¿Qué es Edge Computing? {Definición, arquitectura y casos de uso}

Un borde de TI es donde los dispositivos finales se conectan a una red para entregar datos y recibir instrucciones de un servidor central, ya sea un centro de datos o la nube. Si bien este modelo funcionó en el pasado, los dispositivos modernos generan tantos datos que las empresas requieren equipos costosos para mantener un rendimiento óptimo.

Edge Computing resuelve este problema al acercar el procesamiento al dispositivo que genera los datos. Los datos no necesitan viajar a un servidor central para su procesamiento, por lo que no hay problemas de latencia o ancho de banda.

Este artículo es una introducción a la informática perimetral . Explicamos qué es la computación perimetral, discutimos posibles casos de uso y mostramos cómo esta tecnología conduce a un procesamiento de datos más económico y confiable.

¿Qué es la informática perimetral?

Edge computing es un tipo de computación que tiene lugar en o cerca del borde de una red. El procesamiento ocurre dentro o cerca del dispositivo, por lo que viajan menos datos al servidor central. La mayoría de las operaciones ocurren en tiempo real cerca de la fuente de datos, lo que lleva a:

• Tiempos de respuesta mejorados.
• Mejor disponibilidad de ancho de banda.
• Perspectivas más fiables del sistema.
• Análisis de datos más completo y rápido.
• Alta disponibilidad.

Edge Computing también ayuda a mantener las cargas de trabajo actualizadas, garantizar la privacidad de los datos y cumplir con las leyes de protección de datos, como HIPAA, GDPR y PCI. Este modelo de procesamiento también permite más innovaciones con inteligencia artificial y aprendizaje automático.

Los dispositivos perimetrales recopilan y almacenan datos antes de enviar información a un servidor perimetral local. Este servidor maneja las siguientes actividades:

• Procesamiento de datos en tiempo real.
• Visualización y análisis de datos.
• Cobro y reserva.
• Filtrado de datos.

El centro perimetral envía las solicitudes de procesamiento más complejas (operaciones de macrodatos y lógica empresarial) al centro de datos o a la nube. Si bien aún existe la necesidad de un servidor central dedicado, una empresa puede configurar conexiones más lentas y menos costosas sin arriesgar la latencia debido a las operaciones locales y los datos preclasificados.

Computación perimetral versus computación en la nube

La distinción principal entre la computación perimetral y la nube es dónde se lleva a cabo el procesamiento:

• En la computación en la nube, todas las operaciones de datos se realizan en una ubicación centralizada.
• En la informática perimetral, la mayoría de los procesos relacionados con los datos se producen localmente (en el perímetro del entorno).

Edge Computing es ideal para casos de uso que se basan en el procesamiento de datos sensibles al tiempo para la toma de decisiones. Otro caso de uso en el que la computación perimetral es mejor que una solución en la nube es para operaciones en ubicaciones remotas con poca o ninguna conectividad a Internet.

Sin embargo, la computación perimetral no reemplaza a la nube. Estas tecnologías no son intercambiables; Edge Computing complementa la nube y las dos tecnologías garantizan un mejor rendimiento para casos de uso específicos.

Explicación de la arquitectura informática perimetral

Estos son los componentes clave que forman un ecosistema perimetral:

• Dispositivos perimetrales: Un equipo de propósito especial con capacidad informática limitada.
• Nodo de borde: Cualquier dispositivo, servidor o puerta de enlace que realice informática perimetral.
• Servidor perimetral: Una computadora ubicada en una instalación cercana al dispositivo perimetral. Estas máquinas ejecutan cargas de trabajo de aplicaciones y servicios compartidos, por lo que necesitan más potencia informática que los dispositivos perimetrales.
• Puerta de enlace perimetral: Un servidor perimetral que realiza funciones de red como tunelización, gestión de cortafuegos, traducción de protocolos y conexiones inalámbricas. Una puerta de enlace también puede albergar cargas de trabajo de aplicaciones.
• Nube: Una nube pública o privada que actúa como repositorio para cargas de trabajo en contenedores, como aplicaciones y modelos de aprendizaje automático. La nube también aloja y ejecuta aplicaciones que administran nodos perimetrales.

Edge computing tiene tres nodos principales: el borde del dispositivo, el borde local y la nube .

El borde del dispositivo es la ubicación física donde se ejecutan los dispositivos de borde en las instalaciones (cámaras, sensores, máquinas industriales, etc.). Estos dispositivos tienen el poder de procesamiento para recopilar y transmitir datos.

El borde local es un sistema que admite las aplicaciones y las cargas de trabajo de la red. El borde local tiene dos capas:

• Una capa de aplicaciones que ejecuta aplicaciones en dispositivos perimetrales no puede manejar debido a su gran tamaño (análisis de video complejo o procesamiento de IoT, por ejemplo).
• La capa de red que ejecuta componentes de red físicos o virtualizados, como enrutadores y conmutadores.

La nube (o el nexo ) ejecuta cargas de trabajo de aplicaciones y redes que administran el procesamiento que otros nodos perimetrales no pueden manejar. A pesar del nombre, esta capa perimetral puede ejecutarse como un centro de datos interno o en la nube.

La siguiente ilustración presenta una arquitectura más detallada y muestra los componentes relevantes para cada nodo perimetral.

Las soluciones y aplicaciones de la industria pueden existir en múltiples nodos, ya que las cargas de trabajo específicas son más adecuadas para el dispositivo o el borde local. Algunas otras cargas de trabajo también pueden moverse dinámicamente entre nodos bajo ciertas circunstancias (ya sea manual o automáticamente).

La virtualización es un elemento vital de una configuración informática perimetral a gran escala. Esta tecnología facilita la implementación y ejecución de numerosas aplicaciones en servidores perimetrales.

Ventajas de la informática perimetral

A continuación se encuentran los beneficios comerciales más destacados del uso de la computación perimetral.

Reducción de latencia

Edge computing mejora el rendimiento de la red al reducir la latencia. Como los dispositivos procesan los datos de forma nativa o en un centro perimetral local, la información no viaja tan lejos como en una arquitectura de nube estándar.

Por ejemplo, dos compañeros de trabajo en el mismo edificio que intercambian correos electrónicos pueden experimentar retrasos fácilmente a través de redes estándar. Cada mensaje sale del edificio, se comunica con un servidor distante y regresa a la bandeja de entrada del destinatario. Si ese proceso ocurre en el borde y el enrutador de la empresa maneja los correos electrónicos de la oficina, esa demora no ocurre.

Edge Computing también resuelve el problema del cuello de botella de la "última milla". Todos los datos de viaje deben pasar por las conexiones de la red local antes de llegar al destino. Este proceso puede causar entre 10 y 65 milisegundos de latencia según la calidad de la infraestructura. En una configuración con centros perimetrales, el tráfico es mucho menor que con un sistema centralizado, por lo que no hay problemas de cuellos de botella.

Procesamiento de datos más seguro

Las configuraciones de nube tradicionales son vulnerables a los ataques de denegación de servicio distribuido (DDoS) y a los cortes de energía. A medida que la computación perimetral distribuye el procesamiento y el almacenamiento, los sistemas son menos propensos a las interrupciones y el tiempo de inactividad. La configuración no sufre de puntos únicos de falla.

Además, como la mayoría de los procesos ocurren localmente, los piratas informáticos no pueden interceptar los datos en tránsito. Incluso si una sola computadora experimenta una filtración de datos, el atacante solo puede comprometer los datos locales.

Escalabilidad rentable

Edge computing permite que una empresa amplíe su capacidad a través de una combinación de dispositivos IoT y servidores perimetrales. Agregar más recursos no requiere una inversión en un centro de datos privado que sea costoso de construir, mantener y expandir. En su lugar, una empresa puede configurar servidores perimetrales regionales para ampliar la red de forma rápida y rentable.

El uso de Edge Computing también reduce los costos de crecimiento, ya que cada nuevo dispositivo no agrega más demandas de ancho de banda en toda la red.

Expansiones simples a nuevos mercados

Una empresa puede asociarse con un centro de datos perimetral local para expandirse rápidamente y probar nuevos mercados. La expansión no requiere nueva infraestructura costosa. En cambio, una empresa solo configura dispositivos perimetrales y comienza a atender a los clientes sin latencia. Si el mercado resulta ser indeseable, el proceso de desinstalación es igual de rápido y económico.

Este beneficio es vital para las industrias que requieren expansiones rápidas en regiones con conectividad limitada.

Experiencia de usuario consistente

Como los servidores perimetrales operan cerca de los usuarios finales, es menos probable que un problema de red en una ubicación distante afecte a los clientes. Incluso si el centro local tiene una interrupción, los dispositivos periféricos pueden seguir funcionando debido a su capacidad para manejar funciones vitales de forma nativa. El sistema también puede redirigir los datos a través de otras vías para garantizar que los usuarios mantengan el acceso a los servicios.

Desventajas de la informática perimetral

Edge computing aumenta la superficie de ataque general para una red. Los dispositivos perimetrales pueden servir como punto de entrada para ataques cibernéticos a través de los cuales un atacante puede inyectar software malicioso e infectar la red.

Desafortunadamente, configurar la seguridad adecuada es difícil en un entorno distribuido. La mayor parte del procesamiento de datos tiene lugar fuera del servidor central y de la línea de visión directa del equipo de seguridad. La superficie de ataque también aumenta cada vez que la empresa agrega una nueva pieza de equipo.

Otro problema común con la informática perimetral es el precio. . A menos que una empresa se asocie con un socio de borde local, configurar la infraestructura es costoso y complejo. Los costos de mantenimiento también suelen ser altos, ya que el equipo debe mantener numerosos dispositivos en diferentes ubicaciones en buen estado.

Finalmente, dado que los estándares actuales evolucionan rápidamente, una empresa puede luchar para mantener las configuraciones actualizadas . Los nuevos dispositivos y software salen regularmente, por lo que los equipos pueden volverse obsoletos rápidamente.

Ejemplos de Edge Computing y casos de uso

A continuación, se muestran los casos de uso y las aplicaciones más prometedores de la informática perimetral en diferentes industrias.

5G y computación perimetral

La llegada de 5G promete velocidades de datos de más de 20 Gbps y conexiones sin demoras de más de un millón de dispositivos por milla cuadrada. Esta tecnología emergente lleva la computación perimetral a un nuevo nivel, lo que permite una latencia aún más baja, velocidades más altas y una eficiencia mejorada.

Las empresas pronto podrán usar 5G para expandir los bordes de la red. La superposición de redes permitirá a las empresas mantener aún más datos en dispositivos periféricos. Las aplicaciones también podrán confiar en las comunicaciones en tiempo real con la red, una característica que resultará vital en la expansión de IoT.

Videovigilancia

La transmisión de datos de video a un servidor central es lenta y costosa. Edge Computing acelera este proceso al permitir que las cámaras realicen análisis de video iniciales y reconozcan eventos de interés. Luego, el dispositivo transmite las imágenes filtradas a un borde local para su posterior análisis.

Por ejemplo, si se produce un incendio en un edificio con cámaras perimetrales, los dispositivos pueden distinguir a los humanos dentro de la llama. Una vez que la cámara detecta a una persona en peligro, el metraje pasa al perímetro local sin latencia. El perímetro local puede ponerse en contacto con las autoridades en lugar de enviar las imágenes al centro de datos y perder un tiempo valioso.

Oportunidades de atención médica

La configuración de dispositivos periféricos para la monitorización de pacientes puede ayudar a los hospitales a garantizar la privacidad de los datos y mejorar la atención al paciente. El personal puede ofrecer una atención mejor y más rápida a los pacientes, mientras que el hospital reduce la cantidad de datos que viajan a través de las redes y evita la sobrecarga del servidor central.

La implementación de soluciones de vanguardia puede mejorar la forma en que operan las máquinas vitales de atención médica, incluidos los dispositivos EKG portátiles, los sensores para monitorear la temperatura y los monitores de glucosa. El procesamiento rápido de datos también puede ahorrar preciosos segundos para la monitorización remota de pacientes.

Coches conectados

Un automóvil equipado con dispositivos de borde puede recopilar datos de varios sensores y tener respuestas en tiempo real a situaciones en la carretera. Esta característica será vital en el desarrollo de vehículos autónomos.

Edge Computing también puede habilitar convoyes de vehículos automáticos. Un grupo de automóviles o camiones puede viajar uno detrás del otro en un convoy, ahorrando combustible y disminuyendo la congestión. Solo el primer vehículo requerirá un conductor ya que los autos restantes pueden seguir al primero y comunicarse sin latencia.

Monitoreo dentro de las industrias de petróleo y gas

Edge computing puede ayudar a prevenir fallas de petróleo y gas. Estas plantas generalmente operan en ubicaciones remotas, por lo que un centro de borde es una opción mucho mejor que un servidor o una nube distante. Los dispositivos pueden usar análisis en tiempo real para monitorear el sistema y apagar las máquinas antes de que ocurra un desastre.

Juegos en línea

Los juegos multijugador en línea pueden beneficiarse de la computación perimetral, ya que la tecnología reduce el retraso. Los jugadores pueden organizar partidos a gran escala sin afectar el rendimiento.

Los juegos en la nube también pueden beneficiarse de la informática de punta. Este tipo de juegos en línea transmite una transmisión en vivo del videojuego directamente a los dispositivos de los usuarios. A medida que los centros de datos procesan y alojan estos juegos, los usuarios suelen experimentar problemas de latencia.

Si una empresa de juegos en la nube configura un servidor perimetral cerca de la ubicación de los jugadores, la transmisión no tiene latencia y el juego responde completamente

Fábricas Inteligentes

Las respuestas en tiempo real a los procesos de fabricación son vitales para reducir los defectos del producto y mejorar la productividad dentro de una fábrica. Los algoritmos analíticos pueden monitorear cómo funciona cada equipo y ajustar los parámetros operativos para mejorar la eficiencia.

Los dispositivos Edge también pueden detectar y predecir cuándo es probable que ocurra una falla, lo que reduce el costoso tiempo de inactividad de la fábrica. Las empresas pueden administrar los procesos como en la nube, pero manteniendo la confiabilidad de una configuración local.

Compras en línea

La reducción de la latencia permite a las tiendas minoristas crear una experiencia en línea rica e interactiva para sus clientes. Los propietarios de las tiendas pueden crear una realidad aumentada para las compras en línea con un rendimiento impecable y permitir que los compradores adquieran productos desde casa.

Los minoristas tradicionales también pueden usar la computación perimetral para configurar asistentes de compras de realidad virtual en las tiendas.

Una tecnología en ascenso

Los expertos predicen que el 75 % del procesamiento de datos ocurrirá fuera del centro de datos tradicional o de la nube para 2025. Comience pronto con la computación perimetral para descubrir nuevas oportunidades comerciales, aumentar la eficiencia operativa y garantizar experiencias confiables para sus clientes.