В последнее время данные генерируются с беспрецедентной скоростью, и в результате традиционные модели облачных вычислений сталкиваются со значительными проблемами. Существует потребность в более быстрой обработке, уменьшении задержки и повышении конфиденциальности, и это привело к появлению революционной парадигмы, известной как граничные вычисления. Но что это такое и почему это важно? Давайте узнаем ниже!
Что такое пограничные вычисления?
Пограничные вычисления относятся к парадигме распределенных вычислений, которая приближает вычисления и хранение данных к месту, где они необходимы, обычно к краю сети или ближе к устройствам, генерирующим или потребляющим данные. При граничных вычислениях обработка и анализ данных происходят в источнике или рядом с ним, а не в централизованной облачной инфраструктуре.
Традиционно в модели облачных вычислений данные с различных устройств или датчиков отправляются в централизованный центр обработки данных или облачный сервер для обработки и анализа. Однако граничные вычисления направлены на преодоление ограничений облачных подходов, таких как задержка, ограничения пропускной способности и зависимость от стабильного сетевого подключения.
Перемещая вычисления ближе к краю сети, он обеспечивает обработку данных в реальном времени, более быстрое время отклика, сокращение сетевого трафика и повышение надежности. Это особенно полезно для приложений, требующих малой задержки, таких как устройства Интернета вещей (IoT), автономные транспортные средства, промышленная автоматизация, дополненная реальность и удаленный мониторинг.
В архитектуре пограничных вычислений пограничные устройства, такие как шлюзы, маршрутизаторы или пограничные серверы, развертываются рядом с источниками данных. Эти устройства выполняют локальную обработку, фильтрацию и анализ данных, сокращая объем данных, которые необходимо отправить в централизованную облачную инфраструктуру. Обработанные данные или соответствующие аналитические данные могут быть отправлены обратно на устройства или переданы в облако для дальнейшей обработки, хранения или долгосрочного анализа.
Пограничные вычисления имеют ряд преимуществ:
№1. Уменьшенная задержка
Обрабатывая данные локально на периферии, приложения реального времени могут сократить время отклика, сводя к минимуму задержки, вызванные передачей данных на удаленный облачный сервер.
№ 2. Оптимизация пропускной способности
Помимо уменьшения задержки, это также уменьшает объем данных, которые необходимо передать по сети, оптимизируя использование полосы пропускания и снижая затраты, связанные с передачей данных.
№3. Повышенная надежность
Пограничные устройства могут продолжать работать и обрабатывать данные даже в ситуациях, когда сетевое соединение ненадежно или временно прервано. Это повышает общую надежность и доступность системы.
№ 4. Повышенная конфиденциальность и безопасность данных
Поскольку конфиденциальные данные могут обрабатываться локально, пограничные вычисления уменьшают проблемы конфиденциальности и риски безопасности, связанные с передачей данных на внешние серверы.
№5. Масштабируемость
Он также может распределять вычислительную нагрузку между несколькими пограничными устройствами, обеспечивая масштабируемую и эффективную обработку больших объемов данных.
Почему граничные вычисления являются критически важной технологией, формирующей будущее вычислений?
Пограничные вычисления — это критически важная технология, формирующая будущее вычислений по нескольким причинам. Во-первых, он устраняет ограничения традиционных моделей облачных вычислений, которые часто борются с задержкой и скоростью обработки. Это приближает вычисления к источнику данных, а также сокращает время, необходимое для передачи данных между устройствами и удаленными центрами обработки данных. Это позволяет обрабатывать данные в режиме реального времени, анализировать и принимать решения, что необходимо для таких приложений, как автономные транспортные средства, промышленная автоматизация и системы мониторинга в реальном времени.
Во-вторых, это повышает конфиденциальность и безопасность данных. Поскольку конфиденциальная информация обрабатывается и хранится локально, снижается зависимость от передачи данных на удаленные серверы. Как правило, это сводит к минимуму риск утечки данных и несанкционированного доступа. Этот аспект особенно важен в таких отраслях, как здравоохранение, финансы и правительство, где конфиденциальность данных имеет первостепенное значение.
Что является примером граничных вычислений?
Примером граничных вычислений является использование умных домашних устройств. В традиционной настройке данные с этих устройств, таких как термостаты, камеры видеонаблюдения и голосовые помощники, будут отправляться на центральный сервер или в облако для обработки. Однако при граничных вычислениях обработка и анализ этих данных могут происходить локально на самих устройствах или на ближайших пограничных серверах.
Например, интеллектуальный термостат, оснащенный этой вычислительной способностью, может собирать данные о температуре и занятости с датчиков в доме и принимать решения в режиме реального времени о том, как регулировать температуру, не полагаясь на удаленный сервер. Это позволяет сократить время отклика, сократить задержки и повысить эффективность управления системами отопления и охлаждения в доме.
Другой пример — автономные автомобили. Беспилотные автомобили генерируют огромное количество данных с различных датчиков, включая лидар, камеры и радар. Обработка этих данных в режиме реального времени и принятие решений за доли секунды имеют решающее значение для безопасной эксплуатации автономных транспортных средств.
Это позволяет этим транспортным средствам выполнять локальную обработку и анализ данных датчиков, уменьшая зависимость от удаленного облачного сервера и обеспечивая быстрое время отклика для критически важных задач, таких как обнаружение объектов и предотвращение столкновений.
Каковы ключевые характеристики граничных вычислений?
Ключевые характеристики следующие:
№1. Близость
Это приближает вычислительные ресурсы и обработку данных к краю сети, к точке создания или потребления данных. Хорошая вещь в этом заключается в том, что близость уменьшает задержку и обеспечивает обработку в реальном времени или почти в реальном времени.
№ 2. Распределенная архитектура
Он включает в себя децентрализованную архитектуру, в которой возможности вычислений, хранения и аналитики распределяются между пограничными устройствами, пограничными серверами или туманными узлами. Это распределение повышает надежность, отказоустойчивость и масштабируемость.
№3. Локализованная обработка данных
Он делает упор на обработку и анализ данных локально на границе, а не на централизованный облачный сервер. Эта локализованная обработка снижает потребность в передаче данных, экономит полосу пропускания и снижает зависимость от постоянного подключения к Интернету.
№ 4. Обработка в режиме реального времени или почти в реальном времени
Он обеспечивает анализ и принятие решений в режиме реального или близкого к реальному времени. Это имеет решающее значение для приложений, требующих малой задержки, таких как автономные транспортные средства, промышленная автоматизация или системы удаленного мониторинга.
№ 5. Оптимизация пропускной способности
Он оптимизирует использование пропускной способности сети за счет фильтрации, суммирования или предварительной обработки данных на периферии перед их передачей в облако. Это уменьшает объем передаваемых данных, экономя полосу пропускания и снижая затраты.
№ 6. Повышенная безопасность и конфиденциальность
Это повышает безопасность и конфиденциальность, сохраняя конфиденциальные данные локально или в пределах определенной географической области. Вместо того, чтобы передавать данные в облако, где они могут быть подвержены потенциальным угрозам, он позволяет локально обрабатывать и хранить конфиденциальные данные.
№ 7. Автономные возможности
Это позволяет устройствам и приложениям работать в автономном режиме или с ограниченным подключением. Возможности локальной обработки и хранения позволяют устройствам продолжать работу, даже если подключение к Интернету прерывается или недоступно.
№8. Масштабируемость и гибкость
Он предлагает масштабируемость и гибкость, позволяя развертывать пограничные устройства или серверы в соответствии с конкретными требованиями. Дополнительные вычислительные ресурсы могут быть добавлены на периферии по мере необходимости, что позволяет быстро масштабировать инфраструктуру периферийных вычислений.
Какова основная цель граничных вычислений?
Основная цель граничных вычислений — приблизить вычислительные ресурсы и обработку данных к источнику генерации данных, а не полагаться исключительно на удаленные облачные серверы или центры обработки данных. Он направлен на устранение ограничений традиционных архитектур централизованных вычислений путем распределения вычислительных, складских и аналитических возможностей на границе сети, которая находится ближе к месту создания или потребления данных. Можно также сказать, что он существует для повышения эффективности, производительности и скорости отклика приложений и сервисов за счет децентрализации вычислений и приближения их к границе сети.
Какое другое слово для граничных вычислений?
Другое слово или термин, который часто используется взаимозаменяемо с «граничными вычислениями», — это «туманные вычисления».
Что такое технология граничных вычислений
Технология граничных вычислений относится к набору технологий и подходов, используемых для обеспечения граничных вычислений. Он включает в себя ряд аппаратных и программных компонентов, которые облегчают обработку, хранение и сетевые возможности на границе сети. Ниже приведены некоторые из его ключевых компонентов:
№1. Пограничные устройства
Это физические устройства, расположенные на границе сети, такие как датчики, шлюзы, маршрутизаторы, коммутаторы или пограничные серверы. Они собирают, обрабатывают и передают данные из различных источников.
№ 2. Пограничные серверы
Это вычислительные устройства, развернутые на границе сети для обеспечения вычислительной мощности, хранения и возможностей локальной обработки данных. Пограничные серверы могут располагаться в центрах обработки данных, локально или в распределенных местах.
№3. Пограничные операционные системы
Это специализированные операционные системы, предназначенные для работы на пограничных устройствах или пограничных серверах. Они оптимизированы для низкого энергопотребления, эффективного использования ресурсов и обработки в реальном времени. Примеры включают Ubuntu Core, Windows 10 IoT Core или VxWorks Wind River.
№ 4. Программное обеспечение для пограничной аналитики
Это программное обеспечение позволяет анализировать данные в режиме реального времени и принимать решения на периферии. Это могут быть алгоритмы машинного обучения, модели искусственного интеллекта или системы анализа данных. Программное обеспечение для периферийной аналитики позволяет выполнять локальную обработку и генерацию аналитических данных, не полагаясь на централизованный облачный сервер.
№ 5. Пограничная сеть
Это относится к сетевой инфраструктуре, которая соединяет пограничные устройства и серверы. Это могут быть такие технологии, как пограничные маршрутизаторы, пограничные коммутаторы или программно-определяемые сетевые решения (SDN). Пограничные сети обеспечивают эффективную передачу данных и связь между устройствами и облаком.
№ 6. Контейнеризация и виртуализация
Эти технологии позволяют инкапсулировать и изолировать программные приложения и сервисы, упрощая развертывание и управление периферийными вычислительными средами. Контейнеры и виртуальные машины можно развертывать на пограничных устройствах или серверах для запуска приложений и служб модульным и масштабируемым образом.
№ 7. Управление периферией и оркестрация
Эти инструменты и платформы помогают управлять и координировать развертывание, настройку, мониторинг и обслуживание инфраструктуры периферийных вычислений. Они обеспечивают централизованный контроль и видимость распределенных пограничных устройств и служб.
Какие существуют типы граничных вычислений?
Существует несколько типов или категорий граничных вычислений, которые можно классифицировать в зависимости от расположения и развертывания граничных ресурсов. Ниже приведены несколько примеров;
- Пограничные устройства
- Пограничные серверы
- Туманные вычисления
- Облачные вычисления
Как работают граничные вычисления
Граничные вычисления работают за счет децентрализации вычислительных ресурсов и обработки данных на границе сети, ближе к месту, где данные генерируются или потребляются. Ниже приведен обзор того, как это обычно работает:
№1. Генерация данных
Данные генерируются из различных источников, таких как датчики, устройства IoT или взаимодействия пользователей с периферийными устройствами, такими как смартфоны или интеллектуальные устройства. Эти данные могут включать показания датчиков, видеопотоки или вводимые пользователем данные.
№ 2. Сбор и фильтрация данных
Пограничные устройства или шлюзы собирают данные из источников и выполняют первоначальную фильтрацию или предварительную обработку, чтобы уменьшить объем данных, которые необходимо передать. Этот шаг помогает оптимизировать использование пропускной способности и уменьшить задержку.
№3. Локальная обработка данных
Пограничные устройства или пограничные серверы выполняют локальную обработку и анализ собранных данных. Это может включать запуск алгоритмов, применение моделей машинного обучения или выполнение определенных задач для извлечения информации, принятия решений или инициирования действий на основе данных.
№ 4. Принятие решений на грани
Это позволяет принимать решения в режиме реального или близкого к реальному времени на периферии. Обрабатывая данные локально, пограничные устройства могут быстро реагировать на события или условия, не полагаясь на удаленный облачный сервер. Это особенно важно для чувствительных ко времени приложений, таких как автономные транспортные средства или промышленная автоматизация.
№ 5. Передача данных
После локальной обработки и принятия решений граничные вычислительные системы передают соответствующие или обобщенные данные в облако или другие централизованные системы. Это может включать отправку обработанных данных, предупреждений или агрегированных результатов для дальнейшего анализа, хранения или долгосрочной обработки.
№ 6. Облачная интеграция
Пограничные вычисления часто включают интеграцию с облачными системами или службами. Облачные платформы можно использовать для долгосрочного хранения, расширенной аналитики, обучения машинному обучению или предоставления дополнительных вычислительных ресурсов при необходимости. Пограничные устройства могут использовать облачные ресурсы для задач, требующих большой вычислительной мощности или анализа исторических данных.
№ 7. Менеджмент и оркестровка
Инфраструктура пограничных вычислений требует управления и координации для обеспечения надлежащего развертывания, настройки, мониторинга и обслуживания пограничных устройств, пограничных серверов и связанных программных компонентов. Это может включать платформы централизованного управления или инструменты, обеспечивающие контроль, прозрачность и автоматизацию развертывания.
Что такое граничные вычисления Accenture
Пограничные вычисления относятся к практике обработки данных вблизи источника или «периферии», где они генерируются, а не отправляются в централизованное облако или центр обработки данных. Accenture — глобальная компания, предоставляющая профессиональные услуги, предоставляющая широкий спектр консалтинговых, технологических и аутсорсинговых услуг. Они работают с организациями, чтобы помочь им использовать технологии и стратегии граничных вычислений для улучшения своей деятельности, расширения цифровых возможностей и внедрения инноваций.
Accenture признает потенциал периферийных вычислений в обеспечении обработки данных в реальном времени, сокращении задержек, повышении эффективности сети и реализации новых вариантов использования в различных отраслях. Они предлагают услуги, связанные с периферийными вычислениями, включая разработку стратегии, проектирование архитектуры, внедрение и интеграцию. Accenture помогает клиентам оценить их требования к периферийным вычислениям, определить подходящую периферийную инфраструктуру, оптимизировать сетевое подключение и разработать приложения с поддержкой периферийных устройств.
Используя периферийные вычисления, организации могут расширить свои возможности по сбору, обработке и анализу данных ближе к точке происхождения, что позволяет быстрее получать информацию и реагировать. Это особенно ценно в сценариях, где решающее значение имеет принятие решений в режиме реального времени, таких как автономные транспортные средства, умные города, промышленный Интернет вещей, мониторинг здравоохранения и удаленное управление активами.
Опыт Accenture в области граничных вычислений позволяет им поддерживать клиентов в эффективном внедрении этой технологии, используя ее потенциал для цифровой трансформации, повышения операционной эффективности и создания новых возможностей для бизнеса.
Граничные вычисления против облачных вычислений
Граничные вычисления и облачные вычисления — это две разные парадигмы в области вычислений, каждая из которых служит разным целям и отвечает конкретным требованиям. Ниже приведены ключевые различия между граничными вычислениями и облачными вычислениями:
№1. Близость к данным и обработке
В граничных вычислениях обработка данных происходит ближе к источнику или «краю» того места, где они генерируются, обычно на устройствах или датчиках или рядом с ними. Эта близость обеспечивает обработку в режиме реального времени, уменьшает задержку и сводит к минимуму необходимость передачи данных в централизованные центры обработки данных. Напротив, облачные вычисления включают обработку и хранение данных в удаленных центрах обработки данных, которые часто географически удалены от устройств, генерирующих данные.
№ 2. Объем данных и пропускная способность
Он подходит для сценариев, когда генерируются большие объемы данных, но нецелесообразно или неэффективно передавать их все в облако из-за ограниченной полосы пропускания или соображений стоимости. Вместо этого он фильтрует и обрабатывает данные локально, передавая в облако только релевантную информацию или сводные данные. Облачные вычисления, с другой стороны, хорошо подходят для приложений, требующих большой емкости хранения и обширных возможностей обработки данных.
№3. Задержка и обработка в реальном времени
Пограничные вычисления направлены на минимизацию задержки за счет локальной обработки данных, что позволяет анализировать и принимать решения в реальном или близком к реальному времени. Это имеет решающее значение для чувствительных ко времени приложений, таких как автономные транспортные средства, промышленная автоматизация и мониторинг здравоохранения. В облачных вычислениях данные должны передаваться в удаленные центры обработки данных, что приводит к задержке, что делает их менее подходящими для приложений, требующих немедленной обработки.
№ 4. Масштабируемость и доступность ресурсов
Облачные вычисления предлагают практически неограниченную масштабируемость и вычислительные ресурсы. Организации могут легко увеличивать или уменьшать свои вычислительные мощности в зависимости от спроса, оплачивая ресурсы по мере необходимости. В граничных вычислениях доступные вычислительные ресурсы ограничены самими граничными устройствами или локализованной инфраструктурой, которая может иметь ограничения с точки зрения вычислительной мощности, хранилища и пропускной способности сети.
№ 5. Сетевая зависимость
Облачные вычисления в значительной степени зависят от сетевого подключения для передачи данных в удаленные центры обработки данных и из них. В граничных вычислениях зависимость от сети снижается, поскольку обработка данных происходит локально. Это может быть выгодно в сценариях, где сетевое подключение является прерывистым, ненадежным или дорогостоящим.
№ 6. Конфиденциальность и безопасность данных
Пограничные вычисления могут повысить конфиденциальность и безопасность данных, сохраняя конфиденциальные данные локально, снижая риск несанкционированного доступа или утечки данных во время передачи в облако. Облачные вычисления, с другой стороны, требуют тщательного рассмотрения мер безопасности данных, поскольку данные хранятся и обрабатываются в удаленных центрах обработки данных, управляемых поставщиками облачных услуг.
Является ли Tesla периферийным вычислением?
Не совсем. Tesla, компания по производству электромобилей и энергии, использует граничные вычисления в своих автомобилях, но в первую очередь не считается компанией граничных вычислений. Граничные вычисления играют роль в автомобилях Tesla, обеспечивая обработку данных и принятие решений в реальном времени, но основной бизнес Tesla связан с электромобилями, возобновляемыми источниками энергии и связанными с ними технологиями.
Edge Computing — это аппаратное или программное обеспечение?
Пограничные вычисления охватывают как аппаратные, так и программные компоненты. Это относится к парадигме распределенных вычислений, которая сочетает в себе аппаратную инфраструктуру и программные приложения для обеспечения обработки и анализа данных на периферийных устройствах или датчиках или рядом с ними.
- ОБЛАЧНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ: определение, типы, плюсы, минусы и PDF (подробное руководство на 2023 г.)
- ТОП-ПОСТАВЩИКИ ОБЛАЧНЫХ УСЛУГ В 2023 ГОДУ: Полное руководство
- Важность скорости интернета для онлайн-игр
- ОБЛАЧНЫЙ ИНЖЕНЕР: определение, обязанности, работа, зарплата и как им стать
- ГОЛОСОВЫЕ ПОМОЩНИКИ: все, что нужно знать о голосовых помощниках
- Gпрограммное обеспечение для отслеживания PS
Рекомендации
