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Video: What is Edge Computing and its Impact on 5G? (November 2024)
Bei einem kürzlich stattgefundenen Besuch im Mercedes-Benz Werk in Stuttgart wurde ich mit den hochgradig vernetzten Maschinen vertraut gemacht, mit denen heute Autos gebaut werden. Jede Maschine - vom Schweißroboter bis zum mit WLAN verbundenen Schraubendreher - verfolgte jeden Fertigungsschritt an jedem Teil jedes Autos. Während der Herstellung des Autos werden alle Teile sowie alle Mitarbeiter, die an der Herstellung des Autos gearbeitet haben, nachverfolgt.
Mercedes-Benz Werk in Stuttgart
Das verarbeitende Gewerbe ist nicht die einzige Branche, die an die Grenzen des traditionellen Netzwerkdesigns stößt. Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) und Mobile Computing entwickeln sich ebenfalls schnell genug, um die Netzwerke, an die Sie gewöhnt sind, bald grundlegend zu verändern. Diese Trends fordern von heutigen Netzwerken eine enorme und immer weiter steigende Bandbreite - Bandbreite, die unsere traditionelle Netzwerkinfrastruktur zunehmend nicht bewältigen kann und auf lange Sicht sicherlich nicht unterstützen kann.
Das Internet der Dinge wächst so schnell, dass es bereits an die physischen Grenzen des Netzwerks stößt. Sensoren in Industrieanlagen liefern nicht nur Datenmengen, sondern müssen diese Daten auch in Echtzeit analysieren, was nicht nur einen eigenen Bandbreitenbedarf mit sich bringt, sondern auch eine ernsthafte Aufrüstung bei akzeptabler Latenz erfordert. Und das ist nur ein Aspekt des IoT. Der Einzelhandelsmarkt für Verbraucher verzeichnet ein noch schnelleres Wachstum des Internet der Dinge als der Industriesektor, mit Trends wie Smart-Home-Geräten und den Diensten, die sie überwachen und darauf reagieren, Unterhaltungs- und Streaming-Diensten auf Abruf und natürlich den riesigen und stetigen Zuwachs. wachsender Sektor für mobile Websites, Anwendungen und Dienste.
Und gleich um die Ecke stehen neue Trends wie Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) sowie Infotainment-Dienste und autonome Transporte, die versprechen, einem Internet, das bereits in Bedrängnis gerät, enorme Mengen an Echtzeitdatenströmen hinzuzufügen aus allen Nähten. Schlimmer noch, all diese neuen Apps möchten nicht nur, dass mehr Daten in eingeschränkte Pipes passen, sondern dass sie alle viel schneller analysiert werden - denken Sie in Echtzeit.
5G Wireless fügt Komplikationen hinzu
Während die Wahrnehmung ist, dass die drahtlose 5G-Kommunikation ein Wundermittel für diese Probleme ist, bedeutet dies in Wirklichkeit mehr Komplexität. Unter anderem wird 5G erheblich schnellere Geschwindigkeiten und damit eine größere Gesamtbandbreite bieten, was sich für drahtlose Geräte hervorragend anhört. Mobilfunknetze existieren jedoch nicht für sich. Das neue 5G-Netzwerk und die Geräte, die es verwenden, benötigen ein Netzwerk, das sie im Back-End unterstützt, damit die benötigten Daten und die erforderlichen Computerdienste mit möglichst geringer Latenz verfügbar sind. Diese Anforderung einer geringen Latenz wird dringender denn je sein, da Dienste wie selbstfahrende Transporte fast sofort Daten übertragen müssen, um ihre Arbeit zu erledigen.
Die Latenz kann als Netzwerkverzögerung angesehen werden, wird jedoch durch verschiedene Faktoren verursacht, von denen der grundlegendste die Lichtgeschwindigkeit in Glasfasern ist. Je länger ein Datenpaket in einem Netzwerk unterwegs ist, desto länger dauert es, bis es sein Ziel erreicht. Während es immer noch in winzigen Bruchteilen einer Sekunde gemessen wird, addieren sich diese Bruchteile, wenn andere Faktoren hinzukommen. Beispielsweise trägt die Betriebsgeschwindigkeit von Netzwerkgeräten wie Routern und Switches zur Gesamtlatenz bei und diese variiert sogar nicht nur je nach Anbieter sondern auch durch unterschiedliche Routing- oder Switching-Chipsätze. Dies gilt auch für die Zeit, die ein Server und die jeweils ausgeführte App oder Datenbank benötigt, um die benötigten Informationen zu finden und an Sie zurückzusenden. Da das Netzwerk immer stärker ausgelastet ist und die Netzwerkinfrastruktur weniger mit dem Datenverkehr zurechtkommt, steigt die Latenz. Dies gilt insbesondere für Server, die überlastet werden.
Da die Kommunikation mit einem zentralen Rechen- und Daten-Repository viel Zeit kostet, können Sie nur dann Zeit sparen (dh die Latenz verringern), wenn Sie dieses zentrale Repository nicht verwenden. Dies bedeutet, dass große Teile der Rechenleistung Ihres Netzwerks an den Rand des Netzwerks verlagert werden. Das Ergebnis ist ein sogenanntes "Edge-Computing" mit Architekturen, die als "Edge-Cloud-Computing" bezeichnet werden und die wiederum sogenannte "Cloudlets" oder "Fog-Computing" verwenden. Ein wichtiger Treiber ist das Mobile Computing, bei dem Daten zwangsläufig am Rande verwendet werden.
Der Rand des Netzwerks ist der Teil, der dem Endbenutzer näher ist. Indem Sie die Daten an den Rand des Netzwerks verschieben, können Sie Verzögerungen auf zwei Arten reduzieren. Zunächst verringern Sie die Entfernung zwischen dem Benutzer der Daten und dem Ort, an dem sie gespeichert sind (dem Repository). Dies reduziert die Zeit, die Daten zum Hin- und Herbewegen benötigen. Zweitens reduzieren Sie die Datenmenge, die der Server verarbeiten muss, indem Sie nur die erforderlichen Daten in der Nähe des Benutzers aufbewahren. Dies beschleunigt die Arbeit ebenfalls.
Was ist Mobile Edge Computing?
Mobile Edge Computing (MEC) ist Edge Computing, das mobile Geräte in der Regel über drahtlose Kommunikation unterstützt. Während es gerade erst anfängt, ein wichtiger Teil des Unternehmens zu werden, wird sich dies in naher Zukunft dramatisch ändern, da die mobile Bandbreite zunimmt und der Bedarf an Daten steigt. MEC verwendet drahtlose Infrastrukturen und Datenrepositorys, die sich in der Nähe der drahtlosen Infrastruktur befinden, um die Latenz gering zu halten. Für IT-Experten in Unternehmen oder sogar für Administratoren von mittelständischen Unternehmensnetzwerken können sich in naher Zukunft viele Änderungen ergeben, nicht nur in Bezug auf die drahtlose Infrastruktur, sondern auch in Bezug auf die Back-End-Netzwerkausrüstung, Hybrid-Cloud-Dienste, Designmerkmale der internen Apps und sicherlich Datenschutz und Sicherheit.
MEC ist bereits ein wichtiger Bestandteil von Netzwerken, die so unterschiedliche Branchen wie das Gesundheitswesen und das verarbeitende Gewerbe unterstützen, und wird sicherlich für neue Trends wie autonome Fahrzeuge von entscheidender Bedeutung sein. Die mobile Netzwerkkante muss aufgrund der für mobile Geräte erforderlichen Entscheidungszeiten eine extrem niedrige Latenz unterstützen. Ein autonomes Auto kann es sich nicht leisten, lange auf Daten zu warten, während es sich bewegt. Andere Apps, wie z. B. AR-Apps, reagieren sehr empfindlich auf Latenzen, da eine Verzögerung bei der Bereitstellung von Daten für die App diese unbrauchbar machen kann, wenn der Benutzer bereits weitergezogen ist.
Der Mangel an weit verbreiteten Edge-Computing-Ressourcen ist bereits ein begrenzender Faktor bei der Entwicklung autonomer Fahrzeuge, da jedes Auto einen Supercomputer im Kofferraum haben muss, der den Strom- und Kühlbedarf eines Supercomputers abdeckt. Dies mag funktionieren, wenn es relativ wenige solcher Fahrzeuge gibt, die sich alle in der Entwicklung befinden, aber für eine weitverbreitete Bereitstellung wird es nicht funktionieren.
Traditionelle Netzwerke funktionieren jedoch auch nicht für autonome Fahrzeuge, da die Latenz eines solchen Netzwerks zu hoch ist, als dass die Fahrzeuge effektiv arbeiten könnten. Das Gleiche gilt für weit verbreitete AR auf Mobilgeräten oder weit verbreitete künstliche Intelligenz (KI). Alle müssen in der Nähe ihrer Daten sein, damit sie nützlich sind.
Industrielle Anwender haben ein ähnliches Problem. Mit zunehmender Automatisierung von Produktionsmaschinen bis hin zu Inventarisierungsanlagen steigen die Anforderungen an das Netzwerk. Wie autonome Autos müssen sie sofortigen Zugriff auf ihre Daten haben.
Edge Clouds, 5G und IT
Aus all diesen Gründen wird Edge-Computing erhebliche Auswirkungen auf viele IT-Abteilungen haben, jedoch noch nicht auf alle. In Situationen, in denen die Latenz ein Problem darstellt und ein schneller Zugriff auf Daten erforderlich ist, kann es vorkommen, dass Ihr Cloud-Anbieter Ihre Anforderungen nicht erfüllt. Das Problem ist, dass dieses Bedürfnis nach einem schnelleren und schnelleren Datenzugriff auch in Prozessen, bei denen die Latenz vorher weniger wichtig war, immer weiter zunimmt. Glücklicherweise stellen Sie möglicherweise auch fest, dass es Cloud-Anbieter gibt, die mit Clouds am Rand umgehen können (dies sind die "Cloudlets" oder "Nebel"), die Ihre Anforderungen erfüllen. Sie können auch feststellen, dass Ihr Mobilfunkanbieter, der Ihre 5G-Kommunikation bereitstellt, auch Ihr Datenrepository verwaltet, damit es so nah wie möglich am Netzwerkrand bleibt.
Dies ist in gewisser Hinsicht möglicherweise keine wesentliche Änderung, da Sie immer noch mit einem Cloud-Anbieter zu tun haben. Es kann aber auch bedeuten, dass Sie sich intensiver mit der Leistungsüberwachung befassen müssen, um zu wissen, ob Sie Ihre Leistungsziele am Rande erreichen. Und da viele Apps effektiv nicht mehr funktionieren, wenn die Latenzziele nicht eingehalten werden, müssen Sie wahrscheinlich Ihre SLA- (Service Level Agreement) und Korrekturmaßnahmen ändern, wenn es unvermeidlich zu Problemen kommt. Um zu helfen, sind hier einige Dinge, über die man nachdenken sollte:
- Sind Ihre Apps latenzempfindlich? Verwenden Sie ein Datenrepository, in dem eine Art Echtzeitantwort erforderlich ist? Und wenn es jetzt nicht latenzempfindlich ist, deuten IT-Trends in Ihrer Branche darauf hin, dass sich dies in naher Zukunft ändern wird? Wenn die Antwort auf eine dieser Fragen "Ja" lautet, prüfen Sie zunächst, wie Sie die Latenz in Ihrer internen Netzwerkinfrastruktur sowie bei allen Cloud-Dienstanbietern verbessern können.
- Erwarten Sie eine Steigerung des mobilen oder Remote-Betriebs, da 5G Ihnen eine bessere Konnektivität bietet? Wird 5G Änderungen an Geräten oder Apps mit sich bringen, die von Ihrem Unternehmen verwendet werden? In diesem Fall ist die Planung eines langen Test- und Korrekturzyklus von entscheidender Bedeutung.
- Wird Ihr vorhandenes Unternehmensnetzwerk die Leistungsanforderungen erfüllen, wenn die Datenverarbeitung an den Rand rückt? Die kurze Antwort lautet hier fast immer "nein", aber der Teufel steckt im Detail. Wenn Sie sich über die neuen App-Trends in Ihrem Unternehmensbereich auf dem Laufenden halten, sollten Sie nicht nur feststellen können, ob Edge Computing und 5G sich auf Ihr Unternehmen auswirken, sondern auch, wie. Sobald Sie das wissen, sollten Sie untersuchen, was erforderlich ist, um Ihr Netzwerk in diesen neuen optimalen Zustand zu versetzen, und Ihre Pläne auf diese Weise anpassen.
Möglicherweise müssen Sie nicht nur Ihre Daten am Rand des Netzwerks vorbereiten, sondern auch Ihr Netzwerk zwischen dem Rand und dem Kern aktualisieren. Letztendlich müssen all diese Daten an einen Ort verschoben werden, an dem eine Analyse möglich ist, und dies erfordert in vielen Fällen ein sehr schweres Heben.
Wie Sie vielleicht vermuten, ist dieser Prozess nicht neu und Edge-Computing auch nicht. Neu ist, dass es sich schnell weiter verbreitet und viel weiter verbreitet. Neu ist auch das Konzept von Edge Clouds und Mobile Edge Computing in Verbindung mit den Anforderungen von 5G-Mobilfunknetzen und Mobilgeräten. Dies wirkt sich wiederum auf alle Bereiche aus, von Ihrer Infrastruktur bis zu Ihrer App und Ihrem Sicherheitsstapel. Der Rand ist nicht mehr am Horizont, er liegt direkt vor Ihnen. Planen Sie entsprechend.
