Edge computing: Co to je? Výhody, rizika a další

Edge computing je rámec pro distribuované výpočty, který přibližuje výpočetní a datové možnosti podnikového softwaru blíže uživatelům nebo zdrojům dat.

Cílem edge computingu je snížit latenci mezi uživatelem a serverem a také minimalizovat využití šířky pásma aplikace. Odhaduje se, že 175 zettabytů dat budou celosvětově generovány do roku 2025, přičemž okrajová zařízení budou tvořit více než polovinu z celkového počtu.

Edge computing není standardizovaná technologie, spíše je to architektonický přístup, metoda pro další optimalizaci datových center a cloudových systémů.

Tento příspěvek se zabývá edge computingem, co to znamená pro internet obecně, pro infrastrukturu a vývoj budoucích aplikací.

Krátká historie

Raný internet byl jednoduchý – založili jste server a přicházeli návštěvníci. Ale jak web rostl a zahrnoval těžký mediální obsah, jako jsou videa, servery se začaly přetěžovat, šířky pásma se ucpaly a latence se zvětšila.

K vyřešení tohoto problému se vyvinuly sítě pro doručování obsahu, aby poskytly důmyslné, ale praktické řešení. Mohli byste udržovat svůj web tak, jak byl, ale outsourcovat doručování těžkých dat, jako jsou videa. Sítě pro doručování obsahu jsou přítomny na více místech, což i menším firmám usnadňuje a zlevňuje optimalizaci jejich webových stránek.

Pokud uživatel navštíví takto optimalizované webové stránky, server společnosti zobrazí webovou stránku jako normální. Pokud však stránka obsahuje těžká data, její umístění bude jednoduše zahrnuto do kódu webové stránky, takže stránka může načíst těžká data přímo z tohoto umístění.

Výsledkem je, že se vše načítá rychleji, protože síť pro doručování obsahu, ze které prohlížeč načítá video, je uživateli blíže než původní server společnosti.

Edge computing je dalším vývojem této metody. Zde je to výpočet časově kritických úloh nebo úloh netolerantních vůči latenci, které jsou uživateli přiblíženy, protože uživatelé internetu a připojená zařízení produkují více dat než kdykoli předtím.

Jak funguje Edge Computing

Edge computing je vrstva mezi uživatelem internetu a datovým centrem webu nebo cloudem. Hrana je jakákoliv výpočetní infrastruktura blíže uživateli než cloudové datové centrum. Podnikové aplikace jsou automaticky nasazeny, aktualizovány a ukončeny na okraji.

Jako technologie nemá edge computing žádný standard, což znamená, že jej různé společnosti implementují svým jedinečným způsobem. Pro implementaci edge computingu jsou však nezbytné následující funkce.

• mrak – Váš základní výpočetní systém. Může to být služba jako AWS, Google Cloud nebo váš vlastní soukromý cloud.
  
• Okrajové uzly – Jedná se o jakýkoli hardwarový systém, který dokáže spustit kód a připojit se zpět ke cloudovému datovému centru přes internet.
  
• Platforma pro správu – Softwarová aplikace nebo operační systém pro správu nasazení a správy softwaru ve všech okrajových uzlech a cloudu.
  
• Automatizace – Vyrovnávání zátěže mezi vašimi cloudovými a okrajovými uzly. Systém, který v případě potřeby a bez lidského zásahu nasadí a ukončí správnou aplikaci na pravém okrajovém uzlu. Zde vítězí kontejnerizační přístupy, jako je Kubernetes.

Existují dva způsoby, jak implementovat edge computing:

1. Cloud Services – Hlavní platformy cloud computingu od Google Cloud na AWS si Azure všechny mají integrované služby, které usnadňují implementaci edge computingu.
   
2. DIY architektura – Zde budete muset své hardwarové a softwarové serverové systémy nastavit sami. Red Hat nabízí hybridní cloudový operační systém tzv OpenShift a lehčí verze tzv Device Edge což je ideální pro vytváření okrajových uzlů.

Výhody Edge Computingu

Možnost hostovat vaše aplikace na okraji přináší mnoho výhod pro širokou škálu aplikací. Mezi tyto výhody patří:

1. Snížení latence – Okrajové výpočetní uzly jsou blíže k okrajovým zařízením, což znamená menší latenci (dobu potřebnou k přenosu dat ze zařízení na server a zpět).
   
2. Vylepšená provozní efektivita – Využitím nižších latencí na okraji a jejich kombinací s maximálními výpočetními prostředky cloudu lze maximalizovat efektivitu systému.
   
3. Vylepšená spolehlivost – Systémy, které využívají jak jádrový cloud, tak okrajové uzly, jsou ve výsledku odolnější a spolehlivější.
   
4. Nižší náklady na šířku pásma – Pokud nebudete muset posílat tolik dat přes internet do cloudového datového centra společnosti, může to znamenat značné úspory nákladů v závislosti na aplikaci.
   
5. Soulad s předpisy – Možnost nechat zpracovávat data uživatelů v lokalitě uživatele může společnostem pomoci dodržovat předpisy o ochraně osobních údajů.

Výzvy a rizika

Edge computing také přichází se svými problémy a mezi ty hlavní patří:

1. Větší útočná plocha – Systém, který je rozprostřen mezi více uzly, vytváří větší plochu pro potenciální útoky. To může sahat od zabezpečení infrastruktury až po otázky soukromí uživatelů.
   
2. Zvýšené bezpečnostní výzvy – Údržba infrastruktury na více místech představuje více bezpečnostních problémů než například fyzické zabezpečení jednoho datového centra.
   
3. Omezená výpočetní kapacita – Typická okrajová infrastruktura nabízí mnohem méně výpočetních možností než cloudové prostředí, díky čemuž je cloud volbou číslo 1 pro přísně výpočetně náročné aplikace.

Edge Computing vs Cloud Computing

Okraj je součástí oblaku. Je to podobná služba, která je fyzicky blíže uživateli, rozšíření cloudu, které zlepšuje výpočetní efektivitu tím, že zvládá časově kritické úkoly.

Nemůžete mít okrajovou architekturu, aniž byste nejprve měli cloud. Kromě toho má cloud své výhody oproti hraně, jednou problémy s časem a latencí nejsou kritické.

Edge Computing versus umělá inteligence

Někteří umělá inteligence aplikace, jako jsou bezpečnostní a ID systémy, mohou nesmírně těžit ze sítí s nízkou latencí. Edge computing umožňuje spouštět modely strojového učení přímo v blízkosti okrajových zařízení, která generují data.

Mezi výhody patří rychlejší doba odezvy, nižší spotřeba šířky pásma a lepší zabezpečení. Edge computing a AI jsou doplňkové technologie, které se budou pravděpodobně nadále vzájemně posilovat.

Edge Computing versus 5G sítě

Sítě 5G slibují vyšší rychlosti a nižší latenci, ale průměrná zpáteční cesta od uživatele do cloudového datového centra a zpět k uživateli trvá 100–300 ms. To znamená, že sítě 5G mohou samy o sobě nabízet pouze vyšší rychlosti, nikoli však nižší latence.

Aby sítě 5G zkrátily doby latence, potřebují integraci edge-computingu, aby dosáhly latence 10–20 ms, díky které by mohly zazářit. Pouze při těchto nižších latencích budou autonomní vozidla, průmyslové stroje a mnoho dalších aplikací v reálném světě životaschopné.

Populární zařízení Edge

Zařízení Edge shromažďují a zpracovávají data lokálně a přitom interagují se svým fyzickým prostředím nebo provádějí jiné užitečné funkce.

Níže jsou uvedeny oblíbené typy zařízení, která mohou těžit z architektury edge-computing:

1. Inteligentní reproduktory
2. Chytré telefony
3. Roboti
4. Chytré hodinky
5. Zařízení internetu věcí (IoT).
6. Autonomní vozidla
7. Systémy míst prodeje (POS).

Aplikace Edge Computing

Z integrace edge computingu může těžit celá řada průmyslových odvětví. Zde jsou některé:

1. Chytré sítě pro efektivní výrobu a distribuci elektrické energie.
2. Chytré domy, které uspokojí potřeby svých obyvatel.
3. Chytrá města s monitorováním infrastruktury, dopravou a bezpečnostními aplikacemi.
4. Moderní zemědělské systémy se senzory IoT a řízením klimatu pro zvýšení výnosů.
5. Řízení dopravy ve městech.
6. Autonomní navigační služby pro drony, automobily a vojenské aplikace.
7. Vzdálené monitorování majetku, jako jsou ropné a plynové instalace.
8. Výrobní závody, které integrují principy Industry 4.0.
9. Maloobchodní prodejny a řízení skladu produktů.
10. Systémy monitorování pacientů pro nemocnice.
11. Prediktivní údržba high-tech produktů, jako jsou motory.
12. Aplikace pro zpracování řeči a zvuku.
13. Aplikace strojového učení.
14. Systémy virtuální a rozšířené reality.
15. Vylepšené bezpečnostní aplikace.
16. Služby streamování a doručování obsahu.

Poskytovatelé infrastruktury a služeb

V závislosti na tom, jakým způsobem chcete přistupovat k edge computingu, existují různí poskytovatelé služeb s jedinečnými řešeními. Zde jsou nejlepší společnosti.

• KubeEdge – Open source řešení kontejnerizace pro okrajová zařízení.
• Red Hat OpenShift – Distribuovaný cloudový operační systém.
• Alef Private Edge – Nabídka plug-and-play edge-as-a-service.
• Azure IoT Edge – IoT Edge od společnosti Microsoft.
• Google Cloud – Plně spravovaný cloud a edge computing jako služba.
• ClearBlade – softwarové řešení Edge computing.

Často kladené otázky (FAQ)

Proč investovat do čističky vzduchu?

Po dosažení konce tohoto zkoumání edge computingu a jeho mnoha výhod a aplikací by mělo být jasné, že praxe zde zůstane a může se jen dále rozrůstat.

I když různá odvětví mohou mít různé potřeby, je pravděpodobně v nejlepším zájmu vaší organizace najít způsoby, jak využít edge computing dříve, než to udělá vaše konkurence.