Нужно начать думать о 5g и крайних облачных вычислениях

Во время недавнего посещения завода Mercedes-Benz в Штутгарте, Германия, я познакомился с высокосвязанным оборудованием, используемым сегодня для сборки автомобилей. Каждая машина - от роботов-сварщиков до отверток с подключением по Wi-Fi - отслеживала каждый этап производства на каждой части каждого автомобиля. Когда автомобиль сделан, каждая часть отслеживается, как и каждый сотрудник, который работал над созданием автомобиля.

Это делает впечатляющий тур по заводу, но за кулисами получается огромное количество данных, хранящихся для каждого автомобиля на каждом этапе его жизни, даже после того, как он покидает завод. Хотя Daimler Benz не хотел делиться со мной деталями своей вычислительной среды, было ясно, что огромный объем данных и низкая задержка, необходимые для производства, не могут работать в архитектуре, основанной на одноядерной системе данных, имеется в виду сеть, предназначенная для передачи всех этих данных назад и вперед между конечными точками и ресурсом одного основного сервера, особенно с учетом глобального характера производства компании. Скорость, с которой эти данные должны были бы перемещаться, является непомерно высокой, и время ответа между запросом и ответом, вашим базовым определением задержки, также было бы невозможно.

Завод Mercedes-Benz в Штутгарте, Германия

И производство - не единственная отрасль, которая выходит за рамки традиционного проектирования сетей. Интернет вещей (IoT) и мобильные вычисления также движутся достаточно быстро, что вскоре они кардинально изменят сети, к которым вы привыкли видеть. Эти тенденции требуют огромной и все еще растущей пропускной способности от современных сетей - пропускной способности, с которой наша традиционная сетевая инфраструктура все больше не может справиться и, конечно, не сможет поддерживать в долгосрочной перспективе.

IoT растет настолько быстро, что уже сталкивается с физическими ограничениями сети. Датчики в промышленном оборудовании предоставляют не только объемы данных, но также и необходимость анализировать эти данные в режиме реального времени, что не только требует наличия полосы пропускания, но также требует серьезного обновления с приемлемой задержкой. И это только один аспект IoT. Рынок потребительских товаров растет IoT даже быстрее, чем промышленный сектор, с такими тенденциями, как устройства для умного дома и сервисы, которые отслеживают и реагируют на них, развлекательные и потоковые сервисы по требованию и, конечно же, огромные и вечные услуги. растущий мобильный сайт, приложения и сфера услуг.

И прямо за углом - новые тенденции, такие как виртуальная реальность (VR) и работа с дополненной реальностью (AR), а также сервисы информационно-развлекательной и автономной транспортировки, которые обещают добавить огромное количество потоков данных в реальном времени в Интернет, который уже становится напряженным по швам. И что еще хуже, все эти новые приложения не только хотят, чтобы больше данных соответствовало ограниченным каналам, они хотят, чтобы все они анализировались намного быстрее - думайте в реальном времени.

5G Wireless добавляет сложностей

Хотя восприятие заключается в том, что беспроводная связь 5G является серебряной пулей для решения этих проблем, в действительности это означает большую сложность. Помимо прочего, 5G обеспечит значительно более высокую скорость и, следовательно, большую общую пропускную способность, что отлично подходит для беспроводных устройств. Но мобильные сети не существуют сами по себе. Новая сеть 5G и устройства, которые ее используют, будут нуждаться в сети, которая поддерживает их на внутреннем сервере, чтобы данные, которые им нужны, и необходимые им вычислительные услуги были доступны с минимальной задержкой. Это требование низкой задержки будет более настойчивым, чем когда-либо, поскольку таким службам, как транспортные средства с самостоятельным вождением, потребуется почти мгновенно передавать данные, чтобы выполнять свою работу.

Задержка может рассматриваться как задержка в сети, но на самом деле она вызвана несколькими факторами, основным из которых является скорость света в стекловолокне. Чем больше расстояние, которое должен пройти пакет данных в сети, тем больше времени потребуется, чтобы добраться до пункта назначения. Несмотря на то, что она все еще измеряется в крошечных долях секунды, эти доли складываются по мере того, как включаются другие факторы. Например, скорость работы сетевого оборудования, такого как маршрутизаторы и коммутаторы, увеличивает общую задержку и даже варьируется не только в зависимости от поставщика. но также с помощью различных чипсетов маршрутизации или переключения Так же, как и время, которое требуется серверу и любому приложению или базе данных, чтобы найти нужную информацию и отправить ее вам. По мере того как сеть становится более загруженной, а сетевая инфраструктура становится менее способной справляться с трафиком, задержка увеличивается. Это особенно верно для серверов, поскольку они становятся перегруженными.

Поскольку для связи с централизованным хранилищем данных и хранилищем данных требуется время, единственный способ сэкономить время (т. Е. Уменьшить задержку) - это избегать использования этого централизованного хранилища, что означает перемещение больших кусков вычислительной мощности вашей сети на край сети. Результатом является то, что называется «граничными вычислениями», с архитектурами, называемыми «граничными облачными вычислениями», которые, в свою очередь, используют вещи, называемые «облачными вычислениями» или «туманными» вычислениями. Ключевым драйвером являются мобильные вычисления, которые обязательно используют данные на грани.

Край сети - это та часть, которая ближе к конечному пользователю. Перемещая данные на край сети, вы сокращаете задержки двумя способами. Во-первых, вы уменьшаете расстояние между пользователем данных и местом, где они хранятся (хранилище); это сокращает время, необходимое для перемещения данных вперед и назад. Во-вторых, сохраняя только необходимые данные рядом с пользователем, вы также сокращаете объем данных, которые должен обрабатывать сервер, что также ускоряет процесс.

Что такое Mobile Edge Computing?

Мобильные граничные вычисления (MEC) - это граничные вычисления, которые поддерживают мобильные устройства обычно через беспроводную связь. Хотя он только начинает становиться важной частью предприятия, в ближайшем будущем он резко изменится по мере увеличения пропускной способности мобильной связи и увеличения спроса на данные. MEC использует беспроводную инфраструктуру и хранилища данных, которые расположены близко к беспроводной инфраструктуре, чтобы поддерживать низкую задержку. Для корпоративных ИТ-специалистов или даже для тех, кто администрирует сети среднего бизнеса, это может означать множество изменений в ближайшем будущем не только в их беспроводной инфраструктуре, но и во внутреннем сетевом оборудовании, гибридных облачных сервисах, внутренних характеристиках разработки приложений и конечно защита данных и безопасность.

MEC уже является важным компонентом сетей, поддерживающих такие разные отрасли, как здравоохранение и производство, и, безусловно, будет иметь решающее значение для новых тенденций, таких как автономные транспортные средства. Граница мобильной сети должна поддерживать чрезвычайно низкую задержку из-за времени принятия решений, требуемого для мобильных устройств; автономный автомобиль не может позволить себе долго ждать данных во время движения. Другие приложения, такие как приложения AR, чрезвычайно чувствительны к задержке, потому что задержка в предоставлении данных приложению может сделать его бесполезным, если пользователь уже перешел.

Отсутствие широко распространенных вычислительных ресурсов уже является ограничивающим фактором при разработке автономных транспортных средств, поскольку каждый автомобиль должен нести в багажнике то, что фактически является суперкомпьютером - в комплекте с требованиями к мощности и охлаждению суперкомпьютера. Это может работать, когда таких транспортных средств относительно немного, и все они находятся в стадии разработки, но не будут работать для широкого развертывания.

Но традиционные сети также не будут работать для автономных транспортных средств, потому что задержка такой сети слишком высока для транспортных средств, чтобы эффективно работать. То же самое верно для широко распространенного AR на мобильных устройствах или искусственного интеллекта (AI). Все должны быть близки к своим данным, чтобы это было полезно.

Промышленные пользователи имеют аналогичную проблему. По мере того как все, начиная от производственного оборудования и заканчивая инвентарным оборудованием, становится более автоматизированным, требования к сети возрастают. Как и автономные автомобили, им нужно иметь мгновенный доступ к своим данным.

Edge Clouds, 5G и IT

По всем этим причинам периферийные вычисления окажут значительное влияние на многие ИТ-отделы, хотя и не на все. В ситуациях, когда задержка является проблемой, то есть когда необходим быстрый доступ к данным, вы можете обнаружить, что ваш облачный провайдер не может удовлетворить ваши потребности. Проблема заключается в том, что эта потребность в более быстром и быстром доступе к данным быстро становится все более распространенной, даже в процессах, которые ранее не беспокоились о задержке. К счастью, вы также можете обнаружить, что есть облачные провайдеры, которые могут обрабатывать облака на границе (это «облачность» или «туман»), которые будут отвечать вашим потребностям. Вы также можете обнаружить, что ваш провайдер беспроводной связи, который будет обеспечивать вашу связь 5G, также будет обрабатывать ваше хранилище данных, чтобы он оставался как можно ближе к границе сети.

Это не может быть серьезным изменением в одном смысле, потому что вы все еще имеете дело с облачным провайдером. Но это также может означать, что вам придется более активно участвовать в мониторинге производительности, чтобы знать, достигли ли вы своих целей по производительности на грани. И, поскольку многие приложения фактически перестанут функционировать, если не будут достигнуты задержки, это означает, что вам, вероятно, придется изменить свое соглашение об уровне обслуживания (SLA) и тактику исправления, когда неизбежно возникнут проблемы. Чтобы помочь, вот несколько вещей для размышления:

• Какие-либо из ваших приложений чувствительны к задержке? То есть вы используете хранилище данных, в котором требуется какой-то ответ в реальном времени? И если сейчас он не чувствителен к задержкам, показывают ли тенденции в ИТ в вашей отрасли, что это изменится в ближайшем будущем? Если ответ на любой из этих вопросов «да», тогда начните исследовать, как улучшить задержку в вашей внутренней сетевой инфраструктуре, а также через всех ваших поставщиков облачных услуг.
• Ожидаете ли вы увеличения количества мобильных или удаленных операций, так как 5G обеспечивает лучшую связь? Принесет ли 5G изменения в устройствах или приложениях, используемых вашим бизнесом? Если это так, то планирование длительного цикла тестирования и исправления будет иметь решающее значение.
• Будет ли ваша существующая корпоративная сеть соответствовать требованиям к производительности, поскольку вычислительные мощности выходят на передний план? Короткий ответ здесь почти всегда «нет», но дьявол кроется в деталях. Оставаясь в курсе новых тенденций в приложениях в своем бизнес-секторе, вы сможете точно определить не только то, насколько современные вычисления и 5G будут представлять ваш бизнес, но, вероятно, каким образом. Как только вы это узнаете, начните исследовать, что потребуется, чтобы привести вашу сеть в это новое оптимальное состояние, и скорректируйте свои планы в будущем.

Вы можете обнаружить, что в дополнение к подготовке ваших данных, находящихся на границе сети, необходимо обновить вашу сеть между границей и ядром. В конце концов, все эти данные должны быть перемещены в место, где возможен анализ, и во многих случаях это потребует некоторого тяжелого подъема.

Как вы можете подозревать, этот процесс не является новым и, в этом отношении, также не является граничным вычислением. Новым является то, что он быстро становится все более распространенным и гораздо более широко используемым. Новым является также концепция пограничных облаков и мобильных периферийных вычислений в сочетании с требованиями беспроводных сетей и мобильных устройств 5G. Опять же, это повлияет на все, от вашей инфраструктуры до вашего приложения и стека безопасности. Край больше не на горизонте, он прямо перед вами. Планируйте соответственно.