Pri razvoju omrežne infrastrukture se običajno razmišlja o lokalnem ali računalništvu v oblaku. Toda teh dveh možnosti in njunih kombinacij je malo. Na primer, kaj storiti, če ne morete zavrniti računalništva v oblaku, vendar ni dovolj pasovne širine ali je promet predrag?
Dodajte posrednika, ki bo izvajal del izračunov na robu lokalnega omrežja ali proizvodnega procesa. Ta robni koncept se imenuje Edge Computing. Koncept dopolnjuje trenutni model uporabe podatkov v oblaku, v tem članku pa si bomo ogledali potrebno strojno opremo in primere nalog zanjo.
Ravni robnega računalništva
Recimo, da imate doma nameščenih cel kup senzorjev: termometer, higrometer, svetlobni senzor, senzor puščanja itd. Logični krmilnik obdeluje informacije, ki jih prejme od njih, izvaja scenarije avtomatizacije, izdaja obdelano telemetrijo storitvi v oblaku in od nje prejema posodobljene scenarije avtomatizacije in svežo programsko opremo. Tako se lokalno računalništvo izvaja neposredno na lokaciji, vendar je oprema nadzorovana iz vozlišča, ki združuje veliko takih naprav.
To je primer zelo preprostega robnega računalniškega sistema, vendar že prikazuje vse tri ravni robnega računalništva:
- IoT naprave: ustvarjajo "surove podatke" in jih prenašajo prek različnih protokolov.
- Robna vozlišča: obdelujejo podatke v neposredni bližini virov informacij in delujejo kot začasne shrambe podatkov.
- Storitve v oblaku: ponujajo funkcije upravljanja tako za periferne kot IoT naprave, izvajajo dolgoročno shranjevanje in analizo podatkov. Poleg tega podpirajo integracijo z drugimi korporativnimi sistemi.
Sam koncept Edge computing je del velikega ekosistema, ki optimizira tehnološki proces. Vključuje tako strojno opremo (omarni in robni strežniki) kot omrežne in programske dele (na primer platformo za razvoj algoritmov AI). Ker lahko med ustvarjanjem, prenosom in obdelavo velikih podatkov nastanejo ozka grla in omejijo delovanje celotnega sistema, morajo biti ti deli med seboj združljivi.
Lastnosti robnih strežnikov
Na ravni robnega vozlišča Edge Computing uporablja robne strežnike, ki so nameščeni neposredno tam, kjer se proizvajajo informacije. Običajno so to proizvodni ali tehnični prostori, v katere je nemogoče namestiti strežniško omaro in zagotoviti čistočo. Tako so robni strežniki nameščeni v kompaktnih, proti prahu in vlagi odpornih ohišjih z razširjenim temperaturnim razponom, ki jih ni mogoče postaviti v omaro. Da, tak strežnik lahko enostavno visi na dvostranskih sidriščih nekje pod stopnicami ali v pomožnem prostoru.
Ker so robni strežniki nameščeni zunaj varnih podatkovnih centrov, imajo višje fizične varnostne zahteve. Zanje so predvidene zaščitne posode:
Na ravni obdelave podatkov robni strežniki zagotavljajo šifriranje diska in varen zagon. Samo šifriranje porabi 2-3 % računalniške moči, vendar robni strežniki običajno uporabljajo procesorje Xeon D z vgrajenim pospeševalnim modulom AES, kar zmanjša izgubo energije.
Kdaj uporabljati robne strežnike
Pri Edge Computing podatkovni center prejme v obdelavo le tiste podatke, ki jih je nemogoče ali nesmiselno obdelati na kakršen koli drug način. Tako se po potrebi uporabljajo robni strežniki:
- Prilagodljiv pristop k varnosti, saj lahko v primeru Edge Computing konfigurirate prenos vnaprej obdelanih in pripravljenih informacij v centralni podatkovni center;
- Zaščita pred izgubo informacij, saj bodo lokalna vozlišča kopičila informacije v primeru izgube komunikacije s centrom;
- Prihranke pri prometu dosežemo z obdelavo večine informacij na mestu.
Robno računalništvo za prihranek prometa
Dansko podjetje Maersk, eno vodilnih v pomorskem tovornem prometu na svetu, se je odločilo zmanjšati porabo goriva svojih ladij in zmanjšati izpuste onesnaževal v ozračje.
Za rešitev tega problema je bila uporabljena tehnologija , senzorji na motorjih in glavnih komponentah ladje ter lokalni strežnik BullSequana Edge za računalništvo na kraju samem.
Zahvaljujoč senzorjem sistem EcoMain Suite nenehno spremlja stanje kritičnih komponent ladje in njihovo odstopanje od vnaprej izračunane norme. To vam omogoča, da hitro diagnosticirate napako in jo lokalizirate do vozlišča težave. Ker se telemetrija nenehno prenaša "v center", lahko serviser na daljavo opravi analizo in poda priporočila posadki na krovu. In glavno vprašanje pri tem je, koliko podatkov in v kakšnem obsegu prenesti v osrednji podatkovni center.
Ker je povezovanje poceni žičnega interneta z pomorsko kontejnersko ladjo zelo problematično, je prenos velike količine neobdelanih podatkov na centralni strežnik predrag. Na osrednjem strežniku BullSequana S200 se izračuna celoten logični model ladje, obdelava podatkov in neposredni nadzor pa se prenese na lokalni strežnik. Posledično se je uvedba tega sistema povrnila v treh mesecih.
Robno računalništvo za varčevanje z viri
Drug primer robnega računalništva je video analitika. Tako je za proizvajalca opreme za tehnične pline Air Liquide ena od lokalnih nalog proizvodnega cikla kontrola kakovosti barvanja plinskih jeklenk. Izvedeno je bilo ročno in je trajalo približno 7 minut na valj.
Da bi pospešili ta proces, je bila oseba zamenjana z blokom 7 video kamer visoke ločljivosti. Kamere posnamejo balon z več strani in ustvarijo približno 1 GB videa na minuto. Video se pošlje na strežnik BullSequana Edge z Nvidio T4 na krovu, kjer nevronska mreža, usposobljena za iskanje napak, analizira tok na spletu. Posledično se je povprečni čas pregleda zmanjšal z nekaj minut na nekaj sekund.
Robno računalništvo v analitiki
Vožnje v Disneylandu niso le zabavne, ampak tudi zapletene tehnične objekte. Tako je na "Roller Coaster" nameščenih približno 800 različnih senzorjev. Strežniku nenehno pošiljajo podatke o delovanju atrakcije, lokalni strežnik pa te podatke obdela, izračuna verjetnost, da bi atrakcija izpadla, in to sporoči centralnemu podatkovnemu centru.
Na podlagi teh podatkov se določi verjetnost tehnične okvare in sproži preventivna popravila. Atrakcija obratuje do konca delovnega dne, medtem pa je že izdan nalog za popravilo, delavci pa ponoči atrakcijo hitro popravijo.
BullSequana Edge
Strežniki BullSequana Edge so del velike infrastrukture za delo z »big data«, testirani so že s platformama Microsoft Azure in Siemens MindSphere, VMware WSX in imajo certifikate NVidia NGC/EGX. Ti strežniki so zasnovani posebej za robno računalništvo in so na voljo v ohišju s faktorjem oblike U2 v standardnem omare, letev DIN, stensko in stolpno montažo.
BullSequana Edge je zgrajen na lastniški matični plošči in procesorju Intel Xeon D-2187NT. Podpirajo namestitev do 512 GB RAM-a, 2 SSD-ja po 960 GB ali 2 HDD-ja po 8 ali 14 TB. Prav tako lahko namestijo 2 grafični procesorji Nvidia T4 16 GB za obdelavo videa; Wi-fi, LoRaWAN in 4G moduli; do 2 10-gigabitna modula SFP. Sami strežniki imajo že vgrajen senzor za odpiranje pokrova, ki je povezan z BMC, ki krmili IPMI modul. Lahko se konfigurira tako, da samodejno izklopi napajanje, ko se sproži senzor.
Celotne tehnične specifikacije za strežnike BullSequana Edge lahko najdete na . Če vas zanimajo podrobnosti, bomo z veseljem odgovorili na naša vprašanja v komentarjih.
Vir: www.habr.com