Концепция Edge computing проста — перенос части вычислений в сети с центральных серверов ближе к локациям, где эти данные были получены. Это разгружает как центральные вычислительные ресурсы — вне зависимости от того, представлены ли они физическими серверами или размещены в «облаке» — а также снижает нагрузку на каналы передачи данных. Концепция, про некоторые аспекты которой CRN/RE писал, как видно, вполне логичная и очень простая, но ее реализация может быть очень различна, о чем мы сейчас и поговорим. Но сначала поймем, почему Edge computing стал популярен именно сегодня.

Edge как необходимость

Глобальный объем данных за прошлый год составил 33 зеттабайт, по данным IDC, при этом восходящий тренд продолжается, и к 2025 году будет генерировано 175 зеттабайт. Эти данные должны быть обработаны, причем «на лету». После обработки часть данных будет уничтожена по той простой причине, что хранить их попросту негде, а часть заложена на хранение с тем или иным сроком — для квартального отчета, для налоговых деклараций, для последующего ретроспективного анализа и т.д. Теоретически все просто, но практически имеющаяся инфраструктура уже плохо справляется с пересылкой таких объемов данных, поэтому требует как количественного развития, так и качественного совершенствования.

Существовавшая ранее парадигма дата-центров оказывается недостаточно эффективна, прежде всего, потому, что коммуникационные каналы не готовы к пересылке растущего количества зеттабайт. Рост пропускной способности идет, но поддерживать ее на уровне, соответствующем росту генерируемых данных, проблематично как по финансовым, так и по техническим причинам, да и не нужно. Идея централизованного хранения и централизованной же обработки, по сути, никуда не уходит, только получает дальнейшее развитие.

«Инфраструктура становится многосоставной», — отмечает Алексей Соловьев, технический директор Secure Power, которая входит в состав Schneider Electric. Структура была и остается «серверо-центрической», как и была создана еще в восьмидесятые. Корни «центризма», конечно, еще глубже, но не будем углубляться дальше в историю, вспоминая про мэйнфреймы и прочие «большие компьютеры». Серверы сначала перебрались из офисов в серверные, потом в дата-центры (которые, по сути, те же серверные, только большие и, в большинстве случаев, удаленные), потом для оптимального использования этой инфраструктурой были созданы «облачные» технологии, которые практически являются рафинированным воплощением идей DaaS, SaaS и прочих «...aaS» (о тенденциях cloud недавно CRN/RE писал). Все это по-прежнему актуально, работает и продолжает эволюционное развитие, только в эту структуру добавлен дополнительный элемент.

Периферийные вычисления — они же Edge computing, о которых СRN/RE писал — представляют собой своеобразный «кэш» для данных и, конечно же, для вычислений, причем в самом широком понимании. Вариантов понимания Edge computing, заметим, возможно довольно много, причем уже не теоретических, а реализуемых на российском рынке.

Микро-ЦОД как тенденция

Такие решения чаще всего приводят в пример, когда говорят об edge-компьютинге. Ситуация проста: очень часто бывает нужно хранить данные возможно ближе к пользователям. Если потребители находятся в одном офисе, то такой микро-ЦОД назовут «серверной», но если пользователи распределены по территории, то в никто не усомнится в позиционировании данного элемента как ЦОДа, пусть даже с приставкой «микро».

Примеров микро-ЦОДов может быть множество. Евгений Попович, директор по работе с digital и e-commerce-партнерами Secure Power, приводит в качестве примера ИТ-инфраструктуру, обслуживающую несколько магазинов федеральной сети, находящихся в отдаленном городе, которым нужен локальный микро-ЦОД, чтобы не «гонять» все данные в основной ЦОД, который может быть удален на сотни, а то и на тысячи километров. Важно помнить, что при таком территориальном удалении задержки в отклике по вполне понятным причинам могут настолько значительными, что будут затруднять повседневную работу пользователей в компании.

Другой пример — обновленный к Зимней универсиаде красноярский Дворец спорта имени Ярыгина, в работах на котором принимала участие группа Legrand. Напомним, что компания устанавливала на объекте распределительные щиты, ИБП, автоматические выключатели и т.д., а также принимала участие в реконструкции информационных сетей дворца спорта, которая, учитывая возраст здания — он был введен в эксплуатацию в 1981 году — потребовалась весьма значительная. Разумеется, данный объект, как и другие спортивные площадки Универсиады, подключен к единой информационной сети, обслуживающей мероприятие в целом. Но значительное количество вычислений лучше производить непосредственно на объекте, например, процессы, «ответственные» за управление системами самого стадиона, за задачи энергосбережения, а также за локальную обработку данных для вещания, передачи пресс-материалов, подзадач внутренней инфосистемы Универсиады и т.д.

Сложность в разворачивании таких решений состоит в том, что часто их разворачивают на площадках, которые изначально не создавали ни как ЦОДы, ни как серверные. Поэтому кроме обеспечения стандартных внутренних сервисов — к которым можно отнести стабильное энергопитание и необходимую вентиляцию, систему пожаротушения, контроль доступа и т.д. — нужно позаботиться и о нестандартны. Например, как отмечает г-н Соловьев, решения Secure Power для таких ЦОДов отличаются наличием защиты от грызунов, реализованной на кабелях воздухопроводах и других конструктивных элементах (подробнее о решениях компании CRN/RE писал). Этот пример показывает, насколько важно учитывать специфику для обеспечения бесперебойной работы ЦОДа, нужно предусмотреть защиту от самых разных рисков.

«ЦОД шаговой доступности»  концепт, масштабируемый на всю страну

В глобальном масштабе идет снижение количества ЦОДов — тенденция на укрупнение корневых элементов присутствует и в этом секторе ИТ. Пик количества центров обработки данных был 4 года назад, когда их было на планете более 8,5 млн, по данным IDC. Однако, с 2016 года количество ЦОД в глобальном масштабе падает на 2-3% ежегодно, и к 2021 году вероятно, что их останется лишь 7,2 млн, что на 15% ниже пикового показателя 2015 года. Большие ЦОДы по понятным причинам могут предложить более выгодные условия в пересчете на стойку, открывают широкие возможности для масштабирования и т.д. Кроме того, как подчеркивают аналитики, это также связано с трендом на широкое использование технологий виртуализации и «облачных» платформ.

Но есть и контр-тренд, ведь небольшие ЦОДы в ряде случаев оказываются удобнее как для небольших клиентов, которым лучше воспользоваться готовым сервисом от подготовленной площадки, чем разворачивать свои микро-ЦОДы, защищая их от крыс, так и для крупных, которым в той или иной форме нужны edge-вычисления.

«ЦОД шаговой доступности» создан в качестве маркетинговой концепции компанией 3data (о чем CRN/RE писал). Напомним, что в перечне преимуществ такой формы размещения представители компании отмечали также простоту доступности площадки для технических специалистов заказчика — технологии виртуализации и дистанционного управления, конечно, продолжают развиваться, но зачастую инженеру или администратору нужен личный визит к оборудованию, чтобы необходимые действия выполнить руками.

Заметим, что на московском рынке таким центрам оказывается сложно конкурировать с крупными ЦОДами, поэтому концепцию «шаговой доступности» площадок компания 3data развивает совместно с концепцией «цифровой двор». Последняя предполагает размещение в одном здании с ЦОДом помещений другого профиля: площадок для бизнес-центра, коворкинга, залов для публичных мероприятий и т.д. Как показывает практика, такие площадки пользуются спросом у стартапов и небольших ИТ-команд, а также у организаторов различных мероприятий ИТ-направленности.

Напомним, что аналогичными способами действовали и многие региональные компании, причем задолго до появления как концепции edge-вычислений, так и концепции «цифровой двор». Наиболее выразительным в этом плане является казанский «ИТ-парк», где в здании с ЦОДом расположены бизнес-инкубатор, локальные представительства вендоров и даже Министерство информатизации и связи республики Татарстан. Данный ЦОД пользуется спросом: тут размещены серверы операторов сотовой связи, локальных интернет-провайдеров, крупных промышленных предприятий республики (например, КАМАЗа), суперкомпьютер Казанского университета и т.д. Такой подход доказал свою актуальность и был повторен «ИТ-парком» в филиале, который размещен в Иннополисе.

Вполне возможно, что аналогичные решения будут актуальны и в других регионах, где потребность в ЦОДах уже есть, но крупных клиентов немного. Крупные игроки соответствующего сектора пока не спешат разворачивать свои площадки, хотя соответствующие планы уже есть.

«Цифровой Шелковый путь» и его аналоги

Концепция «Цифрового Шелкового пути», которая является частью концепции «Экономический пояс Шелкового пути» (она же «Шелк и Путь»), создана и продвигается Китаем. Концепция предусматривает инвестиции, совместные проекты и другую поддержку локальных активностей, направленных на создание высокотехнологичных решений в странах Центральной Азии и сопредельных регионах. По замыслу китайских товарищей, на пути перемещения товаров из Поднебесной в Старый свет уже никому не нужны контрагенты, застрявшие в прошлом веке, поэтому транспортная инфраструктура должна быть дополнена актуальными современными проектами из области виртуальной экономики: вдоль трансконтинентальных транспортных артерий должны появляться е-коммерция, IIoT, интернет-банкинг, коммуникации, наукоемкие разработки, «умные города» и т.д.

В рамках концепции «Шелк и Путь», которую поддерживает ряд компаний из других регионов мира, необходимо создание большого количества ЦОДов, в том числе, в России. Национальной стратегии, подобной китайскому «Шелку и Пути», в РФ пока не выработано — а она вполне могла бы, так как инфраструктура вокруг Транссиба нуждается в комплексном развитии как в плане логистики, так и в плане хай-теха — но соответствующие тенденции идут. Напомним, что несмотря на глобальный тренд на сокращение числа центров обработки данных, о котором мы упоминали, в российских реалиях идут обратные процессы — количество ЦОДов в РФ растет. Годовой рост количества стоек, прогнозируемый iKS Consulting на прошлый год, составил 21%, количества ЦОДов — на 23%, а соответствующего сегмента рынка — на 24%.

Какое количество центров обработки данных будет создано в регионах, какое в европейской части страны — пока сказать сложно. В столицах выше конкуренция, но тут больше и заказчиков. Малое количество региональных заказчиков создает определенные проблемы — создание локальных ЦОДов в регионах оказывается занятием рискованным: крупных клиентов там немного, если создавать площадку под одного из них, то если заказчик уйдет, то созданные мощности окажутся незагруженными, что с экономической точки зрения создает проблемы для бизнеса, как отметил Дмитрий Фокин, управляющий директор IXcellerate (о чем CRN/RE писал). Вероятность появления новых крупных клиентов в отдаленных регионах, по понятным причинам, на сегодняшний день совсем невысока. Возможно, проблему можно смягчить, практикуя подходы, аналогичные упомянутому выше «Цифровому двору», так как в любом регионе присутствует некоторое количество небольших потенциальных клиентов, которые захотят перенести свои серверные мощности из микро-ЦОДов на локальную площадку крупного провайдера.

«Распределенные» по IoT

Кроме рассмотренных выше масштабных решений, которые обслуживают работу территориально-распределенных предприятий в масштабах города или района, а также могут вести к развитию целых регионов, значительную часть требуемых вычислений все чаще выполняют не компьютеры больших ЦОДов и даже не микро-ЦОДы, а процессоры, установленные в smart-датчиках, цифровых камерах, манипуляторах роботов и в других девайсах. Важность инноваций на каждом уровне инженерной инфраструктуры подчеркивает г-н Соловьев.

Edge computing показывает прекрасные результаты, используя вычислительные ресурсы элементов «интернета вещей». Процессоры для таких устройств становятся все мощнее и функциональнее, поэтому их вычислительные возможности можно эффективно использовать не только для DDoS-атак (хотя первое общеизвестное применение такой формы Edge computing нашли именно хакеры, организовавшие «атаки тостеров»), но и для ряда других конструктивных применений. Заметим, что ведущие производители чипов этот тренд осознали и один за другим предлагают решения для периферийных вычислений.

Например, Intel на прошедшей CES демонстрировал процессор Snow Ridge, по заявлению представителей корпорации, изначально созданный для «периферийных вычислений». В качестве примера представители Intel рекомендовали использовать его базовых станциях сотовой связи, прежде всего, «пятого поколения», где трафик растет кратно, соответственно, и требования к вычислениям резко возрастают. В этом сегменте уже идет настоящий бум (о чем CRN/RE писал), но корпорация ожидает, что успеет наладить производство нового чипа по технологии «10 нм» к тому моменту, как в таких решениях возникнет массовая потребность. Успеет ли Intel к соответствующей рыночной ситуации или опять опоздает — вопрос интересный, но вторичный. Для нас важно, что на рынке есть процессоры от лидера, ориентированные на весьма тяжелые задачи Edge computing.

Nvidia под занавес прошлого года продемонстрировала свое видение платформы для Edge computing, показав однокристальный модуль Jetson AGX Xavier. Здесь на одном кристалле размещено несколько процессоров, как общего назначения, так и специализированных: традиционный восьмиядерный центральный ARM-процессор, графический процессор на архитектуре Volta, сразу два блока, оптимизированные обработку задач, связанных с «глубинным обучением», а также ряд других компонент, также связанных с нейровычислениями, но «заточенные» на обработку изображений (как статических, так и видео) и решения задач «машинного зрения».

Напомним, что Nvidia выпускает решение для автомобилей, также созданное на процессорах собственного производства, например, показав на CES очередную Drive AutoPilot, построенную на чипе AGX Xavier. Решения для «беспилотников» тоже можно отнести к Edge computing, но темы автономного управления, со-пилотирования и прочих инноваций в этом вопросе очень широки и находятся за пределами рассматриваемой нами тематики.

Huawei Enterprise демонстрировал на прошедшем Mobile World Congress подход к «цифровой платформе» собственной разработки. Один из основных компонентов подхода является «повсеместный интеллектуальный сбор и обработка данных», что подчеркнул Янь Лида, президент подразделения Huawei Enterprise Business Group. Корпорация показала решения семейства Huawei X, которые позиционировала как первые в мире программно-определяемые средства для видеонаблюдения. Эти решения способны, по заявлению представителей корпорации, обеспечивать интеллектуальный сбор и обработку данных за счет определения сценариев по требованию, самоанализа и адаптивного обучения на базе сценариев. Однако, похожие подходы демонстрируют и другие вендоры, правда, без законченных «цифровых платформ, например, интересны новинки и концепция, предложенные Axis.

Edge computing как элемент для Fog Computing

Напомним, что концепция Fog Computing предусматривает прямое общение «умных устройств» между собой, без привлечения вычислительных мощностей центральных серверов. Это выглядит вполне разумно — например, действующая в составе «умного здания» система управления кондиционированием, вентиляцией и отопления напрямую «договаривается» между собой, чтобы совместно подобрать режимы работы, оптимальные с точки зрения энергопотребления.

Axis озвучил интересные подходы к камерам и представил новинку — купольную сферическую камеру видеонаблюдения P3717-PLE с четырьмя управляемыми модулями сенсор+вариообъектив, инфракрасной подсветкой и датчиком движения. Наличие последнего элемента позволяет активировать камеру только при наличии динамики в поле зрения объективов, а не грузить канал при отсутствии движения объектов на контролируемой территории. Создание подобных устройств, способных принимать самостоятельные решения, является современным трендом, по мнению представителей компании. «Во-первых, обработка данных в камере позволяет значительно сократить нагрузку на сетевой канал при передаче и хранении данных. Во-вторых, перед передачей данных их можно обезличить и закодировать, если это необходимо в целях безопасности и конфиденциальности», — отмечает Йохан Паулссон, главный технический директор Axis.

Одним из трендов является создание решений с несколькими датчиками «на борту», отмечает г-н Паулссон, которые могут реагировать на самые разные параметры окружающей среды — от погоды до движения и от уровня громкости до наличия задымления, а также на заданные их комбинации — и принимая самостоятельные решения о нужных действиях. Подход с созданием «комбо-датчиков» является прекрасным примером как развития концепции «туманных вычислений», так и Fog Computing, но о последнем мы подробно поговорим в следующий раз.

Что это значит для рынка

Потребность в ЦОДах для российской экономики растет, что является сигналом для интеграторов. Какой бы ни был центр обработки данных — крупный, средний или «микро» (а зачастую ЦОДом считают даже отдельную стойку с соответствующей инфраструктурной «обвязкой» по питанию, охлаждению, коммуникационным каналам и т.д.) — разворачивать соответствующую структуру заказчик вряд ли сможет своими силами, а обратится к услугам интегратора. Вендоры предлагают широкий спектр оборудования для ЦОДов, зачастую объединяя его в пакеты, которые практически являются «коробочными версиями» для разворачивания соответствующих решений. Так поступает, например, Legrand («моновендорский» ЦОД на оборудовании этого вендора, развернут 3data в районе московского Садового Кольца). «ЦОД в коробке» поставляет Schneider Electric и т.д. Отметим, что несмотря на полное содействие со стороны вендоров от интегратора потребуются дополнительные компетенции, например, кроме чистых ИТ-решений для ЦОД понадобится экспертиза в области ТГВ, контакты с телеком-операторами, предоставляющими каналы связи, и т.д.

Важно, что создавая решения, использующие ресурсы ЦОДов различных размеров, интеграторам сейчас нужно проводить оптимизацию структуры, по возможности все больше вычислений вынося «на край» сетевой инфраструктуры, то есть пользуясь возможностями Edge computing. Оборудование с соответствующими функциями вендоры готовы поставить, но от интеграторов создание решений с «периферийными вычислениями» потребует как дополнительной квалификации разработчиков, инженеров и архитекторов, так и нового расширенного подхода к безопасности.

Источник: Александр Маляревский, внештатный обозреватель CRN/RE

Версия для печати (без изображений)   Все новости