엣지 서버가 사용되는 위치와 방법

네트워크 인프라를 개발할 때 일반적으로 로컬 컴퓨팅이나 클라우드 컴퓨팅을 고려합니다. 그러나 이 두 가지 옵션과 그 조합은 거의 없습니다. 예를 들어, 클라우드 컴퓨팅을 거부할 수 없는데 대역폭이 충분하지 않거나 트래픽이 너무 비싸다면 어떻게 해야 할까요?

로컬 네트워크 또는 생산 프로세스의 가장자리에서 계산의 일부를 수행할 중간체를 추가합니다. 이 엣지 개념을 엣지 컴퓨팅이라고 합니다. 이 개념은 현재의 클라우드 데이터 사용 모델을 보완하며, 이 기사에서는 이에 필요한 하드웨어와 예제 작업을 살펴보겠습니다.

엣지 컴퓨팅 수준

집에 온도계, 습도계, 광 센서, 누출 센서 등 수많은 센서가 설치되어 있다고 가정해 보겠습니다. 논리 컨트롤러는 수신된 정보를 처리하고, 자동화 시나리오를 구현하고, 처리된 원격 측정을 클라우드 서비스에 발행하고, 업데이트된 자동화 시나리오와 새로운 펌웨어를 받습니다. 따라서 로컬 컴퓨팅은 현장에서 직접 수행되지만 장비는 이러한 여러 장치를 결합한 노드에서 제어됩니다. 

이는 매우 간단한 엣지 컴퓨팅 시스템의 예이지만 이미 세 가지 수준의 엣지 컴퓨팅을 모두 보여줍니다.

• IoT 장치: "원시 데이터"를 생성하고 다양한 프로토콜을 통해 전송합니다. 
• 엣지 노드: 정보 소스에 근접한 위치에서 데이터를 처리하고 임시 데이터 저장소 역할을 합니다.
• 클라우드 서비스: 주변 장치와 IoT 장치 모두에 대한 관리 기능을 제공하고 장기 데이터 저장 및 분석을 수행합니다. 또한 다른 기업 시스템과의 통합도 지원합니다. 

엣지 컴퓨팅의 개념 자체는 기술 프로세스를 최적화하는 대규모 생태계의 일부입니다. 여기에는 하드웨어(랙 및 에지 서버)와 네트워크 및 소프트웨어 부분(예: 플랫폼)이 모두 포함됩니다. 코덱스 AI 스위트 AI 알고리즘 개발을 위해). 빅데이터의 생성, 전송, 처리 과정에서 병목 현상이 발생하고 전체 시스템의 성능을 제한할 수 있으므로 이들 부분이 서로 호환되어야 합니다.

엣지 서버의 특징

엣지 노드 수준에서 엣지 컴퓨팅은 정보가 생성되는 곳에 직접 배치되는 엣지 서버를 사용합니다. 일반적으로 이는 서버 랙을 설치하고 청결을 보장하는 것이 불가능한 생산 또는 기술 현장입니다. 따라서 엣지 서버는 온도 범위가 확장된 소형 방진 및 방습 케이스에 보관되므로 랙에 배치할 수 없습니다. 예, 이러한 서버는 계단 아래나 다용도실 어딘가에 양면 테이프 앵커에 ​​쉽게 걸 수 있습니다.

엣지 서버는 보안 데이터 센터 외부에 설치되므로 물리적 보안 요구 사항이 더 높습니다. 보호 용기가 제공됩니다.

데이터 처리 수준에서 에지 서버는 디스크 암호화 및 보안 부팅을 제공합니다. 암호화 자체는 컴퓨팅 전력의 2~3%를 소비하지만, 엣지 서버는 일반적으로 전력 손실을 최소화하는 AES 가속 모듈이 내장된 Xeon D 프로세서를 사용합니다.

에지 서버를 사용해야 하는 경우

엣지 컴퓨팅을 사용하면 데이터 센터는 다른 방식으로 처리하는 것이 불가능하거나 불합리한 데이터만 처리하기 위해 수신합니다. 따라서 필요한 경우 에지 서버가 사용됩니다.

• 보안에 대한 유연한 접근 방식. Edge Computing의 경우 사전 처리되고 준비된 정보를 중앙 데이터 센터로 전송하도록 구성할 수 있기 때문입니다. 
• 정보 손실로부터 보호합니다. 센터와의 통신이 끊어지면 로컬 노드가 정보를 축적하기 때문입니다. 
• 사이트에서 대량의 정보를 처리함으로써 트래픽을 절약할 수 있습니다. 

트래픽을 절약하는 엣지 컴퓨팅

세계 해상 화물 운송 분야의 선두주자 중 하나인 덴마크 회사 Maersk는 선박의 연료 소비를 줄이고 대기로의 오염 물질 배출을 줄이기로 결정했습니다. 

이 문제를 해결하기 위해 기술이 사용되었습니다. 지멘스 에코메인 스위트, 엔진의 센서 및 선박의 ​​주요 구성 요소는 물론 현장 컴퓨팅을 위한 로컬 BullSequana Edge 서버도 포함됩니다. 

센서 덕분에 EcoMain Suite 시스템은 선박의 주요 구성 요소 상태와 사전 계산된 표준과의 편차를 지속적으로 모니터링합니다. 이를 통해 결함을 신속하게 진단하고 문제 노드까지 현지화할 수 있습니다. 원격 측정이 지속적으로 "센터로" 전송되므로 서비스 기술자는 원격으로 분석을 수행하고 탑승 승무원에게 권장 사항을 제시할 수 있습니다. 그리고 여기서 가장 중요한 질문은 중앙 데이터 센터로 전송할 데이터의 양과 볼륨입니다. 

해상 컨테이너선에 값싼 유선 인터넷을 연결하는 것은 문제가 많기 때문에 대량의 원시 데이터를 중앙 서버로 전송하는 데 비용이 너무 많이 듭니다. 중앙 BullSequana S200 서버에서는 선박의 전반적인 논리적 모델이 계산되고, 데이터 처리 및 직접 제어가 로컬 서버로 이전됩니다. 그 결과, 이 시스템을 구현하는 데 XNUMX개월 만에 투자 비용이 회수되었습니다.

리소스를 절약하는 엣지 컴퓨팅

엣지 컴퓨팅의 또 다른 예는 비디오 분석입니다. 따라서 기술 가스 Air Liquide용 장비 제조업체의 경우 생산 주기의 로컬 작업 중 하나는 가스 실린더 페인팅의 품질 관리입니다. 수동으로 진행되었으며 실린더당 약 7분 정도 소요되었습니다.

이 과정의 속도를 높이기 위해 그 사람은 7대의 고화질 비디오 카메라 블록으로 교체되었습니다. 카메라는 여러 측면에서 풍선을 촬영하여 분당 약 1GB의 비디오를 생성합니다. 비디오는 Nvidia T4가 탑재된 BullSequana Edge 서버로 전송되며, 여기서 결함을 감지하도록 훈련된 신경망이 온라인으로 스트림을 분석합니다. 그 결과, 평균 검사 시간이 몇 분에서 몇 초로 단축되었습니다.

분석의 엣지 컴퓨팅

디즈니랜드의 놀이기구는 재미있을 뿐만 아니라 복잡한 기술적 대상이기도 합니다. 따라서 '롤러코스터'에는 약 800개의 다양한 센서가 설치됩니다. 어트랙션 운영에 관한 데이터를 지속적으로 서버로 전송하고, 로컬 서버는 이 데이터를 처리하고 어트랙션 실패 확률을 계산해 중앙 데이터센터에 신호를 보낸다. 

이 데이터를 바탕으로 기술적 고장 가능성을 판단하고 예방 수리를 시작합니다. 해당 어트랙션은 근무일이 끝날 때까지 계속 운영되며 그 사이 이미 수리 명령이 내려졌고 직원들은 밤에도 어트랙션을 신속하게 수리합니다. 

불세콰나 엣지 

BullSequana Edge 서버는 "빅 데이터" 작업을 위한 대규모 인프라의 일부로, 이미 Microsoft Azure 및 Siemens MindSphere 플랫폼, VMware WSX에서 테스트를 거쳤으며 NVidia NGC/EGX 인증서를 보유하고 있습니다. 이 서버는 엣지 컴퓨팅을 위해 특별히 설계되었으며 표준 랙, DIN 레일, 벽면 및 타워 마운트 옵션의 U2 폼 팩터 섀시에서 사용할 수 있습니다. 

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

BullSequana Edge 서버의 전체 기술 사양은 다음에서 확인할 수 있습니다. 링크. 세부 사항에 관심이 있으시면 댓글로 질문에 답변해 드리겠습니다.

출처 : habr.com