Edge computing: Какво е това? Ползи, рискове и други

Edge computing е рамка за разпределени изчисления, която доближава изчислителните възможности и възможностите за съхранение на данни на корпоративния софтуер до потребителите или източниците на данни.

Целта на периферните изчисления е да се намали забавянето между потребител и сървър, както и да се минимизира използването на честотната лента на приложението. Изчислено е, че 175 зетабайта данни ще бъдат генерирани в световен мащаб до 2025 г., като крайните устройства ще създават повече от половината от общия брой.

Edge computing не е стандартизирана технология, по-скоро е архитектурен подход, метод за допълнително оптимизиране на центрове за данни и облачни системи.

Тази публикация разглежда крайните изчисления, какво означава това за интернет като цяло, за инфраструктурата и разработването на бъдещи приложения.

Кратка история

Ранният интернет беше прост – настройваш сървър и идват посетители. Но тъй като мрежата се разрасна и включи тежко медийно съдържание като видеоклипове, сървърите започнаха да се претоварват, честотните ленти се задръстиха и забавянето се увеличи.

За да решат проблема, мрежите за доставка на съдържание се развиха, за да осигурят гениално, но практично решение. Бихте могли да поддържате уебсайта си такъв, какъвто беше, но да възложите доставката на тежки данни като видеоклипове. Мрежите за доставка на съдържание присъстват на множество места, което прави по-лесно и по-евтино дори за по-малките фирми да оптимизират изживяването на уебсайта си.

Ако потребител посети такъв оптимизиран уебсайт, сървърът на компанията ще представи уеб страницата като нормална. Въпреки това, ако страницата съдържа тежки данни, нейното местоположение просто ще бъде включено в кода на уеб страницата, така че страницата да може да зареди тежките данни директно от това местоположение.

Резултатът е, че всичко се зарежда по-бързо, защото мрежата за доставка на съдържание, от която браузърът зарежда видеото, е по-близо до потребителя, отколкото оригиналния сървър на компанията.

Edge computing е по-нататъшно развитие на този метод. Тук изчислението на критични във времето или непоносими към забавяне задачи се доближава до потребителя, тъй като интернет потребителите и свързаните устройства произвеждат повече данни от всякога.

Как работи Edge Computing

Edge computing е слой между интернет потребител и центъра за данни на уебсайта или облака. Edge е всяка изчислителна инфраструктура, която е по-близо до потребителя, отколкото облачен център за данни. Корпоративните приложения автоматично се внедряват, актуализират и прекратяват на ръба.

Като технология крайното изчисление няма стандарт, което означава, че различните компании го прилагат по свой уникален начин. Следните функции обаче са необходими за внедряване на крайни изчисления.

• облак – Вашата основна изчислителна система. Може да е услуга като AWS, Google Cloud или ваш собствен частен облак.
  
• Крайни възли – Това е всяка хардуерна система, която може да изпълнява код и да се свързва обратно към облачния център за данни чрез интернет.
  
• Платформа за управление – Софтуерно приложение или операционна система за управление на внедряването и администрирането на софтуер във всички крайни възли и облака.
  
• Автоматизация – Балансиране на натоварването между вашия облак и крайните възли. Система, която внедрява и прекратява правилното приложение на възела на десния край, когато е необходимо и без човешка намеса. Подходите за контейнеризация като Kubernetes са победители тук.

Има два начина за внедряване на edge computing:

1. Cloud Services – Основни платформи за облачни изчисления от Google Cloud да се AWS намлява Лазурен всички имат интегрирани услуги, които улесняват внедряването на периферни изчисления.
   
2. Направи си сам архитектура – Тук ще трябва сами да настроите вашите хардуерни и софтуерни сървърни системи. Red Hat предлага хибридна облачна операционна система, т.нар отворена смяна и по-лека версия, наречена Край на устройството който е идеален за създаване на крайни възли.

Предимствата на Edge Computing

Възможността да хоствате вашите приложения на ръба идва с много предимства за широк набор от приложения. Тези предимства включват:

1. Намаляване на латентността – Граничните изчислителни възли, които са по-близо до крайните устройства, означават по-малко забавяне (времето, необходимо на данните за пътуване от устройство до сървъра и обратно).
   
2. Подобрена оперативна ефективност – Като се възползват от по-ниските закъснения на ръба и ги комбинират с максималните изчислителни ресурси на облака, ефективността на системата може да бъде увеличена максимално.
   
3. Подобрена надеждност – Системите, които използват както основен облак, така и крайни възли, са по-устойчиви и надеждни като резултат.
   
4. По-ниски разходи за честотна лента – Това, че не се налага да изпращате толкова много данни през интернет към облачен център за данни на компанията, може да означава значителни спестявания на разходи в зависимост от приложението.
   
5. Нормативно съответствие – Възможността данните на потребителите да се обработват в местоположението на потребителя може да помогне на компаниите да спазват разпоредбите за поверителност на данните.

Предизвикателства и рискове

Edge computing също идва със своите предизвикателства и основните включват:

1. По-голяма повърхност за атака – Система, която е разпръсната в множество възли, създава по-голяма повърхност за потенциални атаки. Това може да варира от сигурност на инфраструктурата до проблеми с поверителността на потребителите.
   
2. Повишени предизвикателства пред сигурността – Поддържането на инфраструктура на множество места поставя повече предизвикателства пред сигурността, отколкото физическото осигуряване на един център за данни, например.
   
3. Ограничен изчислителен капацитет – Типичната периферна инфраструктура предлага много по-малко изчислителни възможности в сравнение с облачната среда, което прави облака опция номер 1 за строго интензивни изчислителни приложения.

Edge Computing срещу Cloud Computing

Ръбът е част от облака. Това е подобна услуга, която е физически по-близо до потребителя, разширение на облака, което подобрява изчислителната ефективност чрез обработка на критични за времето задачи.

Не можете да имате периферна архитектура, без първо да имате облак. Освен това облакът има своите предимства пред ръба, след като проблемите с времето и закъснението не са критични.

Edge Computing срещу изкуствен интелект

някои изкуствен интелект приложения като системи за сигурност и идентификация могат да се възползват изключително много от мрежите с ниска латентност. Edge computing прави възможно стартирането на модели за машинно обучение директно близо до крайните устройства, които генерират данните.

Предимствата включват по-бързо време за реакция, по-ниска консумация на честотна лента и подобрена сигурност. Edge computing и AI са допълващи се технологии, които вероятно ще продължат да се укрепват взаимно.

Edge Computing срещу 5G мрежи

5G мрежите обещават по-високи скорости и по-ниска латентност, но средно двупосочно пътуване от потребител до облачен център за данни и обратно до потребителя отнема 100-300 ms. Това означава, че 5G мрежите могат да предложат само по-високи скорости, но не и по-ниски закъснения.

За да намалят времето на латентност, 5G мрежите се нуждаят от интеграция на крайни компютри, за да постигнат латентност от 10-20 ms, която би ги накарала да блеснат. Само при тези по-ниски латентности автономните превозни средства, индустриалните машини и много други приложения от реалния свят ще станат жизнеспособни.

Популярни Edge устройства

Edge устройствата събират и обработват данни локално, докато взаимодействат с тяхната физическа среда или изпълняват други полезни функции.

По-долу са популярни типове устройства, които могат да се възползват от периферна компютърна архитектура:

1. Интелигентни високоговорители
2. Смартфони
3. роботи
4. Смарт часовници
5. Устройства за интернет на нещата (IoT).
6. Автономни превозни средства
7. Системи за продажба (POS).

Edge компютърни приложения

Широка гама от индустрии могат да се възползват от интегрирането на периферните изчисления. Ето някои:

1. Интелигентни мрежи за ефективно производство и разпределение на електроенергия.
2. Интелигентни домове, които отговарят на нуждите на своите обитатели.
3. Интелигентни градове с приложения за наблюдение на инфраструктурата, транспорт и сигурност.
4. Модерни селскостопански системи с IoT сензори и климатичен контрол за повишаване на добивите.
5. Управление на трафика в градовете.
6. Автономни навигационни услуги за дронове, автомобили и военни приложения.
7. Дистанционно наблюдение на активи, като нефтени и газови инсталации.
8. Производствени предприятия, които интегрират принципите на индустрия 4.0.
9. Магазини за търговия на дребно и продуктови складове.
10. Системи за наблюдение на пациенти за болници.
11. Прогнозна поддръжка на високотехнологични продукти като двигатели.
12. Приложения за обработка на реч и аудио.
13. Приложения за машинно обучение.
14. Системи за виртуална и добавена реалност.
15. Подобрени приложения за сигурност.
16. Услуги за стрийминг и доставка на съдържание.

Доставчици на инфраструктура и услуги

В зависимост от начина, по който искате да подходите към крайните изчисления, има различни доставчици на услуги с уникални решения. Ето най-добрите компании.

• KubeEdge – Решение за контейнеризиране с отворен код за крайни устройства.
• Red Hat OpenShift – Разпределена облачна операционна система.
• Алеф Private Edge – Plug-and-play предложение като услуга.
• Azure IoT Edge – IoT Edge от Microsoft.
• Google Cloud – Напълно управлявани облачни и крайни изчисления като услуга.
• ClearBlade – Софтуерно решение за периферни изчисления.

Често задавани въпроси (FAQ)

Заключение

Стигайки до края на това изследване на периферните изчисления и многото им предимства и приложения, трябва да е ясно, че практиката е тук, за да остане и може само да продължи да расте.

Въпреки че различните индустрии може да имат различни нужди, вероятно е в най-добрия интерес на вашата организация да намерите начини за използване на периферни изчисления, преди вашата конкуренция да го направи.