Как iot приближает миллиарды устройств к краю

Коммунальные компании собирают данные со счетчиков электроэнергии, интеллектуальные дорожные дороги отслеживают погодные условия, а интеллектуальные приборы для кухни и ванной создают индивидуальные условия для домовладельцев. Все это примеры современных вычислений в сочетании с Интернетом вещей (IoT), позволяющим людям быстрее получать информацию о преимуществах. Краевые вычисления - это архитектура, в которой данные обрабатываются ближе к месту их происхождения.

По прогнозам Gartner Research, к 2020 году во всем мире будет использоваться 20, 4 миллиарда связанных вещей. Между тем IDC прогнозирует, что к 2025 году "глобальная база данных" увеличится в 10 раз до 163 зетабайт (ZB).

«Пограничные вычисления перемещают вычисления настолько близко, насколько это возможно и необходимо к физическому миру, чтобы удовлетворить определенные требования к производительности, элементам безопасности или факторам затрат», - пояснил Джейсон Шеферд, технический директор IoT в Dell Technologies. Компания является одной из ряда компаний, предлагающих пограничные шлюзы IoT, которые объединяют аналитику на периферии от датчиков. В периферийных вычислениях устройства и датчики отправляют данные на локальный шлюз, а не передают все данные обратно в облако.

Связь между Edge и IoT

IoT включает в себя миллиарды датчиков и устройств, которые собирают данные на периферии, чтобы помочь компаниям получить представление и принять бизнес-решения. Эти решения могут включать в себя, следует ли изменить температуру в помещении или отключить воду в поле. Невозможно взять все данные с края и перенести их прямо в облако. Поэтому вам нужно использовать процесс агрегации для организации данных в «меньшие числа», пояснил доктор философии Дж. Крейг Лоури, директор по исследованиям в группе поставщиков технологий и услуг Gartner.

Пограничные вычисления дают возможность уменьшить задержки при выполнении аналитики в облаке. Но после того, как данные собраны локально, они становятся общедоступными. «По большей части, граничные вычисления будут состоять из локальных вычислений, которые работают с публичным облаком гибридным способом», - сказал Лоури.

По словам Шеперда, это может быть стойка серверов с надежным оборудованием, сарай для вышек сотовой связи, центр обработки данных на производственном предприятии или офис в кабельной компании.

Для электрической компании этот процесс влечет за собой телеметрию, идущую по проводам в подсобное помещение. Затем данные отправляются в общедоступное облако, где выполняется анализ данных. Эти данные позволяют электрическим компаниям отслеживать потребление электроэнергии и получать более широкие тенденции относительно потребления электроэнергии. Вы также можете использовать новейшие данные на рынках цифровых вывесок, энергии, промышленной автоматизации и транспорта.

The Edge снижает задержку, увеличивает пропускную способность

По словам Шеперда, выполнение анализа данных ближе к краю обеспечивает большую безопасность, меньшую задержку и большую пропускную способность. Задержка может пострадать, когда периферийному устройству требуется много времени для отправки данных в сеть, а затем в центр обработки данных при выполнении анализа данных в облаке. Пограничные вычисления позволяют не только ускорить анализ данных, но и уменьшить сетевой трафик. Вот три примера реализации пограничной платформы IoT:

1) Microsoft Azure IoT Edge. В апреле 2018 года Microsoft объявила, что вложит 5 миллиардов долларов в технологию IoT. В рамках этих инвестиций компания предлагает Microsoft Azure IoT Edge, платформу, которая передает облачную аналитику и бизнес-логику на устройства. Платформа включает в себя три компонента: контейнеры, называемые «IoT Edge» - модули, которые компании могут развертывать на пограничных устройствах и подключать к архитектуре общедоступного облака Microsoft Azure, сторонним приложениям или собственному коду; среда выполнения IoT Edge, которая работает на пограничных устройствах IoT и управляет модулями, обнаруженными на пограничных устройствах IoT; облачный пользовательский интерфейс (UI), который позволяет компаниям осуществлять удаленный мониторинг и управление данными с периферийных устройств IoT.

Изображение использовано с разрешения Microsoft.

Microsoft Azure IoT Edge - это «хороший пример периферийных вычислений общего назначения, поскольку на самом деле это не частное облако», сказал Лоури. «Это похоже на общедоступный Azure, который оживает в вашем центре обработки данных. Это расширение этой службы в вашем центре обработки данных, работающее на оборудовании, которое находится в ваших собственных помещениях. Вы можете владеть им или не иметь его. Существует множество способов доставлены из разных служб."

По словам Лоури, IoT - это хороший пример использования стека Azure, расширения Azure, которое позволяет компаниям запускать гибридные приложения на местах, поскольку клиенты приобретают его как услугу, а не развертывают его.

Изображение использовано с разрешения Microsoft.

2) Dell Edge Gateway для IoT: концентратор для проводных и беспроводных систем, Dell Edge Gateway для IoT объединяет данные и отправляет их в облако. Dell Edge Gateway для IoT обладает повышенной прочностью, чтобы выдерживать суровые условия на заводе или на нефтяной вышке.

По словам Шеперда, поскольку миллионы устройств собирают данные в полевых условиях, требуется шлюз для обработки всех этих данных. «Интересная вещь с IoT заключается в том, что он полностью переворачивает его, и теперь у меня есть миллионы устройств, которые хотят подключиться к одному серверу», - сказал Шепард. «Так вот почему вам нужно уделять больше внимания вычислениям, даже ближе к этим устройствам».

3) EdgeX Foundry: хостинг The Linux Foundation, EdgeX Foundry - это проект с открытым исходным кодом, предназначенный для обеспечения взаимодействия с помощью пограничных решений IoT. По словам Шеперда, EdgeX Foundry смоделирована по образцу Cloud Foundry, платформы для облачных приложений с открытым исходным кодом, и расширяет тот же формат. По словам Шеперда, это фреймворк, объединяющий тысячи протоколов, с облаком сверху и любым другим устройством снизу. EdgeX Foundry обеспечивает гибкость для создания решений на грани.

В EdgeX Foundry участвуют более 70 компаний, в том числе AMD, Dell EMC, Samsung, Zephyr и VMware. Но EdgeX Foundry - это «независимый от производителя проект с открытым исходным кодом, который помог начать работу, отделяющий преимущества от облака и приложений от базовой инфраструктуры», - сказал Шепард. «У вас есть открытые рамки для базовых вычислений».

Dell предоставила свою базу исходного кода FUSE под Apache 2.0 для EdgeX Foundry. Он также предоставил как минимум 12 микросервисов и более 125 000 строк кода.

Изображение использовано с разрешения EdgeX Foundry.

5G, ИИ, чтобы сформировать будущее Edge, IoT

Искусственный интеллект (ИИ) будет ключевым фактором в IoT и периферийных вычислениях. Продвинутый AI сможет работать на устройствах, расположенных близко к краю, что позволяет проводить аналитику, отмечает Сэм Джордж, директор-партнер по Azure IoT в Microsoft, в своем блоге. У Microsoft есть инициатива под названием Project Brainwave, в которой используются программируемые пользователем вентильные массивы (FPGA) для выполнения расчетов AI.

Другим ключевым драйвером периферийных вычислений будет 5G, отметил Дэвид Мэйо, старший вице-президент и руководитель бизнеса 5G & IoT в T-Mobile, которая недавно запустила первую общенациональную узкополосную сеть IoT.

«С помощью современных вычислений вы можете распределять эти возможности обработки ближе к пользователю, и у вас есть уменьшенные или сжатые задержки, которые обеспечит сеть 5G», - сказал Майо. Он видит сети 5G, питающие датчики в автономных автомобилях, и множество датчиков на нефте- и газоперерабатывающих заводах.

По словам Мейо, благодаря всем точкам данных, которые можно собирать в режиме реального времени, периферийные вычисления окажут благотворное влияние на потребителей. «Со временем потребность в вычислениях станет еще ближе к пользователю, будь то бизнес или потребитель, будет расти», - сказал он. «Независимо от того, является ли это дополненной реальностью или виртуальной реальностью, чем ближе вычислительные возможности существуют и находятся на грани, тем лучше будет качество обслуживания клиентов».