Phát triển điện toán doanh nghiệp trên đám mây không còn là một khái niệm mới lạ. Nhưng còn về điện toán biên? Chúng ta đang nghe nhiều hơn về điện toán biên, trong những chủ đề về 5G và Internet of Things (IoT). Vậy điện toán biên chỉ là một loại điện toán đám mây mới, hay nó là một cái gì đó thực sự riêng biệt? Cũng giống như những khái niệm mới trong giới công nghệ, còn rất nhiều hoài nghi trong việc trả lời những câu hỏi này và định nghĩa chính xác tiêu chuẩn của điện toán biên.

Công ty Gartner định nghĩa điện toán biên là “một phần của cấu trúc liên kết máy tính phân tán, trong đó việc xử lý thông tin được đặt gần biên – nơi mọi thứ và con người có thể sản xuất hoặc tiêu thụ thông tin đó”.

Điện toán di động: thế mạnh của mạng di động.

Điện toán biên trong viễn thông, thường được gọi là Điện toán biên di động (Mobile Edge Computing), MEC, được xác định là yếu tố thúc đẩy chính cho IoT và được công nhận là một trong những khái niệm kiến ​​trúc cũng như công nghệ quan trọng. Khái niệm MEC được ETSI (Viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu) định nghĩa là một công nghệ mới cung cấp dịch vụ “environment” CNTT và khả năng điện toán đám mây ở biên mạng di động, trong phạm vi mạng truy cập vô tuyến (RAN) và gần các thuê bao di động. ETSI đã xuất bản sách trắng về MEC, và MEC được coi là một công nghệ mới phát triển đóng vai trò khá quan trọng đối với các thế hệ mạng trong tương lai.

Về mặt này, mô hình Điện toán biên đa truy cập (MEC) xác định cơ sở hạ tầng mạng mới phát triển nhằm cung cấp độ trễ thấp, tăng hiệu quả băng thông và các dịch vụ linh hoạt cho người dùng cuối. Mặc dù vậy, cách tiếp cận này không nhằm mục đích thay thế cơ sở hạ tầng dựa trên đám mây, mà là để tăng cường khả năng tính toán, kết nối, và lưu trữ tài nguyên ở biên mạng, bằng các lớp trung gian được đặt giữa thiết bị người dùng cuối và đám mây. Do đó, điều quan trọng là phải thiết kế các bộ phận hiệu quả và đặt ở biên mạng, hoạt động như một giao diện giữa các dịch vụ đám mây và các thiết bị IoT.

Ứng dụng của điện toán di động

Nhờ các tính năng nâng cao, chẳng hạn như độ trễ thấp, độ gần, băng thông rộng và thông tin thời gian thực của mạng vô tuyến và vị trí, MEC cho phép một số lượng lớn các ứng dụng và dịch vụ mới cho nhiều lĩnh vực, chẳng hạn như người tiêu dùng, doanh nghiệp , và sức khỏe. Đặc biệt, trong nghiên cứu của Đại học London Southbank, MEC được coi là giải pháp đầy hứa hẹn để xử lý các dịch vụ phát video trực tuyến trong concept thành phố thông minh.

Dữ liệu giá trị có thể được truyền đến máy chủ ứng dụng để giảm lưu lượng cho lõi mạng. Các ứng dụng di động tương tác thực tế (AR) có các đặc tính cộng hưởng vốn có về thu thập dữ liệu ở uplink, tính toán ở biên và phân phối dữ liệu ở downlink, theo tiến sĩ S.Lin and W.Li. Dữ liệu AR yêu cầu độ trễ thấp và tốc độ xử lý dữ liệu cao để cung cấp thông tin chính xác tùy thuộc vào vị trí của người dùng.

Việc xử lý dữ liệu có thể được thực hiện trên một máy chủ MEC cục bộ thay vì trên một máy chủ tập trung để mang lại trải nghiệm người dùng hoàn hảo. Ngoài ra, một kế hoạch quản lý dữ liệu lưới thông minh dựa trên mạng-có khả năng-chịu độ trễ nhằm thúc đẩy mô hình điện toán biên di động đã được đề xuất trên Tạp chí IEEE 2016.

Một mô hình mới tận dụng MEC để thu thập, phân loại và phân tích các luồng dữ liệu IoT đã được giới thiệu trong nghiên cứu mới nhất của Tiến sĩ Xiangsun. Máy chủ MEC chịu trách nhiệm quản lý các giao thức khác nhau, phân phối thông báo và xử lý các phân tích. MEC Environment tạo ra một chuỗi giá trị mới và một hệ sinh thái tràn đầy năng lượng, từ đó tạo ra cơ hội mới cho các nhà mạng di động và các nhà cung cấp ứng dụng và content.

Tầm quan trọng của điện toán biên

Hãy xem xét trường hợp của ô tô tự lái và hệ thống mạng hỗ trợ. 

Phân phối các bản cập nhật phần mềm điều hướng cho các phương tiện trong đêm, như Tesla và những công ty khác đã làm, là một ứng dụng điển hình cho điện toán đám mây. Ở một mặt khác, quyết định rẽ trái hay phải để tránh người đi bộ đang băng qua đường cần được thực hiện độc lập bởi một máy tính tích hợp – chắc chắn không mất thời gian đợi máy chủ trung tâm từ xa phản hồi.

Ở giữa, hệ thống traffic được nối mạng có thể đóng vai trò hiệu quả ở biên mạng, có nghĩa là các nút tính toán được đặt trong đèn giao thông và tháp di động. Ví dụ: nếu một người lái xe đang chạy sai hướng trên đường cao tốc về phía bạn, việc nói cho xe bạn biết cách nào để rẽ sang đường là điều bạn muốn thực hiện trong vài mili giây.

Nếu hệ thống giao thông xe tự hành giả định của chúng ta hoạt động trên mạng di động 5G, băng thông và độ trễ thấp của công nghệ mạng này sẽ tăng tốc độ kết nối với các phương tiện và cảm biến bên đường. Câu hỏi đặt ra là,  khi tín hiệu truyền đến nút mạng di động gần nhất, nó sẽ đi đâu từ đó? Trong một trường hợp sinh tử, bạn muốn dữ liệu được xử lý ngay tại bên đường – hoặc càng gần nơi đó càng tốt – để thông báo tránh va chạm có thể đến được xe của bạn trong khi vẫn còn khả năng bảo vệ mạng sống của bạn.

IoT Gateway xử lý biên

Thiết bị cổng kết nối IoT thu hẹp khoảng cách giao tiếp giữa các thiết bị IoT, cảm biến, thiết bị, hệ thống và đám mây. Bằng cách kết nối hiện trường và đám mây một cách có hệ thống, các thiết bị cổng kết nối IoT cung cấp các giải pháp xử lý và lưu trữ cục bộ, cũng như khả năng điều khiển tự động các thiết bị hiện trường dựa trên dữ liệu đầu vào bằng cảm biến.

Gateway xử lí biên nằm ở giao điểm của các hệ thống biên, giữa internet bên ngoài và mạng nội bộ đang được sử dụng bởi các thiết bị khác trong hệ sinh thái của bạn. Vì vậy, nó là điểm truy cập chính cho kết nối mạng, cả bên trong và bên ngoài hệ sinh thái thiết bị của bạn.

Thiết bị IoT Gateway hoạt động như thế nào?

Khi khả năng và nhu cầu của các thiết bị tăng lên, thông thường chúng sẽ không thể giao tiếp trực tiếp với các hệ thống. Một số cảm biến và bộ điều khiển không hỗ trợ các giao thức tiêu tốn nhiều năng lượng như Wi-Fi hoặc Bluetooth. Một số thiết bị tổng hợp dữ liệu tràn ngập ở dạng thô và chúng đều đang kết nối với nhiều mạng công cộng và riêng tư.

Gateway IoT thực hiện một số chức năng quan trọng từ phiên dịch giao thức đến mã hóa, xử lý, quản lý và lọc dữ liệu. Nếu bạn tưởng tượng về một hệ sinh thái IoT, một gateway nằm giữa các thiết bị và cảm biến để giao tiếp với đám mây.

Nguồn: IOT Agenda

Điện toán biên không thay thế các đám mây công cộng (Public Clouds).

Có một số tranh luận trong những ngày đầu khi điện toán đám mây vừa ra mắt, rằng tiện ích điện toán đám mây công cộng sẽ thay thế các dạng điện toán khác, giống như các thiết bị điện đã làm, Gordon Haff – chiến lược gia sản phẩm của Red Haff cũng lưu ý.

“Tuy nhiên, một tiện ích tập trung (centralized utility) trong ngành CNTT không bao giờ là một kỳ vọng thực tế,” Haff nói. “Ngay cả bản thân các đám mây công cộng cũng đã phát triển để cung cấp các dịch vụ tùy chỉnh, thay vì cạnh tranh như các thiết bị gia dụng. Nhưng nhìn chung, điện toán biên là sự khẳng định rằng điện toán doanh nghiệp không có sự đồng nhất và không phù hợp với các xu hướng đơn giản cũng như còn bị hạn chế.

“Điện toán biên chỉ thay thế các đám mây công cộng trong một thế giới mà các đám mây công cộng sẽ nắm bắt tất cả khối lượng công việc. Và thế giới đó không phải là thế giới này, ”Haff nói.

Các cơ hội rộng mở

Một số công nghệ “containers” tương tự đã trở nên quan trọng trong việc vận chuyển khối lượng công việc giữa các hệ thống của doanh nghiệp và đám mây sẽ được sử dụng để phân phối điện toán đến các vị trí biên.

Các hệ thống sử dụng trong việc đo lường và thanh toán cho khách hàng có thể là độc quyền, nhưng bài học rút ra từ kỷ nguyên điện toán đám mây là các hoạt động dịch vụ điện toán thành công nhất là các hoạt động sử dụng phần mềm và tiêu chuẩn mở theo Adam Drobot, chủ tịch hội đồng quản trị của OpenTechWorks Inc cho biết.

Adib từ STL Partners cho biết nhiều công ty mà cô cố vấn trong ngành sản xuất, dầu khí và viễn thông cảm thấy rằng họ đã bị đốt cháy trong quá khứ bởi các công nghệ lỗi thời. Cô nói: “Họ đang cố gắng không lặp lại những sai lầm của quá khứ. “Ngoài ra, họ chưa biết phải làm việc với ai… và họ không muốn bị trói buộc vào bất kỳ ứng dụng hoặc hệ thống nào mà họ không thể thoát ra nếu muốn”.

Hiệu suất thời gian thực là một trong những lý do chính để sử dụng kiến ​​trúc điện toán biên, nhưng không phải là lý do duy nhất. Điện toán biên cũng có thể giúp ngăn chặn việc quá tải của mạng bằng cách xử lý nhiều dữ liệu cục bộ hơn và chỉ gửi lên đám mây những dữ liệu cần thiết. Cũng có thể có những lợi thế về bảo mật, quyền riêng tư và chủ quyền dữ liệu khi giữ nhiều dữ liệu gần nguồn hơn là vận chuyển nó đến một vị trí tập trung.

Biên và đám mây cùng tồn tại.

Không ai sẽ từ bỏ đám mây để ủng hộ các biên. Như whitepaper của FCC đã nói, “Nhiều chuyên gia trong ngành đang đẩy lùi quan điểm cho rằng điện toán đám mây và điện toán biên đang cạnh tranh với nhau. Thay vào đó, các tổ chức hướng tới tương lai, và thậm chí nhiều nhà cung cấp dịch vụ đám mây công cộng, đang bắt đầu xem xét cách sử dụng có chọn lọc cả hai ”.

Nói cách khác, các chức năng được xử lý tốt nhất bởi sự phân chia điện toán giữa thiết bị đầu cuối và tài nguyên mạng cục bộ sẽ được thực hiện ở rìa, trong khi các ứng dụng dữ liệu lớn được hưởng lợi từ việc tổng hợp dữ liệu từ mọi nơi và chạy nó thông qua phân tích và các thuật toán học máy chạy tiết kiệm ở tỷ lệ siêu cao trung tâm dữ liệu sẽ ở trên đám mây. Và các kiến ​​trúc sư hệ thống học cách sử dụng tất cả các tùy chọn này để tạo lợi thế tốt nhất cho hệ thống tổng thể sẽ là những người hùng.

Adib nói: “Tôi nghĩ rằng sẽ rất hiếm khi một ứng dụng chỉ tồn tại trong điện toán biên. “Sẽ cần giao tiếp và tương tác với các khối lượng công việc khác trên đám mây hoặc trong trung tâm dữ liệu doanh nghiệp hoặc trên một thiết bị khác”.

Ngoài ra, nếu bạn muốn thảo luận thêm về công nghệ cảm biến và các ứng dụng vào mô hình kinh doanh thì hãy gửi tin nhắn cho chúng tôi qua email này nhé! — info@daviteq.com

 

Tham khảo trích dẫn: