Computação de borda: o que é? Benefícios, riscos e mais

borda computação é uma estrutura para computação distribuída que aproxima os recursos de computação e armazenamento de dados do software empresarial dos usuários ou fontes de dados.

O objetivo da computação de borda é reduzir a latência entre um usuário e um servidor, bem como minimizar o uso de largura de banda de um aplicativo. Estima-se que 175 Zettabytes de dados será gerado em todo o mundo até 2025, com dispositivos de ponta criando mais da metade do total.

A computação de borda não é uma tecnologia padronizada, mas sim uma abordagem arquitetônica, um método para otimizar ainda mais o data center e os sistemas em nuvem.

Este post analisa a computação de borda, o que isso significa para a Internet em geral, para a infraestrutura e o desenvolvimento de aplicativos futuros.

Uma Breve História

O início da internet era simples – você configurava um servidor e os visitantes apareciam. Mas à medida que a web cresceu e incluiu conteúdo de mídia pesado, como vídeos, os servidores começaram a ficar sobrecarregados, as larguras de banda ficaram entupidas e a latência aumentou.

Para resolver o problema, redes de entrega de conteúdo evoluiu para fornecer uma solução engenhosa, mas prática. Você poderia manter seu site como estava, mas terceirizar a entrega de dados pesados, como vídeos. As redes de entrega de conteúdo estão presentes em vários locais, tornando mais fácil e barato para empresas ainda menores otimizar sua experiência no site.

Se um usuário visitar um site tão otimizado, o servidor da empresa apresentará a página da Web normalmente. No entanto, se a página contiver dados pesados, seu local será simplesmente incluído no código da página da Web, para que a página possa carregar os dados pesados ​​diretamente desse local.

O resultado é que tudo carrega mais rápido porque a rede de entrega de conteúdo da qual o navegador está carregando o vídeo está mais próxima do usuário do que o servidor original da empresa.

A computação de borda é uma evolução adicional desse método. Aqui, é a computação de tarefas críticas de tempo ou intolerantes à latência que é aproximada do usuário, pois os usuários da Internet e os dispositivos conectados produzem mais dados do que nunca.

Como funciona a computação de borda

A computação de borda é uma camada entre um usuário da Internet e o data center de um site ou a nuvem. A borda é qualquer infraestrutura de computação mais próxima do usuário do que um data center em nuvem. Os aplicativos corporativos são implantados, atualizados e encerrados automaticamente na borda.

Como tecnologia, a computação de borda não tem padrão, o que significa que diferentes empresas a implementam de maneiras únicas. Os recursos a seguir são, no entanto, necessários para implementar a computação de borda.

• Na nuvem – Seu sistema de computação principal. Pode ser um serviço como AWS, Google Cloud ou sua própria nuvem privada.
  
• Nós de Borda – Este é qualquer sistema de hardware que pode executar código e se conectar de volta ao data center em nuvem pela Internet.
  
• Plataforma de Gestão – Um aplicativo de software ou sistema operacional para gerenciar a implantação e administração de software em todos os nós de borda e na nuvem.
  
• Automação – Balanceamento de carga entre sua nuvem e nós de borda. Um sistema que implanta e encerra o aplicativo certo no nó de borda certo quando necessário e sem intervenção humana. Abordagens de conteinerização como o Kubernetes são as vencedoras aqui.

Existem duas maneiras de implementar a computação de borda:

1. Serviços na Nuvem – Principais plataformas de computação em nuvem de Parceria para AWS e a Azul todos têm serviços integrados que facilitam a implementação da computação de borda.
   
2. Arquitetura DIY – Aqui, você terá que configurar seus sistemas de servidor de hardware e software por conta própria. A Red Hat oferece um sistema operacional de nuvem híbrida chamado OpenShift e uma versão mais leve chamada Borda do dispositivo que é ideal para criar nós de borda.

Os benefícios da computação de borda

A capacidade de hospedar seus aplicativos na borda traz muitos benefícios para uma ampla variedade de aplicativos. Esses benefícios incluem:

1. Redução de latência – Os nós de computação de borda mais próximos dos dispositivos de borda significam menos latência (o tempo necessário para que os dados trafeguem de um dispositivo para o servidor e voltem).
   
2. Eficiência operacional aprimorada – Ao aproveitar as latências mais baixas na borda e combiná-las com o máximo de recursos de computação da nuvem, a eficiência do sistema pode ser maximizada.
   
3. Confiabilidade aprimorada – Os sistemas que usam uma nuvem central e nós de borda são mais resilientes e confiáveis ​​como resultado.
   
4. Custos de largura de banda mais baixos – Não ter que enviar tantos dados pela Internet para o data center em nuvem de uma empresa pode significar uma economia significativa de custos, dependendo do aplicativo.
   
5. Conformidade Regulamentar – A capacidade de processar os dados dos usuários na localidade do usuário pode ajudar as empresas a cumprir os regulamentos de privacidade de dados.

Desafios e Riscos

A computação de borda também vem com seus desafios e os principais incluem:

1. Maior superfície de ataque – Um sistema espalhado por vários nós cria uma superfície maior para possíveis ataques. Isso pode variar desde infraestrutura segurança para questões de privacidade do usuário.
   
2. Maiores desafios de segurança – Manter a infraestrutura em vários locais apresenta mais desafios de segurança do que ter que proteger fisicamente um único data center, por exemplo.
   
3. Capacidade de computação limitada – A infraestrutura de borda típica oferece muito menos recursos computacionais do que um ambiente de nuvem, tornando a nuvem a opção número 1 para aplicativos estritamente intensivos em computação.

Computação de Borda x Computação em Nuvem

A borda faz parte da nuvem. É um serviço semelhante que está fisicamente mais próximo do usuário, uma extensão da nuvem que melhora a eficiência computacional ao lidar com tarefas de tempo crítico.

Você não pode ter uma arquitetura de borda sem primeiro ter uma nuvem. Além disso, a nuvem tem suas vantagens sobre o edge, uma vez que os problemas de tempo e latência não são críticos.

Edge Computing x Inteligência Artificial

Alguns inteligência artificial aplicativos como segurança e sistemas de identificação podem se beneficiar imensamente de redes de baixa latência. A computação de borda possibilita a execução de modelos de aprendizado de máquina diretamente próximos aos dispositivos de borda que estão gerando os dados.

As vantagens incluem tempos de resposta mais rápidos, menor consumo de largura de banda e maior segurança. Computação de borda e AI são tecnologias complementares que provavelmente continuarão a fortalecer-se mutuamente.

Computação de borda versus redes 5G

As redes 5G prometem velocidades mais altas e menor latência, mas uma viagem de ida e volta média de um usuário a um data center na nuvem e de volta ao usuário leva de 100 a 300 ms. Isso significa que as redes 5G só podem oferecer velocidades mais altas por conta própria, mas não latências mais baixas.

Para reduzir os tempos de latência, as redes 5G precisam de integração de computação de borda para atingir a latência de 10 a 20 ms que as faria brilhar. Somente nessas latências mais baixas os veículos autônomos, máquinas industriais e muitas outras aplicações do mundo real se tornarão viáveis.

Dispositivos de borda populares

Os dispositivos de borda coletam e processam dados localmente enquanto interagem com seus ambientes físicos ou executam outras funções úteis.

A seguir estão os tipos de dispositivos populares que podem se beneficiar de uma arquitetura de computação de borda:

1. Alto-falantes inteligentes
2. smartphones
3. Robôs
4. Relógios inteligentes
5. Dispositivos de Internet das coisas (IoT)
6. Veículos autônomos
7. Sistemas de ponto de venda (POS)

Aplicativos de computação de borda

Uma ampla gama de indústrias pode se beneficiar da integração da computação de borda. Aqui estão alguns:

1. Redes inteligentes para geração e distribuição eficientes de energia elétrica.
2. Casas inteligentes que atendem às necessidades de seus ocupantes.
3. Cidades inteligentes com monitoramento de infraestrutura, transporte e aplicativos de segurança.
4. Sistemas agrícolas modernos com sensores IoT e controle climático para aumentar os rendimentos.
5. Gestão de tráfego nas cidades.
6. Serviços de navegação autônoma para drones, carros e aplicações militares.
7. Monitoramento remoto de ativos, como instalações de petróleo e gás.
8. Unidades fabris que integram os princípios da indústria 4.0.
9. Lojas de varejo e gerenciamento de armazém de produtos.
10. Sistemas de monitoramento de pacientes para hospitais.
11. Manutenção preditiva de produtos de alta tecnologia, como motores.
12. Aplicações de processamento de voz e áudio.
13. Aplicações de aprendizado de máquina.
14. Sistemas de realidade virtual e aumentada.
15. Aplicativos de segurança aprimorados.
16. Serviços de streaming e entrega de conteúdo.

Provedores de Infraestrutura e Serviços

Dependendo de como você deseja abordar a computação de borda, existem diferentes provedores de serviços com soluções exclusivas. Aqui estão as principais empresas.

• KubeEdgeName - Código aberto solução de conteinerização para dispositivos de borda.
• Red Hat OpenShift – Sistema operacional distribuído em nuvem.
• Borda Privada Alef – Oferta de borda como serviço plug-and-play.
• Borda IoT do Azure – IoT Edge da Microsoft.
• Parceria – Cloud totalmente gerenciada e computação de borda como serviço.
• ClearBladeName – Solução de software de computação de borda.

Perguntas Frequentes (FAQs)

Conclusão

Chegando ao fim desta exploração da computação de borda e seus muitos benefícios e aplicativos, deve ficar claro que a prática veio para ficar e só pode continuar a crescer.

Embora diferentes setores possam ter necessidades diferentes, provavelmente é do interesse de sua organização encontrar maneiras de aproveitar a computação de borda antes que a concorrência o faça.