Računarstvo na rubu mreže (Edge Computing) ima za cilj da unapredi performanse veb aplikacija i internet uređaja, istovremeno smanjujući potrošnju propusnog opsega i kašnjenje u komunikaciji. Upravo to je jedan od ključnih faktora njegove sve veće popularnosti u digitalnom okruženju.
Iz dana u dan, ogromne količine podataka se generišu u raznim poslovnim sektorima, od preduzeća i fabrika, do bolnica, banaka i drugih etabliranih institucija.
Zbog toga je postalo ključno efikasno upravljati, skladištiti i obrađivati ove podatke. Posebno je važno za kompanije koje se oslanjaju na brzinu da obrade podatke efikasno kako bi minimizirale bezbednosne rizike i osigurale brže poslovne operacije.
U takvim situacijama, Edge Computing se može pokazati kao izuzetno korisno rešenje.
Međutim, šta to tačno podrazumeva? Da li nam je zaista potrebno nešto više od običnog cloud rešenja?
Hajde da razjasnimo ove nedoumice tako što ćemo detaljnije istražiti koncept računarstva na rubu mreže.
Šta je Edge Computing?
Edge Computing predstavlja savremenu, distribuiranu računarsku arhitekturu koja približava skladištenje podataka i njihovu obradu samom izvoru podataka. Ovo omogućava uštedu propusnog opsega i ubrzava vreme odziva.
Jednostavno rečeno, Edge Computing smanjuje broj procesa koji se odvijaju u oblaku. Umesto toga, te računarske procese premešta na uređaje na rubu mreže, kao što su IoT uređaji, edge serveri ili korisnički računari. Ovakav pristup približavanju obrade podataka samoj ivici mreže skraćuje komunikacijsku putanju između servera i klijenta. Kao rezultat toga, smanjuju se i potrošnja propusnog opsega i kašnjenje.
Edge Computing je u suštini arhitektura, a ne tehnologija sama po sebi. Reč je o lokalno specifičnom računarskom modelu koji ne zavisi od oblaka za obavljanje svojih zadataka. Međutim, to ne znači da oblak gubi svoju funkciju; on samo postaje bliži.
Poreklo Edge Computing-a
Edge Computing se pojavio kao koncept u mrežama za isporuku sadržaja (CDN) koje su nastale 1990-ih godina sa ciljem isporuke video i veb sadržaja putem edge servera, koji su bili pozicionirani bliže korisnicima. Tokom 2000-ih, ove mreže su evoluirale i počele da hostuju aplikacije i komponente aplikacija direktno na edge serverima.
Tako se komercijalno pojavila prva upotreba računarstva na rubu mreže. Kasnije su razvijena rešenja i usluge edge computing-a za hostovanje aplikacija kao što su kolica za kupovinu, agregacija podataka u realnom vremenu, umetanje reklama i mnoge druge funkcije.
Arhitektura Edge Computing-a
Računarski zadaci zahtevaju odgovarajuću arhitekturu. Ne postoji univerzalno rešenje koje odgovara svakom zadatku. Različiti tipovi računarskih zadataka zahtevaju različite arhitekture.
Tokom godina, računarstvo na rubu mreže se pokazalo kao ključna arhitektura za podršku distribuiranom računarstvu i raspoređivanju resursa za skladištenje i obradu podataka blizu same geografske lokacije izvora podataka.
Iako koristi decentralizovanu arhitekturu, što može biti izazovno i zahteva stalnu kontrolu i nadzor, Edge Computing je i dalje efikasan u rešavanju kompleksnih mrežnih problema, kao što je prenos velikih količina podataka za kraće vreme, u poređenju sa drugim računarskim metodama.
Jedinstvena arhitektura računarstva na rubu mreže ima za cilj rešavanje tri ključna mrežna izazova: kašnjenje (latencija), propusni opseg i zagušenje mreže.
Latencija
Latencija se odnosi na vreme potrebno da paket podataka stigne od jedne tačke u mreži do druge. Manja latencija poboljšava korisničko iskustvo, ali njen izazov leži u udaljenosti između korisnika (klijenta) koji upućuje zahtev i servera koji na njega odgovara. Latencija se može povećati sa većom geografskom udaljenošću i zagušenjem mreže, što usporava vreme odziva servera.
Pozicioniranjem obrade podataka bliže izvoru, zapravo smanjujemo fizičku udaljenost između servera i klijenta, čime omogućavamo brže vreme odziva.
Propusni opseg
Propusni opseg predstavlja količinu podataka koju mreža prenosi u određenom vremenskom periodu, a meri se u bitovima po sekundi. Ograničen je na svim mrežama, a posebno na bežičnim komunikacijama. Zbog toga je ograničen broj uređaja koji mogu da razmenjuju podatke u okviru jedne mreže. Ukoliko želite da povećate propusni opseg, to može zahtevati dodatne troškove. Takođe je teško kontrolisati upotrebu propusnog opsega u mreži koja povezuje veliki broj uređaja.
Edge Computing rešava ovaj problem. Budući da se obrada podataka odvija blizu ili na samom izvoru podataka, kao što su računari ili web kamere, propusni opseg se koristi samo za njihove potrebe, čime se smanjuje gubitak.
Zagušenje
Internet povezuje milijarde uređaja koji razmenjuju podatke širom sveta. To može biti ogromno opterećenje za mrežu, što dovodi do značajnog zagušenja i kašnjenja u odzivu. Pored toga, mogu se javiti prekidi u mreži koji dodatno povećavaju zagušenje i ometaju komunikaciju između korisnika.
Implementacijom servera i skladišta podataka na lokaciji na kojoj se podaci generišu ili u njenoj neposrednoj blizini, Edge Computing omogućava većem broju uređaja da funkcionišu u okviru efikasnije i manje LAN mreže, gde lokalni uređaji koji generišu podatke mogu koristiti raspoloživi propusni opseg. Na taj način se značajno smanjuju zagušenje i kašnjenje.
Kako funkcioniše Edge Computing?
Koncept Edge Computing-a nije potpuno nov; on datira iz vremena daljinskog računarstva. Na primer, filijale i udaljene radne lokacije koriste računarske resurse na licu mesta, gde mogu da ostvare maksimalnu korist umesto da se oslanjaju na centralizovanu lokaciju.
U tradicionalnom računarskom modelu, podaci koji se generišu na strani klijenta (na primer, na korisnikovom računaru), prenose se preko interneta do korporativnog LAN-a radi skladištenja i obrade pomoću poslovne aplikacije. Zatim se rezultat šalje nazad, putujući preko interneta, do uređaja klijenta.
Savremeni IT arhitekti sada napuštaju koncept centralizovanih data centara i prihvataju infrastrukturu na rubu mreže. Ovde se računarski resursi i memorija premeštaju iz data centra na lokaciju na kojoj korisnik generiše podatke (ili na izvor podataka).
To znači da centar podataka približavamo izvoru podataka, a ne obrnuto. Potrebno je delimično prilagođavanje kako bi se obezbedio rad na udaljenom LAN-u i lokalno prikupljanje podataka radi njihove obrade. Neki mogu postaviti opremu u zaštićena kućišta radi zaštite od visokih temperatura, vlage i drugih klimatskih uslova.
Proces Edge Computing-a uključuje normalizaciju i analizu podataka u cilju pronalaženja poslovne inteligencije, pri čemu se relevantni podaci nakon analize šalju u glavni data centar. U ovom kontekstu, poslovna inteligencija može se odnositi na:
- Video nadzor u maloprodajnim objektima
- Podatke o prodaji
- Prediktivnu analitiku za popravku i održavanje opreme
- Podatke o potrošnji energije
- Održavanje kvaliteta proizvoda
- Obezbeđivanje pravilnog funkcionisanja uređaja i drugo.
Prednosti i nedostaci
Prednosti
Prednosti Edge Computing-a su sledeće:
#1. Brže vreme odziva
Implementacijom računarskih procesa na uređajima na rubu mreže ili u njihovoj blizini, smanjuje se latencija, kao što je prethodno objašnjeno.
Na primer, zamislimo da zaposleni želi da pošalje hitnu poruku drugom zaposlenom u istoj kompaniji. Potrebno je više vremena da poruka bude poslata preko udaljenog servera koji se nalazi bilo gde u svetu, a zatim da se vrati kao primljena poruka.
Sa Edge Computing-om, ruter je zadužen za prenos podataka unutar kancelarije, što značajno smanjuje kašnjenje. Takođe se u velikoj meri štedi propusni opseg.
#2. Efikasnost troškova
Edge Computing pomaže u uštedi resursa servera i propusnog opsega, što zauzvrat smanjuje troškove. Ako koristite resurse u oblaku za podršku velikom broju uređaja u kancelarijama ili domovima sa pametnim uređajima, troškovi se povećavaju. Međutim, računarstvo na rubu mreže može smanjiti ove troškove premeštanjem računarskog dela svih ovih uređaja na samu ivicu.
#3. Sigurnost i privatnost podataka
Prenos podataka preko servera koji se nalaze na međunarodnom nivou nosi sa sobom pitanja privatnosti, bezbednosti i druge pravne probleme. Ukoliko se podaci ukradu i dospeju u pogrešne ruke, to može izazvati ozbiljnu zabrinutost.
Edge Computing čuva podatke blizu njihovog izvora, unutar okvira zakona o zaštiti podataka kao što su HIPAA i GDPR. Omogućava lokalnu obradu podataka i izbegava prenos osetljivih informacija u oblak ili data centar. Na taj način, vaši podaci ostaju bezbedni unutar vašeg prostora.
Pored toga, podaci koji se šalju u oblak ili udaljene servere mogu biti šifrovani pomoću Edge Computing-a. To čini podatke sigurnijim od sajber napada.
#4. Jednostavno održavanje
Računarstvo na rubu mreže zahteva minimalan napor i troškove za održavanje edge uređaja i sistema. Troši manje električne energije za obradu podataka, a i potrebe za hlađenjem radi optimalnog rada sistema su smanjene.
Nedostaci
Nedostaci Edge Computing-a su:
#1. Ograničen obim
Iako Edge Computing može biti efikasan, njegova svrha i obim su ograničeni. To je jedan od razloga zašto ljudi preferiraju cloud rešenja.
#2. Povezivanje
Edge Computing mora imati dobru internet konekciju kako bi efikasno obrađivao podatke. Ukoliko dođe do prekida veze, neophodno je solidno planiranje nepredviđenih okolnosti kako bi se prevazišli nastali problemi.
#3. Bezbednosne ranjivosti
Sa sve većom upotrebom pametnih uređaja, raste i rizik od napada zlonamernih korisnika koji kompromituju uređaje.
Primene Edge Computing-a
Edge Computing se koristi u različitim industrijama za prikupljanje, obradu, filtriranje i analizu podataka u blizini ili na samoj ivici mreže. Neke od oblasti u kojima se primenjuje su:
IoT uređaji
Uobičajena je zabluda da su Edge Computing i IoT isto. U stvarnosti, Edge Computing je arhitektura, dok je IoT tehnologija koja koristi Edge Computing.
Pametni uređaji kao što su pametni telefoni, pametni termostati, pametna vozila, pametne brave, pametni satovi, itd. se povezuju na internet i koriste kod koji se izvršava na samim tim uređajima umesto u oblaku, kako bi se obezbedila efikasna upotreba.
Optimizacija mreže
Edge Computing pomaže u optimizaciji mreže, meri i poboljšava njene performanse za korisnike na celom vebu. Pronalazi mrežnu putanju sa najmanjim kašnjenjem i najpouzdanijom za korisnički saobraćaj. Pored toga, može očistiti mrežne zagušenja radi postizanja optimalnih performansi.
Zdravstvena zaštita
Ogromne količine podataka se generišu u zdravstvenoj industriji, uključujući podatke o pacijentima sa medicinske opreme, senzora i uređaja.
Zbog toga postoji velika potreba za upravljanjem, obradom i skladištenjem tih podataka. Edge Computing ovde pomaže primenom mašinskog učenja i automatizacije za pristup podacima. Pomaže u identifikaciji problematičnih podataka koji zahtevaju hitnu pažnju medicinskog osoblja, kako bi se omogućila bolja nega pacijenata i eliminisali zdravstveni incidenti.
Pored toga, Edge Computing se koristi u medicinskim sistemima za nadzor kako bi se brzo reagovalo u realnom vremenu, umesto čekanja da server u oblaku reaguje.
Maloprodaja
Maloprodajna preduzeća takođe generišu velike količine podataka od praćenja zaliha, prodaje, nadzora i drugih poslovnih informacija. Korišćenjem Edge Computing-a, preduzeća mogu da prikupe i analiziraju ove podatke i pronađu poslovne mogućnosti kao što su predviđanje prodaje, optimizacija porudžbina dobavljača i sprovođenje efikasnih marketinških kampanja.
Proizvodnja
Edge Computing se koristi u proizvodnom sektoru za praćenje proizvodnih procesa, primenu mašinskog učenja i analizu u realnom vremenu radi poboljšanja kvaliteta proizvoda i otkrivanja grešaka u proizvodnji. Takođe podržava senzore okoline koji se instaliraju u proizvodnim pogonima.
Pored toga, Edge Computing pruža informacije o komponentama na zalihama i njihovom trajanju. To pomaže proizvođačima da donose tačne i brže poslovne odluke o poslovanju i fabrici.
Građevinarstvo
U građevinskoj industriji, Edge Computing se uglavnom koristi za bezbednost na radu, prikupljanje i analizu podataka dobijenih sa sigurnosnih uređaja, kamera, senzora itd. To omogućava preduzećima da prate bezbednosne uslove na gradilištu i osiguravaju da zaposleni poštuju bezbednosne protokole.
Transport
Transportni sektor, a posebno autonomna vozila, generišu terabajte podataka svakog dana. Autonomna vozila zahtevaju podatke koji se prikupljaju i analiziraju tokom vožnje, u realnom vremenu, što zahteva obimne računarske resurse. Pored toga, potrebni su im podaci o stanju vozila, brzini, lokaciji, uslovima na putu i u saobraćaju, kao i o obližnjim vozilima.
Kako bi se rešio ovaj problem, sama vozila postaju ivica na kojoj se odvija obrada podataka. Kao rezultat toga, podaci se obrađuju ubrzanom brzinom kako bi se podržale potrebe prikupljanja i analize podataka.
Poljoprivreda
U poljoprivredi, Edge Computing se koristi u senzorima za praćenje gustine hranljivih materija, potrošnju vode i optimizaciju žetve. U te svrhe, senzori prikupljaju podatke o uslovima okoline, temperaturi i zemljištu. Analiziraju se njihovi efekti kako bi se poboljšao prinos useva i obezbedilo da se usevi beru u optimalnim uslovima.
Energetika
Edge Computing je koristan u energetskom sektoru, kao i za praćenje bezbednosti u sektorima gasa i nafte. Senzori kontinuirano prate vlažnost i pritisak. Takođe je ključno da ne dođe do prekida veze, jer ukoliko nešto pođe naopako, kao što je neotkrivena pregrejana cev za naftu, to može dovesti do katastrofe. Izazov je što se većina tih objekata nalazi u udaljenim oblastima gde je internet konekcija slaba.
Stoga, primena Edge Computing-a na tim sistemima ili u njihovoj blizini nudi veću povezanost i mogućnosti kontinuiranog praćenja. Edge Computing takođe može da detektuje kvarove opreme u realnom vremenu. Senzori mogu pratiti energiju koju generišu mašine kao što su električna vozila, sistemi vetroelektrana, i ostali, uz kontrolu mreže, kako bi se pomoglo u smanjenju troškova i efikasnoj proizvodnji energije.
Druge aplikacije Edge Computing-a uključuju video konferencije koje zahtevaju veliki propusni opseg, efikasno keširanje pomoću koda koji se izvršava na CDN rubnim mrežama, finansijske usluge kao što su banke radi povećanja bezbednosti i još mnogo toga.
Far Edge vs. Near Edge
Računarstvo na rubu mreže uključuje brojne pojmove, kao što su bliza ivica, daleka ivica itd., što ponekad može biti zbunjujuće. Hajde da razumemo razliku između daleke i bliže ivice.
Far Edge
To je infrastruktura koja je najudaljenija od data centra u oblaku, a istovremeno najbliža korisnicima.
Na primer, Far Edge infrastruktura za agenciju za mobilne usluge može se nalaziti u blizini baznih stanica mobilnih telefonskih stubova.
Far Edge računarstvo se primenjuje u preduzećima, fabrikama, tržnim centrima itd. Aplikacije koje rade na ovoj infrastrukturi zahtevaju visok propusni opseg, skalabilnost i nisku latenciju, što je idealno za video striming, AR/VR, video igre itd. U zavisnosti od hostovanih aplikacija, poznat je kao:
- Enterprise Edge koji hostuje poslovne aplikacije
- IoT Edge koji hostuje IoT aplikacije
Near Edge
To je računarska infrastruktura koja se nalazi između data centara u oblaku i Far Edge-a. Na njoj se nalaze generičke aplikacije i usluge, za razliku od Far Edge-a koji hostuje specifične aplikacije.
Na primer, Near Edge infrastruktura se može koristiti za CDN keširanje, Fog Computing, itd. Fog Computing postavlja skladišne i računarske resurse unutar ili blizu podataka, ali možda ne i u samim podacima. On predstavlja sredinu između data centra u oblaku koji se nalazi daleko i ivice koja se nalazi na izvoru sa ograničenim resursima.
Edge Computing naspram Cloud Computing (sličnosti i razlike)
I Edge i Cloud Computing uključuju distribuirano računarstvo i primenu skladišnih i računarskih resursa u odnosu na podatke koji se generišu. Međutim, oni definitivno nisu isti.
Evo po čemu se razlikuju.
- Implementacija: Cloud Computing raspoređuje resurse na globalnim lokacijama uz visoku skalabilnost za izvršavanje procesa. Može uključivati centralizovanu obradu podataka blizu izvora podataka, ali ne na samoj ivici mreže. Sa druge strane, Edge Computing raspoređuje resurse tamo gde se podaci generišu.
- Centralizacija/Decentralizacija: Korišćenjem centralizacije, oblak nudi efikasne i skalabilne resurse sa bezbednošću i kontrolom. Edge Computing je decentralizovan i koristi se za rešavanje problema i slučajeva upotrebe koji nisu podržani pristupom centralizacije u Cloud Computing-u.
- Arhitektura: Arhitektura Cloud Computing-a se sastoji od nekoliko labavo povezanih komponenti. Pruža aplikacije i usluge po modelu plaćanja po korišćenju. Međutim, Edge Computing se proteže izvan Cloud Computing-a i pruža stabilniju arhitekturu.
- Programiranje: Razvoj aplikacija u oblaku je lak i koristi jedan ili manje programskih jezika. Edge Computing može zahtevati različite programske jezike za razvoj aplikacija.
- Vreme odziva: Prosečno vreme odziva je obično duže u Cloud Computing-u, u poređenju sa Edge Computing-om. Dakle, Edge Computing nudi brži računarski proces.
- Propusni opseg: Cloud Computing troši više propusnog opsega i energije zbog veće udaljenosti između klijenta i servera, dok Edge Computing zahteva relativno niži propusni opseg i energiju.
Koje su prednosti Edge Computing-a u odnosu na Cloud Computing?
Proces u Edge Computing-u je efikasniji od Cloud Computing-a, jer je potonjem potrebno više vremena da preuzme podatke koje je korisnik zatražio. Cloud Computing može da odloži prenos informacija do data centra, što usporava proces donošenja odluka i izaziva kašnjenje.
Kao rezultat toga, organizacije mogu pretrpeti gubitke u smislu troškova, propusnog opsega, bezbednosti podataka, pa čak i opasnosti na radnom mestu, posebno u slučaju proizvodnje i građevinarstva. Evo nekoliko prednosti Edge Computing-a nad Cloud-om.
- Potreba za bržom, sigurnijom i pouzdanom arhitekturom je popularizovala rast Edge Computing-a, što je navelo organizacije da se odluče za Edge Computing umesto Cloud Computing-a. Dakle, u oblastima kojima su potrebne informacije u realnom vremenu, Edge Computing je idealno rešenje.
- Kada se računarski proces odvija na udaljenim lokacijama, Edge Computing radi bolje zbog minimalne ili nikakve internet konekcije, čime se obezbeđuje centralizovani pristup. Ovo pomaže lokalnom skladištenju podataka, čime se Edge Computing ponaša kao mikro data centar.
- Edge Computing je bolje rešenje za podršku pametnim i specijalizovanim uređajima koji obavljaju posebne funkcije i razlikuju se od standardnih uređaja.
- Edge Computing može efikasno da reši probleme potrošnje propusnog opsega, visoke troškove, bezbednosna pitanja i potrošnju energije u većini oblasti, u poređenju sa Cloud Computing-om.
Trenutni provajderi Edge Computing-a
Da biste brzo i lako implementirali Edge Computing u vašem preduzeću, potreban vam je pouzdan provajder Edge Computing usluga. Oni pomažu u efikasnoj obradi i prenosu podataka, nude robustnu IT infrastrukturu i upravljaju ogromnim količinama podataka generisanih sa edge uređaja.
Evo nekih od istaknutih provajdera Edge Computing-a:
#1. Amazon Web Services
AWS nudi dosledno iskustvo sa modelom na rubu oblaka i pruža rešenja i usluge za IoT, ML, AI, analitiku, robotiku, skladištenje i računarstvo.
#2. Dell
Dell obezbeđuje orkestraciju i upravljanje Edge Computing-om putem OpenManage Mobile. Dell je odličan za digitalne gradove, trgovce, proizvođače i druge.
#3. ClearBlade
ClearBlade je objavio svoju Edge Native Intelligent Asset aplikaciju koja omogućava korisniku da kreira uređaje za upozorenja i poveže ih sa IoT uređajima bez potrebe za kodiranjem.
Drugi značajni provajderi Edge Computing-a su Cloudflare, StackPath, Intel, EdgeConneX i drugi.
Završna reč 👩🏫
Edge Computing može biti efikasna, pouzdana i isplativa opcija za moderna preduzeća koja koriste digitalne usluge i rešenja. Takođe je odličan koncept za podršku kulturi rada na daljinu, olakšavajući bržu obradu podataka i komunikaciju.