Edge Computing-uitdagingen en hoe ze op te lossen

Naarmate slimme auto's, slimme apparaten voor thuisgebruik en aangesloten industriële apparatuur zowel in aantal als in populariteit toenemen, genereren ze vrijwel overal gegevens. In feite zijn er in 2022 wereldwijd meer dan 16,4 miljard verbonden IoT-apparaten (Internet of Things) en het aantal zal naar verwachting omhoogschieten tot 30,9 miljard in 2025. Tegen die tijd voorspelt IDC dat deze apparaten wereldwijd 73,1 zettabyte aan gegevens zullen genereren, wat is een groei van 300% vergeleken met het niet zo verre 2019. 

Het snel en effectief sorteren en analyseren van deze gegevens is essentieel voor zowel een optimale gebruikerservaring van applicaties als een betere zakelijke besluitvorming. Edge computing is de technologie die dit mogelijk maakt.

Het implementeren van moderne workloads zoals microservices, machine learning-apps en AI dicht bij de edge brengt echter een aantal uitdagingen met zich mee die de infrastructuur van een organisatie moet aanpakken. Om te profiteren van edge computing, moeten bedrijven een perfecte balans vinden tussen hun IT-infrastructuur en de behoeften van hun eindgebruikers.

Uitdagingen van edge computing

Om optimaal te presteren, hebben edge-workloads het volgende nodig:

• Nabijheid – Opslag- en rekenbronnen moeten dicht bij de gegevensbron staan.
• Responsiviteit – Apps hebben latenties voor gegevensoverdracht nodig om van minder dan 5 tot 20 milliseconden te gaan.
• Mobiliteit – Veel edge-apparaten verplaatsen en computer- en opslagbronnen moeten volgen.

De latentie van gegevensoverdracht van het externe en gecentraliseerde openbare cloud computing-model voldoet niet aan de behoeften van moderne edge-workloads. Aan de andere kant gaat het bouwen van een gedecentraliseerd netwerk ter ondersteuning van edge-workloads gepaard met een intimiderende lijst van zijn eigen uitdagingen.

Logistieke complexiteit

Het beheren van ongelijksoortige edge-computing-, netwerk- en storagesystemen is complex en vereist ervaren IT-personeel dat op meerdere geografische locaties tegelijk beschikbaar is. Dit kost tijd en legt een aanzienlijke financiële druk op organisaties, vooral wanneer ze honderden containerclusters runnen, met verschillende microservices die op verschillende tijdstippen vanaf verschillende edge-locaties worden bediend.

Bandbreedteknelpunten

Volgens een rapport van Morgan Stanley zullen naar verwachting alleen al radars, sensoren en camera's van autonome voertuigen tot 40 TB aan data per uur genereren. Om snel levensreddende beslissingen te kunnen nemen, moeten de gegevens die deze vierwielige supercomputers creëren binnen een fractie van een seconde worden overgedragen en geanalyseerd.

Evenzo verzamelen en verwerken talloze edge-apparaten tegelijkertijd gegevens. Het verzenden van dergelijke onbewerkte gegevens naar de cloud kan de veiligheid in gevaar brengen en is vaak inefficiënt en kostbaar.

Om de bandbreedtekosten te optimaliseren, wijzen organisaties doorgaans hogere bandbreedte toe aan datacenters en lagere aan de eindpunten. Dit maakt uplinksnelheid een knelpunt bij applicaties die data van de cloud naar de edge pushen, terwijl de edge data tegelijkertijd andersom gaan. Naarmate de edge-infrastructuur groeit, neemt het IoT-verkeer toe en veroorzaakt onvoldoende bandbreedte een enorme latentie.

Beperkte mogelijkheden en schaalcomplexiteit

De kleinere vormfactor van edge-apparaten leidt doorgaans tot een gebrek aan kracht en computerbronnen die nodig zijn voor geavanceerde analyses of data-intensieve workloads.

Bovendien maakt de externe en heterogene aard van edge computing het opschalen van fysieke infrastructuur tot een grote uitdaging. Schalen aan de rand betekent niet alleen meer hardware toevoegen aan de bron van de gegevens. Het strekt zich veeleer uit tot het schalen van personeel, gegevensbeheer, beveiliging, licenties en monitoringbronnen. Als dergelijke horizontale schaling niet correct wordt gepland en uitgevoerd, kan dit leiden tot hogere kosten als gevolg van overprovisioning of suboptimale applicatieprestaties vanwege onvoldoende middelen.

Gegevensbeveiliging

Naarmate computing naar de edge gaat, gaat de infrastructuur verder dan de meerdere fysieke en virtuele lagen van netwerkbeveiliging die worden geboden door gecentraliseerde computermodellen. Als de edge niet voldoende wordt beschermd, wordt het een doelwit voor verschillende cyberdreigingen.

Kwaadwillenden kunnen ongeautoriseerde code injecteren of zelfs hele knooppunten repliceren, gegevens stelen en ermee knoeien terwijl ze onder de radar vliegen. Ze kunnen ook interfereren met gegevens die via het netwerk worden overgedragen via routeringsinformatie-aanvallen die de doorvoer, latentie en gegevenspaden beïnvloeden door gegevensverwijdering en -vervanging. Een andere veelvoorkomende bedreiging voor gegevensbeveiliging aan de rand zijn DDoS-aanvallen die gericht zijn op overweldigende knooppunten om de batterij leeg te maken of communicatie-, reken- en opslagbronnen uit te putten. Van alle gegevens die IoT-apparaten verzamelen, hoeven alleen de meest kritieke gegevens te worden geanalyseerd. Zonder veilige en conforme oplossingen voor het bewaren en archiveren van gegevens op de lange termijn, leidt dit vaak tot overmatige gegevensaccumulatie en wildgroei aan de rand, waardoor de kwetsbaarheid verder toeneemt.

Gegevenstoegangscontrole

Het feit dat edge-apparaten fysiek geïsoleerd zijn, betekent dat in dit gedistribueerde computersysteem gegevens worden verwerkt door verschillende apparaten, wat de beveiligingsrisico's vergroot en het moeilijk maakt om toegang tot gegevens te controleren, te verifiëren en te autoriseren.

Privacy van een eindgebruiker of eindapparaat is een ander cruciaal aspect om te handhaven. Beleid op meerdere niveaus is vereist om ervoor te zorgen dat er rekening wordt gehouden met elke eindgebruiker. Dit mogelijk maken en tegelijkertijd voldoen aan de vereisten voor gegevenslatentie in realtime, is een grote uitdaging, vooral bij het helemaal opnieuw opbouwen van een edge-infrastructuur.

Het hebben van een fysiek nabije, vooraf geconfigureerde oplossing die is gebouwd door een ecosysteem van partners die geoptimaliseerde hardware- en infrastructuurbeheertools bieden, vermindert edge computing-uitdagingen. Edge-datacenters zijn een opkomende oplossing die dit aanpakt door organisaties krachtige gegevensopslag- en verwerkingsbronnen aan te bieden op een veilig en snel netwerk.

Edge Infrastructure to the Rescue

In vergelijking met de cloud bevindt de edge-infrastructuur zich in kleinere faciliteiten dicht bij het eindgebruikersnetwerk. Door computer-, opslag- en netwerkbronnen dichter bij de bron van de gegevens te brengen, bieden edge-datacenters verschillende voordelen voor zowel organisaties als hun workloads.

Deze omvatten:

• Geminimaliseerde latentie door fysieke nabijheid – Verbetering van de levering van gegevens en verkorting van de reactietijd van applicaties.
• Verbeterde beveiliging en privacy – Hoge niveaus van fysieke en cyberbeveiliging op locatie, minder gegevens die naar de cloud worden geüpload en minder kwetsbare gegevens onderweg.
• Verhoogde betrouwbaarheid – Het herverdelen van workloads naar kleinere datacenters ontlast de centrale servers, waardoor de prestaties en de beschikbaarheid van gegevens toenemen.
• Kostenoptimalisatie – Met beheerde services en vooraf geconfigureerde infrastructuuroplossingen helpen edge-datacenters organisaties hun TCO te verlagen en IT-kosten te verlagen.

Als wereldwijde IaaS-provider erkent phoenixNAP het belang om krachtige reken- en opslagbronnen dicht bij de rand te brengen en ze overal ter wereld gemakkelijk toegankelijk en schaalbaar te maken. Om de beschikbaarheid van ons Bare Metal Cloud-platform verder uit te breiden, hebben we samengewerkt met American Tower om onze eerste edge-locatie in Austin, Texas te lanceren. Dit geeft gebruikers in het zuidwesten van de VS toegang tot de volgende functies:

• Vooraf geconfigureerde, API-gestuurde dedicated servers geïmplementeerd in minuten, toegankelijk in 10 milliseconden.
• Toegang tot 5G, ondersteuning van edge-workloads die klaar zijn voor de toekomst.
• Geautomatiseerd infrastructuurbeheer door middel van gecertificeerde IaC-tools (Terraform, Ansible, Pulumi).
• Meerdere virtuele laag 3 privéconnectiviteit met Megaport Cloud Router (MCR).
• 15 TB vrije bandbreedte op een 20 Gbps netwerk met gratis DDoS-bescherming.
• Hoge snelheid NVMe-opslag en gemakkelijke toegang tot petabytes aan S3-compatibele opslag van cloudobjecten.
• Flexibele facturerings- en bandbreedte-opties met kortingen voor maandelijkse of jaarlijkse reserveringen.

Door middel van hoogwaardige hardware- en softwaretechnologieën die als een service worden aangeboden, helpen platforms zoals Bare Metal Cloud bedrijven om de time-to-action te verbeteren en knelpunten in de gegevensoverdracht te voorkomen. Edge-workloads profiteren van op automatisering gebaseerde infrastructuurvoorziening en ondersteuning voor gecontaineriseerde applicaties en microservices. Tegelijkertijd zorgen veilige, single-tenant resources en single-pane-of-glass monitoring en toegang voor volledige controle over de infrastructuur. Ten slotte elimineert het gebruik van vooraf geconfigureerde servers de noodzaak voor rack-, stroom-, koeling-, beveiliging of andere factoren voor het onderhoud van de infrastructuur, waardoor interne teams zich in plaats daarvan kunnen concentreren op applicatie-optimalisatie.

Conclusie

Draadloze communicatietechnologieën, IoT-apparaten en edge computing blijven zich ontwikkelen en nodigen elkaar uit tot nieuwe doorbraken, terwijl ze nieuwe uitdagingen creëren om aan te pakken. Naarmate er meer gegevens worden gegenereerd en gedistribueerd door het IoT-ecosysteem, moeten computer-, opslag- en netwerktechnologieën volgen en zich aanpassen aan de behoeften van de workloads van de toekomst. Door partnerschappen tussen verschillende IT-leveranciers en serviceproviders ontstaan ​​oplossingen zoals edge-datacenters. Door veilige, krachtige gegevensoverdracht, -opslag en -analyse direct bij de geboorteplaats van gegevens te brengen, helpen ze organisaties hun edge computing-problemen te overwinnen.