Przetwarzanie na krawędzi sieci obejmuje przetwarzanie i przechowywanie danych zlokalizowane pomiędzy scentralizowanym centrum danych a końcowymi użytkownikami, urządzeniami lub źródłami danych. Często jest ono wdrażane w obiekcie przedsiębiorstwa (np. w przypadku producenta może znajdować się na terenie zakładu produkcyjnego lub na jego zapleczu). Jednak przetwarzanie na krawędzi sieci przyczynia się również do rozwoju chmury obliczeniowej. Obiekty brzegowe mogą funkcjonować jako element pośredni dla danych, które są ostatecznie przesyłane do chmury w celu przetwarzania, przechowywania lub długoterminowej analizy.

Branże, takie jak edukacja, usługi finansowe i handel detaliczny od dawna polegają na lokalnych magazynach i przetwarzaniu danych, wspierających rozproszone operacje. Obecnie branże te muszą określić, czy te tradycyjne obiekty brzegowe spełnią wymagania nowych przypadków użycia brzegu, czy też należy je wymienić lub wesprzeć specjalistycznymi obiektami przetwarzania na krawędzi sieci. Jednocześnie inne branże muszą rozwijać swoją sieć brzegową, by skorzystać z możliwości oferowanych przez nowe aplikacje cyfrowe.

W globalnej ankiecie Vertiv „Jak wygląda Twój brzeg” zebrano informacje z branży dotyczące obecnych wdrożeń i planów w zakresie rozwiązań brzegowych od 156 profesjonalistów. W ankiecie wzięli udział specjaliści z takich regionów, jak Azja i Pacyfik, Chiny, Europa, Bliski Wschód i Afryka (EMEA), Indie, Ameryka Łacińska (LATAM) i Ameryka Północna.

Ankieta objęła takie branże, jak bankowość i finanse (8%), kolokacja/hosting/chmura (7%), inżynieria i budownictwo (9%), edukacja (5%), produkcja (17%), usługi profesjonalne (11%), handel detaliczny (8%), telekomunikacja (12%) i transport (7%).

Rysunek 1: Odsetek uczestników obsługujących, wdrażających lub planujących wdrażanie obiektów brzegowych.

Uczestnicy w regionie EMEA i Indiach najczęściej obsługiwali tradycyjne obiekty brzegowe (odpowiednio 49% i 50%). We wszystkich innych regionach 37% uczestników obsługiwało tradycyjne obiekty brzegowe.

Uczestnicy w regionie LATAM i Ameryce Północnej najczęściej już wdrożyli specjalnie zaprojektowane obiekty brzegowe, przy czym około jedna trzecia (odpowiednio 33% i 32%) działalności w tych regionach obejmuje specjalnie zaprojektowane obiekty brzegowe. Dla porównania w Chinach udział ten wynosi 15%, a w Indiach 18%. To dwa regiony o najniższym odsetku uczestników wspierających obecnie specjalnie zaprojektowane obiekty brzegowe.

Wydaje się jednak, że Chiny są gotowe zniwelować tą różnicę. W regionie tym odnotowano najwyższy odsetek uczestników wdrażających lub planujących nowe lokalizacje brzegowe i wyniósł on 48%. Na drugim miejscu znalazł się region Azji i Pacyfiku z wynikiem 37%. Regiony z najmniejszym odsetkiem uczestników wdrażających lub planujących nowe lokalizacje brzegowe to EMEA (28%) i LATAM (30%).

Wzrost liczby nowych obiektów zwiększy zależność od brzegu sieci. Uczestnicy przewidują, że procent infrastruktury IT wdrożonej na brzegu sieci wzrośnie z obecnych 21% do 27% w ciągu pięciu lat. Spodziewają się, że odsetek scentralizowanej, lokalnej infrastruktury IT zmniejszy się o 22%, podczas gdy odsetek zasobów w chmurze wzrośnie o 32%, a na brzegu o 29% (Rysunek 2).

Rysunek 2: Procent zasobów IT wdrożonych w różnych środowiskach obecnie i za pięć lat.

Rysunek 3: Procent zasobów IT wdrożonych w różnych środowiskach w poszczególnych regionach.

Wgląd w dzisiejszy brzeg

W „typowych” lokalizacjach brzegowych instaluje się obecnie od jednej do czterech szaf rack ze sprzętem IT o mocy od 2 do 20 kW, choć często spotyka są większe obiekty. Czterdzieści dwa procent obiektów składało się z ponad czterech szaf rack ze sprzętem IT i wymagało zasilania o mocy powyżej 20 kW (Rysunek 4).

W dzisiejszym krajobrazie wydają się przeważać tradycyjne praktyki projektowania brzegu. Ponad połowa (52%) uczestników stosuje poziom odporności porównywalny z poziomem I lub II określanym przez Uptime Institute. Jedna trzecia uczestników (33%) projektuje swoje lokalizacje brzegowe w celu osiągnięcia dostępności porównywalnej z poziomami dostępności Tier III lub Tier IV (Rysunek 5).

Tolerancja na przestoje brzegu, którą odzwierciedlają te poziomy odporności, wynika z decyzji podejmowanych w zakresie chłodzenia i zarządzania brzegiem.

• Tylko 39% uczestników korzysta z dedykowanych systemów chłodzenia precyzyjnego do obsługi ciepła wytwarzanego przez obiekty brzegowe, chociaż ponad 90% obiektów stosuje rozwiązania o mocy co najmniej 2 kW — przy której zalecane jest dedykowane chłodzenie precyzyjne (Rysunek 5).
• W sumie 6% z nich wykorzystuje chłodzenie cieczą, co wskazuje na to, że środowiska o dużej gęstości przetwarzania na krawędzi sieci stają się coraz bardziej powszechne.
• Podobne słabe punkty widoczne są w obecnych praktykach zarządzania brzegiem sieci. Jedna trzecia uczestników (33%) polega w tym zakresie na personelu IT wspierającym działalność operacyjną zlokalizowanym w obiektach brzegowych lub w ich pobliżu. Taka strategia może stwarzać problemy w miarę wzrostu liczby wdrożeń brzegowych. Kolejne 25% uczestników posiada wsparcie lokalizacji brzegowych ze scentralizowanym personelem IT, co wymaga podróży do odległych lokalizacji w celu przeprowadzenia regularnych konserwacji i usuwania usterek. Takie rozwiązanie, w miarę wzrostu liczby obiektów, może również obciążać personel IT i znacznie wydłużyć czas przestoju w przypadku wystąpienia awarii.
• Bardziej skalowalnym rozwiązaniem jest zdalny dostęp i monitoring technologii brzegowych przez scentralizowane zasoby IT. Z tego rozwiązania korzysta obecnie 30% uczestników. Kolejne 12% wykorzystuje outsourcing do zarządzania obiektami brzegowymi.

Rysunek 4: Liczba szaf rackowych i wymagania dotyczące zasilania obecnych wdrożeń brzegowych.

Rysunek 5: Poziomy odporności i strategie zarządzania ciepłem w obecnych obiektach brzegowych.

Firma Vertiv dzieli te zastosowania na cztery kategorie:

• Intensywna wymiana danych to przypadki użycia, w których generowana jest tak duża ilość danych, że przesyłanie ich do chmury staje niepraktyczne. Należą do nich, na przykład, strumieniowanie wideo i aplikacje Internetu Rzeczy (IoT). W dobie eksplozji danych, która nastąpiła w ostatnich pięciu latach, przypadki użycia Intensywnej wymiany danych to najbardziej dojrzałe zastosowania brzegowe nowej generacji. Ponad jedna trzecia uczestników (38%) wskazała, że ich inwestycje w brzeg były powodowane przypadkami użycia Intensywnego przetwarzania danych (Rysunek 6).
• Wrażliwe na opóźnienia dla człowieka to takie przypadki użycia, w których problemy z opóźnieniami mogą negatywnie wpływać na doświadczenia ludzi związane z technologią. Należą do nich na przykład rzeczywistość wirtualna i przetwarzanie języka naturalnego. Była to druga najczęściej występująca kategoria zastosowań brzegowych, przy czym 32% uczestników wskazało, że ich inwestycje w brzeg są napędzane przez przypadki użycia z tej właśnie kategorii.
• Wrażliwe na opóźnienia maszyna-maszyna to przypadki użycia wymagające zazwyczaj krótszych opóźnień niż zastosowania z kategorii Wrażliwe na opóźnienia dla człowieka ze względu na wysoką wydajność przetwarzania danych przez maszyny. Kluczowe zastosowania w tej kategorii obejmują inteligentną sieć przesyłową i inteligentne systemy zabezpieczeń. Jeden na pięciu uczestników (20%) stwierdził, że jego inwestycje w technologię brzegową były stymulowane przez przypadki użycia z tej kategorii.
• Krytyczne dla życia to najbardziej wymagająca kategoria przypadków użycia — i ogólnie najmniej rozwinięta — ponieważ ma ona bezpośredni wpływ na zdrowie i bezpieczeństwo ludzi. Najbardziej znane przypadki użycia z tej kategorii obejmują pojazdy autonomiczne, roboty i aplikacje cyfrowej medycyny. Około 1 na 10 uczestników (11%) stwierdził, że jego inwestycje brzegowe były napędzane przez przypadki zastosowań z kategorii Krytyczne dla życia.

Narzędzie Edge Archetypes pozwala organizacjom zdefiniować strategię brzegową, gdyż pomaga określić modele brzegowych centrów danych, które są wymagane przez różne przypadki użycia. W zależności od konkretnych wymagań danego przypadku użycia, sieci brzegowe mogą obejmować wszystkie lub niektóre modele przetwarzania na krawędzi sieci zdefiniowane w raporcie Edge Archetypes 2.0: Gotowe do wdrożenia modele infrastruktury brzegowej (Rysunek 7).

Rysunek 6: Procent obiektów przetwarzania na krawędzi sieci obsługujących obecnie poszczególne archetypy brzegu.

Rysunek 7: Modele przetwarzania na krawędzi sieci.

Ograniczenie przestojów urządzeń produkcyjnych i optymalizacja łańcucha dostaw to przypadki użycia, które skłaniają do inwestycji w rozwiązania brzegowe. Najczęściej wymienianym przez uczestników przypadkiem (39%) była konserwacja predykcyjna, a następnie monitoring stanu (36%), zarządzanie łańcuchem dostaw (34%) oraz zarządzanie zapasami w czasie rzeczywistym (31%) (Rysunek 8).

Wyniki te odzwierciedlają względną dojrzałość różnych przypadków użycia, jak również liczbę obiektów wymaganych do ich obsługi. Transmisja strumieniowa wideo, które została wymieniona przez 21% uczestników jako wdrożenie sprzyjające rozwojowi brzegu, jest jednym z najbardziej dojrzałych przypadków użycia brzegu i prawdopodobnie odpowiada za generowane większych ilości danych niż inne zastosowania. Jednak to zastosowanie nie jest tak bardzo wrażliwe na opóźnienia i jest zazwyczaj obsługiwane przez brzegowe obiekty regionalne lub rozproszone. Prawdopodobnie konserwacja predykcyjna i monitoring stanu będą częściej obsługiwane przez mikro obiekty brzegowe znajdujące się w pobliżu sprzętu, co spowoduje wzrost liczby obiektów obsługujących te przypadki użycia. Ponadto, te przypadki użycia mogą wnieść wartość w każdej branży, w której przestoje sprzętu mogą zakłócić działanie, w tym w produkcji, magazynowaniu i dystrybucji, wydobyciu ropy i gazu oraz górnictwie.

Rysunek 8: Przypadki użycia wspierające adopcję przetwarzania na krawędzi sieci.

Priorytety infrastruktury brzegowej

Uczestnicy zdają sobie sprawę z wyzwań, z jakimi muszą się zmierzyć podczas rozbudowy sieci brzegowych w celu obsługi tych nowych przypadków użycia. Poproszeni o nadanie priorytetu wyzwaniom, 85% wymieniło zabezpieczenia w pierwszej trójce wyzwań, 69% z nich dostępność, a 62% opóźnienia (Rysunek 9).

W przypadku obiektów brzegowych należy wziąć pod uwagę zarówno zabezpieczenia fizyczne, jak i bezpieczeństwo danych. Ze względu na rozproszenie zasobów IT, przetwarzanie na krawędzi sieci komplikuje zarządzanie zabezpieczeniem danych. Jednak w niektórych przypadkach użycia, takich jak opieka zdrowotna, lokalizacje brzegowe mogą przyczynić się do zmniejszenia podatności danych na zagrożenia poprzez przetwarzanie ich blisko punktu generowania i minimalizowanie ekspozycji na zagrożenia powstające w trakcie przesyłania danych do chmury. We wszystkich przypadkach można stosować zamykane szafy i obudowy w celu zabezpieczenia fizycznego zasobów IT przed nieuprawnionym dostępem.

Zintegrowane systemy, w których cała infrastruktura jest fabrycznie instalowana w szafach rack lub obudowach, zazwyczaj zapewniają ten poziom zabezpieczeń fizycznych i można je również skonfigurować z czujnikami, które generują alerty, gdy drzwi zostaną otwarte przez nieupoważniony personel.

Zintegrowane systemy rozwiązują również problemy z dostępnością, zapewniając zgodność systemów zabezpieczenia zasilania, rozdziału zasilania, klimatyzacji precyzyjnej i monitoringu z wymaganiami aplikacji. Mogą nawet zmniejszyć opóźnienia, umożliwiając wdrożenie IT w środowiskach, które nie są dla niego przeznaczone. Dodatkową zaletą tych systemów jest skrócenie czasu wdrażania i eliminacja konieczność „budowania” systemów na miejscu. Ponad połowa uczestników (57%) korzysta już z integracji fabrycznej w swoich obiektach brzegowych, stosując systemy instalowane w jednej szafie lub moduły prefabrykowanych centrów danych (Rysunek 10).

Rysunek 9: Jak uczestnicy priorytetyzują wyzwania związane z przetwarzaniem na krawędzi sieci?

Rysunek 10: Odsetek uczestników korzystających ze zintegrowanych i modułowych rozwiązań infrastruktury brzegowej.

Zrównoważony rozwój i brzeg

Zrównoważony rozwój centrum danych — który ogranicza emisję, poprawia wykorzystanie zasobów i eliminuje odpady — stał się głównym priorytetem dla operacji IT i centrów danych. Uczestnicy dostrzegają możliwość rozszerzenia obecnego zainteresowania zrównoważonym rozwojem centrum danych na brzeg sieci.

Najprostszym sposobem na zwiększenie wydajności operacyjnej na brzegu sieci jest wdrożenie efektywnych energetycznie technologii. Ponad trzy czwarte uczestników (77%) wdrożyło lub planuje wdrożenie efektywnych energetycznie systemów UPS wspierających ich obiekty brzegowe. Nowe systemy UPS średniej wielkości z podwójną konwersją mogą osiągnąć wydajność operacyjną powyżej 98% dzięki dynamicznej optymalizacji online, która zmniejsza straty energii związane z kondycjonowaniem przy akceptowanej jakości zasilania sieciowego. Chronią one sprzęt, gdy jakość zasilania sieciowego spada, płynnie przełączając się na tryb podwójnej konwersji.

Uczestnicy nie ograniczają się do efektywnych energetycznie technologii i wdrażają bardziej przełomowe technologie zrównoważonego rozwoju, takie jak energia odnawialna i dynamiczne wsparcie sieci. W dziedzinie klimatyzacji precyzyjnej na brzegu sieci zyskują na popularności technologie oszczędzające wodę i charakteryzujące się niskim współczynnikiem GWP (Rysunek 11).

Rysunek 11: Technologie wdrażane w celu poprawy zrównoważonego rozwoju brzegu.

Branże uczestniczące w badaniu

Uczestnicy badania reprezentowali różne branże, co potwierdza szerokie możliwości zastosowania przetwarzania na krawędzi sieci. Najliczniej reprezentowane branże przedstawiono na Rysunku 12. Branże z reprezentację mniejszą niż 3% zostały zagregowane w kategorii „Wszystkie pozostałe branże” i należą do nich przemysł lotniczy oraz kosmiczny, transmisja radiowo-telewizyjna i rozrywka, opieka zdrowotna, wojsko/obrona, przesyłanie i dystrybucja energii/gazu oraz zaopatrzenie w wodę/odprowadzanie ścieków (Rysunek 12).

Rysunek 12: Branże reprezentowane w badaniu.

Rozkład uczestników według regionów

Globalna ankieta „Jak wygląda Twój brzeg?” była skierowana do uczestników ze wszystkich najważniejszych regionów świata (Rysunek 13).

Rysunek 13: Regionalny rozkład uczestników badania.

Wielkość organizacji

Nie tylko duże organizacje wdrażają przetwarzanie na krawędzi sieci. Mniejsze organizacje również odnajdują wartość w przetwarzaniu na krawędzi sieci. Należy również pamiętać, że wielkość organizacji mierzona liczbą pracowników niekoniecznie odpowiada skali wdrożonych zasobów IT. Dostawcy kolokacji mogą mieć niewielką liczbę pracowników, ale obsługiwać duże sieci IT (Rysunek 14).

Rysunek 14: Wielkość organizacji biorących udział w ankiecie według liczby pracowników.