Cloud en edge computing voor IoT:een korte geschiedenis

Edge computing wint steeds meer aan populariteit in het IoT-domein. In 2018 was het een van de belangrijkste technologische trends die de basis vormden voor de volgende generatie digitale bedrijven. Tegelijkertijd zien we, gezien de enorme hoeveelheden gegevens en de noodzaak om de computerbronnen te optimaliseren, ook een toenemende neiging om gegevens naar de cloud te sturen.

Hoewel edge- en cloudcomputing vaak worden gezien als benaderingen die elkaar uitsluiten, vereisen grotere IoT-projecten vaak een combinatie van beide. Om de huidige visie op IoT en de complementaire karakters van edge- en cloud computing te begrijpen, willen we teruggaan in de tijd en een kijkje nemen in hun evolutie in de afgelopen decennia.

Bron:Bosch.IO Een terugblik op de geschiedenis van communicatie en gedistribueerde systemen leert dat edge computing als zodanig niet nieuw is. Onze afbeelding toont de evolutie van edge computing en eindigt met onze visie over hoe edge en cloud computing kunnen worden gecombineerd om de beste waarde te leveren.

Het begin van gedecentraliseerd computergebruik

De oorsprong van edge computing is terug te voeren tot de jaren '90 , toen Akamai zijn content delivery network (CDN) lanceerde . Het idee was toen om nodes te introduceren op locaties die geografisch dichter bij de eindgebruiker liggen voor de levering van gecachte inhoud zoals afbeeldingen en video's.

In 1997 , in hun werk "Agile applicatiebewuste aanpassing voor mobiliteit", Nobel et al. demonstreerde hoe verschillende soorten applicaties (webbrowsers, video- en spraakherkenning) die worden uitgevoerd op mobiele apparaten met beperkte middelen, bepaalde taken kunnen overdragen aan krachtige servers (surrogaten). Het doel was om de belasting van de computerbronnen te verlichten. En, zoals in een later werk wordt voorgesteld, om de levensduur van de batterij van mobiele apparaten te verbeteren. Tegenwoordig werken bijvoorbeeld spraakherkenningsdiensten van Google, Apple en Amazon op een vergelijkbare manier. In 2001 , met verwijzing naar pervasive computing , Satyanarayanan et al. hebben deze benadering veralgemeend in hun paper "Pervasive computing:vision and challenges."

In 2001 schaalbare en gedecentraliseerde gedistribueerde applicaties die, zoals voorgesteld, verschillende peer-to-peer (zogenaamde gedistribueerde hashtabellen) overlay-netwerken. Deze zelforganiserende overlay-netwerken maken efficiënte en fouttolerante routering, objectlocatie en taakverdeling mogelijk. Bovendien maken deze systemen het ook mogelijk om de netwerknabijheid van onderliggende fysieke verbindingen op internet te benutten, waardoor langeafstandsverbindingen tussen peers worden vermeden. Dit vermindert niet alleen de algehele netwerkbelasting, maar verbetert ook de latentie van applicaties.

Cloud computing

Cloud computing is een belangrijke beïnvloeder in de geschiedenis van edge computing en verdient daarom een ​​speciale vermelding. Het trok bijzondere aandacht in 2006. Het jaar waarin Amazon voor het eerst zijn 'Elastic Compute Cloud' promootte. Dit opende een hele reeks nieuwe mogelijkheden op het gebied van berekening, visualisatie en opslagcapaciteit.

Toch was cloud computing als zodanig niet in alle use-cases de oplossing. Met de komst van bijvoorbeeld zelfrijdende auto's en (industriële) IoT kwam er een toenemende nadruk op lokale verwerking van informatie om instant besluitvorming mogelijk te maken.

Cloudlets en fog computing

In 2009 , Satyanarayanan et al. introduceerde de term cloudlet in hun paper "The case for VM-based cloudlets in mobile computing." In dit werk ligt de nadruk vooral op latency. In het bijzonder stelt de paper een tweeledige architectuur voor. De eerste laag staat bekend als cloud (hoge latentie) en de tweede als cloudlets (lagere latentie). Deze laatste zijn gedecentraliseerde en wijd verspreide componenten van de internetinfrastructuur. Hun rekencycli en opslagbronnen kunnen worden benut door nabijgelegen mobiele computers. Bovendien slaat een cloudlet alleen een zachte toestand op, zoals kopieën van gegevens in de cache.

In 2012 , introduceerde Cisco de term fog computing voor verspreide cloudinfrastructuren. Het doel was om de schaalbaarheid van IoT te bevorderen, d.w.z. om een ​​groot aantal IoT-apparaten en grote datavolumes te verwerken voor realtime toepassingen met lage latentie.

Cloud en edge computing voor grootschalige IoT-toepassingen

Vandaag , moet een IoT-oplossing een veel breder scala aan eisen dekken. We zien dat organisaties in de meeste gevallen kiezen voor een combinatie van cloud en edge computing voor complexe IoT-oplossingen. Cloudcomputing komt meestal van pas wanneer organisaties opslag en rekenkracht nodig hebben om bepaalde applicaties en processen uit te voeren en om telemetriegegevens overal te visualiseren. Edge computing is daarentegen de juiste keuze in gevallen met lage latentie, lokale autonome acties, minder backend-verkeer en wanneer het om vertrouwelijke gegevens gaat.

Wil je meer weten over hoe bedrijven profiteren van cloud en edge computing bij het implementeren van IoT-oplossingen? Lees onze gids "Edge computing voor IoT."

Witboek downloaden