Edge Computing on jännittävä uusi lähestymistapa verkkoarkkitehtuuriin, joka auttaa organisaatioita ylittämään perinteisten pilvipohjaisten verkkojen asettamat rajoitukset. Vaikka pilvilaskennalla on edelleen tärkeä rooli nykyaikaisessa verkkoarkkitehtuurissa, esineiden internetin (Internet of Things, IoT) laitteiden tarjoamat jännittävät mahdollisuudet, sillä ne pystyvät käsittelemään keräämäänsä dataa lähempänä sen lähdettä, pakottavat yritykset miettimään uudelleen lähestymistapaansa IT-infrastruktuuriin.

Usein ”seuraavana isona juttuna” mainostettu reunalaskenta (engl. edge computing) mietityttää varmasti monia yrityksiä, miten reunalaskenta (engl. edge computing) eroaa perinteisemmistä datankäsittelyn ratkaisuista, ja mitä hyötyä siitä voisi olla niiden yritykselle. Vaikka reunalaskennan perusperiaatteet ovat suhteellisen suoraviivaisia, tämän uuden verkkoarkkitehtuurin lähestymistavan merkittävät hyödyt eivät aina ole niin ilmeisiä. Yritysten on oltava tietoisia edge computingin tarjoamista eduista riippumatta siitä, yrittävätkö ne murtautua IoT-markkinoille vai löytävätkö ne parempia tapoja tarjota sisältöpalveluja.

Pikalinkit

  • Mitä on edge computing?
  • Edun laskennan 5 parasta etua
  • Edun laskennan liiketoiminta-asiassa
  • Edun laskennan haitat
  • Edun laskennan tulevaisuus

Mitä on reunalaskenta?

Traditionaaliset pilvipalvelujen laskentaverkostot ovat pitkälti keskitettyjä, ja tiedot kerätään ulkoreunoilla ja lähetetään takaisin tärkeimmille palvelimille käsittelyä varten. Tämä arkkitehtuuri kasvoi siitä, että useimmilla reunan lähellä sijaitsevilla laitteilla ei ollut riittävästi laskentatehoa ja tallennuskapasiteettia keräämänsä datan analysoimiseksi tai käsittelemiseksi. Vaikka yhä useammat laitteet pystyivät liittymään verkkoihin matkapuhelin- ja WiFi-verkkojen välityksellä, niiden toiminnallisuutta rajoitti suhteellisen paljon niiden laitteistokapasiteetti.

Kaikki tämä on muuttunut viime vuosina prosessointi- ja tallennustekniikan miniatyrisoitumisen ansiosta. Nykyiset IoT-laitteet ovat varsin tehokkaita, ja ne pystyvät keräämään, tallentamaan ja käsittelemään enemmän tietoa kuin koskaan ennen. Tämä on avannut yrityksille mahdollisuuksia optimoida verkkojaan ja siirtää enemmän käsittelytoimintoja lähemmäs sitä, missä tiedot kerätään verkon reunalla, jossa niitä voidaan analysoida ja soveltaa reaaliajassa paljon lähempänä aiottuja käyttäjiä.

Koska tietojen ei tarvitse kulkea koko matkaa takaisin keskuspalvelimelle, jotta laite tietäisi, että jokin toiminto on suoritettava, reunalaskentaverkot voivat vähentää viiveaikaa huomattavasti ja parantaa suorituskykyä. Nopeus ja joustavuus, joita tämä lähestymistapa tietojen käsittelyyn tarjoaa, luovat organisaatioille jännittäviä mahdollisuuksia.

The 5 Best Benefits of Edge Computing

Nopeus

Monille yrityksille nopeus on ehdottoman tärkeää ydintoiminnan kannalta. Esimerkiksi rahoitusalan riippuvuus korkean taajuuden kaupankäyntialgoritmeista tarkoittaa, että pelkkä millisekuntien hidastuminen voi aiheuttaa kalliita seurauksia. Terveydenhuoltoalalla sekunnin murto-osan häviäminen voi olla jopa elämän ja kuoleman kysymys. Ja yrityksille, jotka tarjoavat asiakkaille datapohjaisia palveluja, hidastuneet nopeudet voivat turhauttaa asiakkaita ja vahingoittaa brändiä pitkällä aikavälillä. Nopeus ei ole enää vain kilpailuetu – se on paras käytäntö.

Reunalaskennan tärkein hyöty on sen kyky lisätä verkon suorituskykyä vähentämällä latenssia. Koska IoT-reunalaskentalaitteet käsittelevät tietoja paikallisesti tai lähellä sijaitsevissa reunatietokeskuksissa, niiden keräämien tietojen ei tarvitse matkustaa läheskään niin kauas kuin perinteisessä pilviarkkitehtuurissa.

On helppo unohtaa, että tiedot eivät kulje hetkessä; niitä sitovat samat fysiikan lait kuin kaikkea muutakin tunnetussa maailmankaikkeudessa. Nykyinen kaupallinen valokuitutekniikka mahdollistaa datan kulkemisen 2/3 valonnopeudesta, ja se siirtyy New Yorkista San Franciscoon noin 21 millisekunnissa. Vaikka tämä kuulostaa nopealta, siinä ei oteta huomioon siirrettävän tiedon määrää. Maailman odotetaan tuottavan jopa 44 zettabytea (yksi zettabyte vastaa biljoonaa gigatavua) dataa vuonna 2020, joten digitaaliset liikenneruuhkat ovat lähes taattuja.

Ongelmana on myös ”viimeisen kilometrin” pullonkaula, jossa data on ohjattava paikallisten verkkoyhteyksien kautta ennen kuin se saavuttaa lopullisen määränpäänsä. Näiden yhteyksien laadusta riippuen ”viimeinen maili” voi lisätä viivettä 10-65 millisekuntia.

Käsittelemällä dataa lähempänä lähdettä ja lyhentämällä fyysistä matkaa, jonka se joutuu kulkemaan, edge computing voi vähentää viivettä huomattavasti. Lopputuloksena loppukäyttäjien nopeudet kasvavat, ja viive mitataan mikrosekunneissa eikä millisekunneissa. Kun otetaan huomioon, että yksikin viive- tai seisokkihetki voi maksaa yrityksille tuhansia dollareita, reunalaskennan nopeusetuja ei voi jättää huomiotta.

Turvallisuus

Vaikka IoT:n reunalaskentalaitteiden yleistyminen kasvattaa verkkojen kokonaishyökkäyskenttää, se tarjoaa myös joitain tärkeitä turvallisuusetuja. Perinteinen pilvipalveluarkkitehtuuri on luonnostaan keskitetty, mikä tekee siitä erityisen haavoittuvaisen hajautetuille palvelunestohyökkäyksille (DDoS-hyökkäyksille) ja sähkökatkoksille. Edge computing jakaa tietojenkäsittelyn, tallennuksen ja sovellukset useisiin eri laitteisiin ja datakeskuksiin, jolloin yksittäisen häiriön on vaikea kaataa verkkoa.

Yksi IoT:n edge computing -laitteisiin liittyvistä suurista huolenaiheista on se, että niitä voidaan käyttää verkkohyökkäysten sisäänkäyntipisteinä, jolloin haittaohjelmat tai muut tunkeutumiset voivat tartuttaa verkkoon yhdestä ainoasta heikosta kohdasta käsin. Tämä on todellinen riski, mutta reunalaskennan arkkitehtuurin hajautettu luonne helpottaa sellaisten tietoturvaprotokollien käyttöönottoa, joilla voidaan sulkea vaarantuneet osat sulkematta koko verkkoa.

Koska enemmän tietoa käsitellään paikallisissa laitteissa sen sijaan, että se lähetettäisiin takaisin keskitettyyn datakeskukseen, reunalaskennan avulla voidaan myös vähentää kerrallaan vaarassa olevan tiedon määrää. Tietoja voidaan siepata vähemmän siirron aikana, ja vaikka laite vaarantuisi, se sisältää vain paikallisesti keräämäänsä tietoa sen sijaan, että se sisältäisi suuren tietomäärän, joka voisi paljastua vaarantuneesta palvelimesta.

Silloinkin, kun reunalaskennan arkkitehtuuriin sisältyy erikoistuneita reuna-tietokeskuksia, niissä on usein ylimääräisiä turvatoimia, joilla suojaudutaan lamaannuttavilta DDoS-hyökkäyksiltä ja muilta tietoverkkouhilta. Laadukkaan reunatietokeskuksen tulisi tarjota erilaisia työkaluja, joilla asiakkaat voivat turvata ja valvoa verkkojaan reaaliajassa.

Skaalautuvuus

Yritysten kasvaessa ne eivät aina pysty ennakoimaan IT-infrastruktuurin tarpeitaan, ja erillisen datakeskuksen rakentaminen on kallista puuhaa. Huomattavien alkuvaiheen rakennuskustannusten ja jatkuvan ylläpidon lisäksi kysymys on myös huomisen tarpeista. Perinteiset yksityiset tilat rajoittavat kasvua keinotekoisesti ja sitovat yritykset ennusteisiin tulevista tietotekniikkatarpeistaan. Jos yritysten kasvu ylittää odotukset, ne eivät välttämättä pysty hyödyntämään tilaisuuksia riittämättömien laskentaresurssien vuoksi.

Pilviteknologian ja edge computingin kehittyminen on onneksi tehnyt yritysten toiminnan skaalaamisesta helpompaa kuin koskaan. Laskenta-, tallennus- ja analytiikkaominaisuuksia niputetaan yhä useammin laitteisiin, joiden jalanjälki on pienempi ja jotka voidaan sijoittaa lähemmäs loppukäyttäjiä. Edge-järjestelmien avulla yritykset voivat hyödyntää näitä laitteita laajentaakseen reunaverkon ulottuvuutta ja ominaisuuksia.

Datan keräämisen ja analysoinnin laajentaminen ei enää vaadi yrityksiä perustamaan keskitettyjä, yksityisiä datakeskuksia, joiden rakentaminen, ylläpito ja korvaaminen voi olla kallista, kun on aika kasvaa uudelleen. Yhdistämällä colocation-palvelut alueellisiin edge computing -datakeskuksiin organisaatiot voivat laajentaa reunaverkon ulottuvuuttaan nopeasti ja kustannustehokkaasti. Joustavuus, jonka ansiosta niiden ei tarvitse luottaa keskitettyyn infrastruktuuriin, antaa niille mahdollisuuden sopeutua nopeasti kehittyviin markkinoihin ja skaalata tieto- ja laskentatarpeitaan tehokkaammin.

Edge computing tarjoaa huomattavasti edullisemman reitin skaalautuvuuteen, jolloin yritykset voivat laajentaa laskentakapasiteettiaan IoT-laitteiden ja edge-datakeskusten yhdistelmän avulla. Tietojenkäsittelyyn kykenevien reunalaskentalaitteiden käyttö helpottaa myös kasvukustannuksia, koska jokainen uusi lisätty laite ei aseta merkittäviä kaistanleveysvaatimuksia verkon ytimelle.

Skaalautuvuus

Skaalautuvuus tekee reunalaskennasta myös uskomattoman monipuolisen. Tekemällä yhteistyötä paikallisten reunatietokeskusten kanssa yritykset voivat helposti kohdistaa toimintansa halutuille markkinoille ilman, että niiden tarvitsee investoida kalliiseen infrastruktuurin laajentamiseen. Reunadatakeskusten ansiosta ne voivat palvella loppukäyttäjiä tehokkaasti pienellä fyysisellä etäisyydellä tai viiveellä. Tämä on erityisen arvokasta sisällöntuottajille, jotka haluavat tarjota keskeytymättömiä suoratoistopalveluja. Ne eivät myöskään sido yrityksiä raskaaseen jalanjälkeen, joten ne voivat siirtyä ketterästi muille markkinoille, jos taloudelliset olosuhteet muuttuvat.

Edge computing antaa IoT-laitteille myös mahdollisuuden kerätä ennennäkemättömiä määriä käyttökelpoista tietoa. Sen sijaan, että odottaisi ihmisten kirjautuvan laitteisiin ja olevan vuorovaikutuksessa keskitettyjen pilvipalvelimien kanssa, edge computing -laitteet ovat aina päällä, aina yhteydessä ja tuottavat aina tietoa tulevaa analysointia varten. Reunaverkkojen keräämät jäsentymättömät tiedot voidaan joko käsitellä paikallisesti nopeiden palveluiden tarjoamiseksi tai toimittaa takaisin verkon ytimeen, jossa tehokkaat analytiikka- ja koneoppimisohjelmat analysoivat ne trendien ja huomionarvoisten datapisteiden tunnistamiseksi. Näiden tietojen avulla yritykset voivat tehdä parempia päätöksiä ja vastata markkinoiden todellisiin tarpeisiin tehokkaammin.

Sisällyttämällä uusia IoT-laitteita reunaverkkoarkkitehtuuriinsa yritykset voivat tarjota uusia ja parempia palveluja asiakkailleen ilman, että niiden IT-infrastruktuuria uudistetaan kokonaan. Tarkoituksenmukaisesti suunnitellut laitteet tarjoavat jännittäviä mahdollisuuksia organisaatioille, jotka arvostavat innovointia kasvun edistämisen välineenä. Se on valtava etu toimialoille, jotka haluavat laajentaa verkon ulottuvuutta alueille, joilla yhteydet ovat rajalliset (kuten terveydenhuolto-, maatalous- ja valmistusteollisuus).

Luotettavuus

Kun otetaan huomioon reunalaskennan tarjoamat tietoturvaedut, ei pitäisi olla yllätys, että se tarjoaa myös parempaa luotettavuutta. Kun IoT-reunalaskentalaitteet ja reunatietokeskukset on sijoitettu lähemmäs loppukäyttäjiä, on vähemmän todennäköistä, että kaukana sijaitseva verkko-ongelma vaikuttaa paikallisiin asiakkaisiin. Jopa lähellä sijaitsevan datakeskuksen katkoksen sattuessa IoT-reunalaskentalaitteet jatkavat tehokasta toimintaansa itsenäisesti, koska ne hoitavat elintärkeät käsittelytoiminnot natiivisti.

Käsittelemällä dataa lähempänä lähdettä ja priorisoimalla liikennettä reunalaskenta vähentää ensisijaiseen verkkoon ja sieltä pois kulkevan datan määrää, mikä johtaa pienempään latenssiin ja nopeampaan kokonaisnopeuteen. Myös fyysinen etäisyys on kriittinen suorituskyvyn kannalta. Sijoittamalla reunajärjestelmät datakeskuksiin, jotka sijaitsevat maantieteellisesti lähempänä loppukäyttäjiä, ja jakamalla käsittelyä vastaavasti yritykset voivat vähentää huomattavasti matkaa, jonka tietojen on kuljettava, ennen kuin palvelut voidaan toimittaa. Nämä reunaverkot takaavat nopeamman ja saumattoman käyttökokemuksen asiakkailleen, jotka odottavat pääsevänsä käsiksi sisältöönsä ja sovelluksiinsa kysynnän mukaan missä tahansa ja milloin tahansa.

Kun verkkoon on liitetty niin monta reunalaskentalaitetta ja reuna-tietokeskusta, yksittäisen vian on paljon vaikeampi keskeyttää palvelu kokonaan. Tieto voidaan reitittää uudelleen useiden reittien kautta, jotta varmistetaan, että käyttäjät voivat edelleen käyttää tarvitsemiaan tuotteita ja tietoja. IoT-reunalaskentalaitteiden ja -reunadatakeskusten tehokas liittäminen kattavaan reuna-arkkitehtuuriin voi siis tarjota vertaansa vailla olevan luotettavuuden.

Making the Edge Computing Business Case

Kun innovatiiviset laitteet, kuten autonomiset ajoneuvot ja lääketieteelliset anturit, yleistyvät, reunalaskennalla on yhä suurempi vaikutus yhteiskuntaan. Reunalaskentakehyksen avulla organisaatiot voivat laajentaa verkkopalveluja alueille, jotka olivat aiemmin perinteisten arkkitehtuurien ulottumattomissa. Monien laitteiden tapauksessa kyky parantaa suorituskykyä voi kirjaimellisesti pelastaa ihmishenkiä. Ajatelkaa esimerkiksi lääketieteellisten laitteiden käytön terveysvaikutuksia vaikeasti saavutettavilla maaseutualueilla, joilla on rajalliset terveydenhuoltomahdollisuudet. Edge computing voi myös parantaa teollisen valmistuksen turvallisuutta tunnistamalla laitteiden ongelmat ennen kuin ne aiheuttavat toimintahäiriöitä, jotka voivat loukata työntekijöitä.

Edge Computing and IoT

Tänä päivänä liikkeellä olevien IoT-laitteiden määrä on jo nyt huikea, ja monet tiedot viittaavat siihen, että määrä kasvaa merkittävästi tulevina vuosina. Kun niin monet IoT-laitteet on liitetty verkkoihin ympäri maailmaa, reunalaskennalla on jo nyt suuri vaikutus siihen, miten yritykset suunnittelevat järjestelmänsä. Nopeampien ja tehokkaampien palvelujen ja sisällön jakelun jatkuva kysyntä saa organisaatiot parantamaan nykyisiä reunaverkkojaan. Yritykset, jotka eivät investoi edge computingiin tänään, voivat joutua kadehdittavaan tilanteeseen, jossa ne joutuvat tulevina vuosina yrittämään saada kilpailijoitaan kiinni.

Internetiin liitetyt laitteet tuottavat valtavia määriä dataa, joka tarjoaa yrityksille valtavan mahdollisuuden, mutta myös yhtä valtavan haasteen datan hallinnassa, analysoinnissa ja tallentamisessa. Perinteisesti nämä prosessit on hoidettu yrityksen yksityisessä pilvipalvelussa tai datakeskuksessa, mutta pelkkä tietomäärä on rasittanut nämä verkot äärirajoilleen.

Edge-järjestelmät lieventävät tätä painetta siirtämällä tietojenkäsittelyä pois keskitetystä ytimestä ja jakamalla sitä paikallisiin edge-tietokeskuksiin ja muihin laitteisiin, jotka ovat lähempänä tietolähdettä. Datan analysointi lähempänä sitä, missä se kerätään, tarjoaa valtavia etuja kustannusten ja tehokkuuden kannalta. Hyödyntämällä reunajärjestelmiä yritykset voivat myös ratkaista ongelmat, jotka liittyvät heikkoon liitettävyyteen ja kustannuksiin, jotka liittyvät tietojen siirtämiseen keskitetylle palvelimelle.

Industrial IoT

Teollisuusorganisaatiot hyötyvät valtavasti edge computingista, koska sen avulla ne voivat muuttaa valmistetut IoT-reunalaitteet (erityisesti teollisuuskoneet) verkkoinfrastruktuurinsa jatkeiksi. Yhdistettynä nykyaikaiseen koneoppimiseen ja reaaliaikaiseen analytiikkaan tietoja voidaan kerätä, analysoida ja soveltaa nopeammin kuin koskaan aiemmin, jolloin IoT-reunalaitteet voivat säätää itseään ja reagoida muutoksiin.

5G-verkot

5G-verkkojen yleistyminen, joka kasvattaa kaistanleveyttä merkittävästi ja helpottaa suurten soludatamäärien lähettämistä, avaa monia mahdollisuuksia edge computing -sovelluksille. Koska 5G auttaa torjumaan latenssia hajautetun arkkitehtuurinsa avulla, yritykset voivat käyttää näitä verkkoja oman verkkoreunansa laajentamiseen ja siirtää dataa paljon tehokkaammin. Sen sijaan, että kaiken pitäisi reitittää takaisin keskitettyyn palvelimeen, päällekkäiset 5G-verkot antavat niille mahdollisuuden pitää enemmän dataa reunalla. Nämä reunaverkot auttavat myös ratkaisemaan viiveestä aiheutuvan ”viimeisen mailin” ongelman, jossa siirretty tieto kulkee pullonkaulana useiden epäoptimaalisten yhteyksien läpi ennen kuin se saavuttaa aiotut käyttäjät. Teknologian avulla laajennetaan myös älykkäitä kaupunkialoitteita.

Edgellisten verkkojen haitat

Edgellisten verkkojen ylivoimaisesti suurin haaste on saada nämä hajautetut verkot turvallisiksi. Vaikka reunaverkossa on merkittäviä tietoturvaetuja, huonosti toteutettu järjestelmä voi jättää itsensä haavoittuvaksi. Edge computingin tukeutuminen pienempiin datakeskuksiin ja IoT-reunalaitteisiin aiheuttaa erilaisia tietoturvaongelmia kuin perinteiset kyberturvallisuuden lähestymistavat. Kaikkien edge computing -ratkaisuja harkitsevien yritysten on suhtauduttava näihin uhkiin vakavasti, etenkin jos ne aikovat tukeutua entistä enemmän IoT-reunalaitteisiin. Koska edge computing -kehys on laajemmin hajautettu kuin perinteinen palvelinpohjainen verkko, hakkerien hyödynnettävissä on suurempi määrä mahdollisia hyökkäysvektoreita.

Sentähden alan asiantuntijat pohtivat jo ahkerasti, miten uusia lähestymistapoja, kuten nollaluottamuksen tietoturvaa, voitaisiin ottaa käyttöön, jotta voidaan varmistaa, ettei edge computing -kehystä käyttäviä IoT-laitteita käännetä käyttäjiä ja organisaatioita vastaan. Kun tietoja kerätään niin paljon, organisaatioilla ei ole varaa sietää tietomurron riskiä. Onneksi monia näistä tietoturvaongelmista voidaan lievittää reunatietokeskuksilla, jotka osoittavat sitoutumisensa asiakkaidensa ja heidän tietojensa suojaamiseen. ISO 27001:n ja HIPAA/HITECHin kaltaiset vaatimustenmukaisuusstandardit varmistavat, että datakeskus tarjoaa sekä häiriönsietokykyisen infrastruktuurin että vahvan brändisuojan.

The Future of Edge Computing

Tiedonkäsittelyn siirtäminen verkon reunoille voi auttaa yrityksiä hyödyntämään IoT-reunalaitteiden kasvavaa määrää, parantamaan verkon nopeuksia ja parantamaan asiakaskokemusta. Reunalaskennan skaalautuva luonne tekee siitä myös ihanteellisen ratkaisun nopeasti kasvaville, ketterille yrityksille, etenkin jos ne jo hyödyntävät colocation-tietokeskuksia ja pilvi-infrastruktuuria. Hyödyntämällä edge computingia yritykset voivat optimoida verkkonsa tarjotakseen joustavaa ja luotettavaa palvelua, joka vahvistaa heidän brändiään ja pitää asiakkaat tyytyväisinä.

Edge computing tarjoaa useita etuja perinteiseen verkkoarkkitehtuuriin verrattuna, ja se on varmasti jatkossakin tärkeässä roolissa yrityksille tulevaisuudessa. Kun yhä useammat internetiin kytketyt laitteet tulevat markkinoille, innovatiiviset organisaatiot ovat todennäköisesti vasta raapaisseet pintaa siitä, mitä reunalaskennan avulla on mahdollista tehdä.