Hvad er edge computing?

Tingenes internet (IoT) er overalt omkring os, hvor enheder genererer data i et konstant flow, som skal lagres og – i tilfælde af kritiske ap­pli­ka­tio­ner – ana­ly­se­res i realtid. Edge computing ana­ly­se­rer disse data direkte ved kilden og medfører dermed et pa­ra­dig­meskif­te i cloud computing-æraen.

Hvad er edge computing? En de­fi­ni­tion

Edge computing er en de­sign­me­to­de til IoT-miljøer, der leverer it-res­sour­cer som la­ger­ka­pa­ci­tet og reg­ne­kraft så tæt som muligt på de enheder og sensorer, der genererer dataene. Edge computing er et al­ter­na­tiv til tra­di­tio­nel­le cloud-løsninger med centrale servere.

Udtrykket »edge« henviser til, at da­ta­be­hand­lin­gen i denne tilgang ikke foregår centralt i skyen, men derimod de­cen­tra­li­se­ret i net­vær­kets yderkant. Edge computing har til formål at levere det, som skyen hidtil ikke har kunnet tilbyde: servere, der uden for­sin­kel­se kan analysere store da­ta­mæng­der fra smarte fabrikker, for­sy­nings­net­værk eller tra­fik­sy­ste­mer, så der kan handles øje­blik­ke­ligt i tilfælde af en hændelse.

Grund­læg­gen­de om edge computing i korte træk

Edge computing anvender velkendte tek­no­lo­gi­er i et kompakt design under et nyt navn. Her følger en oversigt over de vigtigste begreber inden for edge computing:

• Edge: I IT-jargon betegner »edge« net­vær­kets yderkant. Hvilke kom­po­nen­ter der betragtes som net­vær­kets yderkant, afhænger dog af den konkrete situation. Inden for tele­kom­mu­ni­ka­tion kan en mo­bil­te­le­fon for eksempel udgøre net­vær­kets yderkant, mens det i et system af net­værks­for­bund­ne, selv­kø­ren­de biler er det enkelte køretøj.
• Edge-enhed: Alle da­ta­ge­ne­re­ren­de enheder ved net­vær­kets kant fungerer som en edge-enhed. Mulige da­ta­kil­der er sensorer, maskiner, køretøjer eller in­tel­li­gen­te enheder i et IoT-miljø. Det kan for eksempel være va­ske­ma­ski­ner, brand­de­tek­to­rer, lyspærer eller ra­di­a­tor­ter­mosta­ter.
• Edge-gateway: En edge-gateway er en computer, der er placeret i over­gan­gen mellem to netværk. I IoT-miljøer bruges edge-gateways som knu­de­punk­ter mellem tingenes internet og et ker­ne­net­værk.

Edge-computing kontra fog-computing

At integrere lokale da­ta­be­hand­lings­en­he­der i skyen er ikke nogen ny tilgang. Allerede i 2014 in­tro­du­ce­re­de den ame­ri­kan­ske tek­no­lo­gi­kon­cern Cisco mar­keds­fø­rings­be­gre­bet»fog computing«. Data, der genereres i IoT-miljøer, sendes ikke længere direkte til skyen, men samles først i små da­ta­cen­tre, hvor de ana­ly­se­res og udvælges med henblik på yder­li­ge­re da­ta­be­hand­ling.

I dag betragtes edge computing som en del af fog computing, hvor it-res­sour­cer som reg­ne­kraft og la­ger­ka­pa­ci­tet flyttes endnu tættere på IoT-enhederne i net­vær­kets yderkant. Det er også muligt at kombinere de to koncepter. Ne­den­stå­en­de figur viser en ar­ki­tek­tur med cloud-, fog- og edge-lag.

Hvorfor vælge edge computing?

I dag håndterer centrale da­ta­cen­tre stør­ste­delen af den da­ta­be­last­ning, der genereres af in­ter­net­tet. I dag er da­ta­kil­der­ne imid­ler­tid ofte mobile og ligger for langt væk fra den centrale mainframe til, at der kan sikres en ac­cep­ta­bel re­spon­s­tid (latens). Dette er især et problem for tids­kri­ti­ske ap­pli­ka­tio­ner som ma­skin­læ­ring og fore­byg­gen­de ved­li­ge­hol­del­se.

Edge computing betragtes ikke som en er­stat­ning, men som et sup­ple­ment til skyen, der tilbyder følgende funk­tio­ner:

• Da­ta­ind­sam­ling og -ag­gre­ge­ring: Edge computing bygger på da­ta­ind­sam­ling tæt på kilden, herunder for­be­hand­ling og ud­væl­gel­se af da­ta­poo­ler. Over­før­sel til skyen finder kun sted, hvis op­lys­nin­ger­ne ikke kan behandles lokalt, hvis der er behov for de­tal­je­re­de analyser, eller hvis data skal arkiveres.
• Lokal da­ta­lag­ring: Ved store da­ta­mæng­der er re­al­tidsover­før­sel fra det centrale da­ta­cen­ter i skyen normalt umulig. Dette problem kan omgås ved at lagre de relevante data de­cen­tralt i net­vær­kets yderkant. Edge-gateways fungerer som repli­ka­ser­ve­re i et content delivery network.
• AI-un­der­støt­tet over­våg­ning: Edge computing muliggør kon­ti­nu­er­lig over­våg­ning af de til­slut­te­de enheder. Kom­bi­ne­ret med ma­skin­læ­rings­al­go­rit­mer er sta­tu­sover­våg­ning i realtid mulig.
• M2M-kom­mu­ni­ka­tion: Edge computing bruges ofte sammen med M2M-kom­mu­ni­ka­tion for at muliggøre direkte kom­mu­ni­ka­tion mellem net­værks­for­bund­ne enheder.

Følgende figur il­lu­stre­rer det grund­læg­gen­de princip i en de­cen­tra­li­se­ret cloud-ar­ki­tek­tur, hvor edge-gateways fungerer som mellemled mellem en central computer i skyen og IoT-enheder i net­vær­kets yderkant.

Hvordan kan edge computing-ar­ki­tek­tu­rer anvendes?

An­ven­del­ses­om­rå­der­ne for edge computing stammer som regel fra IoT-miljøet. En vigtig drivkraft for væksten inden for edge computing-teknologi er den stigende ef­ter­spørgsel efter kom­mu­ni­ka­tions­sy­ste­mer, der kan håndtere re­al­tids­da­ta. De­cen­tra­li­se­ret da­ta­be­hand­ling betragtes ek­sem­pel­vis som en nøg­le­tek­no­lo­gi i følgende projekter:

• Kom­mu­ni­ka­tion mellem biler: Edge computing er afgørende for cloud­ba­se­re­de vars­lings­sy­ste­mer og autonome trans­port­mid­ler.
• In­tel­li­gen­te elnet: Takket være de­cen­tra­li­se­re­de ener­gi­sty­rings­sy­ste­mer bør elnettene kunne tilpasse sig strøm­ud­s­ving. Data, der overføres til ge­ne­ra­to­rer, gør det muligt at reagere på ændringer i forbruget i realtid.
• In­tel­li­gen­te fabrikker: Sel­vor­ga­ni­se­ren­de pro­duk­tions­an­læg og lo­gi­stik­sy­ste­mer kan im­ple­men­te­res med edge computing.

Hvad er fordelene ved edge computing?

Sam­men­lig­net med tra­di­tio­nel­le cloud-ar­ki­tek­tu­rer byder edge computing på en række fordele:

• Da­ta­be­hand­ling i realtid: Be­hand­lin­gen foregår tættere på da­ta­kil­der­ne, hvilket er med til at undgå problemer med for­sin­kel­ser.
• Reduceret da­ta­gen­nem­strøm­ning: Takket være lokal da­ta­a­na­ly­se skal der overføres be­ty­de­ligt færre data via netværket.
• Da­ta­sik­ker­hed: Krav til over­hol­del­se af regler kan im­ple­men­te­res lettere.

Hvad er ulemperne ved edge computing?

På trods af de mange fordele er der også ulemper ved edge computing, som man bør tage højde for ved im­ple­men­te­rin­gen:

• Mere kompleks net­værks­struk­tur: Et di­stri­bu­e­ret system er mere komplekst end en cen­tra­li­se­ret cloud-in­fra­struk­tur.
• An­skaf­fel­ses­om­kost­nin­ger: Edge computing kræver en stor mængde lokal hardware og medfører derfor enorme an­skaf­fel­ses­om­kost­nin­ger.
• Ved­li­ge­hol­del­ses­om­kost­nin­ger: På grund af det store antal kom­po­nen­ter kan hverken ved­li­ge­hol­del­ses- eller ad­mi­ni­stra­tions­om­kost­nin­ger­ne ignoreres.