Verkkoinfrastruktuuria kehitettäessä otetaan yleensä huomioon joko paikallislaskenta tai pilvilaskenta. Mutta nämä kaksi vaihtoehtoa ja niiden yhdistelmät ovat harvassa. Mitä tehdä esimerkiksi, jos et voi kieltäytyä pilvipalvelusta, mutta kaistanleveys ei riitä tai liikenne on liian kallista?
Lisää välituote, joka suorittaa osan laskelmista paikallisen verkon tai tuotantoprosessin reunalla. Tätä reunakonseptia kutsutaan Edge Computingiksi. Konsepti täydentää nykyistä pilvitietojen käyttömallia, ja tässä artikkelissa tarkastellaan siihen tarvittavia laitteistoja ja esimerkkitehtäviä.
Edge-laskentatasot
Oletetaan, että sinulla on kotonasi asennettuna koko joukko antureita: lämpömittari, kosteusmittari, valoanturi, vuotoanturi ja niin edelleen. Looginen ohjain käsittelee heiltä saamansa tiedon, toteuttaa automaatio-skenaarioita, lähettää prosessoidun telemetrian pilvipalveluun ja vastaanottaa päivitetyt automaatio-skenaariot ja tuoreen laiteohjelmiston. Siten paikallinen laskenta suoritetaan suoraan paikan päällä, mutta laitteistoa ohjataan solmusta, joka yhdistää monia tällaisia laitteita.
Tämä on esimerkki hyvin yksinkertaisesta reunalaskentajärjestelmästä, mutta se näyttää jo kaikki kolme reunalaskennan tasoa:
- IoT-laitteet: luo "raakadataa" ja lähetä se eri protokollilla.
- Reunasolmut: Käsittele dataa tietolähteiden välittömässä läheisyydessä ja toimi väliaikaisina tietovarastoina.
- Pilvipalvelut: tarjoavat hallintatoimintoja sekä oheis- että IoT-laitteille, suoritat pitkäaikaista tiedon tallennusta ja analysointia. Lisäksi ne tukevat integrointia muihin yritysjärjestelmiin.
Edge computing -konsepti itsessään on osa suurta ekosysteemiä, joka optimoi teknologisen prosessin. Se sisältää sekä laitteiston (teline- ja reunapalvelimet) että verkko- ja ohjelmistoosat (esimerkiksi alustan). tekoälyalgoritmien kehittämiseen). Koska big datan luomisen, siirron ja käsittelyn aikana voi syntyä pullonkauloja ja rajoittaa koko järjestelmän suorituskykyä, näiden osien on oltava yhteensopivia keskenään.
Reunapalvelimien ominaisuudet
Reunasolmutasolla Edge Computing käyttää reunapalvelimia, jotka sijoitetaan suoraan sinne, missä tietoja tuotetaan. Yleensä nämä ovat tuotanto- tai teknisiä tiloja, joihin on mahdotonta asentaa palvelintelinettä ja varmistaa puhtaus. Siten reunapalvelimet on sijoitettu kompakteihin, pöly- ja kosteustiiviisiin koteloihin, joissa on laajennettu lämpötila-alue; niitä ei voi sijoittaa telineeseen. Kyllä, tällainen palvelin voi helposti roikkua kaksipuolisilla teippiankkureilla jossain portaiden alla tai kodinhoitohuoneessa.
Koska reunapalvelimet asennetaan suojattujen datakeskusten ulkopuolelle, niillä on korkeammat fyysiset turvallisuusvaatimukset. Niitä varten on suojasäiliöt:
Tietojenkäsittelytasolla reunapalvelimet tarjoavat levysalauksen ja suojatun käynnistyksen. Salaus itsessään kuluttaa 2-3 % laskentatehosta, mutta reunapalvelimet käyttävät tyypillisesti Xeon D -suorittimia, joissa on sisäänrakennettu AES-kiihdytysmoduuli, mikä minimoi tehohäviön.
Milloin käyttää Edge-palvelimia
Edge Computingin avulla palvelinkeskus vastaanottaa käsiteltäväksi vain ne tiedot, joita on mahdotonta tai järjetöntä käsitellä millään muulla tavalla. Siten reunapalvelimia käytetään tarvittaessa:
- Joustava lähestymistapa turvallisuuteen, koska Edge Computingin tapauksessa voit määrittää esikäsiteltyjen ja valmisteltujen tietojen siirron keskustietokeskukseen;
- Suojaus tietojen katoamista vastaan, koska jos yhteys keskuksen kanssa katkeaa, paikalliset solmut keräävät tietoa;
- Säästöjä liikenteessä saavutetaan käsittelemällä suurin osa tiedoista paikan päällä.
Edge computing säästää liikennettä
Tanskalainen yritys Maersk, yksi maailman johtavista merirahtikuljetuksista, on päättänyt vähentää laivojensa polttoaineen kulutusta ja vähentää saastepäästöjä ilmakehään.
Tämän ongelman ratkaisemiseen käytettiin tekniikkaa , anturit laivan moottoreissa ja pääkomponenteissa sekä paikallinen BullSequana Edge -palvelin paikan päällä tapahtuvaa laskentaa varten.
Antureiden ansiosta EcoMain Suite -järjestelmä tarkkailee jatkuvasti aluksen kriittisten osien tilaa ja niiden poikkeamaa ennalta lasketusta normista. Tämän avulla voit nopeasti diagnosoida vian ja paikallistaa sen ongelmasolmuun. Koska telemetriaa välitetään jatkuvasti "keskukseen", huoltoteknikko voi suorittaa analyysin etänä ja antaa suosituksia koneen miehistölle. Ja pääkysymys tässä on, kuinka paljon dataa ja missä volyymissa siirretään keskustietokeskukseen.
Koska halvan langallisen Internetin yhdistäminen merikonttilaivaan on erittäin ongelmallista, suuren raakadatan siirtäminen keskuspalvelimelle on liian kallista. Keskitetyllä BullSequana S200 -palvelimella lasketaan aluksen looginen kokonaismalli ja tietojenkäsittely ja suora ohjaus siirretään paikalliselle palvelimelle. Tämän seurauksena tämän järjestelmän käyttöönotto maksoi itsensä takaisin kolmessa kuukaudessa.
Edge computing säästää resursseja
Toinen esimerkki reunalaskennasta on videoanalytiikka. Siten teknisten kaasujen laitevalmistajalle Air Liquide yksi tuotantosyklin paikallisista tehtävistä on kaasupullojen maalauksen laadunvalvonta. Se suoritettiin manuaalisesti ja kesti noin 7 minuuttia per sylinteri.
Tämän prosessin nopeuttamiseksi henkilö korvattiin 7 teräväpiirtovideokameran lohkolla. Kamerat kuvaavat ilmapalloa useilta puolilta ja tuottavat noin 1 Gt videota minuutissa. Video lähetetään BullSequana Edge -palvelimelle Nvidia T4:n kanssa, jossa vikoja etsimään koulutettu hermoverkko analysoi streamin verkossa. Tämän seurauksena keskimääräinen tarkastusaika lyheni useista minuuteista useisiin sekunteihin.
Edge computing analytiikan
Disneylandin ajelut eivät ole vain hauskoja, vaan myös monimutkaisia teknisiä kohteita. Siten "Roller Coasteriin" on asennettu noin 800 erilaista anturia. He lähettävät jatkuvasti tietoa vetovoiman toiminnasta palvelimelle, ja paikallinen palvelin käsittelee nämä tiedot, laskee vetovoiman epäonnistumisen todennäköisyyden ja signaloi tämän keskustietokeskukseen.
Näiden tietojen perusteella määritetään teknisen vian todennäköisyys ja käynnistetään ennakoivat korjaukset. Nähtävyys jatkaa toimintaansa työpäivän loppuun asti, ja sillä välin on jo tehty korjaustilaus ja työntekijät korjaavat nähtävyyden nopeasti yöllä.
BullSequana Edge
BullSequana Edge -palvelimet ovat osa suurta "suuren datan" kanssa työskentelyä varten tarkoitettua infrastruktuuria; ne on jo testattu Microsoft Azure- ja Siemens MindSphere -alustoilla, VMware WSX ja niillä on NVidia NGC/EGX -sertifikaatit. Nämä palvelimet on suunniteltu erityisesti reunalaskentaan, ja niitä on saatavana U2-kotelossa vakiotelineessä, DIN-kiskossa, seinä- ja tornikiinnitysvaihtoehdoissa.
BullSequana Edge on rakennettu patentoidulle emolevylle ja Intel Xeon D-2187NT -prosessorille. Ne tukevat jopa 512 Gt RAM-muistin, 2 960 Gt:n SSD-levyn tai 2 8 tai 14 Tt:n kiintolevyn asentamista. He voivat myös asentaa 2 Nvidia T4 16 Gt GPU:ta videonkäsittelyä varten; Wi-Fi-, LoRaWAN- ja 4G-moduulit; jopa 2 10 gigabitin SFP-moduulia. Palvelimiin itsessään on jo asennettu kannen avausanturi, joka on kytketty IPMI-moduulia ohjaavaan BMC:hen. Se voidaan määrittää katkaisemaan virta automaattisesti, kun anturi laukeaa.
BullSequana Edge -palvelimien täydelliset tekniset tiedot löytyvät osoitteesta . Jos olet kiinnostunut yksityiskohdista, vastaamme mielellämme kysymyksiimme kommenteissa.
Lähde: will.com