Cos'è l'edge computing?

L'edge computing ottimizza i dispositivi Internet e le applicazioni Web avvicinando l'informatica alla fonte dei dati. Ciò riduce al minimo la necessità di comunicazioni a lunga distanza tra client e server, riducendo la latenza e l'uso della larghezza di banda.

Obiettivi di apprendimento

Dopo aver letto questo articolo sarai in grado di:

  • Definizione dell'edge computing
  • Scopri cosa significa avere il codice eseguito sul perimetro di rete
  • Esamina i pro e i contro dell'edge computing

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Cos'è l'edge computing?

L'edge computing è una filosofia di rete focalizzata sul portare l'elaborazione il più vicino possibile alla fonte dei dati al fine di ridurre la latenza e l'utilizzo della larghezza di banda. In termini più semplici, edge computing significa eseguire un numero inferiore di processi nel cloud e spostare tali processi in posizioni locali, come il computer di un utente, un dispositivo IoT o un server edge. Portare il calcolo al perimetro della rete riduce al minimo la comunicazione a lunga distanza che deve avvenire tra a client and server.

Che cos'è il perimetro di rete?

Per i dispositivi Internet, il perimetro della rete è il punto in cui il dispositivo, o la rete locale che contiene il dispositivo, comunica con Internet. Perimetro è un termine un po' confuso; ad esempio, il computer di un utente o il processore all'interno di una telecamera IoT può essere considerato il perimetro di rete, ma anche il router dell'utente, l'ISP o il server edge locale sono considerati perimetro. L'importante è che il confine della rete sia geograficamente vicino al dispositivo, a differenza dei server di origine e dei server cloud, che possono essere molto lontani dai dispositivi con cui comunicano.

Cosa differenzia l'edge computing dagli altri modelli di calcolo?

I primi computer erano macchine grandi e ingombranti a cui era possibile accedere direttamente o tramite terminali che erano fondamentalmente un'estensione del computer. Con l'invenzione dei personal computer, l'informatica poteva avvenire in modo molto più distribuito. Per un certo periodo, il personal computer è stato il modello informatico dominante. Le applicazioni venivano eseguite e i dati venivano archiviati localmente sul dispositivo di un utente o talvolta all'interno di un data center in sede.

Il cloud computing, uno sviluppo più recente, ha offerto numerosi vantaggi rispetto a questa elaborazione locale. I servizi cloud sono centralizzati in un "cloud gestito dal fornitore" (o raccolta di data center) e sono accessibili da qualsiasi dispositivo tramite Internet.

Tuttavia, il cloud computing può introdurre latenza a causa della distanza tra gli utenti e i data center in cui sono ospitati i servizi cloud. L'edge computing avvicina l'elaborazione agli utenti finali per ridurre al minimo la distanza che i dati devono percorrere, pur mantenendo la natura centralizzata del cloud computing.

In breve:

  • Elaborazione iniziale: applicazioni centralizzate in esecuzione solo su un computer isolato
  • Personal computing: applicazioni decentralizzate eseguite localmente
  • Cloud computing: applicazioni centralizzate eseguite in data center
  • Edge computing: applicazioni centralizzate in esecuzione vicino agli utenti, sia sul dispositivo stesso che sul perimetro di rete

Un esempio di edge computing

Consideriamo un edificio protetto da decine di videocamere IoT ad alta definizione. Si tratta di telecamere "fittizie" che emettono semplicemente un segnale video non elaborato e lo trasmettono continuamente a un server cloud. Sul server cloud, l'output video di tutte le telecamere viene eseguito tramite un'applicazione di rilevamento del movimento per garantire che nel database del server vengano salvate solo le clip contenenti attività. Ciò significa che l'infrastruttura Internet dell'edificio è soggetta a un carico costante e significativo, poiché l'elevato volume di filmati video trasferiti consuma una larghezza di banda significativa. Inoltre, sul server cloud c'è un carico molto elevato che deve elaborare le riprese video da tutte le telecamere contemporaneamente.

Immaginiamo ora che l'elaborazione del sensore di movimento venga spostata sul perimetro di rete. E se ogni telecamera utilizzasse il proprio computer interno per eseguire l'applicazione di rilevamento del movimento e quindi inviasse le riprese al server cloud secondo necessità? Ciò comporterebbe una significativa riduzione dell'utilizzo della larghezza di banda, poiché gran parte delle riprese della telecamera non dovrà mai viaggiare sul server cloud.

Inoltre, il server cloud sarebbe ora responsabile solo dell'archiviazione dei filmati importanti, il che significa che il server potrebbe comunicare con un numero maggiore di telecamere senza sovraccaricarsi. Ecco come appare l'edge computing.

Quali sono gli altri possibili casi d'uso per l'edge computing?

L'edge computing può essere incorporato in un'ampia varietà di applicazioni, prodotti e servizi. Alcune possibilità includono:

  • Monitoraggio del sistema di sicurezza: come descritto sopra.
  • Dispositivi IoT: i dispositivi smart che si connettono a Internet possono trarre vantaggio dall'esecuzione del codice sul dispositivo stesso piuttosto che nel cloud, per interazioni utente più efficienti.
  • Auto a guida autonoma: i veicoli autonomi devono reagire in tempo reale, senza dover attendere istruzioni da un server.
  • Caching più efficiente: eseguendo il codice su una rete edge CDN, un'applicazione può personalizzare il modo in cui il contenuto viene memorizzato nella cache in modo che sia distribuito agli utenti in un modo più efficiente.
  • Dispositivi di monitoraggio medico: è fondamentale che i dispositivi medici rispondano in tempo reale senza attendere di ricevere informazioni da un server cloud.
  • Video conferencing: Interactive live video takes quite a bit of bandwidth, so moving backend processes closer to the source of the video can decrease lag and latency.

Quali sono i vantaggi dell'edge computing?

Risparmi

Come illustrato nell'esempio precedente, l'edge computing aiuta a ridurre al minimo l'utilizzo della larghezza di banda e le risorse server. La larghezza di banda e le risorse cloud sono limitate e costano denaro. Con ogni casa e ufficio ormai dotati di fotocamere intelligenti, stampanti, termostati e persino tostapane, Statista prevedeche entro il 2025 ci saranno oltre 75 miliardi di dispositivi IoT installati in tutto il mondo. Per supportare tutti questi dispositivi, una quantità significativa di elaborazione dovrà essere spostata sul perimetro.

Prestazioni

Un altro vantaggio significativo dello spostamento dei processi sul perimetro è la riduzione della latenza. Ogni volta che un dispositivo deve comunicare con un server distante da qualche parte, si ha un ritardo. Ad esempio, due colleghi nello stesso ufficio che chattano su una piattaforma di messaggistica istantanea potrebbero subire un notevole ritardo perché ogni messaggio, prima che appaia sullo schermo del destinatario, deve essere instradato fuori dall'edificio, comunicare con un server da qualche parte in tutto il mondo ed essere consegnato. Se quel processo viene portato al limite e il router interno dell'azienda è incaricato del trasferimento delle chat all'interno dell'ufficio, quel notevole ritardo non esisterebbe.

Allo stesso modo, quando gli utenti di tutti i tipi di applicazioni Web si imbattono in processi che devono comunicare a un server esterno, si verificano dei ritardi. La durata di questi ritardi varierà in base alla larghezza di banda disponibile e alla posizione del server, ma possono essere evitati del tutto portando il maggior numero di processi sul perimetro di rete.

Nuove funzionalità

Inoltre, l'edge computing può fornire nuove funzionalità che non erano disponibili in precedenza. Ad esempio, un'azienda può utilizzare l'edge computing per elaborare e analizzare i propri dati all'edge, il che rende possibile farlo in tempo reale.

Ricapitolando, i principali vantaggi dell'edge computing sono:

  • Riduzione della latenza
  • Diminuzione dell'utilizzo della larghezza di banda e dei costi associati
  • Diminuzione delle risorse del server e dei costi associati
  • Funzionalità aggiunte

Quali sono gli svantaggi dell'edge computing?

One drawback of edge computing is that it can increase attack vectors. With the addition of more "smart" devices into the mix, such as edge servers and IoT devices that have robust built-in computers, there are new opportunities for malicious attackers to compromise these devices.

Un altro svantaggio dell'edge computing è che richiede più hardware locale. Ad esempio, mentre una telecamera IoT ha bisogno di un computer integrato per inviare i suoi dati video grezzi a un server Web, richiederebbe un computer molto più sofisticato con più potenza di calcolo per eseguire i propri algoritmi di rilevamento del movimento. Ma il calo dei costi dell'hardware sta rendendo più economico costruire dispositivi più intelligenti.

Un modo per ridurre completamente la necessità di hardware aggiuntivo è sfruttare i server perimetrali. Ad esempio, con la rete Cloudflare di 335 sedi edge distribuite geograficamente, i clienti Cloudflare possono utilizzare il codice edge in tutto il mondo utilizzando Cloudflare Workers.