Edge computing: mitä se on? Edut, riskit ja paljon muuta

Edge computing on hajautetun laskennan kehys, joka tuo yritysohjelmistojen laskenta- ja tiedontallennusominaisuudet lähemmäksi käyttäjiä tai tietolähteitä.

Reunalaskennan tavoitteena on vähentää käyttäjän ja palvelimen välistä viivettä sekä minimoida sovelluksen kaistanleveyden käyttö. On arvioitu, että 175 Zettatavua tietoa tuotetaan maailmanlaajuisesti vuoteen 2025 mennessä, ja reunalaitteiden osuus kokonaismäärästä yli puolet.

Edge computing ei ole standardoitu tekniikka, vaan se on arkkitehtoninen lähestymistapa, menetelmä datakeskusten ja pilvijärjestelmien optimoimiseksi edelleen.

Tässä postauksessa tarkastellaan reunalaskentaa, mitä se tarkoittaa Internetille yleensä, infrastruktuurille ja tulevaisuuden sovellusten kehitykselle.

Lyhyt historia

Varhainen Internet oli yksinkertainen – perustit palvelimen ja kävijöitä tuli. Mutta kun verkko kasvoi ja sisälsi raskasta mediasisältöä, kuten videoita, palvelimet alkoivat ylikuormittua, kaistanleveydet tukkeutuivat ja latenssi pitkittyi.

Ongelman ratkaisemiseksi sisällönjakeluverkostot kehitettiin tarjoamaan nerokas, mutta käytännöllinen ratkaisu. Voit säilyttää verkkosivustosi sellaisenaan, mutta ulkoistaa raskaan datan, kuten videoiden, toimituksen. Sisällönjakeluverkostot ovat läsnä useissa paikoissa, mikä helpottaa ja tekee pienemmillekin yrityksille helpompaa ja halvempaa optimoida verkkosivustokokemustaan.

Jos käyttäjä vierailee tällaisella optimoidulla verkkosivustolla, yrityksen palvelin esittää verkkosivun normaalisti. Jos sivu kuitenkin sisältää paljon dataa, sen sijainti yksinkertaisesti sisällytettäisiin verkkosivun koodiin, jotta sivu voi ladata raskaat tiedot suoraan kyseisestä paikasta.

Tuloksena on, että kaikki latautuu nopeammin, koska sisällönjakeluverkko, josta selain lataa videon, on lähempänä käyttäjää kuin yrityksen alkuperäinen palvelin.

Reunalaskenta on tämän menetelmän jatkokehitys. Tässä juuri aikakriittisten tai viivettä sietämättömien tehtävien laskenta tuodaan lähemmäs käyttäjää, sillä Internetin käyttäjät ja liitetyt laitteet tuottavat enemmän dataa kuin koskaan ennen.

Kuinka Edge Computing toimii

Edge computing on Internet-käyttäjän ja joko verkkosivuston datakeskuksen tai pilven välinen kerros. Reuna on mikä tahansa laskentainfrastruktuuri, joka on lähempänä käyttäjää kuin pilvipalvelinkeskus. Yrityssovellukset otetaan käyttöön, päivitetään ja lopetetaan automaattisesti reunalla.

Reunalaskentalla ei teknologiana ole standardia, mikä tarkoittaa, että eri yritykset toteuttavat sen omalla ainutlaatuisella tavallaan. Seuraavat ominaisuudet ovat kuitenkin välttämättömiä reunalaskennan toteuttamiseksi.

• pilvi – Ydintietokonejärjestelmäsi. Voi olla palvelu, kuten AWS, Google Cloud tai oma yksityinen pilvesi.
  
• Reunasolmut – Tämä on mikä tahansa laitteisto, joka voi suorittaa koodia ja muodostaa yhteyden takaisin pilvitietokeskukseen Internetin kautta.
  
• Hallintaalusta – Ohjelmistosovellus tai käyttöjärjestelmä ohjelmiston käyttöönoton ja hallinnan hallintaan kaikissa reunasolmuissa ja pilvessä.
  
• Automaatio – Kuormituksen tasapainotus pilvi- ja reunasolmujen välillä. Järjestelmä, joka ottaa käyttöön ja lopettaa oikean sovelluksen oikean reunan solmussa tarvittaessa ja ilman ihmisen panosta. Kubernetesin kaltaiset konttiratkaisut ovat voittajia täällä.

On olemassa kaksi tapaa toteuttaa reunalaskenta:

1. pilvipalvelut – Tärkeimmät pilvilaskenta-alustat Google Cloud että AWS ja Taivaansininen kaikissa on integroidut palvelut, jotka helpottavat reunalaskentaa.
   
2. DIY-arkkitehtuuri – Täällä sinun on määritettävä laitteisto- ja ohjelmistopalvelinjärjestelmäsi itse. Red Hat tarjoaa hybridipilvikäyttöjärjestelmän nimeltä OpenShift ja kevyempi versio nimeltä Device Edge joka on ihanteellinen reunasolmujen luomiseen.

Edge Computingin edut

Mahdollisuus isännöidä sovelluksiasi reunalla tarjoaa monia etuja monenlaisille sovelluksille. Näitä etuja ovat:

1. Latenssin vähentäminen – Reunalaskentasolmut ovat lähempänä reunalaitteita, mikä tarkoittaa pienempää latenssia (aika, joka tarvitaan tietojen kulkemiseen laitteesta palvelimelle ja takaisin).
   
2. Parempi toiminnan tehokkuus – Hyödyntämällä matalampia viiveitä reunassa ja yhdistämällä se pilven enimmäislaskentaresurssien kanssa, järjestelmän tehokkuus voidaan maksimoida.
   
3. Parempi luotettavuus – Järjestelmät, jotka käyttävät sekä ydinpilviä että reunasolmuja, ovat tämän seurauksena joustavampia ja luotettavampia.
   
4. Pienemmät kaistanleveyskustannukset – Yrityksen pilvipalvelukeskukseen ei tarvitse lähettää niin paljon dataa Internetin kautta, mikä voi tarkoittaa merkittäviä kustannussäästöjä sovelluksesta riippuen.
   
5. Sääntelyn noudattaminen – Mahdollisuus käsitellä käyttäjien tietoja käyttäjän paikkakunnalla voi auttaa yrityksiä noudattamaan tietosuojamääräyksiä.

Haasteet ja riskit

Edge computing sisältää myös haasteensa, joista tärkeimpiä ovat:

1. Isompi hyökkäyspinta – Useisiin solmuihin hajautettu järjestelmä luo suuremman alueen mahdollisille hyökkäyksille. Tämä voi vaihdella infrastruktuurin turvallisuudesta käyttäjien tietosuojaongelmiin.
   
2. Lisääntyneet turvallisuushaasteet – Infrastruktuurin ylläpitäminen useissa paikoissa on turvallisuushaasteita enemmän kuin esimerkiksi yhden datakeskuksen fyysinen turvaaminen.
   
3. Rajoitettu laskentakapasiteetti – Tyypillinen reunainfrastruktuuri tarjoaa paljon vähemmän laskentaominaisuuksia kuin pilviympäristö, mikä tekee pilvestä ykkösvaihtoehdon tiukasti laskentaa vaativissa sovelluksissa.

Edge Computing vs Cloud Computing

Reuna on osa pilviä. Se on samankaltainen palvelu, joka on fyysisesti lähempänä käyttäjää, pilven laajennus, joka parantaa laskennan tehokkuutta käsittelemällä aikakriittisiä tehtäviä.

Et voi olla reuna-arkkitehtuuria ilman, että sinulla on ensin pilvi. Lisäksi pilvellä on etunsa reunaan nähden, kun aika- ja latenssiongelmat eivät ole kriittisiä.

Edge Computing vs tekoäly

jotkut tekoäly sovellukset, kuten turva- ja ID-järjestelmät, voivat hyötyä valtavasti matalan latenssin verkoista. Edge computing mahdollistaa koneoppimismallien suorittamisen suoraan lähellä dataa tuottavia reunalaitteita.

Etuja ovat nopeammat vasteajat, pienempi kaistanleveyden kulutus ja parempi tietoturva. Edge computing ja tekoäly ovat toisiaan täydentäviä teknologioita, jotka todennäköisesti vahvistavat edelleen toisiaan.

Edge Computing vs 5G Networks

5G-verkot lupaavat suurempia nopeuksia ja pienempää latenssia, mutta keskimääräinen edestakainen matka käyttäjältä pilvipalvelukeskukseen ja takaisin käyttäjälle kestää 100-300 ms. Tämä tarkoittaa, että 5G-verkot voivat tarjota vain suurempia nopeuksia yksinään, mutta eivät pienempää latenssia.

Viiveaikojen lyhentämiseksi 5G-verkot tarvitsevat reunalaskenta-integroinnin saavuttaakseen 10–20 ms latenssin, joka saisi ne loistamaan. Vain näillä pienemmillä latenssiajoilla autonomiset ajoneuvot, teollisuuskoneet ja monet muut todelliset sovellukset tulevat elinkelpoisiksi.

Suositut reunalaitteet

Edge-laitteet keräävät ja käsittelevät tietoja paikallisesti vuorovaikutuksessa fyysisen ympäristönsä kanssa tai suorittaessaan muita hyödyllisiä toimintoja.

Seuraavat ovat suosittuja laitetyyppejä, jotka voivat hyötyä reunalaskenta-arkkitehtuurista:

1. Älykäs kaiutin
2. Älypuhelimet
3. Robotit
4. Smart kellot
5. Esineiden internet (IoT) -laitteet
6. Autonomiset ajoneuvot
7. POS-järjestelmät

Edge Computing -sovellukset

Useat teollisuudenalat voivat hyötyä reunalaskennan integroinnista. Tässä muutamia:

1. Älykkäät sähköverkot tehokkaaseen sähkön tuotantoon ja jakeluun.
2. Älykkäät kodit, jotka vastaavat asukkaiden tarpeisiin.
3. Älykkäät kaupungit, joissa on infrastruktuurin valvonta-, liikenne- ja turvallisuussovelluksia.
4. Nykyaikaiset maatalousjärjestelmät, joissa on IoT-anturit ja ilmastoinnin säätö, jotka lisäävät satoa.
5. Liikenteen hallinta kaupungeissa.
6. Autonomiset navigointipalvelut droneille, autoille ja sotilassovelluksille.
7. Omaisuuden etävalvonta, kuten öljy- ja kaasuasennukset.
8. Teollisuus 4.0 -periaatteet integroivat tuotantolaitokset.
9. Vähittäiskaupat ja tuotevaraston hallinta.
10. Potilasvalvontajärjestelmät sairaaloihin.
11. Huipputeknisten tuotteiden, kuten moottoreiden, ennakoiva huolto.
12. Puheen ja äänen käsittelysovellukset.
13. Koneoppimissovellukset.
14. Virtuaaliset ja lisätyn todellisuuden järjestelmät.
15. Parannetut suojaussovellukset.
16. Suoratoisto- ja sisällönjakelupalvelut.

Infrastruktuuri ja palveluntarjoajat

Riippuen siitä, millä tavalla haluat lähestyä reunalaskentaa, on olemassa erilaisia ​​palveluntarjoajia, joilla on ainutlaatuisia ratkaisuja. Tässä ovat huippuyritykset.

• KubeEdge – Avoimen lähdekoodin konttiratkaisu reunalaitteille.
• Red Hat OpenShift – Hajautettu pilvikäyttöjärjestelmä.
• Alef Private Edge – Plug-and-play reuna-as-a-palvelun tarjonta.
• Azure IoT Edge – IoT Edge Microsoftilta.
• Google Cloud – Täysin hallittu pilvi- ja reunalaskenta palveluna.
• ClearBlade – Edge-laskentaohjelmistoratkaisu.

Usein kysytyt kysymykset (FAQ)

Yhteenveto

Kun tämä reunalaskentaa ja sen monia etuja ja sovelluksia koskeva tutkimus on saatu päätökseen, pitäisi olla selvää, että käytäntö on tullut jäädäkseen ja voi vain jatkaa kasvuaan.

Vaikka eri toimialoilla voi olla erilaiset tarpeet, on luultavasti organisaatiosi edun mukaista löytää tapoja hyödyntää tietotekniikkaa ennen kilpailijoitasi.