Edge Computing és Cloudlets
mi az Edge Computing?
a mai informatikai világot az elmúlt évtizedekben a felhőalapú számítástechnika uralja. Nagy mennyiségű adat és informatikai erőforrás tárolására, elérésére és feldolgozására szolgál számítástechnikai eszközeinken kívül az Interneten keresztül. De él Számítástechnika lehet tekinteni, mint egy kis léptékű felhő számítástechnika. Itt egy él tekinthető annak a pontnak, ahonnan a számítástechnikai eszköz vagy az eszközt tartalmazó hálózat kommunikál az internettel. A számítástechnikai eszközön vagy az útválasztón vagy akár az internetszolgáltatón belüli processzor a hálózat szélének tekinthető. Tehát a fontos szempont itt az, hogy az edge az IT és az IoT eszközök közvetlen közelében helyezkedik el, míg a felhőszerverek millió mérföldre vannak tőlük. Ezért ebből a pontból arra következtethetünk, hogy az edge computing olyan dolog, amelyben a tárolás, a feldolgozás és a számítás a hálózat szélén történik. Igen, az Edge computing egy nyílt informatikai architektúra, amely segít az internetes eszközök és webes alkalmazások számítástechnikájának és feldolgozásának optimalizálásában azáltal, hogy a számítástechnikát közelebb hozza az adatforrásokhoz. Tehát az edge computing egyszerűen azt jelenti, hogy a felhő jön hozzád.
miért az Edge Computing?
a számítástechnikai eszközök és az adatforrások robbanásszerű növekedése mellett nagy mennyiségű adat keletkezik. És ez nem csak ma és holnap, hanem napról napra hatalmas növekedés lesz. A felhőalapú számítástechnika használatával rengeteg adatforrást kell küldenünk a felhőszerverre, amely millió mérföldre van az adatforrásoktól, amelyek számos problémát vetnek fel, mint például sávszélesség-problémák, késleltetési problémák, adatvédelmi problémák stb. Tehát ahelyett, hogy adatforrásokat továbbítana a felhők millió mérföldnyire lévő adatközpontjaiba feldolgozás céljából, az edge computing hatékony alternatívát kínál, ahol az adatok feldolgozhatók, elemezhetők és kiszámíthatók az eszköz vagy a hálózat szélén lévő közelségi pontban. Csak azok az adatok küldhetők el messze a felhőkbe, amelyeknek erőforrásigényesebb műveletekre és számításokra van szükségük, az összes többi számítás pedig a szélén végezhető el. Ezért az edge computing segít minimalizálni a távolsági kommunikációt az adatforrások és a felhőszerverek között, ezáltal csökkenti a késleltetést és a sávszélességi problémákat. Vegyünk például egy erőforrás-éhes műveletet, az arcfelismerést, ahol az algoritmus feldolgozását felhőszerverben kell elvégezni, amely sok időt vesz igénybe, ezért késleltetési problémát eredményez. Az edge computing segítségével az arcfelismerő algoritmus feldolgozása elvégezhető az eszköz vagy a hálózat szélén, így gyors feldolgozást eredményez, és csökkenti a késleltetést és a sávszélességi problémákat is. Ehhez hasonlóan az edge computing sokat segít a valós idejű alkalmazásokban, mint például az önvezető járművek, ahol a késleltetés jelentős csökkentése sokat segít a műveletek és számítások valós idejű frissítésében.
tehát mi a felhő?
a cloudlets a felhők kis méretarányának tekinthető, ahol a fő különbség az, hogy a cloudlets a hálózat eszközeinek közelségi pontján, az eszközhálózat szélén helyezkedik el. Ez a felhő az Ön földrajzi helyzetében. Az edge computinghoz hasonlóan a cloudlets segít a hálózat eszközéről történő kirakodási folyamat feldolgozásában és kiszámításában. El kell magyaráznom, mit jelent a ‘kirakodás’.
a mobil, valamint más informatikai eszközök manapság fejlesztik beágyazott számos fejlett funkciók, mint a kiterjesztett valóság, arcfelismerés, természetes nyelvi feldolgozás, játék, videó feldolgozás, 3D modellező szoftver stb. Ezek az alkalmazások általában erőforrásigényesek, intenzív számításokat és magas energiafelhasználást igényelnek. De a mobil eszközök erőforrás korlátozás szempontjából feldolgozási teljesítmény és az akkumulátor élettartamát. Tehát az ilyen típusú alkalmazások végrehajtása érdekében az erőforrás-igényes alkalmazásokat egy TEHERMENTESÍTÉSNEK nevezett mechanizmus segítségével töltik fel a felhőbe, ahol ezeket a feldolgozásokat felhőben lehet elvégezni az ott található erőforrások felhasználásával, és az eredményeket visszaküldik a kezünkben lévő informatikai eszközökhöz. A feladatok típusa és a szükséges erőforrások alapján az egész folyamat vagy a folyamat egy része a felhőbe kerül feldolgozásra.
de ahogy fentebb említettem az edge computing szakaszban, az adatforrásokból a mérföld távolságban lévő felhőkbe küldött adatok késleltetési és sávszélességi problémákkal járnak. És ha van olyan helyzet, amikor az internetszolgáltató nem tudta megőrizni a kapcsolatot az eszköz és a felhőszerver között, késések, csomagvesztés és megszakítási felhasználói élmény lesz. E problémák elkerülése és csökkentése érdekében bevezették a Cloudlet koncepciót. A cloudlet szabványos definíciója :a Cloudlets mobilitással továbbfejlesztett kis méretű felhőalapú adatközpontok, amelyek az Internet szélén helyezkednek el. Tehát a cloudlets használatával az erőforrás-igényes feladatok letölthetők a feldolgozásra, így csökkentik a késleltetést, a sávszélességet és sok időt takarítanak meg. A Cloudlets késleltetési és sávszélességi előnyei különösen fontosak az autók összefüggésében, hogy kiegészítsék a járművek közötti megközelítéseket, amelyeket a valós idejű ellenőrzés és a balesetek elkerülése érdekében vizsgálnak. A hibák során a felhőszolgáltatás proxyként szolgálhat a felhő számára, és elvégezheti kritikus szolgáltatásait. A hiba kijavítása után előfordulhat, hogy a felhőben kísérletileg elkövetett műveleteket át kell terjeszteni a felhőbe az egyeztetés érdekében. Ezeket is beleértve, a cloudlets használatának másik előnye az adatvédelem és a biztonság megőrzése. Miközben a felhőt feldolgozásra használjuk, biztonságos adatainknak mérföldekre kell eljutniuk a felhőszerverekre, ezért az adatok biztonsága kérdéses lesz. Ezért a cloudlets használatával az összes személyes adatot az eszközök szélén dolgozzák fel, és segítenek az adatok biztonságának és magánéletének megőrzésében.
a satyanarayanan által modellezett cloudlet architektúrában három fő jellemző van kiemelve:
Soft-state: az egyik legfontosabb tulajdonság. Miután a cloudlet telepítve van, teljesen önálló, és nem igényel semmilyen szakmai segítséget.
erőteljes és jól kapcsolódik az internethez: erőforrásokban gazdag számítógép vagy számítógépcsoport, amely jól kapcsolódik az internethez, és elérhető a közeli eszközök számára. Hasonlóképpen, a cloudlets hatékony és megbízható internetkapcsolattal rendelkezik, általában vezetékes kapcsolaton keresztül.
elérhető a közeli mobil eszközök számára: logikusan közel van az eszközökhöz, ez azt jelenti, hogy a helyi hálózat (LAN) bármely mobileszközének alacsony a késleltetése a felhőhöz, és nagy sávszélesség áll rendelkezésre az adatátvitelhez.
Satyanarayanan szerint a cloudlets közelsége nagy segítséget nyújtott a következő módokon:
nagyon érzékeny felhőszolgáltatások: a Cloudlet fizikai közelsége egy informatikai eszközhöz megkönnyíti az alacsony végpontok közötti késleltetés és a nagy sávszélesség elérését. Ez értékes az olyan alkalmazások számára, mint az AR és a virtuális valóság, amelyek a számítástechnikát a cloudletbe töltik.
méretezhetőség az edge analytics segítségével: A nagy sávszélességű IoT-érzékelők, például videokamerák nagy gyűjteményéből származó kumulatív behatolási sávszélesség-igény a felhőbe lényegesen alacsonyabb, ha a nyers adatokat cloudleteken elemzik. Csak a (sokkal kisebb) kinyert információkat és metaadatokat kell továbbítani a felhőbe.
Adatvédelmi Irányelvek érvényesítése: a cloudlet kikényszerítheti tulajdonosának adatvédelmi irányelveit Az adatok felhőbe történő kiadása előtt azáltal, hogy az IoT érzékelő adatainak infrastruktúrájában az első kapcsolattartó pontként szolgál
a felhőkimaradások maszkolása: Ha egy felhőszolgáltatás hálózati hiba, felhőhiba vagy szolgáltatásmegtagadási támadás miatt nem érhető el, a közeli felhőszolgáltatás tartalékszolgáltatása ideiglenesen elfedheti a hibát.
a kutatások szerint az Edge computing gyorsabb utat érhet el a sikerhez egy nyitott cloudlet ökoszisztéma létrehozásával. Tehát összességében mind az edge computing, mind a cloudlets zavaró technológiák ebben a felhőintenzív korszakban, amelyek energiagazdag csúcskategóriás számítástechnikát hoznak létre az informatikai eszközök egyetlen vezeték nélküli ugrásán belül, kifejezetten mobil eszközök, segítenek csökkenteni a késleltetést, sávszélesség és adatvédelemmel kapcsolatos kérdések, ezért utat mutat egy olyan korszakhoz, ahol nagy intenzív alkalmazások állnak előttünk.
M. Satyanarayanan, “az Élszámítás megjelenése”, a Computer, vol. 50, no. 1, pp.30-39, január. 2017.
Usman Shaukat, Ejaz Ahmed ,Zahid Anwar, Feng Xia, ” Cloudlet telepítés a helyi vezeték nélküli hálózatokban: Motiváció, architektúrák, alkalmazások és nyitott kihívások”, in Journal of Network and Computer Applications, 2015.December
IEEE innováció a munkahelyen. 2020. Valós felhasználási esetek az Edge Computing számára-IEEE innováció a munkahelyen. Elérhető itt:: <https://innovationatwork.ieee.org/real-life-edge-computing-use-cases/>
