk abzuschalten.

Da mehr Daten auf lokalen Geräten verarbeitet werden, anstatt sie an ein zentrales Datenzentrum zu übertragen, reduziert Edge-Computing auch die Menge der Daten, die zu einem bestimmten Zeitpunkt tatsächlich gefährdet sind. Es gibt weniger Daten, die während der Übertragung abgefangen werden können, und selbst wenn ein Gerät kompromittiert wird, enthält es nur die Daten, die es lokal gesammelt hat, und nicht die Datenmenge, die ein kompromittierter Server preisgeben könnte.

Selbst wenn eine Edge-Computing-Architektur spezialisierte Edge-Rechenzentren umfasst, bieten diese oft zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen zum Schutz vor lähmenden DDoS-Angriffen und anderen Cyber-Bedrohungen. Ein hochwertiges Edge-Rechenzentrum sollte eine Reihe von Tools bieten, mit denen Kunden ihre Netzwerke in Echtzeit sichern und überwachen können.

Skalierbarkeit

Wenn Unternehmen wachsen, können sie nicht immer den Bedarf an IT-Infrastrukturen vorhersehen, und der Aufbau eines eigenen Rechenzentrums ist eine teure Angelegenheit. Abgesehen von den beträchtlichen Vorlaufkosten für den Bau und die laufende Wartung stellt sich auch die Frage nach den Anforderungen von morgen. Herkömmliche private Einrichtungen schränken das Wachstum künstlich ein und binden die Unternehmen an Prognosen über ihren künftigen Computerbedarf. Wenn das Unternehmenswachstum die Erwartungen übersteigt, kann es sein, dass es aufgrund unzureichender Rechenressourcen nicht in der Lage ist, die sich bietenden Chancen zu nutzen.

Glücklicherweise haben die Entwicklung der Cloud-basierten Technologie und das Edge Computing es den Unternehmen leichter denn je gemacht, ihre Aktivitäten zu skalieren. Rechen-, Speicher- und Analysefunktionen werden zunehmend in Geräten mit kleinerer Grundfläche gebündelt, die näher an den Endnutzern platziert werden können. Mit Edge-Systemen können Unternehmen diese Geräte nutzen, um die Reichweite und die Fähigkeiten ihres Edge-Netzwerks zu erweitern.

Um die Datenerfassung und -analyse zu erweitern, müssen Unternehmen nicht mehr zentrale, private Rechenzentren einrichten, deren Aufbau, Wartung und Austausch bei einem erneuten Wachstum teuer sein können. Durch die Kombination von Colocation-Services mit regionalen Edge-Computing-Rechenzentren können Unternehmen die Reichweite ihres Edge-Netzwerks schnell und kostengünstig erweitern. Die Flexibilität, nicht auf eine zentrale Infrastruktur angewiesen zu sein, ermöglicht es ihnen, sich schnell an sich entwickelnde Märkte anzupassen und ihren Daten- und Rechenbedarf effizienter zu skalieren.

Edge Computing bietet einen weitaus kostengünstigeren Weg zur Skalierbarkeit, der es Unternehmen ermöglicht, ihre Rechenkapazität durch eine Kombination aus IoT-Geräten und Edge-Rechenzentren zu erweitern. Die Verwendung von verarbeitungsfähigen Edge-Computing-Geräten senkt auch die Wachstumskosten, da jedes neue Gerät, das hinzugefügt wird, keine erheblichen Bandbreitenanforderungen an den Kern eines Netzwerks stellt.

Vielseitigkeit

Die Skalierbarkeit von Edge-Computing macht es auch unglaublich vielseitig. Durch die Partnerschaft mit lokalen Edge-Rechenzentren können Unternehmen leicht auf wünschenswerte Märkte zugreifen, ohne in eine teure Erweiterung der Infrastruktur investieren zu müssen. Edge-Rechenzentren ermöglichen es ihnen, Endnutzer effizient und ohne große räumliche Entfernung oder Latenz zu bedienen. Dies ist besonders wertvoll für Anbieter von Inhalten, die ununterbrochene Streaming-Dienste anbieten möchten. Sie sind auch nicht an Unternehmen mit einer großen Präsenz gebunden, so dass sie sich schnell auf andere Märkte verlagern können, wenn sich die wirtschaftlichen Bedingungen ändern.

Edge-Computing ermöglicht es auch IoT-Geräten, beispiellose Mengen an verwertbaren Daten zu sammeln. Anstatt darauf zu warten, dass sich Menschen mit ihren Geräten anmelden und mit zentralen Cloud-Servern interagieren, sind Edge-Computing-Geräte immer eingeschaltet, immer verbunden und erzeugen ständig Daten für künftige Analysen. Die von Edge-Netzwerken gesammelten unstrukturierten Informationen können entweder lokal verarbeitet werden, um schnelle Dienste bereitzustellen, oder an den Kern des Netzwerks zurückgegeben werden, wo sie von leistungsstarken Analyse- und maschinellen Lernprogrammen analysiert werden, um Trends und bemerkenswerte Datenpunkte zu identifizieren. Mit diesen Informationen können Unternehmen bessere Entscheidungen treffen und die tatsächlichen Bedürfnisse des Marktes effizienter erfüllen.

Indem sie neue IoT-Geräte in ihre Edge-Netzwerkarchitektur einbinden, können Unternehmen ihren Kunden neue und bessere Dienste anbieten, ohne ihre IT-Infrastruktur komplett zu überarbeiten. Speziell entwickelte Geräte bieten eine Vielzahl von Möglichkeiten für Unternehmen, die Innovation als Mittel zur Wachstumsförderung schätzen. Dies ist ein enormer Vorteil für Branchen, die ihre Netzwerkreichweite auf Regionen mit begrenzter Konnektivität ausdehnen wollen (z. B. das Gesundheitswesen, die Landwirtschaft und das verarbeitende Gewerbe).

Zuverlässigkeit

Angesichts der Sicherheitsvorteile, die das Edge Computing bietet, sollte es nicht überraschen, dass es auch eine höhere Zuverlässigkeit bietet. Mit IoT-Edge-Computing-Geräten und Edge-Rechenzentren, die näher an den Endnutzern positioniert sind, ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass sich ein Netzwerkproblem an einem entfernten Standort auf die lokalen Kunden auswirkt. Selbst bei einem Ausfall eines nahegelegenen Rechenzentrums können IoT-Edge-Computing-Geräte eigenständig weiterarbeiten, da sie wichtige Verarbeitungsfunktionen selbst übernehmen.

Durch die Verarbeitung von Daten näher an der Quelle und die Priorisierung des Datenverkehrs reduziert das Edge-Computing die Datenmenge, die zum und vom primären Netzwerk fließt, was zu geringeren Latenzzeiten und einer höheren Gesamtgeschwindigkeit führt. Auch die räumliche Entfernung ist für die Leistung entscheidend. Durch die Platzierung von Edge-Systemen in Rechenzentren, die geografisch näher an den Endbenutzern liegen, und die entsprechende Verteilung der Verarbeitung können Unternehmen die Entfernung, die Daten zurücklegen müssen, bevor Dienste bereitgestellt werden können, erheblich verringern. Diese Edge-Netzwerke sorgen für ein schnelleres, nahtloses Erlebnis für ihre Kunden, die erwarten, dass sie jederzeit und überall auf ihre Inhalte und Anwendungen zugreifen können.

Wenn so viele Edge-Computing-Geräte und Edge-Rechenzentren mit dem Netz verbunden sind, wird es viel schwieriger, dass ein einziger Ausfall den Dienst vollständig lahmlegt. Die Daten können über mehrere Wege umgeleitet werden, um sicherzustellen, dass die Benutzer weiterhin Zugriff auf die benötigten Produkte und Informationen haben. Die effektive Einbindung von IoT-Edge-Computing-Geräten und Edge-Rechenzentren in eine umfassende Edge-Architektur kann daher eine beispiellose Zuverlässigkeit bieten.

Making the Edge Computing Business Case

Mit der zunehmenden Verbreitung innovativer Geräte wie autonomer Fahrzeuge und medizinischer Sensoren wird das Edge-Computing einen immer größeren Einfluss auf die Gesellschaft haben. Mit einem Edge-Computing-Framework können Unternehmen Netzwerkdienste auf Bereiche ausdehnen, die bisher außerhalb der Reichweite herkömmlicher Architekturen lagen. Im Falle vieler Geräte könnte die Möglichkeit, die Leistung zu verbessern, buchstäblich Leben retten. Denken Sie beispielsweise an die gesundheitlichen Auswirkungen des Einsatzes medizinischer Geräte in schwer zugänglichen ländlichen Gebieten mit begrenzten Möglichkeiten der Gesundheitsversorgung. Edge Computing kann auch die Sicherheit in der industriellen Fertigung verbessern, indem es Geräteprobleme erkennt, bevor sie zu Fehlfunktionen führen, die Arbeiter verletzen könnten.

Edge Computing und IoT

Die Zahl der heute im Umlauf befindlichen IoT-Geräte ist bereits überwältigend, und es gibt zahlreiche Daten, die darauf hindeuten, dass diese Zahl in den kommenden Jahren noch erheblich steigen wird. Da so viele IoT-Geräte mit Netzwerken auf der ganzen Welt verbunden sind, hat Edge Computing bereits jetzt einen großen Einfluss darauf, wie Unternehmen ihre Systeme gestalten. Die anhaltende Nachfrage nach schnelleren, effizienteren Diensten und der Bereitstellung von Inhalten wird Unternehmen dazu veranlassen, ihre bestehenden Edge-Netzwerke zu verbessern. Unternehmen, die heute nicht in Edge Computing investieren, könnten sich in der wenig beneidenswerten Lage wiederfinden, in den kommenden Jahren den Rückstand auf ihre Konkurrenten aufzuholen.

Mit dem Internet verbundene Geräte erzeugen riesige Datenmengen, die für Unternehmen eine enorme Chance darstellen, aber auch eine ebenso große Herausforderung in Bezug auf die Verwaltung, Analyse und Speicherung dieser Daten. Traditionell wurden diese Prozesse in der privaten Cloud oder im Rechenzentrum eines Unternehmens abgewickelt, aber die schiere Datenmenge hat diese Netzwerke bis an ihre Grenzen belastet.

Edge-Systeme verringern diesen Druck, indem sie die Datenverarbeitung von einem zentralisierten Kern weg verlagern und auf lokale Edge-Rechenzentren und andere Geräte in der Nähe der Quelle verteilen. Die Analyse von Daten näher am Ort ihrer Erfassung bietet enorme Vorteile in Bezug auf Kosten und Effizienz. Durch den Einsatz von Edge-Systemen können Unternehmen auch Probleme angehen, die mit geringer Konnektivität und den Kosten für die Übertragung von Daten an einen zentralen Server verbunden sind.

Industrielles IoT

Industrieunternehmen können von Edge-Computing immens profitieren, da es ihnen ermöglicht, hergestellte IoT-Edge-Geräte (insbesondere Industriemaschinen) in Erweiterungen ihrer Netzwerkinfrastruktur zu verwandeln. In Kombination mit modernem maschinellem Lernen und Echtzeit-Analysen können Daten schneller als je zuvor erfasst, analysiert und angewendet werden, sodass IoT-Edge-Geräte sich selbst regulieren und auf Veränderungen reagieren können.

5G-Netze

Die Verbreitung von 5G-Netzen, die die Bandbreite deutlich erhöhen und die Übertragung großer Mengen von Mobilfunkdaten erleichtern werden, eröffnet eine Reihe von Möglichkeiten für Edge-Computing-Anwendungen. Da 5G mit seiner verteilten Architektur dazu beitragen wird, Latenzzeiten zu bekämpfen, können Unternehmen diese Netze nutzen, um ihre eigenen Netzkanten zu erweitern und Daten weitaus effizienter zu übertragen. Anstatt alles an einen zentralen Server weiterleiten zu müssen, können sie dank überlappender 5G-Netze mehr Daten am Rande des Netzes speichern. Diese Edge-Netzwerke werden auch dazu beitragen, das Latenzproblem der „letzten Meile“ zu überwinden, bei dem die übertragenen Daten über eine Reihe suboptimaler Verbindungen in Engpässen stecken bleiben, bevor sie die vorgesehenen Nutzer erreichen. Die Technologie wird auch zur Ausweitung von Smart-City-Initiativen beitragen.

Nachteile des Edge Computing

Die bei weitem größte Herausforderung des Edge Computing besteht darin, diese verteilten Netze sicher zu machen. Obwohl ein Edge-Netz erhebliche Sicherheitsvorteile bietet, könnte ein schlecht implementiertes System angreifbar sein. Die Abhängigkeit des Edge Computing von kleineren Rechenzentren und IoT-Edge-Geräten bringt eine Reihe von Sicherheitsbedenken mit sich, die sich von denen herkömmlicher Cybersicherheitsansätze unterscheiden. Jedes Unternehmen, das sich mit Edge-Computing-Lösungen befasst, muss diese Bedrohungen ernst nehmen, insbesondere wenn es plant, sich stärker auf IoT-Edge-Geräte zu stützen. Da das Edge-Computing-Framework weiter verteilt ist als ein herkömmliches serverbasiertes Netzwerk, gibt es eine größere Anzahl möglicher Angriffsvektoren, die Hacker ausnutzen können.

Deshalb arbeiten Branchenexperten bereits intensiv daran, neue Ansätze wie Zero-Trust-Sicherheit zu implementieren, um sicherzustellen, dass die IoT-Geräte, die das Edge-Computing-Framework antreiben, nicht gegen Benutzer und Unternehmen verwendet werden. Angesichts der großen Datenmengen, die gesammelt werden, können Unternehmen das Risiko einer Datenverletzung nicht tolerieren. Glücklicherweise können viele dieser Sicherheitsbedenken durch Edge-Rechenzentren ausgeräumt werden, die sich für den Schutz ihrer Kunden und deren Daten einsetzen. Konformitätsstandards wie ISO 27001 und HIPAA/HITECH stellen sicher, dass ein Rechenzentrum sowohl eine robuste Infrastruktur als auch einen starken Markenschutz bietet.

Die Zukunft des Edge Computing

Die Verlagerung der Datenverarbeitung an den Rand des Netzwerks kann Unternehmen dabei helfen, die wachsende Zahl von IoT-Edge-Geräten zu nutzen, die Netzwerkgeschwindigkeit zu erhöhen und das Kundenerlebnis zu verbessern. Die Skalierbarkeit von Edge Computing macht es außerdem zu einer idealen Lösung für schnell wachsende, agile Unternehmen, insbesondere wenn diese bereits Colocation-Rechenzentren und Cloud-Infrastruktur nutzen. Durch die Nutzung von Edge Computing können Unternehmen ihre Netzwerke optimieren, um einen flexiblen und zuverlässigen Service anzubieten, der ihre Marke stärkt und ihre Kunden zufrieden stellt.

Edge Computing bietet mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Formen der Netzwerkarchitektur und wird sicherlich auch in Zukunft eine wichtige Rolle für Unternehmen spielen. Da immer mehr mit dem Internet verbundene Geräte auf den Markt kommen, haben innovative Unternehmen wahrscheinlich nur an der Oberfläche dessen gekratzt, was mit Edge Computing möglich ist.