Управление машино-ориентированным интернетом: революция периферийных вычислений

Человеко-ориентированный интернет создал неисчислимые инновации и социальные перемен. Ожидайте не меньшего от следующей машино-ориентированной главы интернета.

Сегодняшний интернет создан для людей — завтрашний будет сделан для машин. Эта смена конечного пользователя изменит всё в том, как строятся сети, и вызовет массивный сдвиг инвестиций и инноваций к «периферии» — то есть к периферийным вычислениям (edge computing).

Подтопляемая нарастающим бумом мобильности, периферийная вычислительная парадигма заполняет растущую потребность в более быстрой, гибкой и определенно более децентрализованной обработке данных. И так же, как закон Мура неоднократно демонстрировал экспоненциальный рост в технологиях, предстоящие экспоненциальные приросты в edge computing сделают достижения наших жизней 2021 года со смартфонами и Amazon примитивными по сравнению.

См. также: Какое отношение Kubernetes имеет к периферийным вычислениям?

Для понимания масштаба рассмотрим, насколько всепроникающим станет Интернет вещей и каковы его грандиозные потребности в данных. Один умный завод — «высокоцифровой производственный участок, который непрерывно собирает и обменивается данными через подключенные машины, устройства и производственные системы» — обрабатывает 5 петабайт (Пб) данных в день для принятия решений в реальном времени. Количество умных заводов растет стремительно.

Умный город на 1 миллион жителей, использующий технологии во всех аспектах операций для улучшения результатов и подключения граждан, бизнеса и некоммерческих организаций новыми способами, потребляет 200 Пб в день, развертывая IoT-устройства для управления трафиком, сбором мусора, парковкой, энергоэффективностью и мониторингом инфраструктуры, по данным Deloitte. Исследовательская фирма MarketsandMarkets прогнозирует 14,8% годовой рост инвестиций в умные города, видя глобальный рынок в 820 миллиардов долларов к 2025 году.

И, наконец, один автономный автомобиль требует 4 терабайта (Тб) информации в день для работы. Другие мегатренды на пороге появления — дополненная и виртуальная реальность (AR/VR) и облачные игры — все они добавляют к огромному объему данных, необходимых на периферии. Наверху наших индивидуальных привычек продолжают создавать больше данных — от повышенной зависимости от Amazon до стриминга контента для работы, образования и развлечений — что ставит прежде всего доставку контента и инфраструктуру.

Но есть критическая проблема.

То, как спроектирован и построен сегодняшний интернет, требует транспортировки большинства данных на большие расстояния к централизованным центрам обработки данных. Более того, прогнозируется, что к 2025 году — всего через четыре года — будет произведено в 12 раз больше данных, чем текущая пропускная способность интернета способна перевезти.

Ясно, что наша централизованная модель «большой Ц» вычислений должна эволюционировать — и быстро. Помимо ограничений по емкости, другие драйверы децентрализации ИТ-инфраструктуры включают:

• Стоимость — Даже если бы можно было вернуть большую часть мировых данных в централизованные ЦОД, это все равно не было бы стоимоэффективно.
• Задержка — Многие передовые приложения, такие как IoT, AR/VR и автономные автомобили, требуют задержки и джиттера, невозможных при существующей централизованной архитектуре. Иначе говоря, хотите ли вы, чтобы ваш левый поворот в Бостоне в пробке зависел от данных, отправляемых в Канзас и обратно?
• 5G — В то время как 4G не вызвал коренной смены инфраструктуры, 5G вызовет. Многие пограничные сценарии 5G требуют задержки и плотности подключений, недоступных у текущих беспроводных провайдеров. 5G поддерживает в 10 раз больше устройств на квадратный километр и снижает задержку «башня-устройство» в 10 раз (с 10 мс до <1 мс!).
• Регулирование — Растет внимание к обязательствам «локализации данных» или «резидентности данных», требующим хранения, а в некоторых случаях и обработки данных в конкретной географии. Эти регуляции будут все больше стимулировать спрос на распределенное локальное хранение данных.

На грани огромной возможностей для роста

Удовлетворение потребностей периферийных вычислений в масштабе потребует массивных инвестиций и инноваций. И оно того стоит: ранние индикаторы прогнозируют, что рост выручки рынка Edge будет напоминать рост облака за свои первые десять лет, превышая 100 миллиардов долларов к 2028 году. (Источник: Cowen.)

Куда пойдут эти деньги? И где инновации нужны больше всего? Edge — это не одно место, выполняющее одну функцию. Edge охватывает ряд гибридных архитектур, где функции хранения и вычислений выполняются в различных точках между централизованным облаком и конечным устройством пользователя.

Значительные изменения потребуются на каждом уровне архитектуры интернета для обеспечения edge computing, причем сетевые провайдеры и гипермасштабные облачные провайдеры оба сыграют важную роль. Доселе гипермасштабные и OTT-провайдеры захватили львиную долю облачных и контентных рынков, напрямую таргетируя конечных пользователей и обходя операторов связи.

5G и Edge несут риск дальнейшей дис 인터медиации. Однако требования задержки пограничных приложений делают физическое расположение вычислений критическим, что повысит рычаги влияния операторов. В основном операторы контролируют взаимосоединение, возможно, самый критичный элемент экосистемы, и поэтому будут задавать темп развертывания. Темп внедрения Edge все еще в вопросе, но величина необходимых инвестиций в инфраструктуру ясна:

• Пограничные центры обработки данных — Развертывание пограничных ЦОД для обеспечения вычислительных потребностей приложений, чувствительных к задержке и джиттеру, будет интенсивным. Cowen прогнозирует 40-кратный рост количества центров обработки данных к 2028 году. Учитывая важность локации, пограничные ЦОД станут отдельным классом активов, но также и значимым сегментом роста для существующих компаний ЦОД, стремящихся предоставлять гибридные ядро-периферию архитектуры.
• Беспроводная инфраструктура — Миллионы новых распределенных антенных систем (DAS) и малых сотовых сетей («smalls») потребуются для обслуживания операторов и поддержки IoT и машино-машинных (M2M) сценариев.
• Проводная инфраструктура — Обеспечение Edge также потребует перепроектирования «средней мили», требуя значительных обновлений региональных сетей. Расширение пиринга из ядра и повышение плотности сети по всем рынкам будут необходимы для обслуживания все более распределенной беспроводной инфраструктуры и ЦОД.

Практически каждый слой сети за пределами физического также должен будет быть перепроектирован. Устаревшие протоколы, основанные на маршрутизации по наименьшей стоимости с ограниченным сетевым интеллектом и без функционала локального разрыва, должны быть заменены. С ростом edge computing будут распространяться программно-определяемые сети, а также новое поколение IoT-приложений.

И не забудем обо всех ИТ- и коммуникационных сервисах, которые будут управлять этой эволюционной и революционной трансформацией. Edge computing приведет к следующей волне миграции, внедрения и управляемых сервисов для инфраструктуры и приложений в сетевых/вычислительных локациях и множественных облаках.

Управляемые сетевые сервисы понадобятся для управления вычислениями, межоблачным подключением и гарантиями качества сервиса/задержки, а также для развертывания частных беспроводных сетей для поддержки IoT-флотов с локальными пограничными ЦОД. Помимо этого, подумайте обо всех рабочих местах, ПО и сервисах, которые будут созданы для защиты пограничных данных и проведения аналитики на них.

Человеко-ориентированный интернет последних трех десятилетий создал неисчислимое богатство, инновации, возможности и социальные перемены. Ожидайте не меньшего от следующей машино-ориентированной главы интернета.