Nó cần phải bắt đầu suy nghĩ về điện toán đám mây 5g và cạnh

Trong một chuyến thăm gần đây đến nhà máy của Mercedes-Benz ở Stuttgart, Đức, tôi đã được giới thiệu về các máy móc có kết nối cao đang được sử dụng để chế tạo ô tô ngày nay. Mỗi máy móc từ thợ hàn robot đến tua vít kết nối Wi-Fi, theo dõi từng bước sản xuất trên mỗi bộ phận của mỗi chiếc xe. Khi chiếc xe được sản xuất, mỗi bộ phận được theo dõi như là từng nhân viên làm việc để tạo ra chiếc xe.

Điều đó tạo nên một chuyến tham quan nhà máy ấn tượng, nhưng đằng sau hậu trường, kết quả là một lượng lớn dữ liệu được lưu trữ cho mỗi chiếc xe ở mọi giai đoạn của cuộc đời, ngay cả sau khi nó rời khỏi nhà máy. Mặc dù Daimler Benz không sẵn sàng chia sẻ chi tiết về môi trường điện toán của họ với tôi, nhưng rõ ràng là lượng dữ liệu khổng lồ và độ trễ thấp cần thiết cho sản xuất không thể hoạt động trong một kiến ​​trúc dựa trên một hệ thống dữ liệu lõi đơn, nghĩa là một mạng được thiết kế để trả lại tất cả dữ liệu đó qua lại giữa các điểm cuối và tài nguyên máy chủ lõi đơn, đặc biệt là với tính chất toàn cầu trong sản xuất của công ty. Tốc độ mà dữ liệu sẽ phải di chuyển là nghiêm ngặt và thời gian phản hồi giữa truy vấn và trả lời, định nghĩa cơ bản về độ trễ, cũng sẽ là không thể.

Nhà máy của Mercedes-Benz tại Stuttgart, Đức

Và sản xuất không phải là ngành duy nhất đẩy mạnh giới hạn của thiết kế mạng truyền thống. Internet vạn vật (IoT) và điện toán di động cũng đang phát triển đủ nhanh để họ sẽ sớm thay đổi về cơ bản các mạng mà bạn đã từng thấy. Những xu hướng này đang đòi hỏi băng thông lớn và vẫn tăng từ các mạng ngày nay Băng thông của mạng mà cơ sở hạ tầng mạng truyền thống của chúng ta ngày càng không thể xử lý và chắc chắn sẽ không thể hỗ trợ trong tương lai lâu dài.

IoT đang phát triển nhanh đến mức nó đã va chạm với các giới hạn vật lý của mạng. Các cảm biến trong thiết bị công nghiệp không chỉ cung cấp dữ liệu mà còn cần phân tích dữ liệu đó theo thời gian thực, điều này không chỉ áp dụng băng thông cần tất cả mà còn đòi hỏi phải nâng cấp nghiêm trọng về độ trễ chấp nhận được. Và đó chỉ là một khía cạnh của IoT. Thị trường bán lẻ tiêu dùng đang phát triển IoT thậm chí còn nhanh hơn cả ngành công nghiệp, với các xu hướng như thiết bị nhà thông minh và các dịch vụ giám sát và đáp ứng với chúng, dịch vụ giải trí và phát trực tuyến theo yêu cầu, và, tất nhiên, rất lớn và luôn luôn phát triển trang web di động, ứng dụng và dịch vụ.

Và ngay xung quanh là các xu hướng mới như thực tế ảo (VR) và dịch vụ thông tin giải trí và thực tế tăng cường (AR) và vận chuyển tự trị, cả hai đều hứa hẹn sẽ bổ sung một lượng lớn luồng dữ liệu thời gian thực vào internet đang bị căng thẳng Tại các đường may. Và tệ hơn nữa, tất cả các ứng dụng mới này không chỉ muốn có nhiều dữ liệu hơn để phù hợp với các đường ống bị ràng buộc, mà chúng còn muốn tất cả được phân tích nhanh hơn rất nhiều.

Không dây 5G thêm biến chứng

Mặc dù nhận thức là truyền thông không dây 5G là viên đạn bạc cho những vấn đề này, nhưng thực tế nó có nghĩa là phức tạp hơn. Trong số những thứ khác, 5G sẽ cung cấp tốc độ nhanh hơn đáng kể, và do đó, băng thông tổng thể lớn hơn, âm thanh tuyệt vời cho các thiết bị không dây. Nhưng mạng di động không tồn tại. Mạng 5G mới và các thiết bị sử dụng sẽ cần một mạng hỗ trợ chúng ở mặt sau để dữ liệu họ cần và các dịch vụ điện toán họ yêu cầu có thể có sẵn với độ trễ càng ít càng tốt. Yêu cầu độ trễ thấp đó sẽ trở nên khăng khăng hơn bao giờ hết vì các dịch vụ như vận tải tự lái sẽ cần chuyển dữ liệu gần như ngay lập tức để thực hiện công việc của họ.

Độ trễ có thể được coi là độ trễ của mạng nhưng nó thực sự gây ra bởi một số yếu tố, trong đó cơ bản nhất là tốc độ ánh sáng trong sợi thủy tinh. Khoảng cách mà gói dữ liệu phải di chuyển trên mạng càng dài thì càng mất nhiều thời gian để đến đích. Mặc dù nó vẫn được đo bằng các phân số nhỏ của giây, nhưng các phân số đó cộng lại khi các yếu tố khác tham gia. Ví dụ, tốc độ hoạt động của thiết bị mạng, như bộ định tuyến và chuyển mạch, thêm vào độ trễ chung và thậm chí thay đổi không chỉ bởi nhà cung cấp mà còn bởi các chipset định tuyến hoặc chuyển đổi khác nhau. Thời gian cần thiết cho một máy chủ và bất kỳ ứng dụng hoặc cơ sở dữ liệu nào đang chạy để tìm thông tin bạn cần và gửi lại cho bạn. Khi mạng trở nên bận rộn hơn và cơ sở hạ tầng mạng trở nên ít có khả năng đối phó với lưu lượng truy cập, độ trễ tăng lên. Điều này đặc biệt đúng với các máy chủ khi chúng trở nên quá tải.

Bởi vì việc liên lạc với kho lưu trữ dữ liệu và điện toán tập trung cần có thời gian, cách duy nhất để tiết kiệm thời gian (nghĩa là giảm độ trễ) là tránh sử dụng kho lưu trữ tập trung đó có nghĩa là chuyển khối lượng lớn sức mạnh tính toán của mạng của bạn sang rìa mạng. Kết quả là một thứ gọi là "điện toán cạnh", với các kiến ​​trúc được gọi là "điện toán đám mây cạnh", đến lượt nó, sử dụng những thứ gọi là điện toán "đám mây" hoặc "sương mù". Một trình điều khiển chính là điện toán di động, trong đó nhất thiết phải sử dụng dữ liệu ở cạnh.

Các cạnh của mạng là phần gần với người dùng cuối cùng. Bằng cách di chuyển dữ liệu đến rìa của mạng, bạn cắt giảm sự chậm trễ theo hai cách. Đầu tiên, bạn giảm khoảng cách giữa người sử dụng dữ liệu và nơi lưu trữ dữ liệu (kho lưu trữ); điều này làm giảm thời gian dữ liệu di chuyển qua lại. Thứ hai, bằng cách chỉ giữ dữ liệu cần thiết gần người dùng, bạn cũng sẽ giảm lượng dữ liệu mà máy chủ phải xử lý, điều này cũng giúp tăng tốc mọi thứ.

Điện toán di động cạnh là gì?

Điện toán cạnh di động (MEC) là điện toán cạnh hỗ trợ các thiết bị di động thường thông qua giao tiếp không dây. Mặc dù nó mới bắt đầu trở thành một phần quan trọng của doanh nghiệp, nhưng điều này sẽ thay đổi đáng kể trong tương lai gần khi băng thông di động tăng lên và nhu cầu tăng dữ liệu. MEC sử dụng cơ sở hạ tầng không dây và kho dữ liệu được đặt gần với cơ sở hạ tầng không dây để giữ độ trễ thấp. Đối với các chuyên gia CNTT doanh nghiệp hoặc thậm chí những người quản trị mạng doanh nghiệp hạng trung, điều đó có thể có nghĩa là có nhiều thay đổi trong tương lai gần, không chỉ về cơ sở hạ tầng không dây mà còn cả thiết bị mạng back-end, dịch vụ đám mây lai, đặc điểm thiết kế ứng dụng nội bộ và chắc chắn bảo vệ dữ liệu và bảo mật.

MEC đã là một thành phần quan trọng của các mạng hỗ trợ các ngành công nghiệp đa dạng như chăm sóc sức khỏe và sản xuất và chắc chắn sẽ rất quan trọng đối với các xu hướng mới như xe tự trị. Rìa mạng di động cần hỗ trợ độ trễ cực thấp vì thời gian quyết định cần thiết cho thiết bị di động; một chiếc xe tự trị không thể chờ đợi dữ liệu trong khi nó đang di chuyển. Các ứng dụng khác, chẳng hạn như ứng dụng AR, cực kỳ nhạy cảm với độ trễ vì việc chậm cung cấp dữ liệu cho ứng dụng có thể khiến nó trở nên vô dụng nếu người dùng đã di chuyển.

Việc thiếu tài nguyên máy tính cạnh rộng rãi đã là một yếu tố hạn chế trong việc phát triển các phương tiện tự trị bởi vì mỗi chiếc xe được yêu cầu phải mang theo một siêu máy tính hiệu quả với một siêu máy tính và nhu cầu làm mát của siêu máy tính. Điều này có thể hoạt động trong khi có tương đối ít phương tiện như vậy, tất cả đều đang được phát triển, nhưng nó sẽ không hoạt động để triển khai rộng rãi.

Nhưng các mạng truyền thống cũng sẽ không hoạt động đối với các phương tiện tự trị vì độ trễ của mạng như vậy là quá cao để các phương tiện hoạt động hiệu quả. Điều tương tự cũng đúng với AR phổ biến trên các thiết bị di động hoặc trí tuệ nhân tạo (AI) rộng rãi. Tất cả cần phải gần với dữ liệu của họ để nó hữu ích.

Người dùng công nghiệp có một vấn đề tương tự. Khi mọi thứ từ máy móc sản xuất đến thiết bị kiểm kê trở nên tự động hơn, nhu cầu trên mạng trở nên lớn hơn. Giống như những chiếc xe tự trị, họ cần có quyền truy cập ngay vào dữ liệu của họ.

Mây cạnh, 5G và CNTT

Vì tất cả những lý do này, điện toán cạnh sẽ có ảnh hưởng đáng kể đến nhiều bộ phận CNTT, mặc dù vẫn chưa có trên tất cả chúng. Trong các tình huống có độ trễ là một vấn đề, có nghĩa là cần truy cập nhanh vào dữ liệu, thì bạn có thể thấy rằng nhà cung cấp đám mây của bạn không thể đáp ứng nhu cầu của bạn. Vấn đề là nhu cầu truy cập dữ liệu nhanh hơn và nhanh hơn này đang nhanh chóng trở nên phổ biến hơn, ngay cả trong các quy trình trước đây không lo lắng về độ trễ nhiều như vậy. May mắn thay, bạn cũng có thể thấy rằng có những nhà cung cấp đám mây có thể xử lý các đám mây ở rìa (đây là những "đám mây" hoặc "sương mù") sẽ đáp ứng nhu cầu của bạn. Bạn cũng có thể thấy rằng nhà cung cấp dịch vụ không dây của mình, nhà cung cấp sẽ cung cấp thông tin liên lạc 5G của bạn, cũng sẽ xử lý kho lưu trữ dữ liệu của bạn để nó ở càng gần mép mạng càng tốt.

Đây có thể không phải là một thay đổi lớn theo một nghĩa vì bạn vẫn đang giao dịch với nhà cung cấp đám mây. Nhưng điều đó cũng có nghĩa là bạn sẽ phải tham gia nhiều hơn vào giám sát hiệu suất để biết liệu bạn có đạt được mục tiêu về hiệu suất của mình không. Và, vì nhiều ứng dụng sẽ ngừng hoạt động một cách hiệu quả nếu không đạt được mục tiêu độ trễ, điều này có nghĩa là bạn có thể cần phải thay đổi thỏa thuận cấp dịch vụ (SLA) và các chiến thuật khắc phục khi xảy ra sự cố. Để giúp đỡ, đây là một số điều cần suy nghĩ:

• Có bất kỳ ứng dụng nào của bạn nhạy cảm với độ trễ không? Có nghĩa là, bạn có sử dụng kho lưu trữ dữ liệu trong đó yêu cầu một số loại phản ứng thời gian thực không? Và nếu bây giờ nó không nhạy cảm với độ trễ, các xu hướng CNTT trong ngành của bạn có cho thấy điều này sẽ thay đổi trong tương lai gần không? Nếu câu trả lời cho bất kỳ câu hỏi nào là "có", thì hãy bắt đầu điều tra cách cải thiện độ trễ trên cơ sở hạ tầng mạng nội bộ cũng như thông qua tất cả các nhà cung cấp dịch vụ đám mây của bạn.
• Bạn có dự đoán sự gia tăng các hoạt động di động hoặc từ xa vì 5G mang lại cho bạn kết nối tốt hơn không? 5G sẽ mang theo những thay đổi trong thiết bị hoặc ứng dụng được sử dụng bởi doanh nghiệp của bạn chứ? Nếu vậy, lập kế hoạch cho một chu kỳ thử nghiệm và khắc phục dài sẽ rất quan trọng.
• Mạng doanh nghiệp hiện tại của bạn sẽ đáp ứng nhu cầu về hiệu suất khi máy tính chuyển sang cạnh? Câu trả lời ngắn ở đây hầu như luôn luôn là "không", nhưng ma quỷ nằm trong chi tiết. Bằng cách luôn đi đầu trong các xu hướng ứng dụng mới trong lĩnh vực kinh doanh của bạn, bạn sẽ có thể xác định chính xác không chỉ nếu tính toán cạnh và 5G sẽ bắt chước doanh nghiệp của bạn mà còn có thể như thế nào. Khi bạn biết điều đó, hãy bắt đầu điều tra những gì sẽ được yêu cầu để đưa mạng của bạn đến trạng thái tối ưu mới này và điều chỉnh kế hoạch của bạn theo hướng tiếp theo.

Bạn có thể thấy rằng, ngoài việc chuẩn bị cho dữ liệu của bạn sống ở rìa mạng, mạng của bạn giữa rìa và lõi sẽ phải được nâng cấp. Cuối cùng, tất cả dữ liệu đó cần phải di chuyển đến một vị trí có thể phân tích và điều đó sẽ đòi hỏi một số công việc rất nặng nề trong nhiều trường hợp.

Như bạn có thể nghi ngờ, quá trình này không phải là mới và, đối với vấn đề đó, cũng không phải là tính toán cạnh. Điều mới là nó nhanh chóng trở nên phổ biến hơn và được sử dụng rộng rãi hơn nhiều. Điều mới cũng là khái niệm về đám mây cạnh và điện toán cạnh di động cùng với nhu cầu của mạng không dây và thiết bị di động 5G. Một lần nữa, điều này sẽ ảnh hưởng đến mọi thứ từ cơ sở hạ tầng đến ứng dụng và ngăn xếp bảo mật của bạn. Các cạnh không còn trên đường chân trời, nó ở ngay trước mặt bạn. Lên kế hoạch phù hợp.