Что такое периферийные вычисления и зачем они нужны?

Как один из важных компонентов современной сетевой архитектуры, периферийные вычисления играют огромную роль в сети. Они не только уменьшают задержку и повышают скорость обработки, но также снижают требования к пропускной способности и нагрузку на сеть. Эта статья поможет вам узнать, что такое технология периферийных вычислений и как она работает, чтобы углубить ваше понимание этой технологии.

Что такое периферийные вычисления

Периферийные вычисления — это распределенная вычислительная архитектура, которая позволяет устройствам выполнять вычисления, хранить и обрабатывать данные на периферии сети, то есть ближе к источнику данных или пользователю. Центру обработки данных требуется передавать только наиболее важные данные, что позволяет минимизировать задержку, снизить нагрузку на ядро сети и увеличить скорость обработки, обеспечивая обратную связь и принятие решений в реальном времени. Разумеется, для выполнения вычислений на периферии требуются определенные устройства, такие как шлюзовые устройства, высокопроизводительные NIC, а также периферийные серверы.

Как работает периферийная обработка данных

Периферийные вычисления размещают вычислительные ресурсы рядом с источником данных, благодаря чему обработка данных может выполняться вблизи оконечного устройства без передачи данных в центр обработки данных или облако, что значительно ускоряет обработку данных и получение обратной связи в реальном времени. В центр обработки данных или облако передаются только наиболее важные данные для дальнейшего анализа или хранения, что позволяет снизить нагрузку на сеть. Принцип работы подробно описан ниже:

Сетевой терминал: Сетевой терминал состоит из различных устройств Интернета вещей, таких как датчики, камеры и смартфоны. Эти устройства собирают данные и передают их на узлы периферийных вычислений для дальнейшей обработки.

Пограничный вычислительный узел: Отвечает за предоставление базовых услуг с использованием вычислительных ресурсов и ресурсов хранения, развернутых на периферии сети. Обрабатывает данные локально для более быстрого реагирования и снижения задержки.

Сетевой узел: Узел сети может получать ключевые данные от узла периферийных вычислений до узла облачных вычислений для дальнейшего анализа и обработки, что гарантирует эффективное использование важных данных для получения аналитических выводов и принятия решений.

Узел облачных вычислений: Узел облачных вычислений отвечает за хранение данных, загруженных узлами периферийных вычислений, обработку задач анализа и синтеза, выходящих за пределы возможностей периферийных узлов, а также динамическую корректировку стратегии развертывания и алгоритма уровня периферийных вычислений в соответствии с распределением сетевых ресурсов.

Зачем нам нужны технологии периферийных вычислений

Для осуществления цифровой трансформации предприятий сети периферийных вычислений приобрели все большее значение во всех сферах жизни. Предприятия используют вычисления на периферии для сокращения времени отклика удаленных устройств и могут получать больше информации для принятия решений и анализа на основе загруженных ключевых данных. В таких отраслях, как автономное вождение и автоматизированные фабрики, а также в сферах, где для обеспечения безопасности работников используются интеллектуальные датчики, отсутствие периферийных вычислений приведет к длительному времени отклика, что нанесет вред пользователям.

Пограничные вычисления позволяют обрабатывать и хранить данные рядом с источником данных, а ключевые данные отправлять в центр обработки данных или облако для анализа и обработки, чтобы принимать правильные решения. Это быстрее, чем в традиционных сетях, где все данные отправляются в центр обработки данных или облако для обработки и анализа ключевых данных, что повышает эффективность работы.

Поскольку периферийные вычисления могут обрабатывать данные рядом с источником данных, они обеспечивают более быстрое время отклика и не создают значительную нагрузку на центральную сеть. При использовании традиционной сети, когда тысячи оконечных устройств одновременно передают данные в центр обработки данных, задержка данных и возникающее узкое место в сети могут препятствовать своевременной обработке данных.

Периферийные вычисления могут упростить сбор данных на удаленных объектах с ограниченной пропускной способностью. Например, если необходимо отслеживать загрязнение почвы или качество воды, датчики могут непрерывно контролировать показатели и передавать ключевые данные для обработки и анализа, когда доступен Интернет.

Преимущества вычислений на периферии

Использование периферийных вычислений может принести множество преимуществ, включая снижение задержки в сети, поскольку технология периферийных вычислений позволяет локально обрабатывать данные от оконечных устройств без их централизованной загрузки в центры обработки данных или облако, тем самым минимизируя задержку передачи данных и обеспечивая более надежную сеть. Кроме того, вычисления на периферии уменьшают объем данных, передаваемых по сети, поскольку обработка и анализ данных выполняются рядом с источником данных, а загружаются только ключевые данные, что позволяет избежать значительного использования пропускной способности. Одновременно повышается безопасность, поскольку большая часть данных обрабатывается рядом с источником данных и хранится на периферийном вычислительном узле, что снижает риск утечки данных во время передачи и обеспечивает соответствие строгим и динамичным требованиям к местонахождению данных. При работе с конфиденциальной информацией периферийные вычислительные сети также способствуют соблюдению требований и управлению данными, позволяя организациям обрабатывать данные рядом с источником, хранить информацию о клиентах внутри страны, обеспечивать ее законность и предотвращать незаконные действия, вызванные сбором пользовательской информации.

Применение периферийной сети

Периферийные вычисления играют важную роль в различных отраслях. Далее я расскажу о нескольких распространенных сетевых приложениях периферийных вычислений:

Автономное вождение

При автономном вождении автомобилей низкая задержка и реакция в реальном времени, несомненно, имеют решающее значение. Это напрямую обеспечивает безопасность клиентов и позволяет автомобилю реагировать на дорожные условия в режиме реального времени. Автономные транспортные средства могут генерировать около 5TB–20TB данных ежедневно. Если перед выполнением действий загружать их в облако или центр обработки данных для анализа, это, несомненно, повысит риск при вождении. Благодаря вычислениям на периферии данные можно организовывать, анализировать и обрабатывать в режиме реального времени, а также быстро реагировать, что делает автономное вождение возможным.

Автоматизированные заводы

На автоматизированных предприятиях периферийные вычисления благодаря аналитике и информации в режиме реального времени могут обеспечить правильное выполнение процессов и упростить производственный процесс во время автоматизированного производства. Они объединяются с роботами и искусственным интеллектом, обеспечивая эффективность и безопасность работы предприятия.

Мониторинг окружающей среды

Периферийные вычисления также вносят важный вклад в экологический мониторинг. В местах, где требуется мониторинг окружающей среды, сетевые ресурсы обычно ограничены. Технология периферийных вычислений позволяет непрерывно собирать данные в таких местах и загружать ключевые данные в центр обработки данных или облако, когда сетевые ресурсы это позволяют, обеспечивая непрерывный мониторинг окружающей среды.

Заключение

Периферийные вычисления меняют способ обработки данных во всех сферах жизни в современных сетях. Благодаря способности обрабатывать данные в режиме реального времени и обеспечивать более высокую скорость отклика они широко применяются в искусственном интеллекте, Интернете вещей и автономном вождении. С развитием технологий периферийные вычисления, несомненно, стали ключевой частью сетевой архитектуры. Если у вас есть вопросы о сети периферийных вычислений, свяжитесь с инженерами QSFPTEK, имеющими сертификацию CCIE/HCIE, по адресу [email protected].