Kada se razvija mrežna infrastruktura, obično se razmatra ili lokalno računalstvo ili računalstvo u oblaku. Ali ove dvije opcije i njihove kombinacije su rijetke. Na primjer, što učiniti ako ne možete odbiti računalstvo u oblaku, ali nema dovoljno propusnosti ili je promet preskup?
Dodajte posrednika koji će izvršiti dio izračuna na rubu lokalne mreže ili proizvodnog procesa. Ovaj rubni koncept naziva se rubno računalstvo. Koncept nadopunjuje trenutni model korištenja podataka u oblaku, au ovom ćemo članku pogledati potreban hardver i primjere zadataka za njega.
Razine rubnog računalstva
Recimo da kod kuće imate instaliranu hrpu senzora: termometar, higrometar, senzor svjetla, senzor curenja i tako dalje. Logički kontroler obrađuje informacije primljene od njih, implementira scenarije automatizacije, izdaje obrađenu telemetriju usluzi u oblaku i od nje prima ažurirane scenarije automatizacije i svježi firmware. Stoga se lokalno računalstvo izvodi izravno na licu mjesta, ali opremom se upravlja iz čvora koji kombinira mnoge takve uređaje.
Ovo je primjer vrlo jednostavnog rubnog računalnog sustava, ali već prikazuje sve tri razine rubnog računarstva:
- IoT uređaji: generiraju "sirove podatke" i prenose ih preko različitih protokola.
- Rubni čvorovi: Obrađuju podatke u neposrednoj blizini izvora informacija i djeluju kao privremena spremišta podataka.
- Usluge u oblaku: nude funkcije upravljanja i za periferne i za IoT uređaje, obavljaju dugoročnu pohranu i analizu podataka. Osim toga, podržavaju integraciju s drugim korporativnim sustavima.
Sam koncept Edge computing dio je velikog ekosustava koji optimizira tehnološki proces. Uključuje i hardver (stalak i rubni poslužitelji) i mrežne i softverske dijelove (na primjer, platforma za razvoj AI algoritama). Budući da se tijekom stvaranja, prijenosa i obrade velikih podataka mogu pojaviti uska grla i ograničiti performanse cijelog sustava, ti dijelovi moraju biti međusobno kompatibilni.
Značajke rubnih poslužitelja
Na razini rubnog čvora, Edge Computing koristi rubne poslužitelje koji su postavljeni izravno na mjesto gdje se proizvode informacije. Obično su to proizvodni ili tehnički prostori u kojima je nemoguće postaviti poslužiteljski stalak i osigurati čistoću. Stoga su rubni poslužitelji smješteni u kompaktna kućišta otporna na prašinu i vlagu s proširenim temperaturnim rasponom; ne mogu se staviti u stalak. Da, takav se poslužitelj lako može objesiti na sidra dvostrane trake negdje ispod stepenica ili u pomoćnoj prostoriji.
Budući da su rubni poslužitelji instalirani izvan sigurnih podatkovnih centara, oni imaju veće fizičke sigurnosne zahtjeve. Za njih su predviđeni zaštitni spremnici:
Na razini obrade podataka, rubni poslužitelji pružaju šifriranje diska i sigurno pokretanje. Sama enkripcija troši 2-3% računalne snage, ali rubni poslužitelji obično koriste Xeon D procesore s ugrađenim AES modulom za ubrzanje, što minimizira gubitak energije.
Kada koristiti rubne poslužitelje
Uz Edge Computing, podatkovni centar prima na obradu samo one podatke koje je nemoguće ili neracionalno obraditi na bilo koji drugi način. Stoga se rubni poslužitelji koriste kada je potrebno:
- Fleksibilan pristup sigurnosti, budući da u slučaju Edge Computinga možete konfigurirati prijenos prethodno obrađenih i pripremljenih informacija u središnji podatkovni centar;
- Zaštita od gubitka informacija, jer ako se komunikacija sa središtem izgubi, lokalni čvorovi će akumulirati informacije;
- Uštede na prometu postižu se obradom većine informacija na licu mjesta.
Rubno računalstvo za uštedu prometa
Danska tvrtka Maersk, jedan od vodećih u pomorskom prijevozu tereta u svijetu, odlučila je smanjiti potrošnju goriva svojih brodova i smanjiti emisije zagađivača u atmosferu.
Za rješavanje ovog problema korištena je tehnologija , senzori na motorima i glavnim komponentama broda, kao i lokalni poslužitelj BullSequana Edge za računalstvo na licu mjesta.
Zahvaljujući senzorima, sustav EcoMain Suite neprestano prati stanje kritičnih komponenti broda i njihovo odstupanje od unaprijed izračunate norme. To vam omogućuje brzo dijagnosticiranje kvara i njegovo lokaliziranje do problematičnog čvora. Budući da se telemetrija stalno prenosi "u centar", serviser može daljinski izvršiti analizu i dati preporuke posadi na brodu. A glavno pitanje ovdje je koliko podataka iu kojem volumenu prenijeti u središnji podatkovni centar.
Budući da je povezivanje jeftinog žičanog interneta s pomorskim kontejnerskim brodom vrlo problematično, prijenos velike količine neobrađenih podataka na središnji poslužitelj je preskup. Na središnjem poslužitelju BullSequana S200 izračunava se ukupni logički model broda, a obrada podataka i izravna kontrola prenose se na lokalni poslužitelj. Kao rezultat toga, implementacija ovog sustava isplatila se za tri mjeseca.
Rubno računalstvo za uštedu resursa
Drugi primjer rubnog računalstva je video analitika. Tako je za proizvođača opreme za tehničke plinove Air Liquide jedan od lokalnih zadataka proizvodnog ciklusa kontrola kvalitete lakiranja plinskih boca. Izvedeno je ručno i trajalo je oko 7 minuta po cilindru.
Kako bi se ubrzao ovaj proces, osoba je zamijenjena blokom od 7 video kamera visoke razlučivosti. Kamere snimaju balon s nekoliko strana, generirajući oko 1 GB videa u minuti. Video se šalje na poslužitelj BullSequana Edge s ugrađenom Nvidia T4, gdje neuronska mreža osposobljena za traženje nedostataka analizira stream online. Kao rezultat toga, prosječno vrijeme pregleda smanjeno je s nekoliko minuta na nekoliko sekundi.
Rubno računalstvo u analitici
Vožnje u Disneylandu nisu samo zabavne, već su i složeni tehnički objekti. Tako je na “Roller Coasteru” instalirano oko 800 različitih senzora. Oni stalno šalju podatke o radu atrakcije na poslužitelj, a lokalni poslužitelj te podatke obrađuje, izračunava vjerojatnost kvara atrakcije i to signalizira središnjem podatkovnom centru.
Na temelju tih podataka utvrđuje se vjerojatnost tehničkog kvara i pokreću preventivni popravci. Atrakcija radi do kraja radnog dana, au međuvremenu je već izdan nalog za popravak, a radnici noću ubrzano popravljaju atrakciju.
BullSequana Edge
BullSequana Edge poslužitelji dio su velike infrastrukture za rad s “big data”, već su testirani s Microsoft Azure i Siemens MindSphere platformama, VMware WSX te posjeduju NVidia NGC/EGX certifikate. Ovi poslužitelji dizajnirani su posebno za rubno računalstvo i dostupni su u U2 obliku kućišta u standardnim okvirima, DIN tračnicama, zidnim i toranjskim opcijama.
BullSequana Edge izgrađen je na vlasničkoj matičnoj ploči i Intel Xeon D-2187NT procesoru. Podržavaju instalaciju do 512 GB RAM-a, 2 SSD-a od 960 GB ili 2 HDD-a od 8 ili 14 TB. Također mogu instalirati 2 Nvidia T4 16 GB GPU-a za video obradu; Wi-fi, LoRaWAN i 4G moduli; do 2 10-gigabitna SFP modula. Sami serveri već imaju ugrađen senzor za otvaranje poklopca koji je spojen na BMC koji upravlja IPMI modulom. Može se konfigurirati da automatski isključi napajanje kada se aktivira senzor.
Potpune tehničke specifikacije za BullSequana Edge poslužitelje možete pronaći na . Ako vas zanimaju detalji, rado ćemo odgovoriti na naša pitanja u komentarima.
Izvor: www.habr.com