Krašto skaičiavimas: kas tai? Privalumai, rizika ir dar daugiau

„Edge computing“ yra paskirstytojo skaičiavimo sistema, kuri priartina įmonės programinės įrangos skaičiavimo ir duomenų saugojimo galimybes prie vartotojų ar duomenų šaltinių.

Krašto skaičiavimo tikslas yra sumažinti delsą tarp vartotojo ir serverio, taip pat iki minimumo sumažinti programos pralaidumo naudojimą. Manoma, kad 175 Zetabaitai duomenų bus sukurta visame pasaulyje iki 2025 m., o kraštiniai įrenginiai sudarys daugiau nei pusę viso.

Kraštų skaičiavimas nėra standartizuota technologija, greičiau tai yra architektūrinis požiūris, metodas, leidžiantis toliau optimizuoti duomenų centrus ir debesų sistemas.

Šiame įraše kalbama apie krašto kompiuteriją, ką tai reiškia internetui apskritai, infrastruktūrai ir būsimų programų kūrimui.

Trumpa istorija

Ankstyvasis internetas buvo paprastas – pastatei serverį ir ateidavo lankytojai. Tačiau žiniatinkliui augant ir įtraukus sunkios medijos turinį, pvz., vaizdo įrašus, serveriai pradėjo perkrauti, pralaidumas užsikimšo, o delsa padidėjo.

Siekiant išspręsti problemą, turinio pristatymo tinklai išsivystė, kad būtų išradingas, bet praktiškas sprendimas. Galėtumėte išlaikyti savo svetainę tokią, kokia ji buvo, bet perduoti didelius duomenis, pvz., vaizdo įrašus, pateikti iš išorės. Turinio pateikimo tinklai yra keliose vietose, todėl net mažesnėms įmonėms lengviau ir pigiau optimizuoti savo svetainės patirtį.

Jei vartotojas apsilanko tokioje optimizuotoje svetainėje, įmonės serveris pateiks tinklalapį kaip įprasta. Tačiau jei puslapyje yra daug duomenų, jo vieta būtų tiesiog įtraukta į tinklalapio kodą, todėl puslapis gali įkelti didelius duomenis tiesiai iš tos vietos.

Rezultatas – viskas įkeliama greičiau, nes turinio pristatymo tinklas, iš kurio naršyklė įkelia vaizdo įrašą, yra arčiau vartotojo nei pradinis įmonės serveris.

Kraštų skaičiavimas yra tolesnė šio metodo raida. Čia vartotojas yra priartintas prie laiko kritinių ar delsos netoleruojančių užduočių skaičiavimas, nes interneto vartotojai ir prijungti įrenginiai sukuria daugiau duomenų nei bet kada anksčiau.

Kaip veikia Edge Computing

Krašto skaičiavimas yra sluoksnis tarp interneto vartotojo ir svetainės duomenų centro arba debesies. Kraštas yra bet kokia kompiuterinė infrastruktūra, esanti arčiau vartotojo nei debesų duomenų centras. Įmonės programos yra automatiškai įdiegiamos, atnaujinamos ir nutraukiamos.

Krašto kompiuterija, kaip technologija, neturi standarto, o tai reiškia, kad įvairios įmonės tai įgyvendina savo unikaliais būdais. Tačiau norint įgyvendinti kraštų skaičiavimą, būtinos šios funkcijos.

• debesis – Jūsų pagrindinė skaičiavimo sistema. Tai gali būti tokia paslauga kaip AWS, „Google Cloud“ arba jūsų privatus debesis.
  
• Kraštiniai mazgai – Tai bet kokia aparatinė sistema, galinti vykdyti kodą ir prisijungti prie debesies duomenų centro per internetą.
  
• Valdymo platforma – Programinė įranga arba operacinė sistema, skirta valdyti programinės įrangos diegimą ir administravimą visuose krašto mazguose ir debesyje.
  
• Automatika – Apkrovos balansavimas tarp debesies ir krašto mazgų. Sistema, kuri diegia ir nutraukia tinkamą programą dešiniajame krašto mazge, kai reikia ir be žmogaus įvesties. Konteinerių gamybos metodai, tokie kaip „Kubernetes“, yra laimi.

Yra du būdai, kaip įgyvendinti kraštų skaičiavimą:

1. Debesis Paslaugos – Pagrindinės debesų kompiuterijos platformos iš "Google Cloud į AWS bei Žydras visi turi integruotas paslaugas, kurios leidžia lengvai įdiegti krašto skaičiavimą.
   
2. „Pasidaryk pats“ architektūra – Čia turėsite patys nustatyti savo aparatinę ir programinę įrangą. Red Hat siūlo hibridinę debesų operacinę sistemą, vadinamą „OpenShift“ ir lengvesnio svorio versija, vadinama Įrenginio kraštas kuri idealiai tinka krašto mazgams kurti.

„Edge Computing“ pranašumai

Galimybė priglobti jūsų programas turi daug privalumų įvairioms programoms. Šie privalumai:

1. Latencijos mažinimas – Kraštiniai skaičiavimo mazgai, esantys arčiau kraštinių įrenginių, reiškia mažesnę delsą (laiką, kurio reikia duomenims perkelti iš įrenginio į serverį ir atgal).
   
2. Padidėjęs veiklos efektyvumas – Išnaudojant mažesnes delsas pakraštyje ir derinant ją su maksimaliais debesies skaičiavimo ištekliais, galima maksimaliai padidinti sistemos efektyvumą.
   
3. Pagerintas patikimumas – Sistemos, kuriose naudojamas ir pagrindinis debesis, ir kraštiniai mazgai, yra atsparesnės ir patikimesnės.
   
4. Mažesnės pralaidumo sąnaudos – Nereikės siųsti tiek daug duomenų internetu į įmonės debesų duomenų centrą, priklausomai nuo programos, gali sutaupyti daug išlaidų.
   
5. Reguliavimo laikymasis – Galimybė, kad naudotojų duomenys būtų tvarkomi vartotojo vietovėje, gali padėti įmonėms laikytis duomenų privatumo taisyklių.

Iššūkiai ir rizika

„Edge computing“ taip pat turi savo iššūkių, o pagrindiniai iš jų yra:

1. Didesnis puolimo paviršius – Sistema, paskirstyta keliuose mazguose, sukuria didesnį paviršių galimiems išpuoliams. Tai gali būti nuo infrastruktūros saugumo iki vartotojų privatumo problemų.
   
2. Padidinti saugumo iššūkiai – Infrastruktūros išlaikymas keliose vietose kelia daugiau saugumo iššūkių nei, pavyzdžiui, fiziškai apsaugoti vieną duomenų centrą.
   
3. Ribota skaičiavimo talpa – Įprasta krašto infrastruktūra siūlo daug mažiau skaičiavimo galimybių nei debesų aplinka, todėl debesys yra svarbiausias pasirinkimas naudojant griežtai daug skaičiavimo reikalaujančias programas.

Edge Computing vs Cloud Computing

Kraštas yra debesies dalis. Tai panaši paslauga, kuri yra fiziškai arčiau vartotojo, debesies plėtinys, kuris pagerina skaičiavimo efektyvumą tvarkydamas laiko svarbias užduotis.

Negalite turėti krašto architektūros, jei pirmiausia neturite debesies. Be to, debesis turi pranašumų prieš kraštą, kai laiko ir delsos problemos nėra kritinės.

Edge Computing vs dirbtinis intelektas

keletas dirbtinis intelektas Tokios programos kaip apsauga ir ID sistemos gali būti labai naudingos iš mažo vėlavimo tinklų. Krašto skaičiavimas leidžia paleisti mašininio mokymosi modelius tiesiai šalia krašto įrenginių, kurie generuoja duomenis.

Privalumai yra greitesnis atsako laikas, mažesnis pralaidumo suvartojimas ir geresnis saugumas. Kraštų skaičiavimas ir AI yra viena kitą papildančios technologijos, kurios tikriausiai ir toliau stiprins viena kitą.

„Edge Computing Vs 5G Networks“.

5G tinklai žada didesnį greitį ir mažesnę delsą, tačiau vidutinė kelionė pirmyn ir atgal nuo vartotojo iki debesies duomenų centro ir atgal iki vartotojo trunka 100–300 ms. Tai reiškia, kad 5G tinklai gali pasiūlyti tik didesnę spartą, bet ne mažesnę delsą.

Norint sutrumpinti delsos laiką, 5G tinklams reikia integruoto krašto skaičiavimo, kad būtų pasiektas 10–20 ms vėlavimas, dėl kurio jie spindėtų. Tik esant tokiems mažesniems vėlavimo laikotarpiams, autonominės transporto priemonės, pramoninės mašinos ir daugelis kitų realaus pasaulio programų taps gyvybingos.

Populiarūs kraštiniai įrenginiai

„Edge“ įrenginiai renka ir apdoroja duomenis vietoje, kai sąveikauja su savo fizine aplinka arba atlieka kitas naudingas funkcijas.

Toliau pateikiami populiarūs įrenginių tipai, kuriems gali būti naudinga kraštų skaičiavimo architektūra:

1. Išmanieji garsiakalbiai
2. Išmanieji telefonai
3. Robotai
4. Išmanieji laikrodžiai
5. Daiktų interneto (IoT) įrenginiai
6. Autonominės transporto priemonės
7. Pardavimo vietos (POS) sistemos

„Edge Computing“ programos

Daugybė pramonės šakų gali turėti naudos iš krašto kompiuterijos integravimo. Štai keletas:

1. Išmanieji tinklai efektyviam elektros energijos gamybai ir paskirstymui.
2. Išmanieji namai, tenkinantys jų gyventojų poreikius.
3. Išmanieji miestai su infrastruktūros stebėjimo, transporto ir saugumo programomis.
4. Šiuolaikinės žemės ūkio sistemos su daiktų interneto jutikliais ir klimato kontrole, siekiant padidinti derlių.
5. Eismo valdymas miestuose.
6. Autonominės navigacijos paslaugos dronams, automobiliams ir karinėms reikmėms.
7. Nuotolinis turto, pvz., naftos ir dujų įrenginių, stebėjimas.
8. Gamybos įmonės, kurios integruoja pramonės 4.0 principus.
9. Mažmeninės prekybos parduotuvės ir produktų sandėlio valdymas.
10. Pacientų stebėjimo sistemos ligoninėms.
11. Numatyta aukštųjų technologijų produktų, tokių kaip varikliai, priežiūra.
12. Kalbos ir garso apdorojimo programos.
13. Mašininio mokymosi programos.
14. Virtualios ir papildytos realybės sistemos.
15. Patobulintos saugos programos.
16. Srautinio perdavimo ir turinio pristatymo paslaugos.

Infrastruktūra ir paslaugų teikėjai

Priklausomai nuo to, kokiu būdu norite kreiptis į kraštų skaičiavimą, yra įvairių paslaugų teikėjų, siūlančių unikalius sprendimus. Čia yra geriausios įmonės.

• KubeEdge - Atvirojo kodo konteinerių sprendimas krašto įrenginiams.
• Red Hat OpenShift – Paskirstyta debesų operacinė sistema.
• Alef Private Edge – „Plug-and-play“ krašto kaip paslaugos pasiūlymas.
• Azure IoT Edge – „IoT Edge“ iš „Microsoft“.
• "Google Cloud – Visiškai valdoma debesų ir krašto kompiuterija kaip paslauga.
• ClearBlade – Edge skaičiavimo programinės įrangos sprendimas.

Dažnai užduodami klausimai (DUK)

Išvada

Pasiekus šio krašto skaičiavimo ir daugybės privalumų bei taikomųjų programų tyrinėjimo pabaigą, turėtų būti aišku, kad praktika pasiliks ir gali tik plėstis.

Nors skirtingų pramonės šakų poreikiai gali būti skirtingi, jūsų organizacijai tikriausiai būtų naudingiausia rasti būdų, kaip panaudoti pažangiausius skaičiavimus prieš tai, kai tai padarys jūsų konkurentai.