Superando Desafios do Edge Computing: Estratégias Comprovadas para Processamento de Dados em Tempo Real

À medida que carros inteligentes, dispositivos domésticos inteligentes e equipamentos industriais conectados crescem tanto em número quanto em popularidade, eles geram dados praticamente em todo lugar. De fato, existem mais de 16,4 bilhões de dispositivos IoT (Internet das Coisas) conectados mundialmente em 2022 e espera-se que o número dispare para 30,9 bilhões até 2025. Até então, a IDC prevê que estes dispositivos gerarão 73,1 zettabytes de dados globalmente, o que representa um crescimento de 300% comparado ao não tão distante 2019.

Classificar e analisar estes dados rápida e efetivamente é chave para tanto experiência ideal do usuário de aplicações quanto melhor tomada de decisão de negócios. Edge computing é a tecnologia tornando isso possível.

No entanto, implantar cargas de trabalho modernas como microsserviços, apps de machine learning e IA perto da borda traz uma série de desafios que a infraestrutura de uma organização precisa abordar. Para se beneficiar do edge computing, negócios precisam encontrar um equilíbrio perfeito entre sua infraestrutura de TI e suas necessidades de usuários finais.

Desafios do Edge Computing

Para performar otimamente, cargas de trabalho de borda requerem o seguinte:

• Proximidade – Recursos de armazenamento e computação precisam estar próximos à fonte de dados.
• Responsividade – Apps precisam que latências de transferência de dados vão de menos de 5 a 20 milissegundos.
• Mobilidade – Muitos dispositivos de borda se movem e recursos de computação e armazenamento precisam seguir.

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

Complexidades Logísticas

Gerenciar sistemas díspares de computação, rede e armazenamento de borda é complexo e requer ter equipe de TI experiente disponível em múltiplas localidades geográficas ao mesmo tempo. Isso leva tempo e coloca uma tensão financeira significativa em organizações, especialmente quando rodando centenas de clusters de contêineres, com diferentes microsserviços servidos de diferentes localidades de borda em diferentes momentos.

Gargalos de Largura de Banda

Segundo um relatório da Morgan Stanley, radares, sensores e câmeras de veículos autônomos sozinhos devem gerar até 40 TB de dados por hora. Para tomar decisões que salvam vidas rápido, os dados que estes supercomputadores de quatro rodas criam precisam ser transferidos e analisados dentro de frações de segundo.

Similarmente, numerosos dispositivos de borda coletam e processam dados simultaneamente. Enviar tais dados brutos para a nuvem pode comprometer segurança e é frequentemente ineficiente e proibitivo em termos de custo.

Para otimizar custos de largura de banda, organizações tipicamente alocam largura de banda maior para data centers e menor para endpoints. Isso torna a velocidade de uplink um gargalo com aplicações empurrando dados da nuvem para a borda enquanto dados de borda vão simultaneamente na outra direção. À medida que a infraestrutura de borda cresce, o tráfego IoT aumenta e largura de banda insuficiente causa latência massiva.

Capacidade Limitada e Complexidades de Escalonamento

O fator de forma menor de dispositivos de borda tipicamente leva a falta de energia e recursos computacionais necessários para análises avançadas ou cargas de trabalho intensivas em dados.

Além disso, a natureza remota e heterogênea do edge computing torna o escalonamento de infraestrutura física um grande desafio. Escalonamento na borda não significa apenas adicionar mais hardware na fonte dos dados. Pelo contrário, estende-se a escalonamento de equipe, gerenciamento de dados, segurança, licenciamento e recursos de monitoramento. Se não planejado e executado corretamente, tal escalonamento horizontal pode levar a custos aumentados devido a superprovisionamento, ou desempenho de aplicação subótimo devido a recursos insuficientes.

Segurança de Dados

À medida que a computação move para a borda, a infraestrutura vai além das múltiplas camadas físicas e virtuais de segurança de rede oferecidas por modelos de computação centralizados. Se não adequadamente protegida, a borda se torna alvo para 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 com dados transferidos pela rede via ataques de informação de roteamento afetando throughput, latência e caminhos de dados através de exclusão e substituição de dados. Outra ameaça comum de segurança de dados na borda são ataques DDoS visando sobrecarregar nós para causar drenagem de bateria ou exaurir comunicação, computação e recursos de armazenamento. De todos os dados que dispositivos IoT coletam, apenas os dados mais críticos precisam ser analisados. Sem soluções seguras e conformes de retenção e arquivamento de dados de longo prazo, isso frequentemente leva a acumulação excessiva de dados e data sprawl na borda, aumentando ainda mais a vulnerabilidade.

Controle de Acesso a Dados

O fato de que dispositivos de borda são fisicamente isolados significa que, neste sistema de computação distribuída, dados são manipulados por diferentes dispositivos, o que aumenta riscos de segurança e torna o acesso a dados difícil de monitorar, autenticar e autorizar.

Privacidade de um usuário final ou dispositivo final é outro aspecto crítico a manter. Políticas de múltiplos níveis são necessárias para garantir que cada usuário final seja contabilizado. Tornar isso possível enquanto atende requisitos de latência de dados em tempo real é um grande desafio, especialmente ao construir infraestrutura de borda do zero.

Ter uma solução pré-configurada, fisicamente próxima, construída por um ecossistema de parceiros oferecendo hardware otimizado e ferramentas de gerenciamento de infraestrutura mitiga desafios do edge computing. Data centers de borda são uma solução emergente que aborda isso ao oferecer às organizações recursos de armazenamento e processamento de dados de alto desempenho em uma rede segura e rápida.

Infraestrutura de Borda ao Resgate

Em comparação com a nuvem, infraestrutura de borda está localizada em instalações menores próximas à rede do usuário final. Ao trazer recursos de computação, armazenamento e rede mais próximos da fonte dos dados, data centers de borda oferecem vários benefícios a ambas organizações e suas cargas de trabalho.

Estes incluem:

• Latência minimizada devido à proximidade física – Melhorando entrega de dados e reduzindo tempo de resposta de aplicações.
• Segurança e privacidade aprimoradas – Altos níveis de segurança física e cibernética on-premise, menos dados enviados para a nuvem, e quantidade reduzida de dados vulneráveis em trânsito.
• Confiabilidade aumentada – Redistribuir cargas de trabalho para data centers menores tira a carga de servidores centrais aumentando desempenho e disponibilidade de dados.
• Otimização de custos – Com serviços gerenciados e soluções de infraestrutura pré-configuradas, data centers de borda ajudam organizações a reduzir TCO e cortar custos de TI.

Como um provedor IaaS global, a phoenixNAP reconhece a importância de trazer poderosos recursos de computação e armazenamento próximos à borda e torná-los facilmente acessíveis e escaláveis ao redor do globo. Para expandir ainda mais a disponibilidade de nossa plataforma Bare Metal Cloud, fizemos parceria com a American Tower para lançar nossa primeira localidade de borda em Austin, Texas. Isso fornece aos usuários no Sudoeste dos EUA acesso aos seguintes recursos:

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

Através de tecnologias de hardware e software de alto desempenho oferecidas como serviço, plataformas como Bare Metal Cloud ajudam negócios a melhorar time-to-action e evitar gargalos de transferência de dados. Cargas de trabalho de borda se beneficiam de provisionamento de infraestrutura orientado a automação e suporte para aplicações containerizadas e microsserviços. Ao mesmo tempo, recursos single-tenant seguros e monitoramento e acesso single-pane-of-glass permitem controle total de infraestrutura. Finalmente, aproveitar servidores pré-configurados elimina a necessidade de rack, energia, refrigeração, segurança ou outros fatores de manutenção de infraestrutura, permitindo que equipes internas foquem em otimização de aplicações.

Conclusão

Tecnologias de comunicação sem fio, dispositivos IoT e edge computing continuam evoluindo, chamando uns aos outros para novos avanços enquanto criam novos desafios para enfrentar. À medida que mais dados são gerados e distribuídos pelo ecossistema IoT, tecnologias de computação, armazenamento e rede precisam seguir e se adaptar às necessidades das cargas de trabalho do futuro. Através de parcerias entre diferentes fornecedores de TI e provedores de serviços, soluções como data centers de borda emergem. Ao trazer transferência segura de dados de alto desempenho, armazenamento e análise direto no local de nascimento dos dados, eles ajudam organizações a superar suas lutas com edge computing.