Къде и как се прилагат гранични сървъри

Къде и как се прилагат гранични сървъри

При разработката на мрежова инфраструктура обикновено се разглеждат или локални изчисления, или облачни. Но тези два варианта и техните комбинации са малко. Например, какво да се прави, ако отказът от облачни изчисления не е възможен, а пропускната способност не е достатъчна или трафикът е твърде скъп?

Добавете междинен елемент, който ще извърши част от изчисленията на границата на локалната мрежа или производствения процес. Тази периферийна концепция се нарича Edge Computing — „гранични изчисления“. Концепцията допълва настоящата облачна модел на използване на данни, и в тази статия ще разгледаме необходимото оборудване и примери за задачи за него.

Нива на edge computing

Къде и как се прилагат гранични сървъри

Представете си, че у вас вкъщи е инсталирана цяла купчина сензори: термометри, хигрометри, сензори за осветление, течове и др. Логическият контролер обработва информацията, получена от тях, реализира сценарии за автоматизация, предава на облачната услуга обработената телеметрия и получава от нея обновени сценарии за автоматизация и нови фърмуери. По този начин на самия обект се извършват локални изчисления, но оборудването се контролира от узел, който обединява множество такива устройства. 

Това е пример за много проста система на гранични изчисления, но в нея вече са видими всички три нива на edge computing:

  • IoT-устройства: генерират „необработени данни“ и ги предават по различни протоколи. 
  • Периферийни възли: обработват данните в непосредствена близост до източниците на информация и действат като временно хранилище на данни.
  • Облачни услуги: предлагат функции за управление както за периферийни, така и за IoT-устройства, извършват дългосрочно съхранение и анализ на данни. Освен това, те поддържат интеграция с други корпоративни системи. 

Самата концепция за Edge computing е част от голяма екосистема, оптимизираща технологичния процес. Тя включва както хардуерна (рационални и гранични сървъри), така и мрежова и софтуерна част (например платформа Codex AI Suite за разработване на AI алгоритми). Понеже „бутилочното гърло“ може да възникне при създаването, предаването и обработката на „големи данни“ и да ограничи производителността на цялата система, тези части трябва да са съвместими помежду си.

Характеристики крайни сървъри

На ниво крайни възли в Edge Computing се използват крайни сървъри, които се поставят директно там, където се генерира информация. Обикновено това са производствени или технически помещения, където не може да се инсталира сървърна рафта и да се осигури чистота. По този начин, крайните сървъри се предлагат в компактни прахо- и влагозащитени кутии с разширен температурен диапазон и не могат да се поставят в рафта. Да, такъв сървър спокойно може да виси на двустранна лента под стълбище или в помощно помещение.

Тъй като крайните сървъри се поставят извън защитени ЦОД, те имат по-високи изисквания за физическа сигурност. За тях са предвидени защитни контейнери:

Къде и как се прилагат гранични сървъри

На ниво работа с данни в крайните сървъри е предвидено криптиране на дисковете и защитено зареждане. Самото криптиране отнема 2-3% от изчислителните мощности, но в крайните сървъри обикновено се използват процесори Xeon D с вграден модул за ускоряване на AES, който минимизира загубите на мощност.

Кога се използват крайни сървъри

Къде и как се прилагат гранични сървъри

При Edge Computing в дата-центъра постъпват на обработка само тези данни, които е невъзможно или нецелесъобразно да се обработват по друг начин. Така че крайните сървъри се прилагат, когато е необходимо:

  • Гъвкав подход към сигурността, тъй като при Edge Computing можете да настроите предаване в централния ЦОД предварително обработена и подготвена информация; 
  • Защита от загуба на информация, тъй като при загуба на връзка с центъра местните възли ще натрупват информация; 
  • Икономия на трафик, която се постига благодарение на обработката на основната информация на място. 

Edge computing за икономия на трафик

Къде и как се прилагат гранични сървъри

Датската компания Maersk — един от лидерите в морските товари в света — реши да намали разходите за гориво на своите кораби и да намали емисиите на замърсители в атмосферата. 

За решаване на този проблем бе използвана технологията Siemens EcoMain Suite, сензори на двигателите и основни възли на кораба, както и локален сървър BullSequana Edge за изчисления 'на място'. 

Благодарение на датчици, системата EcoMain Suite постоянно следи състоянието на критичните възли на кораба и тяхното отклонение от предварително изчислената норма. Това позволява бързо диагностициране на неизправности и локализиране на проблема до конкретния възел. Тъй като телеметрията постоянно се предава "в центъра", сервизният техник може да извърши анализ дистанционно и да даде препоръки на бордния екип. Основният въпрос тук е колко данни и в какъв обем да се предават на централния ЦОД. 

Тъй като свързването на евтин жичен интернет към морски контейнеровоз е доста проблематично, предаването на голям обем сурови данни на централния сървър е прекалено скъпо. На централния сървър BullSequana S200 се изчислява общата логическа модел на кораба, а обработката на данни и непосредственото управление се предават на локалния сървър. В резултат на това внедряването на тази система се изплати за три месеца.

Edge computing за икономия на ресурси

Къде и как се прилагат гранични сървъри

Друг пример за гранични изчисления е видеонаблюдението. Например, при производителя на оборудване за технически газове Air Liquide една от местните задачи в производствения цикъл е контролът на качеството на боядисването на газовите бутилки. Това се извършваше ръчно и отнемаше около 7 минути на бутилка.

За да се ускори този процес, човекът е заменен с блок от 7 високоефективни видеокамери. Камерите заснемат бутилката от няколко страни, генерирайки около 1 ГБ видео в минута. Видео материалът се изпраща на граничния сървър BullSequana Edge с Nvidia T4 на борда, на който невронна мрежа, обучена за откриване на дефекти, анализира потока в реално време. В резултат на това средното време за проверка е намалено от няколко минути до няколко секунди.

Edge computing в анализа

Къде и как се прилагат гранични сървъри

Атракционите в Дисниленд не са само забавление, но и сложен технически обект. Например, на "Американската влакче" са инсталирани около 800 различни датчика. Те постоянно изпращат на сървера данни за работата на атракцията, а локалният сървър обработва тези данни, изчислява вероятността за повреда на атракцията и сигнализира за това на централния ЦОД. 

На базата на тези данни се определя вероятността за технически отказ и се стартира превантивен ремонт. Атракцията продължава да работи до края на работния ден, а междувременно е вече оформен наряд за ремонт и работниците ускорено ремонтират атракцията през нощта. 

BullSequana Edge 

Къде и как се прилагат гранични сървъри

Сървърите BullSequana Edge са част от голямата инфраструктура за работа с „големи данни“, те вече са тествани с платформите Microsoft Azure и Siemens MindSphere, VMware WSX и имат сертификати NVidia NGC/EGX. Тези сървъри са проектирани специално за гранични изчисления и се произвеждат в корпуси форм-фактор U2 в варианти за инсталиране в стандартни стелажи, на DIN шина, на стена и в подов вариант. 

BullSequana Edge са изградени на собствена платка и процесор Intel Xeon D-2187NT. Те поддържат инсталиране на до 512 ГБ оперативна памет, 2 SSD с капацитет 960 ГБ или 2 HDD с 8 или 14 ТБ. Също така, в тях могат да бъдат инсталирани 2 GPU Nvidia T4 16 ГБ за работа с видео; модули Wi-Fi, LoRaWAN и 4G; до 2 модула SFP с 10 гигабита. В самите сървъри вече е инсталиран сензор за отваряне на капака, който е свързан с BMC, управляващия модул IPMI. Той може да бъде настроен да изключва захранването автоматично при задействане на сензора. 

Пълните технически характеристики на сървърите BullSequana Edge можете да намерите на връзката. Ако имате интересни подробности, ние ще се радваме да отговорим на вашите въпроси в коментарите.

Източник: habr.com

Купете надежден хостинг за сайтове със защита от DDoS, VPS и VDS сървъри 🔥 Купете надежден хостинг за сайтове със защита от DDoS, VPS и VDS сървъри | ProHoster