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    物聯網正將資料中心推向邊緣

    本文作者:Mikael Berggren - 台達電子(荷蘭)ICTBG數據中心解決方案業務開發總監

     

    在很久之前,IT 產業就已發現不斷逼近的龐大資料冰山,隨著物聯網 (IoT) 連線裝置的迅速成長,兩者已出現衝突的現象,現在,必須是採取行動的時刻了,而邊緣運算可能是我們解決即將發生之資料超載危機的最佳機會。

    僅是今天一天,全球已增加了 2.5 艾位元組的資料。此數據量十分驚人,但是相較於未來,僅是小巫見大巫,根據預測,至 2025 年,每一個月的車輛雲端資料傳輸量,將達到 10 艾位元組-僅是單一項應用程式的數據傳輸量,更不用說我們尚未想到可能會出現的各種新應用程式。

    那麼,我們應如何避免資料中心被物聯網這一座看不見的資料冰山壓垮呢?請思考一下,雲端連線不一定夠快,即使夠快,後端也不一定具有處理 IoT 規模資料的能力。於是,我們很快就能得知,在未來,我們將會被迫選擇想要上傳至雲端的資料。如同思科的 Helder Antunes 曾說過:「在大多數情況下,所有資料都將透過雲端與邊緣裝置的強大穩定頻寬上傳至雲端-此說法根本不切實際。」

    邊緣運算之始:內容傳遞網路 (CDN)

    邊緣運算是近期十分熱門的話題,但是,如果我們將其定義稍微擴大一些,就會發現邊緣運算其實不是新的科技,例如在 90 年代已存有如同 Akamai 的內容傳遞網路 (CDN) 。CDN 是一種將靜態內容傳送至多個位置,以使資訊距離實際使用地點更近一些的方式,且經證實,對於傳送串流視訊等內容而言,是十分高效的模式。邊緣運算即是依據此做法建立,但是,邊緣運算可以讓網路邊緣的個別節點儲存與提供內容服務,以及接收和處理資料。

    在雲端運算出現之後,此類存在於使用者與雲端資料中心之間的智慧型節點,開始大幅推動技術發展。此類混搭 (mashup) 的做法,使我們能在發揮雲端靈活度與可存取性的同時,提高資料保護及降低內部延遲部署解決方案。

    應運而生的轉變

    在各種新應用程式出現後,我們移動和處理資料的方式也產生了新的需求。自動駕駛汽車、智慧家庭和智慧製造,都與產生大量實用資料的連線裝置有關,但是僅依據感測器的原始資料,無法協助避免塞車、進行廠房設備的預防性維護或收到女兒平安到家的簡訊通知。這些都需要經過某些類型的處理作業-可能是即時分析、機器學習或其他類型的人工智慧。

    目前主要是由大型資料中心執行此類處理作業,然而,隨著運算資源的需求暴增,此模式已無法因應。這些使用個案將會產生更多的資料,而需要超越雲端運算能力的更快反應時間。

    在目前的所有資料中,僅有 10% 是在雲端或資料中心以外的地方處理,Gartner 預測,至 2022 年,所有資料中的 50%,將在其他地方(亦即:邊緣)處理。另一項有助於定義未來邊緣的動向,是包括美國在內的許多國家均已升級至 5G 行動網路。電信業者正在部署或積極考慮在升級網路時,將相鄰的邊緣微資料中心納入新建的 5G 行動基地台。

    邊緣成為兵家必爭之地

    有各式各樣的新技術皆競相在裝置與雲端之間卡位,以取得有利的位置,包括微軟 Azure 的 IoT Edge、AWS Greengrass、AWS Lambda 以及 Intel 正在協助開發的 Akraino Edge Stack 等。

    水平或垂直?

    在這些即將問世的邊緣技術中,包括涵蓋物聯網 (IoT) 裝置、邊緣伺服器到雲端的垂直解決方案,以及專注於將邊緣運算功能整合至廣泛裝置的水平做法,例如:在容器內執行的應用程式,或在特定基礎架構內的各種裝置上部署虛擬機器監控程式 (hypervisor)。

    利與弊

    將儲存裝置和運算資源放在資料來源附近,可以大幅減少延遲及需要的雲端頻寬。安全性呢?這是與各應用程式有關的重要考量。部分專家認為,邊緣運算會限制開放式網際網路上的資料傳輸量,因此可提高安全性,尤其是對於不得將敏感資料帶離現場的公司而言,是一大優點。但是,另一方面,不斷增加的大量 IoT 裝置及個別區隔的基礎架構層級(包括邊緣伺服器),則為有心人士提供更大的攻擊表面,因為每新增一個端點,都有可能會使雲端的安全性受到威脅,以及提供滲透核心網路的路徑。

    誰將擁有邊緣?

    將基礎架構從雲端移至邊緣的另一個議題,是所有權、營運與維護的問題。公司擁抱雲端運算的部分原因是雲端可大幅減輕管理與維護負擔,如果運算基礎架構從雲端回到邊緣,則將由誰擁有及營運呢?

    目前,這些問題很難獲得明確的答案,因為根本不知道最後是由哪一項技術勝出。可以肯定的只有一件事:無論誰負責掌管未來的邊緣資料中心,且無論設施的規模大小,效率都將成為關鍵。提供超越大型資料中心的運算效率,不是一件簡單的事,在可靠性方面也是一樣。我相信,基於上述原因,沒有單一解決方案能滿足每一個用戶端的邊緣運算使用案例,而每一個邊緣設施都將需要根據個別的應用客製化。無論規模為何,隨著開始將資料輸送至邊緣,未來的資料中心基礎架構-尤其是電源和冷卻-都將是攸關成敗的關鍵。

     

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