English
Edge computing là gì? Với thời buổi công nghệ phát triển, các thiết bị ngày càng thông minh hơn, kết nối không dây trở nên thịnh hành là yếu tố thúc đẩy đến sự phát triển của Edge computing? Vậy Edge Computing là gì? Hãy cùng theo dõi bài viết sau để hiểu hơn nhé.
1. Edge Computing là gì?
Edge Computing hay còn gọi là điện toán biên, đây là một mô hình điện toán phân tán đem sức mạnh tính toán và lưu trữ đến gần hơn với nơi phát sinh dữ liệu có nhu cầu xử lý độ trễ thấp và tiết kiệm băng thông.
Nguồn gốc của Edge Computing chính là CDN – mạng phân phối nội dung được tạo ra ở cuối thập niên 90 để phân phối các nội dung web và video từ các máy chủ biên gần với người dùng nhất
Các mạng này sau đó tiến hóa để lưu trữ các ứng dụng và các thành phần ứng dụng tại các máy chủ biên, tạo ra những dịch vụ điện toán biên đầu tiên như tổng hợp dữ liệu thời gian thực.
Nói một cách nôm na dễ hiểu hơn thì Edge là phương pháp tối ưu hoá hệ thống điện toán đám mây Cloud thông qua việc tính toán, xử lý dữ liệu tại vùng rìa (biên) của mạng, vị trí gần với nguồn dữ liệu nhất.
2. Ví dụ về Edge Computing
Thông thường với Cloud, khi bạn làm việc trên Google Docs mỗi lần bạn gõ 1 chữ thì nó sẽ được gửi ngay đến trung tâm dữ liệu của Google cách bạn hàng trăm hàng ngàn cây số để xử lý và trả kết quả về.
Nhưng khi bạn ứng dụng Edge thì các từ bạn gõ ra sẽ được xử lý nhanh chóng thông qua các thiết bị hay còn gọi là trung tâm dữ liệu nhỏ thay vì dồn về một vị trí cho Google để lưu trữ và xử lý thêm.
Điều này giúp yêu cầu của bạn được xử lý nhanh hơn rất nhiều lần, tránh được các tình trạng quá tải hệ thống hay đường truyền không tốt.
3. Cách thức hoạt động của Egde Computing
Để dễ hình dung Edge Computin hoạt động thực tế như thế nào thì các thiết bị thông minh là một ví đụ điển hình nhất.
Bạn hãy tưởng tượng rằng một cảm biến IoT có thể tạo ra hàng triệu, hàng tấn dữ liệu một giây, các dữ liệu được lập tức chuyến tới cở sở dữ liệu của đám mây, trung tâm nơi nó xử lý và lưu trữ.
Khi có các yêu cầu, máy chủ sẽ đưa ra phản hồi trở lại thiết bị khi nhận, thực hiện phân tích dữ liệu thu được,… Toàn bộ quá trình chỉ ít hơn 1s để hoàn tất, tuy nhiên vẫn có những vấn đề phát sinh làm ảnh hưởng đến giai đoạn như: mạng kết nối chậm, yếu, trung tâm dữ liệu nằm xa thiết bị,…
Trong khi đó, đối với Edge Computing, bạn không cần phải gửi dữ liệu thu về được từ các cảm biến IoT. Các thiết bị hay nút mạng gần nhất sẽ chịu trách nhiệm tự động xử lý dữ liệu rồi phản hồi.
Cảm biến, các thiết bị được triển khai từ xa yêu cầu cần phải có thời gian thực. Hệ thống điện từ đám mây có xu hướng xử lý chậm khi gặp phải trường hợp này thực tế, nhất là khi sự ra quyết định cần được thực hiện chỉ trong micro giây.
4. Thành phần của Edge Computing
4.1 Cloud Server
Đây có thể là một đám mây công cộng hoặc riêng tư hoặc cũng có thể là một trung tâm dữ liệu. Những đám mây này lưu trữ và chạy các ứng dụng được sử dụng để điều phối và quản lý các edge node khác nhau.
Khối lượng công việc ở biên, ở thiết bị cuối và trên các đám mây sẽ tương tác lẫn nhau trong quá trình xử lý.
4.2 Thiết bị biên (edge device)
Là thiết bị được tích hợp khả năng tính toán như máy ATM, máy ảnh số, ô tô. Có năng lực tính toán hạn chế, chỉ xử lý các yêu cầu tức thời cần độ trễ thấp. Tuy nhiên, vẫn còn một số edge device có cấu hình mạnh nhưng không nhiều.
4.3 Nút biên (egde note)
Nút biên là tên gọi chung dùng để chỉ bất kỳ thiết bị biên, máy chủ biên hoặc cổng biên nào mà tính toán biên có thể được thực hiện.
4.4 Máy chủ biên (edge server)
Máy chủ biên là một máy tính được đặt trong một cơ sở hoạt động từ xa như nhà máy, cửa hàng bán lẻ, khách sạn, trung tâm phân phối, chi nhánh ngân hàng,…
Máy chủ biên thường được xây dựng bằng PC công nghiệp với CPU có 8 – 16 lõi hoặc hơn. Bộ nhớ từ 16GB đến hàng trăm GB dung lượng lưu trữ cục bộ.
4.5 Cổng biên (edge gateway)
Một cổng biên thường là máy chủ biên, ngoài việc xử lý khối lượng công việc của ứng dụng doanh nghiệp còn thực hiện các chức năng mạng khác như: biên dịch giao thức, bảo vệ tường lửa, kết nối không dây,…
5. Ưu nhược điểm Edge Computing là gì?
5.1 Ưu điểm
a. Giới hạn về tốc độ xử lý
Khác với máy chủ đám mây – có thể xử lý những tác vụ lớn nhưng đôi khi sẽ có độ trễ do tốc độ đường truyền do vị trí rất xa.
Ngược lại thì đối với điện toán biên, các thiết bị biên có thể yếu hơn nhưng với lượng dữ liệu không quá lớn từ các thiết bị IoT, chúng có thể cung cấp cho người dùng tốc độ phản hồi ở mức micro từ khoảng cách ngắn.
b. Đường truyền ổn định
Các máy chủ biên trong mô hình điện toán biên ở gần hay thậm chí trong cùng mạng cục bộ luôn có thể đảm bảo cho người dùng tốc độ và sự ổn định khi truyền dữ liệu.
Ví dụ dễ thấy nhất như mỗi cáp quang khi gặp sực cố gây ra ảnh hướng đến kết nối internet trong nước là không đáng kể, trong khi lượng băng thông quốc tế luôn sụt giảm đến mức đáng kinh ngạc.
c. An toàn bảo mật
Mô hình điện toán biên có phần nào đó khá giống với đám mây lai Hybrid Cloud khi mà những xử lý cục bộ tại các thiết bị biên luôn cho sự an tâm lớn hơn về bảo mật. Bởi lẽ, với mô hình điện toán biên sẽ chỉ có các dữ liệu không quan trọng mới được đẩy lên máy chủ công cộng.
d. Giảm tải băng thông cho Cloud Computing
Có thể nói, lượng băng thông đến các máy chủ đám mây đặt ở xa là nguồn tài nguyên hạn chế mà ai cũng muốn được tối ưu.
Khi sử dụng điện toán biên, công việc được xử lý ngay tại biên không chỉ giúp giảm lượng dữ liệu phải truyền qua mạng Internet đến Cloud Server, mà còn cắt giảm không nhỏ lượng chi phí đầu tư cho năng lực xử lý đám mây.
5.2 Nhược điểm
a. Thiếu cơ sơ dữ liệu tại chỗ
Điện toán biên thực hiện xử lý ở vùng biên – nơi đặt các máy chủ gần nhất, nhưng đôi khi có những vùng kém phát triển sẽ gây ra những khó khăn khi triển khai cơ sở hạ tầng điện toán biên. Khiến những ưu điểm của mô hình không thể phát huy tối đa năng lực.
b. Chi phí đầu tư khá lớn
Mặc dù điện toán biên mang đến nhiều lợi ích nhưng chi phí đầu tư ban đầu cho một mạng biên là không nhỏ khi phải đầu tư số lượng thiết bị lớn, phân tán về vị trí địa lý,…
c. Mất mát dữ liệu
Tại biên những dữ liệu bị đánh giá là không quan trọng sẽ bị loại bỏ trong quá trình xử lý để khối lượng công việc tải lên đám mây được tối ưu hóa.
Tuy nhiên đây cũng lại là một nhược điểm vì trong một số trường hợp các thiết bị biên đánh giá sai vai trò và tầm quan trọng của dữ liệu, thì lúc này, vấn đề truy vết cũng như khôi phục dữ liệu trong mô hình điện toán biên sẽ trở nên rất phức tạp.
6. Ứng dụng Edge Computing
Trong tương lai, điện máy biên còn có thể phát triển được mạnh mẽ trong tương lai, như:
- Du lịch, vận tải, cung ứng
- Năng lượng
- Bán lẻ
- Chăm sóc sức khỏe
- Tiện ích
- …
Tuy nhiên, ở đây ta sẽ đi sâu hơn về 3 ví dụ để các bạn có thể dễ hình dung hơn
6.1 Xe tự hành
Xe tự lái là một ứng dụng điển hình trong case study máy tính cạnh IoT, đối với xe tự lái cần phải đưa ra quyết định ngay lập tức, dữ liệu phải được xử lý ngay tại chỗ, bất kể internet.
Ví dụ: Khi di chuyển có tai nạn trước mắt, có người băng qua đường,…
Ngoài ra, các phương tiện (khi đang đi trên đường) có thể liên lạc với nhau hiệu quả hơn vì trước tiên chúng không cần gửi dữ liệu về tai nạn, điều kiện thời tiết, giao thông hoặc đường vòng đến máy chủ từ xa.
6.2 Thiết bị chăm sóc sức khỏe
Edge Computing được ứng dụng trong lĩnh vực theo dõi sức khỏe và các thiết bị đeo được khác, khi được sử dụng trong điều trị từ xa để theo dõi các tình trạng mãn tính của bệnh nhân.
Ví dụ: máy đo nhịp tim có khả năng phân tích dữ liệu sức khỏe một cách độc lập, có thể ngay lập tức cung cấp phản ứng cần thiết cho người chăm sóc cảnh báo khi bệnh nhân cần sự giúp đỡ của họ.
Phẫu thuật hỗ trợ robot là một case study khác cho Edge Computing trong chăm sóc sức khỏe. Những robot này cần có khả năng tự phân tích dữ liệu để cung cấp hỗ trợ trong phẫu thuật một cách an toàn, nhanh chóng và chính xác.
6.3 Giải pháp bảo mật
Bất kỳ hệ thống bảo mật nào cũng có thể đáp ứng các mối đe dọa bảo mật trong vòng vài giây. Đó là lý do tại sao nó có ý nghĩa để sử dụng Edge Computing cho các hệ thống giám sát.
>>> Xem thêm: Giao tiếp CAN là gì? Cấu trúc và ứng dụng