Cùng tìm hiểu các khái niệm cơ bản về Điện toán ranh giới và sự chuyển đổi như thế nào trong bối cảnh thời gian thực.

The Egde - Ranh giới

Khái niệm "ranh giới" đề cập đến khía cạnh cơ sở hạ tầng tính toán mà nó tồn tại gần với nguồn gốc của dữ liệu. Nó được phân phối bởi kiến trúc và cơ sở hạ tầng IT, nơi mà dữ liệu được xử lý ở ngoại biên của hệ thống mạng, nơi gần nhất dữ liệu gốc.

Điện toán ranh giới là phương pháp tối ưu hoá hệ thống điện toán đám mây bằng cách xử lý tính toán dữ liệu tại vùng rìa (biên) của mạng, gần với nguồn dữ liệu nhất.

Tồn tại trong "ranh giới"

Một loạt các máy chủ được sắp xếp bên ngoài các môi trường đám mây thứ cấp của chúng ta, cho phép càng nhiều hơn xử lý dữ liệu cục bộ.
Ví dụ về điện toán ranh giới có thể nhìn thấy được qua cuộc sống thường ngày của chúng ta - mà đôi khi chúng ta không để ý đến.

Ngành công nghiệp IoT (IIoT)

  • Tubin gió
  • Máy quét cộng hưởng từ
  • Bộ điều khiển công nghiệp, như là hệ thống SCADA
  • Máy móc tự động hoá công nghiệp
  • Hệ thống lưới điện thông minh
  • Hệ thống đèn giao thông thông minh

IoT

  • Xe cộ
  • Thiết bị di động
  • Đèn giao thông
  • Đồ gia dụng

Lợi ích của Điện toán ranh giới

Điện toán ranh giới cho phép làm rõ phạm vi của tài nguyên tính toán để tối ưu hoá xử lý.

  1. Dữ liệu nhạy cảm về thời gian có thể được xử lý ngay tại điểm gốc bởi bộ xử lý cục bộ (một thiết bị sở hữu khả năng tính toán riêng).
  2. Các máy chủ trung gian có thể được xử dụng để xử lý dữ liệu gần với vị trí địa ly gần với nguồn (điều này được giả định là độ trễ trung gian chấp nhận được, mặc dù các quyết định thời gian thực nên được thực hiện càng gần nguồn gốc càng tốt)
  3. Các máy chủ cloud có thể được sử dụng để xử lý ít dữ liệu thời gian nhạy cảm hơn hoặc để lưu trữ dữ liệu dài hạn. Với IoT, bạn có thể thấy bản kê khai này trong bảng điều khiển phân tích (dashboard).
  4. Các dịch vụ ứng dụng biên giảm đáng kể lượng dữ liệu phải được di chuyển, lưu lượng truy cập, và khoảng cách dữ liệu được di chuyển. Điều này sẽ làm giảm chi phí truyền tải, giảm thời gian trễ, và nâng cao được chất lượng dịch vụ.
  5. Điện toán ranh giới loại bỏ lượng lớn hiện tượng "nút thắt cổ chai" và tiềm năng lớn các lỗi bằng cách nhấn mạnh vào sự phụ thuộc vào môi trường tính toán lõi.
    Đồng thời an toàn dữ liệu được cải thiện khi dữ liệu mã hoá được kiểm tra khi nó vượt qua các bức tường lửa và điểm bảo vệ khác, nơi mà các loại virut, dữ liệu bị xâm nhập và hacker có thể bị đánh lừa sớm.
  6. Khả năng mở rộng của ranh giới tăng lên nhờ hợp lý hoá của các nhóm xử lý CPU khi cần thiết, tiết kiệm chi phí khi truyền dữ liệu thời gian thực.

Tại sao lại chọn Ranh giới

Truyền tải lượng lớn dữ liệu khá là tốn kém và bị đánh thuế trên các nguồn tài nguyên mạng. Điện toán ranh giới cho phép bạn xử lý data gần với nguồn và chỉ gửi đi dữ liệu có liên quan thông qua mạng đến bộ xử lý trung gian.
Ví dụ, một chiếc tủ lạnh thông minh không cần gửi liên tục dữ liệu nhiệt độ bên trong trở về bảng phân tích cloud. Thay vào đó, nó có thể được cấu hình chỉ để gửi dữ liệu khi mà nhiệt độ đã thay đổi vượt qúa điểm đặc biệt nào đó, hoặc được thông báo gửi dữ liệu khi bảng phân tích tái hoạt động. Tương tự, một chiều máy ảnh an ninh IoT chỉ cần thiết gửi dữ liệu trở lại thiết bị của bạn khi nó phát hiện chuyển động hoặc khi bạn chuyển đổi dữ liệu trực tiếp một cách rõ ràng.

Quản trị quan hệ thiết bị (DRM)

Để quản lý thiêt bị biên (edge), DRM, quản ý quan hệ thiết bị đề cập đến việc giám sát và bảo trì các thiết bị phức tạp, thông minh, và tương tác kết nối với nhau qua internet. DRM được thiết kế đặc biệt để giao tiếp với các bộ vi xử lý và phần mềm cục bộ trong các thiết bị IoT

Quản trị quan hệ thiết bị (DRM) là phần mềm doanh nghiệp mà nó cho phép giám sát, quản lý và lưu trữ các thiết bị thông minh thông qua internet.

Fog

Ở giữa ranh giới và đám mây là lớp Fog, nó là cầu nối giúp kết nôí giữa các thiêt bị biên với trung tâm dữ liệu cloud.

Điện toán sương mù (Fog computing) đẩy một cách thông minh xuống mức mạng cục bộ của kiên trúc mạng, xử lỹ dữ liệu trong một điểm fog của cổng gateway IoT.
Điện toán sương mù (Fog computing) đẩy khả năng xử lý tính toán và truyền thông của ranh giới cổng gateway hoặc thiết bị trực tiếp vào thiết bị giống như là các bộ PAC (thiêt bị tự động hoá lập trình được)

Ranh giới và thời gian thực

Cảm biến và thiết bị được triển khai từ xa yêu cầu xử lý thời gian thực. Một hệ thống đám mây tập trung thường xử lý khá chậm trong trường hợp này, đặc biệt khi mà sự ra quyết định phải được thực hiện trong micro giây. Điều này càng đặc biệt đúng với các thiết bị IoT trong vùng hoặc khu vực có kết nối kém.
Tuy nhiên, đôi khi khả năng xử lý thời gian thực đòi hỏi phải xử lý cloud. Ví dụ, dữ liệu được tổng hợp bởi các màn hình giảm sát thời tiết cần được gửi đi trong thời gian thực tới các siêu máy tính.