Edge Computing là gì? Vai trò của Edge Computing trong xử lý dữ liệu

Edge Computing là gì? Mô hình này có vai trò và tầm quan trọng như thế nào đối với sự phát triển của IoT. Chắc hẳn đây là những thắc mắc khi được nghe đến thuật ngữ Edge Computing. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về thuật ngữ này nhé!

Edge Computing là gì?

Edge Computing hay điện toán biên 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.

Dữ liệu là một yếu tố rất của kinh doanh hiện đại, nó có vai trò cung cấp thông tin chi tiết về kinh doanh và hỗ trợ kiểm soát thời gian thực đối với các quy trình và hoạt động kinh doanh quan trọng. Các doanh nghiệp ngày nay đang ngập trong một “đại dương” dữ liệu khổng lồ. Chúng được thu thập từ các cảm biến và thiết bị IoT hoạt động trong thời gian thực từ các vị trí từ xa và môi trường hoạt động khắc nghiệt ở mọi nơi trên thế giới.

Tuy nhiên, lượng lớn dữ liệu ảo này cũng đang làm thay đổi cách những doanh nghiệp xử lý dữ liệu máy tính. Mô hình điện toán truyền thống được xây dựng trên một data center và kết nối internet hàng ngày có thể không còn phù hợp để di chuyển những dòng dữ liệu đang phát triển không ngừng.

Các giới hạn băng thông, các vấn đề về độ trễ và sự gián đoạn mạng không thể đoán trước đều có thể làm ảnh hưởng đến những dữ liệu này. Các doanh nghiệp đang ứng phó với những thách thức dữ liệu này thông qua việc sử dụng kiến ​​trúc Edge Computing.

Nói một cách đơn giản, Edge Computing di chuyển một số phần tài nguyên lưu trữ và tính toán ra khỏi trung tâm data center và đến gần nguồn dữ liệu hơn. Thay vì truyền dữ liệu thô đến trung tâm data center để xử lý và phân tích thì công việc này được thực hiện ở nơi dữ liệu được tạo ra.

Chỉ có kết quả của công việc tính toán đó, ví dụ như thông tin chi tiết về doanh nghiệp trong thời gian thực hoặc dự đoán bảo trì thiết bị, mới được gửi lại trung tâm dữ liệu chính để xem xét và tương tác với con người. Do đó, Edge Compurting như đang định hình lại công nghệ thông tin (CNTT) và điện toán kinh doanh.

Tại sao Edge Computing lại quan trọng?

Dưới đây là một số yếu tố khiến Edge Computing trở nên quan trọng:

Bandwidth (Băng thông)

Băng thông là dung lượng của liên kết mạng để truyền tải dữ liệu giữa website với người dùng được tính trong 1 đơn vị thời gian, thường được biểu thị bằng bit/s. Tất cả các mạng đều có băng thông hạn chế, băng thông càng lớn thì có tốc độ truyền dữ liệu càng nhanh.

Mặc dù tăng băng thông mạng để có thể chứa nhiều thiết bị và dữ liệu hơn, nhưng song đó, chi phí sẽ rất lớn và giới hạn không giải quyết được một số vấn đề khác.

Tuy nhiên, việc áp dụng Edge Computing sẽ giải quyết được vấn đề này. Với Edge Computing, một phần thông tin quan trọng đã được xử lý tại các trung tâm dữ liệu nhỏ nội bộ khiến lượng thông tin được chuyển tới trung tâm dữ liệu chính ít đi, khiến băng thông giảm xuống, tốc độ tải được tăng lên.

Latency (Độ trễ)

Độ trễ là thời gian cần thiết để gửi dữ liệu giữa hai điểm trên mạng. So với máy chủ đám mây có khả năng xử lý những tác vụ rất lớn, tuy nhiên chúng thường được đặt ở những vị trí rất xa nên độ trễ đường truyền internet được đo bằng hàng trăm mili giây.

Ngược lại, đối với Edge Computing có thể yếu hơn nhiều so với máy chủ đám mây, tuy nhiên lượng dữ liệu từ các thiết bị IoT cung cấp đến không quá lớn, do vậy chúng có thể cung cấp tốc độ phản hồi ở mức micro giây từ khoảng cách ngắn.

Tóm lại, khi sử dụng Edge Computing bạn sẽ thấy những lợi ích rõ ràng: độ trễ thấp và tiết kiệm băng thông.

Congestion (tắc nghẽn)

Internet về cơ bản là một “network of networks” toàn cầu (mạng lưới các mạng toàn cầu). Internet được phát triển để trao đổi các dữ liệu hàng ngày. Tuy nhiên, khối lượng dữ liệu được truyền tải trên hàng tỷ thiết bị có thể gây tắc nghẽn và tốn rất nhiều thời gian trong quá trình truyền tải internet.

Trong những trường hợp khác, sập mạng có thể làm tình trạng tắc nghẽn trở nên trầm trọng hơn và có nguy cơ cắt đứt hoàn toàn liên lạc với một số người dùng internet.

Khi sử dụng Edge Computing các máy chủ ở gần biên hay trong cùng mạng cục bộ luôn có thể đảm bảo tốc độ ổn định. Một ví dụ bạn có thể thấy, mỗi khi cáp quang gặp sự cố ảnh hưởng kết nối internet trong nước không đáng kể trong khi băng thông quốc tế luôn sụt giảm.

Cách thức hoạt động của Edge Computing

Edge Computing hoạt động bằng cách thu thập và xử lý thông tin càng gần nguồn dữ liệu càng tốt. Edge Computing hoạt động dựa vào các cảm biến, thiết bị điện toán và máy móc để thu thập dữ liệu và cung cấp dữ liệu cho các edge server hoặc cloud.

Tùy thuộc vào nhiệm vụ và kết quả mong muốn, dữ liệu này có thể cung cấp cho hệ thống phân tích và machine learning khả năng tự động hóa hoặc hiển thị về trạng thái hiện tại của thiết bị, hệ thống hay sản phẩm.

Ngày nay, hầu hết các phép tính dữ liệu diễn ra trên cloud hoặc tại data center. Tuy nhiên, khi các tổ chức chuyển sang mô hình edge với các thiết bị IoT, cần phải triển khai các edge server, gateway devices và các gear khác để giảm thời gian và khoảng cách cần thiết cho các tác vụ tính toán, và kết nối toàn bộ cơ sở hạ tầng.

Tuy nhiên, edge data center không phải là cách duy nhất để xử lý dữ liệu. Trong một số trường hợp, các thiết bị IoT có thể xử lý dữ liệu trên bo mạch hoặc gửi dữ liệu đến smartphone, edge server hoặc thiết bị lưu trữ để xử lý các phép tính.

Trên thực tế, nhiều loại công nghệ có thể tạo nên một edge network. Chúng bao gồm điện mobile edge computing hoạt động trên các kênh wireless, fog computing kết hợp cơ sở hạ tầng sử dụng đám mây và các bộ lưu trữ khác để đặt dữ liệu ở vị trí mong muốn nhất, và cloudlets đóng vai trò là data center siêu nhỏ.

Cảm biến và các thiết bị edge IoT có thể theo dõi các mẫu lưu lượng và cung cấp thông tin chi tiết theo thời gian thực về tắc nghẽn và định tuyến. Cảm biến chuyển động có thể kết hợp các thuật toán AI phát hiện khi động đất xảy ra để đưa ra cảnh báo sớm cho phép các doanh nghiệp và nhà ở tắt nguồn cung cấp khí đốt và các hệ thống khác có thể dẫn đến cháy hoặc nổ.

Ưu điểm của Edge Computing là gì?

Edge Computing giải quyết các thách thức cơ sở hạ tầng, chẳng hạn như giới hạn băng thông, độ trễ vượt quá và tắc nghẽn mạng. Ngoài ra, Edge Computing cũng có một số lợi ích như:

Autonomy (Quyền tự trị)

Edge Computing rất hữu ích khi kết nối không đáng tin cậy hoặc băng thông bị hạn chế do đặc điểm của trang web.

Edge Computing thực hiện công việc tính toán, phân tích tại chỗ, đôi khi trên chính edge device. Ví dụ: Cảm biến chất lượng nước trên máy lọc nước ở các ngôi làng xa xôi và có thể lưu dữ liệu để truyền đến điểm trung tâm khi có kết nối. Bằng cách xử lý dữ liệu cục bộ, lượng dữ liệu được gửi đi có thể giảm đáng kể, đòi hỏi băng thông hoặc thời gian kết nối ít hơn nhiều so với mức cần thiết.

Chủ quyền data

Di chuyển một lượng lớn dữ liệu không chỉ là một vấn đề kỹ thuật. Hành trình của dữ liệu qua các ranh giới quốc gia và khu vực có thể gây ra các vấn đề phát sinh về bảo mật dữ liệu, quyền riêng tư và các vấn đề pháp lý khác.

Edge Computing có thể được sử dụng để giữ cho dữ liệu gần với nguồn của nó và trong giới hạn của luật chủ quyền dữ liệu hiện hành, chẳng hạn như GDPR của Liên minh Châu Âu, xác định cách dữ liệu nên được lưu trữ, xử lý và hiển thị.

Điều này có thể cho phép dữ liệu thô được xử lý cục bộ hoặc bảo mật bất kỳ dữ liệu nào trước khi gửi bất kỳ dữ liệu nào lên đám mây hoặc trung tâm dữ liệu chính, có thể thuộc các khu vực pháp lý khác.

Bảo mật edge

Edge Computing mang lại cơ hội bổ sung để triển khai và đảm bảo an ninh dữ liệu. Mặc dù các nhà cung cấp dịch vụ đám mây có các dịch vụ IoT và chuyên về phân tích phức tạp, nhưng các doanh nghiệp vẫn lo ngại về sự an toàn và bảo mật của dữ liệu khi dữ liệu rời khỏi ranh giới và quay trở lại cloud hoặc data center.

Bằng cách triển khai điện toán ở edge, bất kỳ dữ liệu nào truyền qua mạng trở lại cloud hoặc data center đều có thể được bảo mật thông qua mã hóa và bản thân khiến việc triển khai edge có thể được tăng cường chống lại hacker và các hoạt động độc hại khác, ngay cả khi bảo mật trên các thiết bị IoT vẫn còn hạn chế.

Nhược điểm của Edge Computing là gì?

Mặc dù Edge Computing có tiềm năng và cung cấp nhiều lợi ích hấp dẫn trên vô số trường hợp sử dụng, nhưng công nghệ này vẫn còn xa vời. Ngoài các vấn đề truyền thống về giới hạn mạng, thì vẫn còn một số cân nhắc khi sử dụng Edge Computing như:

Thiếu cơ sở vật chất tại chỗ

Edge Computing thực hiện xử lý ở vùng biên, nơi đặt gần máy chủ nhất. Tuy nhiên, có những vùng kém phát triển gây khó khăn khi triển khai cơ sở hạ tầng điện toán biên, khiến cho mô hình này không phát triển được tối đa khả năng.

Bảo mật

Các thiết bị IoT nổi tiếng là không an toàn, vì vậy điều quan trọng cần thiết kế Edge Computing chú trọng đến việc quản lý thiết bị phù hợp, chẳng hạn như thực thi cấu hình theo hướng chính sách, cũng như bảo mật trong tài nguyên máy tính và lưu trữ, bao gồm các yếu tố như patch và update phần mềm. Đặc biệt, quan tâm đến việc mã hóa dữ liệu khi ở chế độ nghỉ và trong chuyến bay.

Các dịch vụ IoT từ các nhà cung cấp đám mây lớn bao gồm truyền thông an toàn, nhưng điều này không tự động khi xây dựng một trang web tiên tiến từ đầu.

Data lifecycle (Vòng đời dữ liệu)

Ngày nay, tình trạng thừa dữ liệu không cần thiết ngày càng phổ biến. Hầu hết dữ liệu liên quan đến phân tích thời gian thực là dữ liệu ngắn hạn không được lưu giữ lâu dài. Doanh nghiệp cần phải quyết định dữ liệu nào cần giữ lại và dữ liệu nào cần loại bỏ sau khi thực hiện phân tích. Và dữ liệu được lưu giữ phải được bảo vệ theo các chính sách quản lý và kinh doanh.

Chi phí

Mặc dù Edge Computing mang đến nhiều lợi ích và khả năng tiết kiệm băng thông cũng như năng lực xử lý đám mây. Tuy nhiên, chi phí ban đầu bỏ ra cho Edge Computing là không hề nhỏ.

Lời kết

Hy vọng qua bài viết này bạn có thể biết được Edge Conputing là gì? Phương thức hoạt động và các đặc điểm của Edge Computing. Hãy tiếp tục theo dõi Vietnix để cập nhật những thông tin công nghệ mới và hữu ích nhé!