Що таке граничні обчислення? Повна інструкція

Знову про те що таке Граничні обчислення

Двома словами, граничні (периферійні) обчислення — це будь-які обчислення, що відбуваються на периферії мережі, а не на централізованому сервері.

Якщо заглибитись у тему, стає видно, що розгортання граничних обчислень, яке часто підтримують постачальники хмарних обчислень, є частиною розподіленої інфраструктури.

Ця інфраструктура дозволяє обчислювальній потужності бути ближчою до людей, які виробляють або споживають дані.

Ключовим в ідеї периферії, незалежно від того, чи підтримує ваше граничне розширення машинне навчання, штучний інтелект або аналітику даних, є те, що воно поширює ресурси далеко за межі домінантного центру обробки даних. Сьогодні умовна Границя домінує так само як дата-центр, який був лідером кілька десятків років тому.

Найважливішою частиною граничних технологій і те, що це форма розподілених обчислень. Якщо ви поглянете на історію комп'ютерів, ви побачите процес переходу від більш централізованих обчислень (таких як ранні мейнфрейми) до більш розподілених моделей (таких, як мережеві ПК). В останні роки тенденція до хмарних обчислень – це перехід до більш розосередженої моделі багатохмарних обчислень. Нова тенденція до граничних обчислень є подальшим розширенням цієї розподіленої моделі.

Граничні обчислення забезпечують обчислення за межами центру обробки даних та периметра хмари, що дозволяє їм підтримувати мобільні та IoT пристрої, в тому числі стільникові телефони.

Приклади граничних обчислень

Можливо, ви не усвідомлюєте цього, але ви, мабуть, щодня взаємодієте з пристроями, які використовують граничні обчислення. Наприклад, якщо ви працюєте в середовищі віддаленого офісу або бек-офісу (ROBO) з власною обчислювальною інфраструктурою - це і є приклад граничних обчислень.

Смартфон, який лежить у вас у кишені, виконує граничні обчислення. Як і ваш автомобіль. Ваш принтер і, можливо, навіть ваш телевізор.

Ось неповний список периферійних обчислювальних пристроїв:

• Смартфони
• Смарт-годинники
• "Розумні" аксесуари (фітнес-браслети, трекери, окуляри доповненої реальності і т.п)
• Ноутбуки та настільні ПК
• Граничні сервери
• Ігрові системи
• Принтери
• "Розумні" маршрутизатори
• "Розумна" техніка
• "Розумні" домашні динаміки
• Комп'ютеризовані медичні пристрої
• "Підключені" автомобілі
• Автономні транспортні засоби
• "Розумні" світлофори
• "Розумне" сільське господарство
• "Розумна" мережа електропостачання
• Вежі стільникового зв'язку
• Кіоски
• Пристрої для торгових точок
• Шлюзи Інтернету речей (IoT)
• Шлюзи для Промислового Інтернету речей (IIoT)
• Військові та оборонні машини та зброя
• Роботи

Архітектура граничних обчислень

Оскільки існує так багато різних типів периферійних пристроїв, немає єдиної граничної архітектури, що охоплює всі варіанти використання. Проте загалом більшість розгортань граничних обчислень мають деякі загальні характеристики.

По-перше, граничні пристрої зазвичай збирають дані із датчиків. Ці датчики можуть бути частиною самого пристрою (як у випадку смартфонів та автономних транспортних засобів) або можуть бути окремими (як у випадку ігрових систем та багатьох розгортань IIoT).

Потім граничний пристрій виконує деяку обробку та зберігання локально. Теоретично пристрій може зберігати дані на периферії необмежений час, але в більшості розгортань пристрій потім відправляє частину даних у хмару для додаткової обробки та аналізу. Потім інші пристрої та користувачі можуть отримати доступ до оброблених даних через хмару.

Буде простіше зрозуміти цю архітектуру, розглянувши конкретний випадок використання. Подумайте про пристрої у вигляді планшетів, які можна побачити в ресторані. Ці граничні пристрої збирають дані, що вводяться користувачами, такі як інформація про замовлення, деталі оплати та/або відповіді на опитування.

Потім планшети передають усі ці дані через Wi-Fi на централізований сервер у ресторані. Цей сервер обробляє та зберігає дані, а також спрямовує їх на різні підключені до Інтернету сервери, які обробляють платежі, відстежують фінансові показники компанії, аналізують замовлення клієнтів та відповіді на опитування. Адміністратори та бізнес-менеджери можуть отримати доступ до цих хмарних даних через різні програми.

Ця комбінація граничних та хмарних обчислень стає все більш поширеною в різних варіантах використання та галузях.

Які переваги у граничних обчислень?

Граничні обчислення пропонують ряд переваг у порівнянні з моделями централізованих обчислень, такі як - вища швидкість обробки, зниження навантаження на мережу, зниження витрат та багато іншого. Серед інших переваг:

• Швидкість. Якщо ви обробляєте дані поряд із місцем їх створення вам не потрібно чекати поки вони перейдуть у хмару та назад. Це скорочення затримки призводить до вищої продуктивності.

• Зниження навантаження на мережу. Сучасні пристрої генерують так багато даних, що мережам може бути важко за ними угнатись. Збільшення обсягу обробки на периферії знижує навантаження на смугу пропускання мережі, звільняючи ресурси найбільш важливих робочих навантажень.

• Зниження витрат. Передача меншої кількості даних може призвести до зниження витрат на передачу даних. Це може мати велике значення, особливо у тих частинах світу, де плата за передачу мобільних даних висока.

• Поліпшена безпека. Якщо ви зберігаєте та обробляєте всі свої дані в одному місці, це дає зловмисникам велику привабливу мету, але периферійні обчислення знижують ймовірність того, що зловмисники отримають величезний масив даних. Крім того, периферійні обчислення ускладнюють розподілені атаки типу "відмова в обслуговуванні" (DDOS).

• Відповідність вимогам. У деяких регіонах світу діють закони про захист даних, які вимагають, щоб дані зберігалися та оброблялися у тій області, де вони були створені. Граничні обчислення можуть спростити організаціям дотримання цих правил.

• Покращена надійність. Розподіл ваших даних за декількома фізичними місцями є фундаментальним принципом передового досвіду аварійного відновлення/безперервності бізнесу (DR/BC). Якщо робочі навантаження обробляють безліч невеликих пристроїв - у вас менше шансів зіткнутися з катастрофічним збоєм, якщо один пристрій відключиться.

• Унікальні продукти та послуги. Граничні обчислення уможливлюють ряд мобільних пристроїв, які інакше були б недоступні для кінцевих користувачів. Споживчий попит на «розумні» продукти продовжує зростати й ці продукти залежать від периферійних обчислень.

• Поліпшений моніторинг. Граничні обчислення також дозволяють компаніям відстежувати багато речей, які вони не змогли б відстежувати. Це особливо важливо для інтелектуальних заводів, інтелектуального сільського господарства, інтелектуальних мереж та сценаріїв використання IIoT.

Які проблеми граничних обчислень?

Як і слід було очікувати, граничні обчислення мають деякі недоліки. Ось деякі з найбільш суттєвих:

• Збільшення навантаження обслуговування. Якщо на вашому підприємстві десятки, сотні або навіть тисячі периферійних обчислювальних пристроїв, ваші співробітники повинні обслуговувати всі ці пристрої. Це може збільшити навантаження на ІТ-відділи та вимагати від співробітників відряджень у безліч різних місць, що може збільшити витрати.

• Ризики безпеки. Як згадувалося вище, граничні обчислення знижують деякі ризики безпеки, але також створюють інші. У деяких випадках зловмисники можуть отримати доступ до мереж, скомпрометувавши граничний пристрій. І замість того, щоб захищати кілька централізованих систем, команди тепер мають захищати багато невеликих пристроїв. Забезпечення адекватного рівня захисту кожного пристрою може зайняти багато часу та коштів.

• Пропущені дані. Якщо ви передаєте в хмару лише частину даних після їх обробки на границі, можливо, ви втрачаєте важливу частину інформації. Організаціям необхідно ретельно проєктувати свої граничні обчислювальні середовища, щоб забезпечити доступ до всієї необхідної інформації у потрібний момент.

• Масштабованість. Масштабування мережі граничних обчислень вимагає розгортання нового обладнання. Як правило, це складніше, ніж масштабування в середовищі хмарних обчислень.

• Проблеми навколишнього середовища. Хмарні сервери знаходяться у висококонтрольованих центрах обробки даних, але граничні пристрої часто розташовуються просто неба, де на них можуть впливати погода, пил, забруднення, люди і навіть тварини. Залежно від конкретного випадку використання, вам може знадобитися спроєктувати граничні пристрої таким чином, щоб вони могли витримати удар блискавки, наїзд вантажівки або псування дикими тваринами.

• Відсутність стандартів. У багатьох випадках використання граничних обчислень галузі ще не дійшли єдиного стандарту. Це ускладнює досягнення функціональної сумісності і наражає організації на ризик того, що вони можуть зробити ставку на технологію, яка незабаром застаріє.

• Логістичні проблеми. Запуск середовища граничних обчислень може бути складним як з технологічної, так і кадрової точки зору. Наприклад, організації можуть зіткнутися з проблемами при подачі живлення на пристрої, забезпеченні автоматичного увімкнення пристроїв при необхідності або навіть при пошуку місця для пристроїв у тих випадках, коли фізичний простір обмежений. Хоча ці проблеми не є непереборними, організаціям слід враховувати їх, перш ніж розпочинати реалізацію ініціативи щодо впровадження граничних обчислень

Чому граничні обчислення важливі?

Попри ці проблеми, підприємствам слід звернути увагу на тенденцію граничних обчислень та подумати про те, як їхня компанія може взяти в ній участь. Ось чому:

• Ринок граничних обчислювальних пристроїв величезний і продовжує зростати. За даними IDC, 2024 року обсяг ринку граничних обчислень складе близько 250,6 млрд доларів. І цей ринок зростає з кожним роком. Ваші конкуренти, безумовно, беруть участь у цій тенденції, і якщо ви хочете йти в ногу з часом, ви повинні вивчити, як ваша компанія може отримати прибуток.

• Граничні обчислення доповнюють хмарні обчислення. Вже понад десять років хмарні обчислення перебувають на підйомі. Однак не має фінансового сенсу виконувати всю обробку та зберігання даних у хмарі, також це може бути недоцільно з міркувань безпеки чи відповідності нормативним вимогам. Надійна стратегія граничних обчислень часто є необхідним балансом хорошої стратегії хмарних обчислень.

• Граничні обчислення можуть зробити підприємства ефективнішими. Як говорилося раніше, граничні обчислення дозволяють заощаджувати час та гроші. Організаціям слід ретельно вивчити рентабельність інвестицій, щоб визначити, у яких випадках граничні обчислення можуть мати сенс для їхньої діяльності.

• Граничні обчислення дозволяють створювати нові продукти та послуги. Як споживачі, так і підприємства прагнуть придбати нові продукти та послуги, які інтегрують обчислювальні можливості у повсякденне життя. Граничні обчислення можуть відкрити нові бізнес-моделі та нові засоби обслуговування клієнтів.

• Граничні обчислення можуть зробити життя кращим. Граничні обчислення стимулюють безліч інновацій. Це допомагає зробити автомобілі більш безпечними, робити покупки та ресторани зручнішими, ферми та фабрики більш продуктивними, ланцюжки постачання ефективнішими, а житлові кімнати комфортнішими.

• Граничні обчислення нікуди не подінуться. Враховуючи величезні переваги периферійних обчислень і те, наскільки глибоко вони інтегровані у повсякденне життя, малоймовірно, що граничні пристрої найближчим часом зникнуть. Натомість як і у випадку з хмарними обчисленнями, цілком імовірно, що ми просто почнемо думати про граничні обчислення просто як про "обчислення".

Синтія Харви для eWeek

(позаштатний письменник і редактор з Детройта, в індустрії високих технологій понад п'ятнадцять років.)