A computação de borda visa otimizar aplicativos da Web e dispositivos de Internet e minimizar o uso de largura de banda e a latência nas comunicações. Esta pode ser uma das razões por trás de sua rápida popularidade no espaço digital.
Uma quantidade excedente de dados está sendo gerada diariamente de empresas, empresas, fábricas, hospitais, bancos e outras instalações estabelecidas.
Portanto, tornou-se mais crítico gerenciar, armazenar e processar dados com eficiência. É especialmente evidente no caso de negócios sensíveis ao tempo para processar dados de forma rápida e eficaz para riscos mínimos de segurança e operações de negócios mais rápidas.
Para isso, a computação de borda pode ajudar.
Mas do que se trata? A nuvem não é suficiente?
Vamos esclarecer essas dúvidas entendendo detalhadamente a computação de borda.
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O que é computação de borda?
A computação de borda é a arquitetura de computação moderna e distribuída que aproxima o armazenamento e a computação de dados da fonte de dados. Isso ajuda a economizar largura de banda e melhorar o tempo de resposta.
Simplificando, a computação de borda envolve menos processos em execução na nuvem. Ele também move esses processos de computação para dispositivos de borda, como dispositivos IoT, servidores de borda ou computadores dos usuários. Essa maneira de aproximar a computação ou na borda da rede reduz a comunicação de longa distância entre um servidor e um cliente. Portanto, reduz o uso de largura de banda e a latência.
Edge computing é essencialmente uma arquitetura em vez de uma tecnologia per se. É uma computação específica do local que não depende da nuvem para realizar o trabalho. No entanto, isso nunca significa que a nuvem não existirá; apenas se aproxima.
A origem da computação de borda
A computação de borda originou-se como um conceito em redes de entrega de conteúdo (CDNs) criadas na década de 1990 para fornecer vídeo e conteúdo da Web usando servidores de borda implantados mais próximos dos usuários. Nos anos 2000, essas redes evoluíram e começaram a hospedar aplicativos e componentes de aplicativos diretamente nos servidores de borda.
Foi assim que surgiu comercialmente o primeiro uso da computação de borda. Eventualmente, soluções e serviços de edge computing foram desenvolvidos para hospedar aplicativos como carrinhos de compras, agregação de dados em tempo real, inserção de anúncios e muito mais.
Arquitetura de computação de borda
As tarefas de computação requerem uma arquitetura adequada. E não existe uma política de “tamanho único” aqui. Diferentes tipos de tarefas de computação precisam de arquitetura diferente.
A computação de borda, ao longo dos anos, tornou-se uma arquitetura importante para dar suporte à computação distribuída e implantar recursos de armazenamento e computação próximos à mesma localização geográfica da origem.
Embora empregue uma arquitetura descentralizada, que pode ser desafiadora e requer controle e monitoramento contínuos, a computação de borda ainda é eficaz para resolver problemas de rede avançados, como mover grandes volumes de dados em menos tempo do que outros métodos de computação.
A arquitetura exclusiva da computação de borda visa resolver três principais desafios de rede – latência, largura de banda e congestionamento de rede.
Latência
Refere-se ao momento em que um pacote de dados vai de um ponto da rede para outro. A latência mais baixa ajuda a criar uma experiência de usuário mais fabulosa, mas seu desafio é a distância entre um usuário (cliente) que faz a solicitação e o servidor que atende à solicitação. A latência pode aumentar com distâncias geográficas maiores e congestionamento de rede, o que atrasa o tempo de resposta do servidor.
Ao colocar a computação mais próxima da fonte de dados, você está reduzindo a distância física entre o servidor e o cliente para permitir tempos de resposta mais rápidos.
Largura de banda
É a quantidade de dados que uma rede transporta ao longo do tempo e é medida em bits/segundo. É limitado a todas as redes, especialmente para comunicações sem fio. Portanto, um número limitado de dispositivos pode trocar dados em uma rede. E se você quiser aumentar essa largura de banda, talvez precise pagar mais. Além disso, controlar o uso da largura de banda também é difícil em toda a rede, conectando um grande número de dispositivos.
A computação de borda resolve esse problema. Como toda a computação acontece perto ou na fonte dos dados, como computadores, webcams, etc., a largura de banda é fornecida apenas para seu uso, reduzindo o desperdício.
Congestionamento
A internet envolve bilhões de dispositivos trocando dados em todo o mundo. Isso pode ser esmagador para a rede e resultar em alto congestionamento de rede e atrasos de resposta. Além disso, interrupções de rede também podem ocorrer e aumentar ainda mais o congestionamento para interromper as comunicações entre os usuários.
Implantando servidores e armazenamento de dados no local ou próximo ao local onde os dados são gerados, a computação de borda permite que vários dispositivos operem em uma LAN mais eficiente e menor, onde os dispositivos locais que geram dados podem usar a largura de banda disponível. Dessa forma, reduz significativamente o congestionamento e a latência.
Como funciona a computação de borda?
O conceito de computação de borda não é totalmente novo; remonta a décadas associadas à computação remota. Por exemplo, filiais e locais de trabalho remotos colocaram os recursos de computação em um local onde podem obter o máximo de benefícios em vez de depender de um local central.
Na computação tradicional, onde os dados eram produzidos no lado do cliente (como o PC de um usuário), eles se moviam pela Internet para a LAN corporativa para armazenar dados e processá-los usando um aplicativo corporativo. Em seguida, a saída é enviada de volta, viajando pela internet, para chegar ao dispositivo do cliente.
Agora, os arquitetos de TI modernos deixaram o conceito de data centers centralizados e adotaram a infraestrutura de ponta. Aqui, os recursos de computação e armazenamento são movidos de um data center para o local onde o usuário gera os dados (ou a fonte de dados).
Isso implica que você está aproximando o data center da fonte de dados, e não o contrário. Requer um rack de engrenagem parcial que ajuda a operar em uma LAN remota e coleta os dados localmente para processá-los. Alguns podem implantar o equipamento em gabinetes blindados para protegê-lo de alta temperatura, umidade, umidade e outras condições climáticas.
O processo de edge computing envolve a normalização e análise de dados para encontrar inteligência de negócios, enviando apenas os dados relevantes após a análise para o data center principal. Além disso, inteligência de negócios aqui pode significar:
- Vigilância por vídeo em lojas de varejo
- Dados de vendas
- Análise preditiva para reparo e manutenção de equipamentos
- Geração de energia,
- Manter a qualidade do produto,
- Garanta o funcionamento adequado do dispositivo e muito mais.
Vantagens e desvantagens
Vantagens
Os benefícios da computação de borda são os seguintes:
#1. Tempos de resposta mais rápidos
A implantação de processos de computação nos dispositivos de borda ou perto deles ajuda a reduzir a latência, conforme explicado acima.
Por exemplo, suponha que um funcionário queira entregar alguma mensagem urgente a outro funcionário nas mesmas instalações da empresa. Leva mais tempo para enviar a mensagem à medida que ela roteia para fora do prédio e se comunica com um servidor distante localizado em qualquer lugar do mundo e depois volta como uma mensagem recebida.
Com a computação de borda, o roteador é responsável pelas transferências de dados dentro do escritório, reduzindo significativamente os atrasos. Também economiza largura de banda em grande medida.
#2. Eficiência de custos
A computação de borda ajuda a economizar recursos de servidor e largura de banda, o que, por sua vez, reduz custos. Se você implantar recursos de nuvem para dar suporte a um grande número de dispositivos em escritórios ou residências com dispositivos inteligentes, o custo será maior. Mas a computação de borda pode reduzir esse gasto movendo a parte computacional de todos esses dispositivos para a borda.
#3. Segurança e privacidade de dados
A movimentação de dados entre servidores localizados internacionalmente traz privacidade, segurança e mais questões legais. Se for sequestrado e cair em mãos erradas, pode causar profundas preocupações.
A computação de borda mantém os dados mais próximos de sua fonte, dentro dos limites das leis de dados, como HIPAA e GDPR. Ele ajuda a processar dados localmente e evita que dados confidenciais sejam movidos para a nuvem ou para um data center. Assim, seus dados permanecem seguros dentro de suas instalações.
Além disso, os dados que vão para a nuvem ou servidores distantes também podem ser criptografados com a implementação da computação de borda. Dessa forma, os dados ficam mais seguros contra ataques cibernéticos.
#4. Manutenção fácil
A computação de borda requer esforço e custo mínimos para manter os dispositivos e sistemas de borda. Consome menos eletricidade para processamento de dados e as necessidades de resfriamento para manter os sistemas operando com o desempenho ideal também são menores.
Desvantagens
As desvantagens da computação de borda são:
#1. Escopo limitado
A implementação da computação de borda pode ser eficaz, mas seu objetivo e escopo são limitados. Esta é uma das razões pelas quais as pessoas são atraídas para a nuvem.
#2. Conectividade
A computação de borda deve ter boa conectividade para processar dados de forma eficaz. E se a conectividade for perdida, será necessário um planejamento sólido de falhas para superar os problemas que surgem.
#3. Falhas de segurança
Com o aumento do uso de dispositivos inteligentes, o vetor de risco de invasores que comprometem os dispositivos aumenta.
Aplicações da computação de borda
A computação de borda encontra aplicações em vários setores. Ele é usado para agregar, processar, filtrar e analisar dados próximos ou na borda da rede. Algumas das áreas onde é aplicado são:
Dispositivos IoT
É um equívoco comum pensar que computação de borda e IoT são a mesma coisa. Na realidade, a computação de borda é uma arquitetura, enquanto a IoT é uma tecnologia que usa computação de borda.
Dispositivos inteligentes como smartphones, termostatos inteligentes, veículos inteligentes, fechaduras inteligentes, relógios inteligentes, etc., conectam-se à Internet e se beneficiam do código executado nesses próprios dispositivos em vez da nuvem para uso eficiente.
Otimizando a rede
A computação de borda ajuda a otimizar a rede medindo e melhorando seu desempenho na Web para os usuários. Ele encontra um caminho de rede com a menor latência e maior confiabilidade para o tráfego do usuário. Além disso, também pode limpar o congestionamento do tráfego para um desempenho ideal.
Assistência médica
Uma grande quantidade de dados é gerada a partir do setor de saúde. Envolve dados do paciente de equipamentos médicos, sensores e dispositivos.
Portanto, há uma maior necessidade de gerenciar, processar e armazenar os dados. A computação de borda ajuda aqui aplicando aprendizado de máquina e automação para acesso a dados. Ele ajuda a identificar dados problemáticos que requerem atenção imediata dos médicos para permitir um melhor atendimento ao paciente e eliminar incidentes de saúde.
Além disso, a computação de borda é usada em sistemas de monitoramento médico para responder rapidamente em tempo real, em vez de esperar que um servidor em nuvem atue.
Retalho
As empresas de varejo também geram grandes blocos de dados de rastreamento de estoque, vendas, vigilância e outras informações comerciais. O uso da computação de borda permite que as pessoas coletem e analisem esses dados e encontrem oportunidades de negócios, como previsão de vendas, otimização de pedidos de fornecedores, realização de campanhas eficazes e muito mais.
Fabricação
A computação de borda é usada no setor de manufatura para monitorar processos de manufatura e aplicar aprendizado de máquina e análises em tempo real para melhorar a qualidade do produto e detectar erros de produção. Também suporta os sensores ambientais a serem incorporados nas fábricas.
Além disso, a computação de borda fornece informações sobre os componentes em estoque e quanto tempo eles durariam. Ele ajuda o fabricante a tomar decisões de negócios precisas e rápidas sobre as operações e a fábrica.
Construção
A indústria da construção usa computação de borda principalmente para segurança no local de trabalho para coletar e analisar dados obtidos de dispositivos de segurança, câmeras, sensores, etc. Ajuda as empresas a ter uma visão geral das condições de segurança no local de trabalho e garante que os funcionários estejam seguindo os protocolos de segurança.
Transporte
O setor de transporte, especialmente os veículos autônomos, produz terabytes de dados todos os dias. Os veículos autônomos precisam que os dados sejam coletados e analisados enquanto estão em movimento, em tempo real, o que exige computação pesada. Eles também precisam de dados sobre a condição do veículo, velocidade, localização, condições da estrada e do tráfego e veículos próximos.
Para lidar com isso, os próprios veículos se tornam a borda onde a computação ocorre. Como resultado, os dados são processados em uma velocidade acelerada para alimentar as necessidades de coleta e análise de dados.
Agricultura
Na agricultura, a computação de borda é utilizada em sensores para rastrear a densidade de nutrientes e o uso de água e otimizar a colheita. Para isso, o sensor coleta dados sobre as condições ambientais, de temperatura e do solo. Ele analisa seus efeitos para ajudar a aumentar o rendimento das culturas e garantir que sejam colhidos durante as condições ambientais mais favoráveis.
Energia
A computação de borda é útil no setor de energia também para monitorar a segurança com serviços públicos de gás e petróleo. Sensores monitoram a umidade e a pressão continuamente. Além disso, ele não deve perder a conectividade porque, se algo de errado acontecer, como um tubo de óleo superaquecido não ser detectado, pode levar a desastres. O desafio é que a maioria dessas instalações está situada em áreas remotas, onde a conectividade é precária.
Portanto, a implantação da computação de borda nesses sistemas ou perto deles oferece maior conectividade e recursos de monitoramento contínuo. A computação de borda também pode determinar o mau funcionamento do equipamento em tempo real. Os sensores podem monitorar a energia gerada por todas as máquinas, como veículos elétricos, sistemas de parques eólicos e muito mais, com controle de rede para ajudar na redução de custos e na geração eficiente de energia.
Outros aplicativos de computação de borda são para videoconferência que consome grandes larguras de banda, cache eficiente com código executado em redes de borda CDN, serviços financeiros como bancos para segurança e muito mais.
Borda distante vs. borda próxima
A computação de borda envolve tantos termos, como borda próxima, borda distante, etc., que às vezes se torna confuso. Vamos entender a diferença entre a borda distante e a borda próxima.
Borda distante
É a infraestrutura implantada mais distante de um datacenter em nuvem e mais próxima dos usuários.
Por exemplo, a infraestrutura Far Edge de uma agência de serviços móveis pode estar próxima às estações base de torres de telefonia celular.
A computação Far Edge é implantada em empresas, fábricas, shopping centers etc. Os aplicativos executados nessa infraestrutura precisam de alto rendimento, escalabilidade e baixa latência, o que é ótimo para streaming de vídeo, AR/VR, videogame etc. aplicativos, é conhecido como:
- Um Enterprise Edge que hospeda aplicativos corporativos
- IoT Edge que hospeda aplicativos IoT
Perto da borda
É a infraestrutura de computação implantada entre os data centers em nuvem e o Far Edge. Ele hospeda aplicativos e serviços genéricos, ao contrário do Far Edge que hospeda aplicativos específicos.
Por exemplo, a infraestrutura Near Edge pode ser usada para armazenamento em cache CDN, computação em Fog, etc. Além disso, a computação em Fog coloca recursos de armazenamento e de computador dentro ou perto dos dados, podendo não estar nos dados. É um meio-termo entre um data center em nuvem localizado longe e a borda situada na origem com recursos limitados.
Edge Computing x Cloud Computing (semelhanças e diferenças)
Tanto a computação de borda quanto a computação em nuvem envolvem computação distribuída e implantação de recursos de armazenamento e computação com base nos dados que estão sendo produzidos. No entanto, eles definitivamente não são os mesmos.
Veja como eles são diferentes.
- Implantação: a computação em nuvem implanta recursos em locais globais com alta escalabilidade para executar processos. Pode incluir computação centralizada mais próxima da(s) fonte(s) de dados, mas não na borda de uma rede. Por outro lado, a computação de borda implanta recursos onde os dados são gerados.
- Centralização/Descentralização: Utilizando a centralização, a nuvem oferece recursos eficientes e escaláveis com segurança e controle. A computação de borda é descentralizada e usada para tratar dessas preocupações e casos de uso que não são fornecidos na abordagem de centralização da computação em nuvem.
- Arquitetura: A arquitetura de computação em nuvem consiste em vários componentes soltos. Ele oferece aplicativos e serviços no modelo de pagamento conforme o uso. No entanto, a computação de borda se estende além da computação em nuvem e fornece uma arquitetura mais estável.
- Programação: O desenvolvimento de aplicativos na nuvem é adequado e utiliza uma ou menos linguagens de programação. A computação de borda pode exigir diferentes linguagens de programação para desenvolver aplicativos.
- Tempo de resposta: o tempo médio de resposta geralmente é maior na computação em nuvem em comparação com a computação de borda. Portanto, a computação de borda oferece um processo de computação mais rápido.
- Largura de banda: a computação em nuvem consome mais largura de banda e energia devido à maior distância entre o cliente e o servidor, enquanto a computação de borda requer largura de banda e energia comparativamente menores.
Quais são os benefícios da computação de borda sobre a computação em nuvem?
O processo na computação de borda é mais eficiente do que a computação em nuvem, pois esta leva mais tempo para buscar os dados solicitados pelo usuário. A computação em nuvem pode atrasar a transmissão de informações para um data center, o que retarda o processo de tomada de decisão para causar latência.
Como resultado, as organizações podem sofrer perdas em termos de custo, largura de banda, segurança de dados e até riscos ocupacionais, principalmente no caso de fabricação e construção. Aqui estão alguns benefícios do Edge over Cloud.
- A demanda por uma arquitetura mais rápida, segura e confiável popularizou o crescimento da computação de ponta, fazendo com que as organizações optem pela computação de ponta em vez da computação em nuvem. Portanto, nas áreas que precisam de informações sensíveis ao tempo, a computação de borda faz maravilhas.
- Quando o processo de computação é realizado em locais remotos, a computação de borda funciona melhor devido à pouca ou nenhuma conectividade para permitir uma abordagem centralizada. Ajudará no armazenamento local, funcionando como um micro data center.
- A computação de borda é uma solução melhor para oferecer suporte a dispositivos inteligentes e especializados que executam funções especiais e são diferentes de dispositivos comuns.
- A computação de borda pode abordar efetivamente o uso de largura de banda, alto custo, segurança e consumo de energia na maioria das áreas em comparação com a computação em nuvem.
Provedores atuais de computação de borda
Para implantar a computação de borda de maneira rápida e fácil em sua empresa ou empresa, você precisa de um provedor de serviços de computação de borda. Eles ajudam a processar os dados e transmiti-los com eficiência, oferecem uma infraestrutura de TI robusta e gerenciam dados massivos gerados a partir dos dispositivos de borda.
Aqui estão alguns dos provedores de computação de borda notáveis:
#1. Amazon Web Services
AWS oferece experiência consistente com um modelo cloud-edge e fornece soluções e serviços para IoT, ML, IA, análise, robótica, armazenamento e computação.
#2. Dell
Dell fornece orquestração e gerenciamento de edge computing por meio do OpenManage Mobile. A Dell é ótima para cidades digitais, varejistas, fabricantes e outros.
#3. ClearBlade
ClearBlade lançou seu Edge Native Intelligent Asset Application que permite que um mantenedor de borda crie dispositivos de alerta e se conecte a dispositivos IoT sem codificação.
Outros provedores de computação de borda notáveis são Cloudflare, StackPath, Intel, EdgeConnex e muito mais.
Palavras finais 👩🏫
A computação de borda pode ser uma opção eficiente, confiável e econômica para empresas modernas que usam serviços e soluções digitais do que nunca. Também é um excelente conceito para apoiar a cultura de trabalho remoto para facilitar o processamento e a comunicação de dados mais rápidos.