Introdução ao Edge Computing: Que benefícios tem?

Cloud? Fog? Edge? A verdade é que gostamos de dar nomes “de impacto” para nos referirmos a ideias ou diferentes filosofias, neste caso, como utilizar os diferentes recursos de computação que temos ao alcance e, de passagem, ajudar o marketing a estimular o nosso papel de consumidor.

A ideia subjacente do paradigma da Cloud é a de utilizar as suas aplicações e os seus dados nos equipamentos de outro. A conetividade, velocidade e larguras de banda que dispomos atualmente permitem que este paradigma funcione: por um lado, dispomos das mesmas funcionalidades que ter servidores locais, mas com custos de investimento inicial muito mais reduzidos e com a flexibilidade de fazer e desfazer sem ter de adquirir equipamento adicional.

A “Cloud” foi um sucesso: é inegável observar que a quantidade de soluções “online” que utilizamos diariamente, agora em formato “pague pelo que usa” (SaaS), é infinitamente superior à de há 15 anos.

A ideia do “Fog” é, dito de forma rápida e imperfeita, tentar levar a flexibilidade da “Cloud” para a empresa: poder dispor, internamente na companhia sem depender de terceiros, de um sistema de computação que nos permita “montar” servidores e serviços internos de forma flexível e escalável. Indubitavelmente, as tecnologias de virtualização e o barateamento do equipamento de computação desempenharam um papel importante para o permitir.

E o “Edge”? Como veremos ao longo deste Post, o “Edge computing” é a filosofia que melhor se adapta a ambientes OT (Operational Technology) devido à sua idiossincrasia e necessidades de baixas latências e tempo real, especialmente nas camadas mais baixas.

O que é o Edge Computing

Uma das melhores definições de “Edge Computing” encontramos na Wikipedia, onde indica que é um tipo de computação que oferece resposta rápida e de baixa latência aos pedidos, dito de outra forma, tudo aquilo que não se encontra na “cloud” e, especificamente, todas as aplicações que requeiram processamento de dados em tempo real seriam do Edge.

Claramente, os ambientes OT estão no Edge.

Portanto, a grande maioria das aplicações industriais que conhecemos, SCADA, HMI, Lógicas de controlo dos PLC, etc. seriam o “Edge”.

Mas, neste caso, o que há de novo no Edge? Porque é que há tanto ruído com o “Edge Computing” e afinal é o mesmo que fazemos na indústria há 40 anos?

É aqui que entra em jogo a explosão de sensorização inteligente e “conetável” que está a sair para o mercado, concretamente o IoT/IioT. A Internet das coisas chegou e vamos a caminho da “Internet de Tudo”, um mundo onde milhares de milhões de objetos terão uma multiplicidade de sensores para detetar, medir e avaliar o estado do ambiente; tudo isto interconectado em redes (públicas ou privadas).

Perante esta situação, temos uma multiplicidade de dispositivos que recolhem dados, mas não fazem nada com eles. A filosofia do Edge Computing pretende adicionar a camada de computação, perto da sensorização, para tratar esses dados e transformá-los em informação útil para fazer algo com eles e, com mínimas latências e em tempo real. É aqui que os sistemas de Edge Computing brilharão no seu máximo esplendor. Graças à miniaturização da tecnologia de processo e armazenamento, abrem-se novas oportunidades para relocalizar e explorar ao máximo esta filosofia de Edge Computing.

Principais benefícios do Edge Computing

Segurança:

Uma das principais preocupações da IoT é que o aumento de dispositivos conetados aumenta o fator de exposição a possíveis ataques. A filosofia de Edge Computing tenta distribuir a capacidade de processamento e armazenamento ao longo da rede, pelo que dá origem a arquitetar soluções modulares totalmente fechadas, anulando vetores de ataque que são mais complicados de mitigar na Cloud / Fog Computing.

Como a informação será processada internamente no edge em vez de ser transmitida para os servidores centrais, há menos probabilidade de que esses dados sejam comprometidos ou alterados.

A distribuição da potência de computação e armazenamento em diferentes “mini centros de dados” também dificulta o sucesso de ataques DoS.

Rendimento:

velocidade e baixa latência nas comunicações contínuas para permitir respostas em tempo real para dar a resposta adequada aos estímulos detetados pela sensorização.

Escalabilidade:

O Edge computing oferece uma escalabilidade menos dispendiosa e flexível ao permitir que as ampliações de capacidade de computação se realizem com a combinação de dispositivos IoT e “mini centros de dados” locais.

Autonomia:

O facto de dispor do processamento de dados perto de onde os dados são produzidos elimina fatores que poderiam afetar a exploração de ditos dados, por exemplo, as comunicações ou o correto funcionamento dos servidores centrais.

Exemplo paradigmático de uso do Edge Computing

O exemplo paradigmático do uso de Edge Computing é o dos carros autónomos.

Podemos entender o carro como um “centro de dados sobre rodas” com uma multiplicidade de sensorização para recolher dados do ambiente, da estrada e do estado do próprio veículo + equipamentos de processamento destes para decidir que ação realizar: acelerar, travar, virar, luzes, ativar os limpa-para-brisas, etc.

Segundo a Intel, um carro autónomo pode gerar cerca de 4 TB de dados por dia e pode requerer larguras de banda de 20-40 Mbps para a transmissão das imagens das câmaras que possa incluir.

É imprescindível que todos estes cálculos se executem em tempo real e num tempo mínimo para evitar possíveis acidentes, pelo que está claro que o Edge Computing é o único paradigma viável para os sistemas mais críticos do carro.

Montando um sistema “Edge” tolerante a falhas

Há um fator que é importante remarcar: para o correto funcionamento do processamento local dos dados é obrigatório que dito processamento seja Tolerante a Falhas e se garanta uma alta disponibilidade dos sistemas.

No exemplo anterior, não é preciso falar das consequências de falhas no hardware que suporta a tomada de decisões: acidentes.

Os equipamentos informáticos integrados no Edge devem cumprir os estritos requisitos de rendimento, assim como oferecer uma constante fiabilidade. Os equipamentos ztC Edge da Stratus podem ser incorporados rapidamente ao Edge de forma fácil e robusta, adicionando uma camada de virtualização tolerante a falhas, assegurando que a camada de processo funcione de forma ininterrupta, mesmo havendo falhas físicas de hardware.

As suas principais características são:

• Virtualização incorporada: execute máquinas virtuais em alta disponibilidade ou tolerantes a falhas. Garanta uma execução sem passos por zero.
• Proteção automatizada: a solução é composta por nós redundantes com sincronização contínua de dados, tudo de forma automática.
• Recuperação automática: em caso de avaria, a execução dos sistemas continua no nó redundado, sem necessidade de intervenção de ninguém.
• Nós robustos intercambiáveis a quente: os nós ztC Edge estão desenhados para trabalhar em ambientes industriais exigentes.
• Controlo e administração do estado do sistema: os nós ztC Edge dispõem de serviços de monitorização e controlo para detetar qualquer anomalia que pudesse acontecer.

Já sabe muitas coisas sobre Edge Computing, se necessitar de ampliar informação ou resolver dúvidas, contacte-nos!