Как работают периферийные серверы

Что такое периферийный (Edge) сервер? Чем он отличается от традиционных серверов? Каковы его преимущества? С этими и другими вопросами разбираются опрошенные порталом Enterprisers Project эксперты.

Периферийный сервер в сочетании с гибридными вычислениями помогает предприятиям обрабатывать данные намного ближе к клиенту — в магазине, больнице или подключенном автомобиле. Edge-серверы делают практически те же вещи, что и традиционные серверы — но из нетрадиционного места.

«Периферийные серверы работают точно так же, как обычные, — говорит Джейкоб Смит, вице-президент по стратегии компании Equinix Metal. — Ключевым отличием является то, что они расположены на „периферии“ сети и требования к ним как серверам часто иные».

Что такое периферийный сервер?

Периферийный сервер предоставляет вычислительные и другие ресурсы, необходимые для работы приложений. «Edge» просто означает, что он выполняет эту задачу как можно ближе к приложению и его данным — и людям или машинам, использующим эти приложения, насколько это возможно.

Периферийные серверы размещаются за пределами традиционного центра обработки данных для выполнения функций вычислений, работы в сети, хранения и безопасности в непосредственной близости от того места, где они нужны пользователям — например, там, где в медицинском учреждении или на производственном объекте создаются данные.

Централизованная модель предоставления этих ресурсов имеет смысл для многих корпоративных приложений и других случаев использования. Но это не всегда самый эффективный подход в условиях все более распределенного потребления технологий, как в ИТ, так и в повседневной жизни. Здесь нужно обратиться к таким категориям, как IoT, 5G и ИИ.

Как сочетаются Edge и IoT?

С точки зрения IoT и мобильных устройств, периферийные вычисления дают множество преимуществ, максимально приближая ресурсы сервера к практически бесконечному количеству подключенных устройств, приложений и данных, которые они генерируют. Edge-подход устраняет проблемы, связанные с задержками, производительностью облачных провайдеров и т. п.

Обычно это означает более быстрое и надежное обслуживание пользователей — деловых, государственных и частных. Это также часто означает более строгий контроль безопасности. Важность всего этого будет расти по мере роста наборов данных IoT из таких приложений, как «умные» автомобили и медицинские устройства — потому что потребители тоже будут беспокоиться о безопасности и конфиденциальности.

Как работают периферийные серверы: пример из банковского дела

В самом простом смысле периферийный сервер просто означает сервер, который находится между двумя отдельными сетями (и взаимодействует с ними), говорит Марк Сами, директор технологической практики консалтинговой компании West Monroe.

Рассмотрим типичное взаимодействие между потребителем (вами) и бизнесом (вашим банком): вы входите в свой банковский аккаунт в Интернете, чтобы проверить свои последние транзакции. По причинам, которые могут быть очевидны, банк или другая финансовая компания, вероятно, не хочет раскрывать весь свой бэкэнд в Интернете, чтобы обслуживать эту ежедневную потребность клиентов. Вот где вступает в игру периферийный сервер.

«Банк выставляет периферийный сервер в Интернет, чтобы предоставить веб-сайт конечному потребителю. Тот же самый периферийный сервер вытягивает данные из основных внутренних банковских систем, которые не имеют прямого доступа к Интернету, — рассказал Сами. — Периферийные серверы позволяют организации раскрывать внешним сетям гораздо меньшую часть своей среды, сжимая тем самым точку входа для обеспечения безопасности».

Периферийные серверы, особенно когда их основной целью является лучшая поддержка очень конкретных случаев использования — например, датчики на промышленном оборудовании или подключенные камеры видеонаблюдения, — часто разрабатываются в соответствии с более детальными требованиями, чем другие серверы.

«Например, в то время как серверы в более централизованном публичном облаке могут быть ориентированы на выполнение общих задач в масштабе, периферийные серверы, как правило, более специализированные и сосредоточены на таких вещах, как сетевая функциональность (для потокового видео) или вывод (для рабочих нагрузок с поддержкой ИИ)», — пояснил Смит.

Такие примеры использования все чаще встречаются на предприятиях и в различных отраслях промышленности. Например, Gartner прогнозирует, что к 2025 г. 75% всех корпоративных данных будут генерироваться и обрабатываться вне централизованного ЦОДа или облака. В 2018 г. этот показатель составил всего 10%.

Для таких сценариев использования, как сетевые функции телеком-операторов, требующих предоставления сервисов ближе к пользователям, «периферийные вычисления помогают решить основные проблемы, связанные с пропускной способностью, задержками, отказоустойчивостью и суверенитетом данных, — отмечает Роза Гунтрип, главный менеджер по маркетингу облачных платформ Red Hat. — В гибридной вычислительной модели централизованные вычисления могут использоваться для ресурсоемких рабочих нагрузок, в то время как периферийные вычисления помогают удовлетворять потребности рабочих нагрузок, требующих обработки в режиме, близком к реальному времени».

Серверы Edge удовлетворяют эту важную потребность уже сегодня; в будущем они будут делать это еще в большей степени.

Будущее Edge-серверов связано с 5G и ИИ

Некоторые могут утверждать, что сети 5G уже являются сегодняшним сценарием, но мы лишь едва прикоснулись к теме их потенциального воздействия и важности периферийных серверов для производительности 5G. Как отметила Гунтрип, периферийные серверы помогают телекоммуникационным компаниям эффективно справляться с 5G-трафиком. Расположенные рядом с вышками сотовой связи, они обрабатывают потоки данных, поступающих, например, от «умных» машин и камер.

ИИ и машинное обучение — еще один растущий драйвер для периферийных вычислений. Сами отмечает, что доступность огромных вычислительных мощностей сделала облако привлекательным выбором для обучения ИИ/MО-моделей, которое в противном случае могли бы перегрузить онпремисные среды большинства организаций. Edge-cервер в облаке может помочь оптимизировать распределение рабочих нагрузок между облачными и онпремисными ресурсами.

«Периферийный сервер в облаке позволяет организациям получать доступ к историческим аналитическим данным или извлекать модели для использования в аналитике локальных данных в режиме реального времени, — говорит Сами. — Сценарий ИИ/МО является ярким примером того, как централизовать большие вычислительные нагрузки с помощью периферийных серверов. Если предприятие хочет анализировать локальные данные в режиме реального времени, наличие локального периферийного сервера с обученной в облаке моделью позволяет ему использовать возможности облачных вычислений без необходимости отправлять огромные объемы локальных данных на место проведения анализа».

Почему периферийные и гибридные вычисления идут рука об руку

Периферийные вычисления приводят все больше предприятий к гибридным облачным архитектурам, поскольку и в ИИ/МО-приложениях, и во многих других случаях использования периферийные и гибридные вычисления идут рука об руку.

«Периферийные вычисления стали одним из наиболее важных драйверов гибридного облака, поскольку Edge является очевидно гибридным подходом к вычислениям», — считает технологический евангелист Red Hat Гордон Хафф.

И, как и в случае с гибридным облаком, здесь применим подход «правильный инструмент для правильной работы» (или «правильная рабочая нагрузка для правильной среды»). Периферийные серверы как часть архитектуры гибридного облака могут повысить скорость и надежность, иногда в геометрической прогрессии. Таким образом, периферийные вычисления даже означают потенциальный прирост производительности в контексте предприятия, отмечает Стивен Блюм, технический директор PubNub.

Периферийные и гибридные вычисления также помогают ИТ-лидерам предприятий иметь больше возможностей. Как полагает Стю Миниман, директор по изучению рынка в команде Red Hat по облачным платформам, если кому-то еще нужен дополнительный аргумент, подтверждающий, что гибридное или мультиоблако — это реальность, то им может служить рост Edge: данные и приложения живут в самых разных местах.

«Обсуждение Edge сильно зависит от того, с кем вы разговариваете — с телеком-компанией, поставщиком публичных облаков или типичным предприятием, — добавляет Миниман. — Когда речь заходит о Kubernetes и нативной облачной экосистеме, можно привести множество технологических решений, конкурирующих за умы и кошельки клиентов. Если с телекоммуникационными гигантами разговор уже идет вокруг расширения их NFV-решений, то для предприятий есть много вариантов. Edge становится частью гибридных сред, характеризующихся общим распределенным характером, и заказчикам следует тесно сотрудничать со своими поставщиками, чтобы убедиться, что Edge не станет островком технологий со специальным набором навыков».

Периферийные серверы и надежность

С точки зрения надежности приближение серверной логики (через периферийные серверы) к конечным пользователям позволяет иметь больше точек присутствия (или физического расположения сервера) в непосредственной близости от них. В традиционной модели, если ближайший сервер выходит из строя по какой-либо причине, следующая точка присутствия может оказаться довольно далеко (что приведет к снижению производительности). При большем количестве периферийных серверов в непосредственной близости даже сбои могут быть существенно оптимизированы.

По словам Блюма, периферийные вычисления могут перенаправить выполнение приложения к следующей ближайшей точке присутствия, обеспечивая меньшее количество прерываний при сохранении хорошего уровня высокоскоростной работы. А подводя данные приложения как можно ближе к конечным пользователям, вы обеспечиваете более высокую скорость работы с уменьшением количества экранов загрузки. В этом и заключается главное преимущество Edge для конечных пользователей. «Чем ближе сервер к вашему телефону или компьютеру, тем быстрее работает приложение — и тем продуктивнее и с бóльшим удовольствием работает команда», — резюмировал Блюм.