2019/11/07 11:12:59

Периферийные вычисления
Edge computing

Периферийные вычисления — это принцип построения иерархической ИТ-инфраструктуры, при котором вычислительные ресурсы частично перемещаются из ядра – центрального дата-центра на периферию и располагаются в непосредственной близости от места создания первичных «сырых» данных для их первичной обработки перед передачей вышестоящему вычислительному узлу.

Содержание

Как работают периферийные вычисления

Схема реализации граничных вычислений (Edge Computing), 2019
Схема реализации граничных вычислений (Edge Computing), 2019

2019

Forrester Research: 2020-й станет годом прорыва периферийных вычислений

В начале ноября 2019 года аналитическая компания Forrester Research опубликовала исследование, в котором говорится о том, что 2020-й станет годом прорыва периферийных вычислений.

Хотя этот феномен прежде всего связывают с развитием интернета вещей, эксперты утверждают, что необходимость в быстрых вычислениях по требованию и работа приложений в режиме реального времени также будет активно стимулировать рост периферийных вычислений.

Forrester Research опубликовала исследование, в котором говорится о том, что 2020-й станет годом прорыва периферийных вычислений.
Forrester Research опубликовала исследование, в котором говорится о том, что 2020-й станет годом прорыва периферийных вычислений.

В конце концов такое интенсивное развитие периферии приведет к тому, в 2020 году традиционные серверы перестанут играть такую большую роль. Например, автомобиль-беспилотник уже не сможет их использовать, а значит, ему понадобится альтернатива. В результате телекоммуникационные компании станут играть более важную роль на рынках облачных и распределённых вычислений.

Аналитики Forrester считают, что крупные телекоммуникационные компании, особенно те, что в свое время по тем или иным причинам запоздали с выходом на облачный рынок, вскоре начнут активно приобретать операторов сети доставки данных, чтобы наверстать упущенное за счет периферийных вычислений. Кроме того, операторы связи будут инвестировать средства в проекты с открытым исходным кодом, такие как Akraino, программный стек с использованием периферийных вычислений.

Однако больше всего телекоммуникационные компании повлияют на развитие периферийных вычислений в 2020 году благодаря распространению 5G-сетей, утверждают аналитики Forrester. Несмотря на то, что в первое время такие сети будут доступны только в крупных городах, этого хватит, чтобы компании пересмотрели своё отношение к периферийным вычислениям.

азвитие периферийных вычислений в 2020 году благодаря распространению 5G-сетей.
азвитие периферийных вычислений в 2020 году благодаря распространению 5G-сетей.

Если компании заинтересуются данной областью, то их, несомненно, привлекут такие возможности, как интеллектуальная обработка видео в реальном времени, 3D-картографирование для повышения производительности труда и использование специальных сценариев для автономного управления роботами или дронами. Запуск решений на базе периферийных вычислений провели или готовятся сделать это в ближайшем будущем такие CDN-вендоры, как Ericsson, Fastly, Limelight и Akamai, говорится в докладе от ноября 2019 года.

Несмотря на то, что большинство предприятий по-прежнему рассматривают CDN как решение для кэширования контента в своих веб - и мобильных приложениях, возможности сети могут применяться для гораздо более широких целей.

Помимо телекоммуникационных компаний, в периферийных вычислениях заинтересовано множество игроков в сфере компьютерных технологий. В последнее время у коммерческих структур появилась настоятельная необходимость во взаимодействии с клиентами в режиме реального времени независимо от того, где они находятся. Это связано с желанием вендоров поддерживать лояльность потребителей.

Поэтому производителям ПО во всех областях, от медицины до коммунальных служб и тяжелой промышленности, потребуются настраиваемые периферийные устройства для обеспечения связи и контроля, удаленного лечения пациентов или дистанционного техобслуживания. Кроме того, крупные поставщики облачных услуг будут стремиться консолидировать свои позиции на рынке, а ИИ-стартапы постараются добавить новые функциональные возможности в свои приложения.

По прогнозам специалистов, наибольшей популярностью на рынке будут пользоваться решения, созданные несколькими производителями, поскольку немногие вендоры имеют собственные продукты, которые рассчитаны на все области IoT и периферийных вычислений. Поэтому в 2020 году особым спросом будут пользоваться интеграторы, способные объединять доставлять продукты и услуги многих разных поставщиков в общую систему.[1]

Linux Foundation: периферийные вычисления станут важнее облачных

Выступая на конференции Open Networking Summit в Бельгии в сентябре 2019 года руководитель сетевых проектов Linux Foundation Арпит Джошипура (Arpit Joshipura) заявил, что периферийные вычисления станут важнее облачных к 2025 году.

Говоря о периферийных вычислениях, он имел в виду компьютерные ресурсы и технологии хранения данных, которые находятся друг от друга на расстоянии, при котором передача информации возможна за 5-20 миллисекунд.

Linux Foundation заявил, что периферийные вычисления станут важнее облачных к 2025 году
Linux Foundation заявил, что периферийные вычисления станут важнее облачных к 2025 году

По словам Арпита Джошипуры, периферийные вычисления способны стать открытой средой, способной беспроблемно взаимодействовать с другими. Она должна быть независимой от оборудования, кремния, облака или операционной системы.

Открытые периферийные вычисления также должны работать с любыми смежными проектами, в которых они используются: интернет вещей, телекоммуникации, облачные или корпоративные решения.

«
Наша цель — объединить всё это, — заявил один из руководителей и отметил, что данная работа уже ведётся в рамках проекта LF Edge.
»

Развивающие LF Edge партнёры создают набор программных инструментов, которые объединяют фрагментированный рынок периферийных вычислений вокруг общей открытой концепции, которая ляжет в основу рынка будущего.

Соучредитель и генеральный директор компании Dianomic Systems (участвует в развитии LF Edge) Том Артур (Tom Arthur) считает, что открытая готовая к взаимодействию платформа нужна периферийным вычислениям, особенно промышленным предприятиям, заводам и добывающей промышленности, где «почти каждая полевая система, часть оборудования или датчик использует свои собственные проприетарные протоколы и определения данных».

Главными катализаторами роста спроса на периферийные вычисления в Linux Foundation видят системы передачи видеоконтента, игры, 5G-сети, беспилотные автомобили и технологии виртуальной и дополненной реальности.[2]

Transworld Data: Периферийные вычисления требуют переработки планов восстановления после катастроф

Поскольку информационные системы и приложения рассеяны по предприятиям и облакам, руководителям ИТ-подразделений приходится пересматривать планы восстановления после катастроф, пишет на портале InformationWeek Мэри Шеклет, президент консалтинговой фирмы Transworld Data[3].

На протяжении многих лет в обязанности ИТ-подразделений входило составление планов восстановления после катастроф (disaster recovery, DR). Но теперь эти планы должны быть переработаны с учетом возможности выхода из строя периферийных (edge) и облачных сред. Что появилось нового, и как организации пересматривают свои планы?

1. ИТ-подразделения не контролируют периферию

Учитывая распространение периферийных и других распределенных вычислений, ИТ-подразделения уже не могут использовать стандартные планы DR, разработанные для ЦОДов. Например, если в производстве используются роботы и автоматизация, ими управляют рабочие и линейные руководители. Они же должны позаботиться о том, чтобы эти активы находились в безопасном месте, когда не используются. Часто они самостоятельно осуществляют их установку, мониторинг и обслуживание или контактируют с производителями.

Такие сотрудники не имеют опыта обеспечения безопасности или защиты активов и их обслуживания/мониторинга. В то же время появление новых периферийных сетей и решений без участия ИТ-подразделений множит количество активов, которые могут дать сбой. Чтобы охватить эти активы, планы DR и аварийного переключения должны быть документированы, а персонал надлежит обучить действовать в соответствии с этими планами. Логичнее всего сделать это в рамках имеющегося у ИТ-подразделения плана DR и обеспечения непрерывности бизнеса.

При пересмотре плана ИТ-специалисты должны сотрудничать с теми, кто использует различные виды периферийных вычислений. Важно вовлечь каждого из них в документирование соответствующего плана DR и аварийного переключения и регулярно тестировать этот план.

2. Облачные приложения — это дополнительная нагрузка

В 2018 г. компания Rightscale опросила почти 1 тыс. ИТ-специалистов и обнаружила, что в среднем каждая компания использует 4,8 облака.

Было бы интересно узнать, сколько людей в этих компаниях задокументировали процедуры DR на случай выхода из строя облаков. Обследование облачных провайдеров показало, что почти все они предусмотрели в контрактах оговорку, освобождающую их от ответственности в случае катастрофы.

Отсюда вывод: следует включать в план DR каждого облачного провайдера, услугами которого вы пользуетесь. Каковы условия соглашений об уровне обслуживания, касающиеся резервного копирования и восстановления данных? Имеется ли у вас (или вашего провайдера) план на случай выхода облака из строя? Заключили ли вы с провайдером соглашение о ежегодном тестировании приложений, которые вы используете в облаке для аварийного переключения в случае DR?

3. Важность физической безопасности

Чем больше ИТ тяготеют к периферии, прокладывая себе путь на производство или в офисы филиалов, тем теснее переплетается с DR физическая безопасность. Что произойдет, если в удаленном офисе из-за перегрева выйдет из строя сервер? Или если не имеющий на то полномочий сотрудник войдет в цеху в отгороженную зону и испортит робота? План DR должен предусматривать регулярное инспектирование и тестирование оборудования и объектов в удаленных точках, а не только в главном ЦОДе.

4. В случае катастрофы необходимо сохранить устойчивый обмен информацией

Несколько лет назад в результате землетрясения ЦОД одного банка мало пострадал, но оказались разрушены сети во всей зоне бедствия. Кассирам в филиалах пришлось вручную заносить транзакции клиентов в реестры, чтобы после устранения последствий землетрясения ввести их в систему.

Один из клиентов поинтересовался у кассирши, что случилось. А та возьми и ответь: «Все наши компьютеры вышли из строя». Эта информация со скоростью лесного пожара распространилась среди клиентов и была растиражирована в СМИ. В результате многие клиенты поспешили закрыть свои счета.

Подобные ситуации значительно обостряются, когда ИТ-активами управляет множество людей, как в случае с периферийными вычислениями. Поэтому так важно создать «дерево» обмена информацией, показывающее, кто, что и кому сообщает в случае катастрофы. Такой порядок должен строго соблюдаться всеми сотрудниками.

В нормальном случае «голосом» компании является ее PR-подразделение, которое координирует свои действия с руководством компании и делает заявления о катастрофе для сообщества и СМИ. Если такой информационный канал ненадежен и если сотрудники не знают о его существовании, можно потратить больше времени на устранение последствий неверной информации, чем самой катастрофы.

5. План DR должен охватывать различные географические точки

Учитывая растущее распространение периферийных вычислений и удаленных офисов, само собой разумеется, что план DR больше не может касаться только одного местоположения или ЦОДа. Особенно если вы используете облака для восстановления после катастроф, следует выбирать облачных провайдеров, имеющих несколько ЦОДов в разных регионах. Это позволит выполнить аварийное переключение на работоспособную географическую точку в случае выхода из строя основного ЦОДа или облачного хранилища данных. Такой сценарий должен быть включен в план DR и протестирован.

6. Методику тестирования плана DR следует пересмотреть

Если планируется переносить больше функций в облака и шире развертывать периферийные вычисления, необходимо предусмотреть дополнительные сценарии тестирования плана DR и убедиться, что для облаков и периферии имеются документация и проведено тестирование. Необходима уверенность, что план DR будет работать при любом сценарии, если придется ввести его в действие.

7. Руководство должно поддерживать план DR не только на словах

Облака и периферийные вычисления усложняют восстановление после катастроф. Поэтому большинству организаций надлежит проанализировать и пересмотреть планы DR. Это потребует времени для решения задачи, которая для большинства организаций уже не является первоочередной и стоит далеко не на первом месте в длинном списке приоритетных проектов.

Из-за изменений в ИТ, вызванных появлением облаков и периферийных вычислений, CIO должны объяснить руководству и правлению, как эти изменения затрагивают план DR, и убедить их потратить силы и время на его пересмотр.

8. Следует обеспечить вовлеченность поставщиков периферийных ИТ и облачных провайдеров в осуществление плана DR

Как уже упоминалось, большинство облачных провайдеров не предусматривают в контрактах гарантии DR и аварийного переключения. Поэтому до подписания контракта обязательства провайдера, касающиеся DR, должны быть включены в запросы о предложениях (RFP) и стать важным пунктом для обсуждения.

9. Избыточность сетей имеет огромное значение

Многие организации в случае катастрофы сосредотачиваются на восстановлении систем и данных, уделяя меньше внимания сетям. Однако, учитывая сегодняшнюю роль Интернета и глобальных сетей, аварийное переключение в случае катастрофы и избыточность сетей также должны предусматриваться планом DR.

Juniper Research: Edge-вычисления становятся реальностью

Начиная с автомобилей и заканчивая промышленным оборудованием, данные сегодня возникают с удивительной скоростью, затрагивая все больше областей. Фактически, за последние два года было создано 90% объема мировых данных. По оценкам Techjury, к концу этого года накопленный объем данных составит около 40 триллионов гигабайт, при этом скорость генерации составит 1,7 Мб данных на человека в секунду. Как подсчитала Juniper Research, к 2022 г. число подключенных устройств вырастет на 140%, достигнув 50 млрд.. Они будут генерировать беспрецедентно большой объем информации, которого раньше человечество не знало. В 2017 г. журнал Economist заявил, что данные стали самым ценным ресурсом, заменив нефть, однако пока что их ценность по-настоящему не раскрыта — она выражается единицами процентов от общего объема данных[4].

Однако к 2025 г. ситуация изменится. Согласно прогнозам Strategy Analytics, 59% данных, продуцируемых устройствами Интернета вещей (IoT), будут обрабатываться при помощи технологии периферийных вычислений. Обоснование для ее применения следующее: она улучшает пропускную способность сетей (снижает латентность) и уменьшает стоимость транспортировки данных. И тот, и другой показатель указывают на необходимость обработки данных в режиме реального времени и из любого места. По мере того, как современный мир становится цифровым и подключенным, а приложения — гораздо требовательнее к вычислительным ресурсам, потребность в Edge computing становится жизненно важной.


Все это подводит к вопросу: как периферийные вычисления воплотить в реальность? Ответ на него заключается в необходимости широкомасштабного развертывания инфраструктуры нового типа. Среди ее основных элементов — размещение на краю сети физических вычислительных компонентов. Их географическое расположение и плотность размещения будут зависеть от варианта применения, но маловероятно, что большинство предприятий отважатся взять на себя эти затраты. Скорее всего, они будут строить расчет на том, что за обустройство периферийной инфраструктуры возьмутся крупные поставщики услуг, действуя в рамках своих облачных и edge-стратегий.

Одним из таких примеров является инициатива AT&T CORD (Central Office Redesigned as Datacenter), которая легла в основу эволюции архитектуры компании. Помимо AT&T за переустройство инфраструктуры взялись и другие крупные облачные игроки, которые дополнили свои огромные централизованные дата-центры периферийными ЦОДами. Не исключено, что концепция микро-ЦОДов, которые разворачиваются на базовых станциях сотовой связи, вскоре станет реальностью.

Микро-ЦОДы открывают возможности для разворачивания многоуровневых архитектур, при этом наиболее чувствительные к пропускной способности варианты применения будут располагать небольшими вычислительными блоками. Последние могут находиться в непосредственной близости к девайсу, передавая с него данные в кэш или хранилища данных, которые находятся в периферийных дата-центрах.

Развертывание edge-инфраструктуры предусматривает два сценария. В первом случае обработка данных, которые генерируют устройства, будет осуществляться локально, без отправки в корпоративное облако или удаленный ЦОД. Этот метод может оказаться особенно полезным для регионов, где законодательство о защите персональных данных запрещает трансграничное перемещение конфиденциальной информации о пользователях. В другом случае обработка чувствительных к пропускной способности данных будет осуществляться на границе сети с асинхронной передачей результатов в удаленные системы.

Данные в масштабе

Низкая латентность и обработка больших объемов данных — это два ключевых компонента для реализации Edge computing как технологии. Несмотря на текущие проблемы, отраслевые лидеры должны сплотить усилия для стандартизации путей применения и обработки данных многочисленными поставщиками услуг, что позволит устранить задержки при передаче трафика на дальние расстояния, стать основой для зарождения нового поколения стратегических приложений, а также адаптироваться к развивающейся ИТ-инфраструктуре. Прежде, чем поставить периферийные вычисления на службу бизнесу, нужно разработать технику для масштабирования потоковых данные, которые поступают из множества типов устройств, и их обработки в многоуровневых кэшах или хранилищах данных.

Нужно заметить, что существующие технологии — как аппаратные, так и программные — это позволяют. Вдобавок ко всему, компании начинают проявлять творческий подход для прототипирования edge-приложений, пытаясь извлечь выгоду из надвигающейся волны периферийных вычислений. Компании-первопроходцы, которые продемонстрируют жизнеспособность технологии, запустят цепную реакцию массовых внедрений, продемонстрировав, что у облака появился конкурент.

Несмотря на то, что облако по-прежнему доминирует, ИТ-рынок подходит к переломному моменту — появлению нового поколения инфраструктуры, которая приведет к глубоким изменениям во всех отраслях.

Nvidia представила первую ИИ-платформу для периферийных вычислений

27 мая 2019 года Nvidia представила свою первую ИИ-платформу для периферийных вычислений — Nvidia EGX. Она способна различать, понимать и обрабатывать данные в режиме реального времени без предварительной их отправки в облако или дата-центр. Подробнее здесь.

Примечания