Edge computing to nowe, ekscytujące podejście do architektury sieciowej, które pomaga organizacjom wyjść poza ograniczenia narzucane przez tradycyjne sieci oparte na chmurze. Chociaż przetwarzanie w chmurze nadal odgrywa ważną rolę w nowoczesnej architekturze sieciowej, ekscytujące możliwości oferowane przez urządzenia Internetu rzeczy (IoT), które są w stanie przetwarzać gromadzone dane bliżej źródła, zmuszają firmy do ponownego przemyślenia swojego podejścia do infrastruktury IT.

Często określane jako „następna wielka rzecz”, wiele firm z pewnością zastanawia się, czym przetwarzanie brzegowe różni się od bardziej tradycyjnych rozwiązań przetwarzania danych i jakie korzyści może przynieść ich działalności. Podczas gdy podstawowe zasady stojące za edge computingiem są stosunkowo proste, istotne korzyści płynące z tego nowego podejścia do architektury sieci nie zawsze są tak oczywiste. Niezależnie od tego, czy firmy próbują przebić się na rynek IoT, czy znaleźć lepsze sposoby dostarczania usług związanych z treścią, muszą być świadome zalet oferowanych przez edge computing.

Krótkie linki

  • Co to jest Edge Computing?
  • 5 najlepszych korzyści z Edge Computing
  • Making the Edge Computing Business Case
  • Drawbacks of Edge Computing
  • The Future of Edge Computing

What is Edge Computing?

Tradycyjne sieci cloud computing są wysoce scentralizowane, z danymi zbieranymi na najbardziej zewnętrznych krawędziach i przekazywanymi z powrotem do głównych serwerów do przetwarzania. Architektura ta wyrosła z faktu, że większości urządzeń znajdujących się w pobliżu krawędzi brakowało mocy obliczeniowej i pojemności pamięci masowej, aby analizować lub przetwarzać zebrane przez nie dane. Nawet gdy coraz więcej urządzeń stawało się zdolnych do łączenia się z sieciami komórkowymi i WiFi, ich funkcjonalność była stosunkowo ograniczona przez ich możliwości sprzętowe.

Wszystko to zmieniło się w ostatnich latach dzięki miniaturyzacji technologii przetwarzania i przechowywania danych. Dzisiejsze urządzenia IoT są dość potężne, zdolne do gromadzenia, przechowywania i przetwarzania większej ilości danych niż kiedykolwiek wcześniej. To otworzyło możliwości dla firm, aby zoptymalizować swoje sieci i przenieść więcej funkcji przetwarzania bliżej miejsca, gdzie dane są gromadzone na brzegu sieci, gdzie mogą być analizowane i stosowane w czasie rzeczywistym znacznie bliżej zamierzonych użytkowników.

Skoro dane nie muszą podróżować całą drogę z powrotem do centralnego serwera dla urządzenia, aby wiedzieć, że funkcja musi być wykonana, sieci obliczeniowe krawędzi może znacznie zmniejszyć opóźnienia i zwiększyć wydajność. Szybkość i elastyczność zapewniana przez to podejście do obsługi danych tworzy ekscytujący zakres możliwości dla organizacji.

Pięć najlepszych korzyści z Edge Computing

Szybkość

Dla wielu firm szybkość jest absolutnie niezbędna dla ich podstawowej działalności. Na przykład, zależność sektora finansowego od algorytmów transakcyjnych o wysokiej częstotliwości oznacza, że spowolnienie zaledwie o milisekundy może mieć kosztowne konsekwencje. W branży opieki zdrowotnej utrata ułamka sekundy może być nawet kwestią życia lub śmierci. A w przypadku firm, które świadczą usługi oparte na danych dla klientów, opóźnienia mogą frustrować klientów i powodować długotrwałe szkody dla marki. Szybkość nie jest już tylko przewagą konkurencyjną – jest najlepszą praktyką.

Najważniejszą korzyścią z przetwarzania brzegowego jest jego zdolność do zwiększenia wydajności sieci poprzez zmniejszenie opóźnień. Ponieważ urządzenia IoT do przetwarzania brzegowego przetwarzają dane lokalnie lub w pobliskich centrach danych brzegowych, informacje, które zbierają, nie muszą podróżować tak daleko, jak w tradycyjnej architekturze chmury.

Łatwo zapomnieć, że dane nie podróżują natychmiast; są związane tymi samymi prawami fizyki, co wszystko inne w znanym wszechświecie. Obecna komercyjna technologia światłowodowa pozwala na przesyłanie danych z prędkością 2/3 prędkości światła, czyli z Nowego Jorku do San Francisco w około 21 milisekund. Choć brzmi to szybko, nie bierze się pod uwagę samej ilości przesyłanych danych. Oczekuje się, że w 2020 r. świat wygeneruje do 44 zettabajtów (jeden zettabajt równa się bilionowi gigabajtów) danych, więc cyfrowe korki są niemal gwarantowane.

Jest też problem wąskiego gardła „ostatniej mili”, w którym dane muszą być kierowane przez lokalne połączenia sieciowe, zanim dotrą do ostatecznego miejsca przeznaczenia. W zależności od jakości tych połączeń, „ostatnia mila” może dodać wszędzie od 10 do 65 milisekund opóźnienia.

Poprzez przetwarzanie danych bliżej źródła i zmniejszenie fizycznej odległości, jaką muszą pokonać, przetwarzanie brzegowe może znacznie zmniejszyć opóźnienia. Efektem końcowym są wyższe prędkości dla użytkowników końcowych, z opóźnieniami mierzonymi w mikrosekundach, a nie milisekundach. Biorąc pod uwagę, że nawet pojedynczy moment opóźnienia lub przestoju może kosztować firmy tysiące dolarów, zalety szybkości przetwarzania brzegowego nie mogą być przeoczone.

Bezpieczeństwo

Choć rozprzestrzenianie się urządzeń IoT do przetwarzania brzegowego zwiększa ogólną powierzchnię ataku dla sieci, zapewnia również pewne ważne zalety bezpieczeństwa. Tradycyjna architektura chmury obliczeniowej jest z natury scentralizowana, co czyni ją szczególnie podatną na ataki typu DDoS (distributed denial of service) i przerwy w dostawie energii. Edge computing rozprowadza przetwarzanie, przechowywanie i aplikacje w szerokiej gamie urządzeń i centrów danych, co sprawia, że trudno jest pojedynczemu zakłóceniu wyłączyć sieć.

Jedną z głównych obaw dotyczących urządzeń IoT edge computing jest to, że mogą one zostać wykorzystane jako punkt wejścia dla cyberataków, pozwalając złośliwemu oprogramowaniu lub innym włamaniom zainfekować sieć z jednego słabego punktu. Chociaż jest to realne ryzyko, rozproszona natura architektury edge computing ułatwia wdrożenie protokołów bezpieczeństwa, które mogą odciąć zagrożone części bez wyłączania całej sieci.

Ponieważ więcej danych jest przetwarzanych na urządzeniach lokalnych, a nie przesyłanych z powrotem do centralnego centrum danych, edge computing zmniejsza również ilość danych faktycznie zagrożonych w danym momencie. Jest mniej danych, które mogą być przechwycone podczas transportu, a nawet jeśli urządzenie jest zagrożone, będzie zawierać tylko dane, które zostały zebrane lokalnie, a nie skarbnicę danych, które mogłyby być narażone przez zagrożony serwer.

Nawet jeśli architektura przetwarzania brzegowego zawiera wyspecjalizowane centra danych brzegowych, te często zapewniają dodatkowe środki bezpieczeństwa w celu ochrony przed paraliżującymi atakami DDoS i innymi cyberzagrożeniami. Wysokiej jakości centrum danych brzegowych powinno oferować szereg narzędzi, których klienci mogą używać do zabezpieczania i monitorowania swoich sieci w czasie rzeczywistym.

Skalowalność

Jak firmy się rozwijają, nie zawsze mogą przewidzieć swoje potrzeby w zakresie infrastruktury IT, a budowa dedykowanego centrum danych jest kosztowną propozycją. Oprócz znacznych kosztów początkowych budowy i bieżącej konserwacji, istnieje również kwestia przyszłych potrzeb. Tradycyjne prywatne obiekty w sztuczny sposób ograniczają rozwój, zamykając firmy w prognozach dotyczących ich przyszłych potrzeb obliczeniowych. Jeśli wzrost firmy przekracza oczekiwania, mogą one nie być w stanie wykorzystać możliwości z powodu niewystarczających zasobów obliczeniowych.

Na szczęście, rozwój technologii opartej na chmurze i edge computing sprawiły, że łatwiej niż kiedykolwiek dla firm, aby skalować swoje operacje. Coraz częściej funkcje obliczeniowe, pamięci masowej i analityczne są łączone w urządzenia o mniejszych rozmiarach, które można umieścić bliżej użytkowników końcowych. Systemy brzegowe umożliwiają firmom wykorzystanie tych urządzeń do rozszerzenia zasięgu i możliwości sieci brzegowej.

Rozszerzenie gromadzenia i analizy danych nie wymaga już od firm tworzenia scentralizowanych, prywatnych centrów danych, które mogą być drogie w budowie, utrzymaniu i wymianie, gdy nadchodzi czas na ponowny rozwój. Łącząc usługi kolokacji z regionalnymi centrami danych przetwarzania brzegowego, organizacje mogą szybko i ekonomicznie rozszerzyć zasięg swojej sieci brzegowej. Elastyczność braku konieczności polegania na scentralizowanej infrastrukturze pozwala im szybko dostosować się do zmieniających się rynków i skalować swoje dane i potrzeby obliczeniowe bardziej efektywnie.

Edge computing oferuje znacznie mniej kosztowną drogę do skalowalności, pozwalając firmom na rozszerzenie ich mocy obliczeniowej poprzez połączenie urządzeń IoT i centrów danych brzegowych. Zastosowanie urządzeń przetwarzających na brzegu sieci zmniejsza również koszty wzrostu, ponieważ każde nowo dodane urządzenie nie nakłada znacznych wymagań w zakresie przepustowości na rdzeń sieci.

Wszechstronność

Skalowalność przetwarzania na brzegu sieci sprawia, że jest ono również niezwykle wszechstronne. Dzięki współpracy z lokalnymi centrami danych brzegowych, firmy mogą łatwo dotrzeć do pożądanych rynków bez konieczności inwestowania w kosztowną rozbudowę infrastruktury. Centra danych pozwalają im na efektywną obsługę użytkowników końcowych przy niewielkiej odległości fizycznej lub opóźnieniach. Jest to szczególnie cenne dla dostawców treści, którzy chcą dostarczać nieprzerwane usługi strumieniowe. Nie ograniczają one również firm z ciężkim śladem, pozwalając im zwinnie przenieść się na inne rynki w przypadku zmiany warunków ekonomicznych.

Edge computing upoważnia również urządzenia IoT do zbierania bezprecedensowych ilości danych, które można wykorzystać. Zamiast czekać, aż ludzie zalogują się do urządzeń i wejdą w interakcję ze scentralizowanymi serwerami w chmurze, urządzenia edge computing są zawsze włączone, zawsze podłączone i zawsze generują dane do przyszłej analizy. Niestrukturalne informacje zebrane przez sieci brzegowe mogą być przetwarzane lokalnie w celu dostarczenia szybkich usług lub dostarczane z powrotem do rdzenia sieci, gdzie potężne programy analityczne i programy uczenia maszynowego przeanalizują je w celu zidentyfikowania trendów i godnych uwagi punktów danych. Uzbrojone w te informacje firmy mogą podejmować lepsze decyzje i skuteczniej zaspokajać rzeczywiste potrzeby rynku.

Włączając nowe urządzenia IoT do swojej architektury sieci brzegowej, firmy mogą oferować nowe i lepsze usługi swoim klientom bez całkowitego remontu swojej infrastruktury IT. Urządzenia zaprojektowane specjalnie do tego celu zapewniają ekscytujący zakres możliwości organizacjom, które cenią innowacje jako sposób na napędzanie wzrostu. To ogromna korzyść dla branż, które chcą rozszerzyć zasięg sieci na regiony o ograniczonej łączności (takie jak służba zdrowia, rolnictwo i sektor produkcyjny).

Reliability

Given the security advantages provided by edge computing, it should not come as a surprise that it offers better reliability as well. Dzięki urządzeniom IoT edge computing i centrom danych umieszczonym bliżej użytkowników końcowych, istnieje mniejsza szansa, że problem z siecią w odległej lokalizacji wpłynie na lokalnych klientów. Nawet w przypadku awarii pobliskiego centrum danych, urządzenia IoT edge computing będą nadal skutecznie działać samodzielnie, ponieważ natywnie obsługują istotne funkcje przetwarzania.

Poprzez przetwarzanie danych bliżej źródła i nadawanie priorytetów ruchowi, edge computing zmniejsza ilość danych przepływających do i z sieci podstawowej, co prowadzi do niższych opóźnień i szybszej ogólnej prędkości. Fizyczna odległość jest krytyczna dla wydajności, jak również. Umieszczając systemy brzegowe w centrach danych geograficznie bliżej użytkowników końcowych i odpowiednio rozdzielając przetwarzanie, firmy mogą znacznie zmniejszyć odległość, jaką dane muszą pokonać, zanim usługi mogą zostać dostarczone. Te sieci brzegowe zapewniają szybsze, bezproblemowe doświadczenie dla swoich klientów, którzy oczekują dostępu do swoich treści i aplikacji na żądanie w dowolnym miejscu i czasie.

Z tak wieloma urządzeniami obliczeniowymi i centrami danych brzegowych podłączonych do sieci, staje się o wiele trudniejsze dla jednej awarii, aby całkowicie wyłączyć usługi. Dane mogą być przekierowywane przez wiele ścieżek, aby zapewnić użytkownikom dostęp do potrzebnych produktów i informacji. Efektywne włączenie urządzeń IoT edge computing i centrów danych edge do kompleksowej architektury edge może zatem zapewnić niezrównaną niezawodność.

Making the Edge Computing Business Case

As innovative devices like autonomous vehicles and medical sensors become more common, edge computing will have an increasingly large impact on society. Dzięki ramom edge computing, organizacje będą w stanie rozszerzyć usługi sieciowe na obszary, które wcześniej były poza zasięgiem tradycyjnych architektur. W przypadku wielu urządzeń, możliwość poprawy wydajności może dosłownie uratować życie. Rozważmy, na przykład, wpływ na zdrowie korzystania z urządzeń medycznych w trudno dostępnych obszarach wiejskich o ograniczonych możliwościach opieki zdrowotnej. Edge computing może również poprawić bezpieczeństwo produkcji przemysłowej poprzez identyfikację problemów ze sprzętem zanim spowodują one awarie, które mogą zranić pracowników.

Edge Computing and IoT

Liczba urządzeń IoT w obiegu już dziś jest oszałamiająca, a wiele danych wskazuje na to, że liczba ta znacznie wzrośnie w nadchodzących latach. Przy tak wielu urządzeniach IoT podłączonych do sieci na całym świecie, edge computing już teraz ma duży wpływ na to, jak firmy projektują swoje systemy. Stałe zapotrzebowanie na szybsze, bardziej wydajne usługi i dostarczanie treści będzie skłaniać organizacje do ulepszania swoich istniejących sieci brzegowych. Firmy, które nie zainwestują w edge computing już dziś, mogą znaleźć się w sytuacji nie do pozazdroszczenia, próbując dogonić swoich konkurentów w nadchodzących latach.

Urządzenia podłączone do Internetu generują ogromne ilości danych, które stanowią ogromną szansę dla firm, ale także równie ogromne wyzwanie w zakresie zarządzania, analizowania i przechowywania tych danych. Tradycyjnie, procesy te były obsługiwane w prywatnej chmurze firmy lub centrum danych, ale sama ilość danych nadwerężyła te sieci do ich absolutnych granic.

Systemy brzegowe łagodzą tę presję, odsuwając przetwarzanie danych od scentralizowanego rdzenia i rozdzielając je między lokalne brzegowe centra danych i inne urządzenia znajdujące się bliżej źródła. Analizowanie danych bliżej miejsca ich gromadzenia zapewnia ogromne korzyści w zakresie kosztów i wydajności. Wykorzystując systemy brzegowe, firmy mogą również rozwiązać problemy związane z niską łącznością i kosztami przesyłania danych do scentralizowanego serwera.

Przemysłowe IoT

Organizacje przemysłowe mogą odnieść ogromne korzyści z przetwarzania brzegowego, ponieważ pozwala ono przekształcić produkowane urządzenia brzegowe IoT (zwłaszcza maszyny przemysłowe) w rozszerzenia ich infrastruktury sieciowej. W połączeniu z nowoczesnym uczeniem maszynowym i analityką w czasie rzeczywistym, dane mogą być gromadzone, analizowane i stosowane szybciej niż kiedykolwiek wcześniej, umożliwiając urządzeniom brzegowym IoT samoregulację i reagowanie na zmiany.

Sieci 5G

Rozprzestrzenianie się sieci 5G, które znacznie zwiększą przepustowość i ułatwią przesyłanie dużych ilości danych komórkowych, otwiera wiele możliwości dla aplikacji edge computing. Ponieważ 5G pomoże zwalczać opóźnienia dzięki swojej rozproszonej architekturze, firmy będą mogły wykorzystać te sieci do rozbudowy własnej krawędzi sieci i przesyłać dane znacznie wydajniej. Zamiast kierować wszystko z powrotem do scentralizowanego serwera, nakładające się na siebie sieci 5G pozwolą im zachować więcej danych na krawędzi. Te sieci brzegowe pomogą również przezwyciężyć powodujący opóźnienia problem „ostatniej mili”, w którym przesyłane dane, zanim dotrą do zamierzonych użytkowników, zapychają się przez szereg nieoptymalnych połączeń. Technologia ta będzie również zobaczyć ekspansję inicjatyw smart city.

Wady Edge Computing

Zdecydowanie największym wyzwaniem przetwarzania brzegowego jest uczynienie tych rozproszonych sieci bezpiecznymi. Chociaż istnieją znaczące zalety bezpieczeństwa sieci brzegowej, źle wdrożony system może być podatny na ataki. Edge computing opiera się na mniejszych centrach danych i urządzeniach brzegowych IoT, co wiąże się z innym zakresem problemów bezpieczeństwa niż tradycyjne podejście do cyberbezpieczeństwa. Każda firma rozważająca rozwiązania typu edge computing musi poważnie potraktować te zagrożenia, zwłaszcza jeśli planuje w większym stopniu polegać na urządzeniach brzegowych IoT. Ponieważ ramy przetwarzania brzegowego są bardziej rozproszone niż tradycyjna sieć oparta na serwerach, istnieje większa liczba możliwych wektorów ataku, które hakerzy mogą wykorzystać.

Dlatego eksperci branżowi już ciężko pracują nad tym, jak wdrożyć nowe podejścia, takie jak bezpieczeństwo zerowego zaufania, aby zapewnić, że urządzenia IoT zasilające ramy przetwarzania brzegowego nie zostaną obrócone przeciwko użytkownikom i organizacjom. Przy tak dużej ilości gromadzonych danych, organizacje nie mogą sobie pozwolić na tolerowanie ryzyka naruszenia bezpieczeństwa danych. Na szczęście, wiele z tych obaw związanych z bezpieczeństwem może być złagodzonych przez centra danych brzegowych, które wykazują zaangażowanie w ochronę swoich klientów i ich danych. Standardy zgodności, takie jak ISO 27001 i HIPAA/HITECH, gwarantują, że centrum danych zapewnia zarówno odporną infrastrukturę, jak i silną ochronę marki.

Przyszłość Edge Computing

Przesunięcie przetwarzania danych na brzeg sieci może pomóc firmom wykorzystać rosnącą liczbę urządzeń brzegowych IoT, zwiększyć szybkość sieci i poprawić doświadczenia klientów. Skalowalna natura przetwarzania brzegowego czyni je również idealnym rozwiązaniem dla szybko rozwijających się, zwinnych firm, zwłaszcza jeśli już korzystają z kolokacyjnych centrów danych i infrastruktury chmury. Wykorzystując edge computing, firmy mogą zoptymalizować swoje sieci, aby zapewnić elastyczne i niezawodne usługi, które wzmocnią ich markę i sprawią, że ich klienci będą zadowoleni.

Edge computing oferuje kilka zalet w stosunku do tradycyjnych form architektury sieciowej i z pewnością będzie nadal odgrywać ważną rolę dla firm w przyszłości. Z coraz większą ilością urządzeń podłączonych do Internetu trafiających na rynek, innowacyjne organizacje prawdopodobnie tylko zarysowały powierzchnię tego, co jest możliwe z edge computing.

.