Desafios da computação de borda e como resolvê-los

À medida que carros inteligentes, dispositivos domésticos inteligentes e equipamentos industriais conectados crescem em número e popularidade, eles geram dados praticamente em todos os lugares. Na verdade, existem mais de 16,4 bilhões de dispositivos IoT (Internet of Things) conectados em todo o mundo em 2022 e o número deve disparar para 30,9 bilhões até 2025. Até então, a IDC prevê que esses dispositivos gerarão 73,1 zettabytes de dados globalmente, o que é um crescimento de 300% em relação ao não tão distante 2019.

Classificar e analisar esses dados de maneira rápida e eficaz é fundamental para a experiência ideal do usuário do aplicativo e para uma melhor tomada de decisões de negócios. A computação de borda é a tecnologia que faz isso acontecer.

No entanto, a implantação de cargas de trabalho modernas, como microsserviços, aplicativos de aprendizado de máquina e IA perto da borda, traz vários desafios que a infraestrutura de uma organização precisa enfrentar. Para se beneficiar da computação de ponta, as empresas precisam encontrar um equilíbrio perfeito entre sua infraestrutura de TI e as necessidades do usuário final.

Desafios da computação de borda

Para ter um desempenho ideal, as cargas de trabalho de borda exigem o seguinte:

• Proximidade – Os recursos de armazenamento e computação precisam estar próximos da fonte de dados.
• Resposta – Os aplicativos precisam de latências de transferência de dados de menos de 5 a 20 milissegundos.
• Mobilidade – Muitos dispositivos de borda são movidos e os recursos de computação e armazenamento precisam seguir.

A latência de transferência de dados do modelo de computação em nuvem pública remota e centralizada não atende às necessidades das cargas de trabalho de borda modernas. Por outro lado, construir uma rede descentralizada para suportar cargas de trabalho de borda vem com uma lista intimidante de seus próprios desafios.

Complexidades logísticas

Gerenciar sistemas de computação, rede e armazenamento de borda díspares é complexo e requer uma equipe de TI experiente disponível em vários locais geográficos ao mesmo tempo. Isso leva tempo e coloca uma pressão financeira significativa nas organizações, especialmente ao executar centenas de clusters de contêineres, com diferentes microsserviços atendidos de diferentes pontos de presença em momentos diferentes.

Afunilamentos de largura de banda

De acordo com um relatório do Morgan Stanley, apenas radares, sensores e câmeras de veículos autônomos devem gerar até 40 TB de dados por hora. Para tomar decisões que salvam vidas rapidamente, os dados que esses supercomputadores de quatro rodas criam precisam ser transferidos e analisados ​​em frações de segundo.

Da mesma forma, vários dispositivos de borda coletam e processam dados simultaneamente. O envio desses dados brutos para a nuvem pode comprometer a segurança e geralmente é ineficiente e de custo proibitivo.

Para otimizar os custos de largura de banda, as organizações normalmente alocam uma largura de banda maior para os data centers e menor para os terminais. Isso torna a velocidade de uplink um gargalo com aplicativos que enviam dados da nuvem para a borda, enquanto os dados da borda simultaneamente fazem o contrário. À medida que a infraestrutura de borda cresce, o tráfego de IoT aumenta e a largura de banda insuficiente causa latência maciça.

Capacidade limitada e complexidades de dimensionamento

O formato menor dos dispositivos de borda normalmente leva à falta de energia e recursos de computação necessários para análises avançadas ou cargas de trabalho com uso intenso de dados.

Além disso, a natureza remota e heterogênea da computação de borda torna o dimensionamento da infraestrutura física um grande desafio. Dimensionar na borda não significa apenas adicionar mais hardware na origem dos dados. Em vez disso, ele se estende ao dimensionamento da equipe, gerenciamento de dados, segurança, licenciamento e recursos de monitoramento. Se não for planejado e executado corretamente, esse dimensionamento horizontal pode aumentar os custos devido ao provisionamento excessivo ou a um desempenho abaixo do ideal do aplicativo devido a recursos insuficientes.

Segurança de dados

À medida que a computação avança para a borda, a infraestrutura vai além das várias camadas físicas e virtuais de segurança de rede oferecidas pelos modelos de computação centralizados. Se não for adequadamente protegida, a borda se torna alvo de várias ameaças cibernéticas.

Atores maliciosos podem injetar código não autorizado ou até replicar nós inteiros, roubando dados e adulterando-os enquanto voam sob o radar. Eles também podem interferir nos dados transferidos pela rede por meio de ataques de informações de roteamento que afetam a taxa de transferência, a latência e os caminhos de dados por meio da exclusão e substituição de dados. Outra ameaça comum à segurança de dados na borda são os ataques DDoS destinados a sobrecarregar os nós para causar o consumo de bateria ou esgotar os recursos de comunicação, computação e armazenamento. De todos os dados que os dispositivos de IoT coletam, apenas os dados mais críticos precisam ser analisados. Sem soluções de arquivamento e retenção de dados de longo prazo seguras e compatíveis, isso geralmente leva ao acúmulo excessivo de dados e à dispersão de dados na borda, aumentando ainda mais a vulnerabilidade.

Controle de acesso a dados

O fato de os dispositivos de borda estarem fisicamente isolados significa que, nesse sistema de computação distribuída, os dados são tratados por diferentes dispositivos, o que aumenta os riscos de segurança e dificulta o monitoramento, autenticação e autorização do acesso aos dados.

A privacidade de um usuário final ou dispositivo final é outro aspecto crítico a ser mantido. Políticas de vários níveis são necessárias para garantir que cada usuário final seja considerado. Tornar isso possível e atender aos requisitos de latência de dados em tempo real é um grande desafio, especialmente ao criar uma infraestrutura de ponta a partir do zero.

Ter uma solução pré-configurada e fisicamente próxima criada por um ecossistema de parceiros que oferece ferramentas otimizadas de gerenciamento de hardware e infraestrutura reduz os desafios de computação de borda. Os data centers de borda são uma solução emergente que aborda isso oferecendo às organizações armazenamento de dados de alto desempenho e recursos de processamento em uma rede segura e rápida.

Infraestrutura de ponta para o resgate

Em comparação com a nuvem, a infraestrutura de borda está localizada em instalações menores próximas à rede do usuário final. Ao aproximar os recursos de computação, armazenamento e rede da origem dos dados, os data centers de borda oferecem vários benefícios para as organizações e suas cargas de trabalho.

Esses incluem:

• Latência minimizada devido à proximidade física – Melhorar a entrega de dados e reduzir o tempo de resposta do aplicativo.
• Segurança e privacidade aprimoradas – Altos níveis de segurança física e cibernética no local, menos dados enviados para a nuvem e quantidade reduzida de dados vulneráveis ​​em trânsito.
• Aumento da confiabilidade – A redistribuição de cargas de trabalho para data centers menores tira a carga dos servidores centrais, aumentando o desempenho e a disponibilidade de dados.
• Otimização de custos – Com serviços gerenciados e soluções de infraestrutura pré-configuradas, os data centers de ponta ajudam as organizações a reduzir o TCO e os custos de TI.

Como provedor global de IaaS, a phoenixNAP reconhece a importância de trazer recursos poderosos de computação e armazenamento para perto da borda e torná-los facilmente acessíveis e escaláveis ​​em todo o mundo. Para expandir ainda mais a disponibilidade de nossa plataforma Bare Metal Cloud, fizemos uma parceria com a American Tower para lançar nosso primeiro ponto de presença em Austin, Texas. Isso fornece aos usuários no sudoeste dos EUA acesso aos seguintes recursos:

• Servidores dedicados pré-configurados e orientados por API implantados em minutos, acessíveis em 10 milissegundos.
• Acesso ao 5G, compatível com cargas de trabalho de borda prontas para o futuro.
• Gerenciamento automatizado de infraestrutura por meio de ferramentas IaC certificadas (Terraform, Ansible, Pulumi).
• Conectividade privada de camada 3 virtual múltipla com o Megaport Cloud Router (MCR).
• 15 TB de largura de banda gratuita em uma rede de 20 Gbps com proteção DDoS gratuita.
• Armazenamento NVMe de alta velocidade e fácil acesso a petabytes de armazenamento de objetos em nuvem compatível com S3.
• Opções flexíveis de faturamento e largura de banda com descontos para reservas mensais ou anuais.

Por meio de tecnologias de hardware e software de alto desempenho oferecidas como serviço, plataformas como o Bare Metal Cloud ajudam as empresas a melhorar o tempo de ação e evitar gargalos na transferência de dados. As cargas de trabalho de borda se beneficiam do provisionamento de infraestrutura orientada por automação e do suporte para aplicativos e microsserviços em contêiner. Ao mesmo tempo, recursos seguros de locatário único e monitoramento e acesso em painel único permitem controle total da infraestrutura. Por fim, o aproveitamento de servidores pré-configurados elimina a necessidade de rack, energia, refrigeração, segurança ou outros fatores de manutenção de infraestrutura, permitindo que as equipes internas se concentrem na otimização de aplicativos.

Conclusão

As tecnologias de comunicação sem fio, os dispositivos IoT e a computação de ponta continuam evoluindo, atraindo uns aos outros para novos avanços e criando novos desafios a serem enfrentados. À medida que mais dados são gerados e distribuídos em todo o ecossistema de IoT, as tecnologias de computação, armazenamento e rede precisam seguir e se adaptar às necessidades das cargas de trabalho do futuro. Por meio de parcerias entre diferentes fornecedores de TI e provedores de serviços, surgem soluções como data centers de ponta. Ao trazer transferência de dados segura e de alto desempenho, armazenamento e análise diretamente no local de nascimento dos dados, eles ajudam as organizações a superar suas dificuldades de computação de borda.