엣지 서버가 사용되는 위치와 방법

네트워크 인프라를 구축할 때 일반적으로 로컬 컴퓨팅이나 클라우드 컴퓨팅을 고려합니다. 하지만 이 두 가지 옵션과 그 조합만으로는 충분하지 않습니다. 예를 들어, 클라우드 컴퓨팅이 불가피하지만 대역폭이 부족하거나 트래픽 비용이 너무 많이 드는 경우에는 어떻게 해야 할까요?

로컬 네트워크 또는 프로덕션 프로세스의 엣지에서 일부 계산을 수행하는 중간 링크를 추가합니다. 이러한 엣지 개념을 엣지 컴퓨팅이라고 합니다. 이 개념은 현재의 클라우드 데이터 소비 모델을 보완하며, 본 문서에서는 엣지 컴퓨팅에 필요한 하드웨어와 예시 작업을 살펴보겠습니다.

엣지 컴퓨팅 수준

집에 온도계, 습도계, 조도 센서, 누출 센서 등 여러 센서가 설치되어 있다고 가정해 보겠습니다. 논리적 컨트롤러는 이러한 센서에서 들어오는 정보를 처리하고, 자동화 시나리오를 구현하고, 처리된 원격 측정 데이터를 클라우드 서비스에 제공하고, 클라우드 서비스에서 업데이트된 자동화 시나리오와 최신 펌웨어를 수신합니다. 따라서 로컬 계산은 시설에서 직접 수행되지만, 장비는 이러한 여러 장치를 통합하는 노드에서 제어됩니다. 

이는 매우 간단한 엣지 컴퓨팅 시스템의 예이지만 이미 엣지 컴퓨팅의 세 가지 수준을 모두 보여줍니다.

• IoT 기기: "원시 데이터"를 생성하고 다양한 프로토콜을 통해 전송합니다. 
• 엣지 노드: 정보 소스에 가까운 곳에서 데이터를 처리하고 임시 데이터 저장소 역할을 합니다.
• 클라우드 서비스: 엣지 및 IoT 장치에 대한 관리 기능을 제공하고, 데이터의 장기 저장 및 분석을 수행하며, 다른 엔터프라이즈 시스템과의 통합을 지원합니다. 

엣지 컴퓨팅 개념 자체는 기술 프로세스를 최적화하는 더 큰 생태계의 일부입니다. 여기에는 하드웨어(랙 및 엣지 서버)와 네트워크 및 소프트웨어 구성 요소(예: 플랫폼)가 모두 포함됩니다. 코덱스 AI 스위트 (AI 알고리즘 개발을 위해) "빅데이터"의 생성, 전송 및 처리 과정에서 "병목 현상"이 발생하여 전체 시스템의 성능을 제한할 수 있으므로, 이러한 부분들은 서로 호환되어야 합니다.

엣지 서버의 특징

주변 노드 수준에서 엣지 컴퓨팅은 정보가 생성되는 곳에 직접 설치되는 엣지 서버를 사용합니다. 일반적으로 이러한 서버는 서버 랙을 설치하고 청결을 유지할 수 없는 생산 또는 기술실입니다. 따라서 엣지 서버는 방진 및 방습 기능이 뛰어나고 온도 범위가 넓은 소형 케이스에 담겨 제작되므로 랙에 설치할 수 없습니다. 네, 이러한 서버는 계단 아래나 다용도실 어딘가에 양면 테이프 앵커를 사용하여 쉽게 고정할 수 있습니다.

엣지 서버는 보안 데이터 센터 외부에 설치되므로 물리적 보안 요건이 더욱 엄격합니다. 엣지 서버를 위한 보호 컨테이너가 제공됩니다.

데이터 수준에서 엣지 서버는 디스크 암호화와 보안 부팅을 제공합니다. 암호화 자체는 컴퓨팅 성능의 2~3%를 차지하지만, 엣지 서버는 일반적으로 AES 가속 모듈이 내장된 Xeon D 프로세서를 사용하여 전력 손실을 최소화합니다.

엣지 서버는 언제 사용되나요?

엣지 컴퓨팅을 사용하면 다른 방식으로는 처리할 수 없거나 처리되지 않을 데이터만 데이터 센터로 전송하여 처리합니다. 따라서 엣지 서버는 다음과 같은 경우에 사용됩니다.

• 엣지 컴퓨팅의 경우 사전 처리 및 준비된 정보를 중앙 데이터 센터로 전송하도록 구성할 수 있으므로 보안에 대한 유연한 접근 방식이 가능합니다. 
• 센터와의 통신이 끊어지면 로컬 노드가 정보를 축적하므로 정보 손실에 대한 보호가 가능합니다. 
• 주요 정보를 현장에서 처리함으로써 교통량을 절감할 수 있습니다. 

교통량 절감을 위한 엣지 컴퓨팅

세계 최대의 해상 화물 운송 회사 중 하나인 덴마크 기업 메르스크는 자사 선박의 연료 소비를 줄이고 대기 중으로 배출되는 오염 물질을 줄이기로 결정했습니다. 

이 문제를 해결하기 위해 기술이 사용되었습니다. 지멘스 에코메인 스위트, 선박의 엔진과 주요 구성품에 장착된 센서, 그리고 현장 계산을 위한 로컬 BullSequana Edge 서버. 

EcoMain Suite 시스템은 센서를 통해 선박 주요 장치의 상태와 사전 계산된 기준치와의 편차를 지속적으로 모니터링합니다. 이를 통해 고장을 신속하게 진단하고 문제가 있는 장치까지 위치를 파악할 수 있습니다. 원격 측정 데이터는 지속적으로 "센터"로 전송되므로 서비스 기술자는 원격으로 분석을 수행하고 선상 팀에 권장 사항을 제공할 수 있습니다. 여기서 중요한 질문은 얼마나 많은 데이터를 어떤 용량으로 중앙 데이터 센터에 전송할 것인가입니다. 

저렴한 유선 인터넷을 해상 컨테이너선에 연결하는 것은 매우 번거롭기 때문에, 대량의 원시 데이터를 중앙 서버로 전송하는 데 비용이 너무 많이 듭니다. 선박의 일반적인 논리 모델은 중앙 BullSequana S200 서버에서 계산되고, 데이터 처리 및 직접 제어는 로컬 서버로 이전됩니다. 결과적으로 이 시스템 구축은 XNUMX개월 만에 투자 비용을 회수했습니다.

리소스 절약을 위한 엣지 컴퓨팅

엣지 컴퓨팅의 또 다른 예는 비디오 분석입니다. 예를 들어, 기술 가스 장비 제조업체인 에어 리퀴드(Air Liquide)의 경우, 생산 주기의 로컬 작업 중 하나가 가스 실린더 도색 품질 관리입니다. 이 작업은 수동으로 수행되었으며 실린더당 약 7분이 소요되었습니다.

프로세스 속도를 높이기 위해 사람 대신 7대의 고해상도 비디오 카메라가 사용되었습니다. 이 카메라들은 실린더의 여러 면을 촬영하여 분당 약 1GB의 영상을 생성합니다. 이 영상은 Nvidia T4가 탑재된 BullSequana Edge 서버로 전송되고, 결함을 찾도록 훈련된 신경망이 온라인 스트림을 분석합니다. 그 결과, 평균 검사 시간이 몇 분에서 몇 초로 단축되었습니다.

분석에서의 엣지 컴퓨팅

디즈니랜드의 어트랙션은 재미있을 뿐만 아니라 복잡한 기술적 요소들을 갖추고 있습니다. 예를 들어, "롤러코스터"에는 약 800개의 다양한 센서가 설치되어 있습니다. 이 센서들은 어트랙션 작동 관련 데이터를 서버로 지속적으로 전송하고, 로컬 서버는 이 데이터를 처리하여 어트랙션 고장 ​​확률을 계산하고 이를 중앙 데이터 센터에 알립니다. 

이 데이터를 바탕으로 기술적 고장 가능성을 파악하고 예방 정비를 실시합니다. 놀이기구는 근무 종료 시까지 운영되며, 그동안 이미 수리 명령이 내려져 작업자들이 야간에 신속하게 수리합니다. 

불세콰나 엣지 

BullSequana Edge 서버는 "빅데이터" 작업을 위한 대규모 인프라의 일부이며, Microsoft Azure 및 Siemens MindSphere 플랫폼, VMware WSX에서 이미 테스트를 거쳤으며 NVidia NGC/EGX 인증을 받았습니다. 이 서버는 엣지 컴퓨팅용으로 특별히 설계되었으며 랙, DIN 레일, 벽면 및 바닥형 등 다양한 U2 폼 팩터 케이스로 제공됩니다. 

BullSequana Edge는 독점 마더보드와 Intel Xeon D-2187NT 프로세서를 기반으로 제작되었습니다. 최대 512GB RAM, 2GB SSD 960개 또는 2TB 또는 8TB HDD 14개를 지원합니다. 또한 비디오 작업을 위해 Nvidia T2 4GB GPU 16개, Wi-Fi, LoRaWAN 및 4G 모듈, 최대 2개의 10기가비트 SFP 모듈을 장착할 수 있습니다. 서버 자체에는 IPMI 모듈을 제어하는 ​​BMC에 연결된 덮개 열림 센서가 이미 설치되어 있습니다. 센서가 작동하면 자동으로 전원이 꺼지도록 설정할 수 있습니다. 

BullSequana Edge 서버의 전체 사양은 다음에서 확인할 수 있습니다. 링크자세한 내용을 알고 싶으시다면 댓글로 질문을 남겨주시면 기꺼이 답변해 드리겠습니다.

출처 : habr.com