Internet stvari (IoT) nas obdaja povsod, naprave pa ne­pre­sta­no ustvar­ja­jo podatke, ki jih je treba shraniti, v primeru kritičnih aplikacij pa tudi ana­li­zi­ra­ti v realnem času. Robno ra­ču­nal­ni­štvo te podatke analizira ne­po­sre­dno pri viru, kar v dobi ra­ču­nal­ni­štva v oblaku pomeni pravi preobrat.

Kaj je robno ra­ču­nal­ni­štvo? Opre­de­li­tev

Robno ra­ču­nal­ni­štvo je zasnova za okolja interneta stvari (IoT), ki za­go­ta­vlja IT-vire, kot sta zmo­glji­vost za shra­nje­va­nje in računska moč, čim bližje napravam in senzorjem, ki ustvar­ja­jo podatke. Robno ra­ču­nal­ni­štvo pred­sta­vlja al­ter­na­ti­vo tra­di­ci­o­nal­nim rešitvam v oblaku s cen­tral­ni­mi strežniki.

Izraz »rob« se nanaša na dejstvo, da pri tem pristopu obdelava podatkov ne poteka centralno v oblaku, temveč de­cen­tra­li­zi­ra­no na robu omrežja. Namen ra­ču­nal­ni­štva na robu je za­go­to­vi­ti tisto, česar oblak doslej ni mogel ponuditi: strežnike, ki lahko brez zamude ana­li­zi­ra­jo velike količine podatkov iz pametnih tovarn, dobavnih omrežij ali prometnih sistemov, kar jim omogoča takojšnje ukrepanje v primeru incidenta.

Osnove robnega ra­ču­nal­ni­štva na kratko

Edge computing pod novim imenom združuje uve­lja­vlje­ne teh­no­lo­gi­je v kompaktni obliki. Tukaj je pregled naj­po­memb­nej­ših izrazov s področja edge com­pu­tin­ga:

  • Rob: V in­for­ma­cij­sko-teh­no­lo­škem žargonu »rob« pomeni rob omrežja. Kateri elementi se štejejo za rob omrežja, pa je odvisno od kon­kre­tne­ga primera. V te­le­ko­mu­ni­ka­ci­jah je lahko rob omrežja na primer mobilni telefon; v sistemu povezanih av­to­no­mnih vozil pa posamezno vozilo.
  • Naprava na robu: Vsaka naprava, ki ustvarja podatke na robu omrežja, deluje kot naprava na robu. Možni viri podatkov so senzorji, stroji, vozila ali pametne naprave v okolju IoT. To so lahko na primer pralni stroji, požarni senzorji, žarnice ali ter­mo­sta­ti za ra­di­a­tor­je.
  • Robni prehod: Robni prehod je ra­ču­nal­nik, ki se nahaja na prehodu med dvema omrežjema. V okoljih IoT se robni prehodi upo­ra­blja­jo kot vozlišča med in­ter­ne­tom stvari in jedrnim omrežjem.

Edge computing v pri­mer­ja­vi s fog com­pu­tin­gom

Vklju­če­va­nje lokalnih procesnih enot v oblak ni nov pristop. Že leta 2014 je ameriški teh­no­lo­ški koncern Cisco uvedel tržni izraz»fog computing«. Podatki, ki nastajajo v okoljih interneta stvari (IoT), se ne pošiljajo več ne­po­sre­dno v oblak, temveč se najprej zbirajo v manjših po­dat­kov­nih centrih, kjer se ana­li­zi­ra­jo in izberejo za nadaljnje obdelave.

Danes se robno ra­ču­nal­ni­štvo obravnava kot del meglenega ra­ču­nal­ni­štva, pri katerem se in­for­ma­cij­ski viri, kot sta računska moč in zmo­glji­vost za shra­nje­va­nje, še bolj pri­bli­ža­jo napravam IoT na robu omrežja. Možna je tudi kom­bi­na­ci­ja obeh konceptov. Naslednja slika prikazuje ar­hi­tek­tu­ro s plastmi v oblaku, megli in na robu.

Image: Schematic representation of a cloud architecture with cloud, fog and edge layers
Schematic re­pre­sen­ta­ti­on of a cloud ar­chi­tec­tu­re with cloud, fog and edge layers.
Tip

Re­fe­renč­ne ar­hi­tek­tu­re za okolja meglenega in robnega ra­ču­nal­ni­štva se razvijajo v okviru Open Fog Con­sor­ti­um, odprtega kon­zor­ci­ja, ki združuje pred­stav­ni­ke in­du­stri­je in aka­dem­ske­ga sveta.

Zakaj izbrati robno ra­ču­nal­ni­štvo?

Trenutno osrednji po­dat­kov­ni centri nosijo večino po­dat­kov­ne obre­me­ni­tve, ki jo ustvarja internet. Danes pa so viri podatkov pogosto mobilni in preveč oddaljeni od osre­dnje­ga glavnega ra­ču­nal­ni­ka, da bi lahko za­go­to­vi­li spre­je­mljiv odzivni čas (za­ka­sni­tev). To je še posebej pro­ble­ma­tič­no za apli­ka­ci­je, pri katerih je odzivni čas ključnega pomena, kot sta strojno učenje in pred­vi­dlji­vo vzdr­že­va­nje.

Note

Pre­dik­tiv­no vzdr­že­va­nje bo korenito spre­me­ni­lo vzdr­že­va­nje in upra­vlja­nje tovarn pri­ho­dno­sti. Ta novi koncept vzdr­že­va­nja je zasnovan tako, da s pomočjo in­te­li­gen­tnih sistemov za spre­mlja­nje zazna tveganja za okvare, s čimer se težave odkrijejo še preden pride do dejanske okvare.

Robno ra­ču­nal­ni­štvo se ne obravnava kot na­do­me­sti­lo, temveč kot dopolnilo oblaku, ki za­go­ta­vlja naslednje funkcije:

  • Zbiranje in zdru­že­va­nje podatkov: Robno ra­ču­nal­ni­štvo temelji na zbiranju podatkov v bližini vira, vključno s pred­ob­de­la­vo in izbiro po­dat­kov­ne­ga sklopa. Prenos v oblak se izvede le, če podatkov ni mogoče obdelati lokalno, so potrebne podrobne analize ali je treba podatke ar­hi­vi­ra­ti.
  • Lokalno shra­nje­va­nje podatkov: Pri velikih količinah podatkov je prenos v realnem času iz osre­dnje­ga po­dat­kov­ne­ga centra v oblaku običajno nemogoč. To težavo je mogoče obiti z de­cen­tra­li­zi­ra­nim shra­nje­va­njem ustreznih podatkov na robu omrežja. Vrata na robu omrežja delujejo kot re­pli­ka­cij­ski strežniki v omrežju za dostavo vsebin.
  • Nadzor, podprt z umetno in­te­li­gen­co: Edge computing omogoča ne­pre­ki­njen nadzor povezanih naprav. V kom­bi­na­ci­ji z algoritmi strojnega učenja je mogoč nadzor stanja v realnem času.
  • Ko­mu­ni­ka­ci­ja M2M: Robno ra­ču­nal­ni­štvo se pogosto uporablja v povezavi s ko­mu­ni­ka­ci­jo M2M, da se omogoči ne­po­sre­dna ko­mu­ni­ka­ci­ja med omrežnimi napravami.

Naslednja slika prikazuje osnovno načelo de­cen­tra­li­zi­ra­ne oblačne ar­hi­tek­tu­re, v kateri robni vmesniki delujejo kot po­sre­dni­ki med osrednjim ra­ču­nal­ni­kom v oblaku in napravami IoT na robu omrežja.

Image: Schematic representation of an edge computing environment
Schematic re­pre­sen­ta­ti­on of an edge computing en­vi­ro­nment: Edge gateways receive data from the Internet of Things and load it into the public cloud or a private data centre as required.

Kako se lahko upo­ra­blja­jo ar­hi­tek­tu­re robnega ra­ču­nal­ni­štva?

Uporaba robnega ra­ču­nal­ni­štva običajno izhaja iz okolja interneta stvari (IoT). Pomemben dejavnik rasti za teh­no­lo­gi­jo robnega ra­ču­nal­ni­štva je na­ra­šča­jo­če pov­pra­še­va­nje po ko­mu­ni­ka­cij­skih sistemih, ki omogočajo delovanje v realnem času. De­cen­tra­li­zi­ra­na obdelava podatkov se na primer uvršča med ključne teh­no­lo­gi­je za naslednje projekte:

  • Ko­mu­ni­ka­ci­ja med vozili: Robno ra­ču­nal­ni­štvo je pomembno za sisteme zgodnjega opo­zar­ja­nja v oblaku ali avtonomna prevozna sredstva.
  • Pametna omrežja: Za­hva­lju­joč de­cen­tra­li­zi­ra­nim sistemom za upra­vlja­nje z energijo naj bi se ele­k­trič­na omrežja lahko pri­la­ga­ja­la nihanjem v oskrbi z energijo. Podatki, ki se prenašajo do ge­ne­ra­tor­jev, omogočajo odzivanje na spremembe v porabi v realnem času.
  • Pametne tovarne: S pomočjo edge com­pu­tin­ga je mogoče vzpo­sta­vi­ti sa­mo­or­ga­ni­zi­ra­ne pro­i­zvo­dne obrate in lo­gi­stič­ne sisteme.

Kakšne so prednosti ra­ču­nal­ni­štva na robu omrežja?

V pri­mer­ja­vi s tra­di­ci­o­nal­ni­mi oblačnimi ar­hi­tek­tu­ra­mi ponuja robno ra­ču­nal­ni­štvo številne prednosti:

  • Obdelava podatkov v realnem času: Obdelava poteka bližje virom podatkov, kar pomaga pre­pre­či­ti težave z za­ka­sni­tvi­jo.
  • Zmanjšan pretok podatkov: Zaradi lokalne analize podatkov je treba prek omrežja prenesti bistveno manj podatkov.
  • Varnost podatkov: Zahteve glede skla­dno­sti je mogoče lažje izpolniti.

Kakšne so slabosti robnega ra­ču­nal­ni­štva?

Kljub številnim pred­no­stim ima robno ra­ču­nal­ni­štvo tudi slabosti, ki jih je treba upo­šte­va­ti pri uvajanju:

  • Bolj zapletena omrežna struktura: Razpršeni sistem je bolj zapleten kot cen­tra­li­zi­ra­na oblačna in­fra­struk­tu­ra.
  • Nabavni stroški: Edge computing zahteva veliko lokalne strojne opreme in zato prinaša ogromne nabavne stroške.
  • Stroški vzdr­že­va­nja: Zaradi velikega števila komponent ni mogoče prezreti niti stroškov vzdr­že­va­nja niti stroškov upra­vlja­nja.
Go to Main Menu