Кіріспе

Таратылған есептеу парадигмасы Edge есептеу - есептеу мен деректерді сақтауды дерек көздеріне жақындататын таратқан есептеу моделі. Бұл көбінесе қосымшаларды жылдамдатып жібереді. Кеңінен алғанда, бұл есептеуді пайдаланушыға физикалық тұрғыдан жақындататын кез келген дизайнды білдіреді, осылайша бір деректер орталығында орындалатын қосымшаға қарағанда кідіріс уақытын азайту үшін. Бұл термин 1990-шы жылдары контент жеткізу желілерін сипаттау үшін қолданыла бастады. Олар веб-сайттар мен бейне мазмұнын пайдаланушыларға жақын орналасқан серверлерден жеткізу үшін пайдаланылды. 2000-жылдардың басында бұл жүйелер өз аясын басқа қосымшаларды орналастыруға кеңейтті, бұл ертедегі шеттік есептеу қызметтеріне әкелді. Бұл қызметтер дилерлерді табу, сатып алу арбаларын басқару, нақты уақыт деректерін жинау және жарнамаларды орналастыру сияқты қызметтерді атқара алады. Интернетке қосылған құрылғылар жиі шеттік есептеумен байланысты. Алайда, Edge Computing пен IoT бір нәрсе емес екенін түсіну маңызды.

Анықтама

Шекаралық есептеулер сұранысқа жақын жерде жылдам жауап беретін компьютерлік бағдарламаларды іске қосуды қамтиды. Кәрим Араби IEEE DAC 2014 негізгі баяндамасы кезінде және кейін 2015 жылы MIT MTL Семинарында Edge Computing деп сипаттады бұлттан тыс жерде, желі шетінде, әсіресе деректерді дереу өңдеуді қажет ететін қосымшалар үшін. Деректер орталықтарынан айырмашылығы, шеткі есептеу орталары әрқашан климатты бақылай бермейді, бірақ олар маңызды өңдеу қуатын қажет етеді. Шекаралық есептеулер көбінесе тұманды есептеулермен теңестіріледі, әсіресе кішігірім орнатуларда. Алайда, ақылды қалалар сияқты үлкенде орналасуларда тұманды есептеу шетімен және бұлтты есептеудің арасындағы бөлек қабат ретінде қызмет етеді, әр қабаттың өз жауапкершілігі бар. "The State of the Edge" баяндамасында Edge есептеулер соңғы пайдаланушыларға жақын орналасқан серверлерге бағытталған деп түсіндіріледі. ETSI MEC ISG стандарттар комитетінің төрағасы Алекс Резник "шекараны" дәстүрлі деректер орталығы емес нәрсе ретінде анықтайды. Бұлтты ойындарда "gamelets" деп аталатын шеткі түйіндер, әдетте, клиенттен бір немесе екі желілік секіруде болады, бұл нақты уақыттағы ойындарға жылдам жауап беруді қамтамасыз етеді. Edge-компьютерлер әртүрлі қосымшаларды Edge-серверлерде орналастыруды және басқаруды жеңілдету үшін виртуализациялық технологияны қолдана алады.

Тұжырымдама

Әлемдегі мәліметтер көлемі 61 пайызға өсіп, 2025 жылға қарай 175 зеттабайтқа жетеді деп күтілуде. Gartner зерттеу компаниясының мәліметтері бойынша, кәсіпорындардың 10 пайызы орталықтандырылған деректер орталығынан немесе бұлттан тыс жерде құрылады және өңделеді. 2025 жылға қарай бұл көрсеткіш 75 пайызға жетеді деп болжайды. Желідегі IoT құрылғыларының көбеюі деректердің үлкен көлемін өндіреді. Бұл деректердің бәрін бұлтты деректер орталықтарында сақтау және пайдалану желілік жолақты талаптарды шектеуге итермелейді. Желілік технологияның жақсаруына қарамастан, деректер орталықтары қабылдау жылдамдықтары мен жауап беру уақытын кепілдендіре алмайды, бұл көбінесе көптеген қосымшалар үшін маңызды талап болып табылады. Сонымен қатар, шеткі құрылғылар үнемі бұлттан келетін деректерді тұтынады, бұл компанияларды деректерді сақтауды және қызмет көрсетуді орталықсыздандыруға мәжбүр етеді, соңғы пайдаланушыға физикалық жақындықты пайдаланады. Сол сияқты, шеттік есептеудің мақсаты есептеуді дерек орталықтарынан желі шеттеріне көшіру, ақылды объектілерді, ұялы телефондарды немесе желілік шлюздерді пайдаланып, тапсырмаларды орындау және бұлт атынан қызметтер көрсету. Қызметтерді шетке көшіру арқылы мазмұнды кэштеу, қызмет көрсету, тұрақты деректерді сақтау және IoT басқаруды қамтамасыз ету мүмкін болады, нәтижесінде жауап беру уақыты мен беру жылдамдығы жақсарады. Сонымен қатар, логиканы әртүрлі желі түйіндеріне тарату жаңа мәселелер мен қиындықтарды тудырады.

Құпиялылық және қауіпсіздік

Бұл парадигманың үлестірілген табиғаты бұлт есептеуде қолданылатын қауіпсіздік схемаларының ауысуын енгізеді. Шекаралық есептеуде деректер Интернет арқылы қосылған әртүрлі бөлінген түйіндер арасында жүріп, бұлтқа тәуелсіз арнайы шифрлау механизмдерін қажет етеді. Шекаралық тораптар ресурстармен шектелген құрылғылар болуы мүмкін, бұл қауіпсіздік әдістері тұрғысынан таңдауды шектейді. Сонымен қатар, орталықтандырылған жоғарыдан төменге қарай инфрақұрылымнан орталықтандырылған сенім моделіне көшу қажет. Екінші жағынан, деректерді шетте сақтау және өңдеу арқылы құпиялылықты арттыру мүмкін, бұлтқа конфиденциалдық ақпаратты беруді азайту арқылы. Сонымен қатар, жиналған деректердің меншік құқығы қызмет көрсетушілерден соңғы пайдаланушыларға ауысады.

Өлшегіштігі

Таратылған желідегі масштабтауға әр түрлі мәселелер болуы керек. Біріншіден, бұл құрылғылардың әртүрлілігі, әртүрлі өнімділігі мен энергия шектеулері, жоғары динамикалық жағдайы және бұлт дерек орталықтарының мықты инфрақұрылымымен салыстырғанда қосылымдардың сенімділігі ескерілуі керек. Сонымен қатар, қауіпсіздік талаптары түйіндер арасындағы қарым-қатынаста қосымша кідіріс енгізуі мүмкін, бұл масштабтау процесін баяулатады.

Сенімділік

Қызметті өмірде сақтау үшін ақаулықтарды басқару өте маңызды. Егер бір тораптың жұмысы тоқтап, оған қол жеткізу мүмкін болмаса, пайдаланушылар үзіліссіз қызмет көрсетуді жалғастыра алады. Сонымен қатар, шеттік есептеу жүйелері ақаудан қалпына келтіру үшін әрекеттерді қамтамасыз етуі және пайдаланушыны оқиға туралы хабардар етуі керек. Осы мақсатта әрбір құрылғы бүкіл бөлінген жүйенің желілік топологиясын сақтауы керек, сондықтан қателерді анықтау және қалпына келтіру оңай қолданылады. Бұл аспектіге әсер етуі мүмкін басқа факторлар - сенімділіктің әртүрлі деңгейін қамтамасыз ететін қолданылатын байланыс технологиялары және қоршаған ортаның ерекше жағдайларына байланысты сенімді емес болуы мүмкін шетте шығарылатын деректердің дәлдігі. денсаулыққа немесе адам / қоғамдық қауіпсіздікке қатысты немесе адамның танып-білуіне қатысты, мысалы, бет-әлпетті тану, оны орындау үшін адамға 370 620 мс аралығында уақыт қажет. Edge есептеу адаммен бірдей қабылдау жылдамдығын еліктеуге қабілетті болуы мүмкін, бұл кеңейтілген шындық сияқты қосымшаларда пайдалы, онда наушник адам кім екенін киген адаммен бір уақытта тануы керек.

Тиімділік

Талдау ресурстарының соңғы пайдаланушыларға жақын болуына байланысты күрделі талдау құралдары мен Жасанды интеллект құралдары жүйенің шетінде жұмыс істей алады. Бұл шеткі орналасу операциялық тиімділікті арттыруға көмектеседі және жүйеге көптеген артықшылықтар әкеледі. Сонымен қатар, клиенттік құрылғылар мен кең Интернеттің арасындағы аралық кезең ретінде шеттік есептеуді пайдалану тиімділікті үнемдеуге әкеледі, оны келесі мысалда көрсетуге болады: Клиент құрылғысы сыртқы серверлерде орындалатын бейне файлдарын есептеуді қажет етеді. Бұл есептеулерді орындау үшін жергілікті шеттік желіде орналасқан серверлерді пайдалану арқылы бейне файлдарды тек жергілікті желіде жіберу қажет. Интернет арқылы хабар таратуды болдырмау жолақтықты үнемдеуге мүмкіндік береді, сондықтан тиімділікті арттырады. Кейбір зерттеулер көрсеткендей, ресурстарға бай машиналарды пайдалану, бұлтты немесе микро деректер орталықтарын пайдалану, мобильді пайдаланушылардың жанында, бұлтты қызмет көрсету, кейбір тапсырмалар шеткі торапқа жүктелген кезде орындау уақытын жақсартуды қамтамасыз етті. Екінші жағынан, әрбір тапсырманы жүктеу құрылғы мен түйіндер арасындағы тасымалдау уақытына байланысты баяулауға әкелуі мүмкін, сондықтан жұмыс жүктемесіне байланысты оңтайлы конфигурацияны анықтауға болады. IoT-ге негізделген электр желісі жүйесі электр энергиясы мен деректерді электр желісін бақылауға және басқаруға мүмкіндік береді, бұл энергияны басқаруды тиімдірек етеді. Басқа да маңызды салалар: интернетке қосылған көліктер, автономды көліктер, ақылды қалалар, 4.0 индустриясы, үйді автоматтандыру және спутниктік жүйелер. Шекаралық жасанды интеллекттің (шекаралық AI) жаңадан пайда болған саласы жасанды интеллектті шекаралық есептеу ортасында, құрылғыда немесе деректер жиналатын жерге жақын іске асырады.