Подумайте о появлении беспилотных автомобилей. Они будут зависеть от интеллектуальных сигналов управления дорожным движением. Автомобили и органы управления дорожным движением должны будут производить, анализировать и обмениваться данными в режиме реального времени. Умножьте это требование на огромное количество автономных транспортных средств, и масштаб потенциальных проблем станет яснее. Для этого требуется быстрая и отзывчивая сеть. Пограничные и туманные вычисления устраняют три основных ограничения сети: пропускную способность, задержку и перегрузку или надежность.

• Пропускная способность. Пропускная способность — это объем данных, которые сеть может передавать с течением времени, обычно выражаемый в битах в секунду. Все сети имеют ограниченную пропускную способность, а для беспроводной связи ограничения более строгие. Это означает, что существует конечный предел объема данных или количества устройств, которые могут передавать данные по сети. Хотя можно увеличить пропускную способность сети для размещения большего количества устройств и данных, стоимость может быть значительной, существуют (более высокие) конечные пределы, и это не решает другие проблемы.
• Задержка. Задержка — это время, необходимое для отправки данных между двумя точками в сети. Хотя связь в идеале происходит со скоростью света, большие физические расстояния в сочетании с перегрузкой сети или сбоями могут задерживать перемещение данных по сети. Это задерживает любую аналитику и процессы принятия решений и снижает способность системы реагировать в режиме реального времени. Это даже стоило жизней в примере с автономным транспортным средством.
• Заторы.  Интернет — это, по сути, глобальная «сеть сетей». Несмотря на то, что он развился, чтобы предложить хороший обмен данными общего назначения для большинства повседневных вычислительных задач, таких как обмен файлами или базовая потоковая передача, объем данных, связанных с десятками миллиардов устройств, может перегрузить Интернет, вызывая высокие уровни перегрузки и принудительная повторная передача данных, отнимающая много времени. В других случаях сбои в работе сети могут усугубить перегрузку и даже полностью прервать связь с некоторыми интернет-пользователями, что делает Интернет вещей бесполезным во время сбоев.

За счет развертывания серверов и хранилища, где генерируются данные, граничные вычисления могут управлять многими устройствами в гораздо меньшей и более эффективной локальной сети, где достаточная пропускная способность используется исключительно локальными устройствами, генерирующими данные, что практически исключает задержки и перегрузки. Локальное хранилище собирает и защищает необработанные данные, в то время как локальные серверы могут выполнять важную периферийную аналитику — или, по крайней мере, предварительно обрабатывать и сокращать данные, чтобы принимать решения в режиме реального времени, прежде чем отправлять результаты или только важные данные в облако или центральный дата-центр.

Варианты использования и примеры граничных вычислений

В принципе методы пограничных вычислений используются для сбора, фильтрации, обработки и анализа данных «на месте» на границе сети или рядом с ней. Это мощное средство использования данных, которые нельзя сначала переместить в централизованное хранилище — обычно потому, что сам объем данных делает такие перемещения непомерно дорогостоящими, технологически непрактичными или может иным образом нарушить обязательства по соблюдению требований, например суверенитет данных. Это определение породило множество реальных примеров и вариантов использования:

1. Производство.  Промышленный производитель развернул периферийные вычисления для мониторинга производства, что позволяет проводить аналитику в режиме реального времени и машинное обучение на периферии, чтобы находить производственные ошибки и повышать качество производства продукции. Пограничные вычисления поддержали добавление датчиков окружающей среды по всему производственному предприятию, предоставляя информацию о том, как каждый компонент продукта собирается и хранится, а также о том, как долго компоненты остаются на складе. Производитель теперь может принимать более быстрые и точные бизнес-решения в отношении производственных мощностей и производственных операций.
2. Сельское хозяйство.  Рассмотрите бизнес, который выращивает урожай в помещении без солнечного света, почвы или пестицидов. Этот процесс сокращает время выращивания более чем на 60%. Использование датчиков позволяет отслеживать потребление воды, плотность питательных веществ и определять оптимальный урожай. Данные собираются и анализируются, чтобы выявить влияние факторов окружающей среды, постоянно улучшать алгоритмы выращивания сельскохозяйственных культур и обеспечивать их сбор в наилучшем состоянии.
3. Оптимизация сети. . Пограничные вычисления могут помочь оптимизировать производительность сети, измеряя производительность пользователей в Интернете, а затем используя аналитику для определения наиболее надежного сетевого пути с малой задержкой для трафика каждого пользователя. По сути, граничные вычисления используются для «направления» трафика по сети для обеспечения оптимальной производительности трафика, зависящего от времени.
4. Безопасность на рабочем месте. . Пограничные вычисления могут объединять и анализировать данные с локальных камер, устройств безопасности сотрудников и различных других датчиков, чтобы помочь предприятиям контролировать условия на рабочем месте или обеспечивать соблюдение сотрудниками установленных протоколов безопасности, особенно когда рабочее место удалено или необычно опасно, например, на стройке. площадки или нефтяные вышки.
5. Улучшение здравоохранения.  В отрасли здравоохранения резко увеличился объем данных о пациентах, собираемых с устройств, датчиков и другого медицинского оборудования. Этот огромный объем данных требует периферийных вычислений для применения автоматизации и машинного обучения для доступа к данным, игнорирования «обычных» данных и выявления проблемных данных, чтобы врачи могли принять немедленные меры, чтобы помочь пациентам избежать инцидентов со здоровьем в режиме реального времени.
6. Транспорт.  Автономные транспортные средства требуют и производят от 5 ТБ до 20 ТБ в день, собирая информацию о местоположении, скорости, состоянии автомобиля, дорожных условиях, условиях движения и других транспортных средствах. А данные должны агрегироваться и анализироваться в режиме реального времени, пока транспортное средство находится в движении. Это требует значительных бортовых вычислений — каждое автономное транспортное средство становится «краем». Кроме того, данные могут помочь властям и предприятиям управлять парками транспортных средств на основе реальных условий на местах.
7. Розничная торговля. Предприятия розничной торговли также могут получать огромные объемы данных от наблюдения, отслеживания запасов, данных о продажах и других бизнес-данных в режиме реального времени. Пограничные вычисления могут помочь проанализировать эти разнообразные данные и определить возможности для бизнеса, такие как эффективное завершение или кампания, прогнозирование продаж и оптимизация заказов поставщиков и т. д. Поскольку розничные предприятия могут сильно различаться в зависимости от локальной среды, граничные вычисления могут быть эффективным решением для локальной обработки в каждом магазине.

Каковы преимущества граничных вычислений?

Пограничные вычисления

решают жизненно важные проблемы инфраструктуры, такие как ограничения пропускной способности, чрезмерная задержка и перегрузка сети, но есть несколько потенциальных дополнительных преимуществ пограничных вычислений , которые могут сделать этот подход привлекательным в других ситуациях.

Автономия.  Пограничные вычисления полезны, когда подключение ненадежно или пропускная способность ограничена из-за особенностей среды сайта. Примеры включают нефтяные вышки, корабли в море, отдаленные фермы или другие отдаленные места, такие как тропический лес или пустыня. Граничные вычисления выполняют вычисления на месте — иногда на самом граничном устройстве — например, датчики качества воды на очистителях воды в отдаленных деревнях, и могут сохранять данные для передачи в центральную точку только при наличии подключения. Обрабатывая данные локально, объем отправляемых данных может быть значительно уменьшен, что требует гораздо меньше пропускной способности или времени подключения, чем могло бы быть необходимо в противном случае.

Устройства Edge охватывают широкий спектр типов устройств, включая датчики, приводы и другие конечные точки, а также шлюзы IoT.

Независимость данных.  Перемещение огромных объемов данных — это не только техническая проблема. Путешествие данных через национальные и региональные границы может создать дополнительные проблемы для безопасности данных, конфиденциальности и других юридических вопросов. Пограничные вычисления можно использовать для хранения данных рядом с их источником и в рамках действующих законов о суверенитете данных, таких как GDPR Европейского союза, который определяет, как данные должны храниться, обрабатываться и предоставляться. Это может позволить обрабатывать необработанные данные локально, скрывая или защищая любые конфиденциальные данные перед отправкой чего-либо в облако или основной центр обработки данных, которые могут находиться в других юрисдикциях.

Исследования показывают, что движение к периферийным вычислениям будет только усиливаться в течение следующих нескольких лет.

Пограничная безопасность.  Наконец, граничные вычисления предлагают дополнительные возможности для реализации и обеспечения безопасности данных. Хотя облачные провайдеры имеют услуги IoT и специализируются на комплексном анализе, предприятия по-прежнему обеспокоены безопасностью и защитой данных, когда они покидают границу и возвращаются в облако или центр обработки данных. Благодаря внедрению вычислений на периферии любые данные, проходящие по сети обратно в облако или центр обработки данных, могут быть защищены с помощью шифрования, а само развертывание на периферии может быть защищено от хакеров и других злонамеренных действий, даже если безопасность на устройствах IoT остается ограниченной.

Проблемы периферийных вычислений

Хотя граничные вычисления могут обеспечить убедительные преимущества во множестве вариантов использования, эта технология далека от надежной. Помимо традиционных проблем сетевых ограничений, есть несколько ключевых соображений, которые могут повлиять на внедрение граничных вычислений:

• Ограниченные возможности.  Часть привлекательности облачных вычислений для периферийных или туманных вычислений заключается в разнообразии и масштабе ресурсов и услуг. Развертывание инфраструктуры на периферии может быть эффективным, но объем и цель развертывания на периферии должны быть четко определены — даже обширное развертывание граничных вычислений служит определенной цели в заранее определенном масштабе с использованием ограниченных ресурсов и нескольких сервисов

• Связь. Пограничные вычисления преодолевают типичные сетевые ограничения, но даже самое щадящее периферийное развертывание потребует некоторого минимального уровня подключения. Крайне важно спроектировать периферийное развертывание, учитывающее плохое или неустойчивое подключение, и учитывать, что происходит на периферии при потере подключения. Автономность, искусственный интеллект и плавное планирование сбоев в случае возникновения проблем с подключением необходимы для успешных граничных вычислений.
• Безопасность.  Устройства IoT общеизвестно небезопасны, поэтому крайне важно спроектировать развертывание периферийных вычислений, в котором особое внимание будет уделяться надлежащему управлению устройствами, например принудительному применению конфигурации на основе политик, а также безопасности вычислительных ресурсов и ресурсов хранения, включая такие факторы, как исправление программного обеспечения и обновления — с особым вниманием к шифрованию данных в состоянии покоя и при передаче. Услуги IoT от крупных облачных провайдеров включают безопасную связь, но это не происходит автоматически при создании пограничного сайта с нуля.
• Жизненные циклы данных.  Извечная проблема сегодняшнего избытка данных заключается в том, что большая часть этих данных не нужна. Возьмем устройство для медицинского мониторинга — важны только данные о проблемах, и нет смысла хранить дни обычных данных о пациентах. Большая часть данных, задействованных в аналитике в реальном времени, — это краткосрочные данные, которые не хранятся в течение длительного времени. Бизнес должен решить, какие данные сохранить, а какие удалить после проведения анализа. Сохраняемые данные должны быть защищены в соответствии с деловой и нормативной политикой.

Внедрение граничных вычислений

Пограничные вычисления — это простая идея, которая может показаться легкой на бумаге, но разработка целостной стратегии и надежное развертывание на периферии может оказаться сложной задачей.

Первым жизненно важным элементом любого успешного развертывания технологии является создание осмысленной стратегии бизнеса и технических преимуществ. Такая стратегия заключается не в выборе поставщиков или снаряжения. Вместо этого граничная стратегия учитывает необходимость граничных вычислений. Понимание «почему» требует четкого понимания технических и бизнес-проблем, которые организация пытается решить, таких как преодоление сетевых ограничений и соблюдение суверенитета данных.

Пограничный центр обработки данных требует тщательного предварительного планирования и стратегий миграции.

Такие стратегии можно начать с обсуждения того, что означает преимущество, где оно существует для бизнеса и какую пользу оно должно принести организации. Стратегии периферийных устройств также должны согласовываться с существующими бизнес-планами и технологическими планами. Например, если бизнес стремится уменьшить площадь своего централизованного центра обработки данных, то граничные и другие технологии распределенных вычислений могут хорошо сочетаться.

По мере того, как проект приближается к реализации, важно тщательно оценить варианты аппаратного и программного обеспечения. В области граничных вычислений есть много поставщиков, включая Adlink Technology, Cisco, Amazon, Dell EMC и HPE. Каждое предложение продукта должно быть оценено с точки зрения стоимости, производительности, функций, функциональной совместимости и поддержки. С точки зрения программного обеспечения инструменты должны обеспечивать полную видимость и контроль над удаленной пограничной средой.

Фактическое развертывание инициативы по периферийным вычислениям может сильно различаться по объему и масштабу: от некоторого локального вычислительного оборудования в закаленном в боях корпусе поверх утилиты до огромного набора датчиков, обеспечивающих широкополосное сетевое соединение с малой задержкой для публичное облако. Не бывает двух одинаковых пограничных развертываний. Именно эти вариации делают краевую стратегию и планирование настолько важными для успеха проекта.

Пограничное развертывание требует комплексного мониторинга. Помните, что может быть сложно или даже невозможно доставить ИТ-персонал на физический пограничный сайт, поэтому пограничные развертывания должны быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечить отказоустойчивость, отказоустойчивость и возможности самовосстановления. Инструменты мониторинга должны обеспечивать четкое представление об удаленном развертывании, обеспечивать простоту подготовки и настройки, предлагать комплексные оповещения и отчеты, а также обеспечивать безопасность установки и ее данных. Пограничный мониторинг часто включает в себя набор показателей и ключевых показателей эффективности, таких как доступность сайта или время безотказной работы, производительность сети, емкость и использование хранилища, а также вычислительные ресурсы.

И никакая периферийная реализация не будет полной без тщательного рассмотрения обслуживания периферии:

• Безопасность.  Физические и логические меры безопасности имеют жизненно важное значение и должны включать инструменты, которые делают упор на управление уязвимостями, обнаружение и предотвращение вторжений. Безопасность должна распространяться на датчики и устройства IoT, поскольку каждое устройство является сетевым элементом, к которому можно получить доступ или взломать, что представляет собой ошеломляющее количество возможных поверхностей для атак.
• Связь.  Другой проблемой является подключение, и необходимо предусмотреть доступ к управлению и отчетности, даже если подключение для фактических данных недоступно. В некоторых пограничных развертываниях используется вторичное соединение для резервного подключения и управления.
• Менеджмент.  Удаленные и часто негостеприимные местоположения периферийных развертываний делают удаленную подготовку и управление необходимыми. ИТ-менеджеры должны иметь возможность видеть, что происходит на периферии, и при необходимости контролировать развертывание.
• Физическое обслуживание.  Требования к физическому обслуживанию нельзя игнорировать. Устройства IoT часто имеют ограниченный срок службы из-за регулярной замены батареи и устройства. Механизм выходит из строя и в конечном итоге требует обслуживания и замены. Практическая логистика на месте должна быть включена в техническое обслуживание.

Периферийные вычисления, возможности IoT и 5G

Пограничные вычисления продолжают развиваться, используя новые технологии и методы для повышения своих возможностей и производительности. Возможно, наиболее примечательной тенденцией является доступность периферийных устройств, и ожидается, что к 2028 году периферийные услуги станут доступны во всем мире. В то время как сегодня периферийные вычисления часто зависят от конкретной ситуации, ожидается, что технология станет более повсеместной и изменит способ использования Интернета, в результате чего больше абстракции и потенциальных вариантов использования граничных технологий.

Это можно увидеть в распространении продуктов для вычислений, хранения и сетевых устройств, специально разработанных для периферийных вычислений. Больше партнерских отношений с несколькими поставщиками обеспечит лучшую совместимость продуктов и гибкость на периферии. В качестве примера можно привести партнерство между AWS и Verizon, направленное на улучшение подключения к периферии.

Технологии беспроводной связи, такие как 5G и Wi-Fi 6, также повлияют на развертывание и использование периферийных устройств в ближайшие годы, предоставляя возможности виртуализации и автоматизации, которые еще предстоит изучить, такие как лучшая автономность транспортных средств и миграция рабочей нагрузки на периферию. делая беспроводные сети более гибкими и экономичными.

На этой диаграмме подробно показано, как 5G обеспечивает значительные улучшения для периферийных вычислений и базовых сетей по сравнению с возможностями 4G и LTE.

Пограничные вычисления привлекли внимание с появлением IoT и внезапным избытком данных, которые производят такие устройства. Но поскольку технологии Интернета вещей все еще находятся в зачаточном состоянии, эволюция устройств Интернета вещей также повлияет на будущее развитие периферийных вычислений. Одним из примеров таких будущих альтернатив является разработка микромодульных центров обработки данных (MMDC). MMDC — это, по сути, центр обработки данных в коробке, помещающий полный центр обработки данных в небольшую мобильную систему, которую можно развернуть ближе к данным — например, в городе или регионе — чтобы приблизить вычисления к данным, не ставя край на самих данных.

Последнее обновление: декабрь 2021 г.

Продолжить чтение О том, что такое граничные вычисления? Все, что Вам нужно знать

• Изучить службы граничных вычислений в облаке

• Что такое периферия сети и чем она отличается от граничных вычислений?

• Оценка программного обеспечения для периферийных вычислений для управления устройствами

• Хранилище для периферийных вычислений — следующий рубеж для IoT

• Интеллектуальное преимущество: революционный подход к Интернету вещей

Углубленное изучение оборудования и стратегии центра обработки данных

• Туманные вычисления и граничные вычисления: в чем разница?

  Автор: Стивен Бигелоу

• Пограничные вычисления и облачные вычисления: в чем разница?

  Автор: Клайв Лонгботтом

• Что такое туманные вычисления?

  Автор: Брайен Поузи

• Советы и рекомендации по защите данных Edge

  Автор: Райан Арел

Во время сбора урожая: знание и обучение электробезопасности на ферме

7 сентября 2021 г.

Телефон: 217 546 6815

Эл. 0019 СПрингФИЛД, Ill.— Сбор урожая означает многочасовой рабочий день, повышенный стресс и плотный график. Из-за этого Safe Electricity напоминает фермерам, что кому-то требуется всего доля секунды, чтобы вступить в контакт с электричеством. Ваш самый опытный работник, ваш супруг, ваш сын или дочь или другой член семьи, работник, связанный с сельским хозяйством, сбрасывающий груз или вносящий удобрения — любой человек на вашей ферме рискует получить травму или погибнуть из-за электрического контакта. .

«Обсудите расположение воздушных линий электропередач и высоту над уровнем моря со всеми, кто работает на ферме или занимается там бизнесом», — говорит Эрин Холлинсхед, исполнительный директор Safe Electricity. «Хотя сбор урожая связан с жесткими сроками и повышенным рабочим стрессом, уделение времени безопасности, в том числе электробезопасности, может спасти жизни».

Чтобы обеспечить безопасность тех, кто работает или занимается бизнесом на вашей ферме, не только во время сбора урожая, но и в течение всего года, следуйте этим советам по электробезопасности:

• Объясните всем, что потенциальная опасность поражения электрическим током включает как прямой, так и непрямой контакт с воздушной линией электропередач или столбом. Косвенный контакт (подход слишком близко к линии электропередач или столбу) может вызвать электрическую дугу/скачок.
• Как прямой, так и непрямой контакт может изменить путь электричества к земле. Как только этот путь изменится, паразитное напряжение может запитать все на своем пути, например, грузовик, трактор, пристройку, землю или человека.
• Начинайте каждый рабочий день с совещания по технике безопасности. Обсудите все операции за день и просмотрите расположение линий электропередач/столбов. Ставьте безопасность выше скорости для всех на ферме, особенно в напряженные сезоны, например, во время сбора урожая.
• Никогда не думайте, что, поскольку кто-то вырос на ферме, он понимает потенциал паразитного напряжения или других опасностей, связанных с электричеством. На самом деле, не предполагайте этого ни для кого. Например, подростки, которые перемещали ирригационные трубы, чтобы освободить животное, серьезно пострадали или получили удар током.
• Поощряйте водителей и операторов устанавливать зерновые шнеки в крайнее нижнее положение или опускать кузовные ящики перед началом движения. Будьте особенно осторожны с воздушными линиями при использовании шнеков в поле для погрузки грузовиков на дороге.
• Узнайте о потенциальных опасностях вместе с водителями зерновозов/самосвалов и по возможности заметьте их. Также:
  • Поощряйте водителей загружать и выгружать все материалы вдали от воздушных линий электропередач.
  • Еще лучше, создайте специальную зону сброса вдали от всех воздушных линий электропередач.
  • Опубликовать правило 10-футового расстояния и напоминания «смотри вверх и смотри».
• Если вы видите, что платформа грузовика с гидравлическим приводом, удлинители или другое оборудование находятся в пределах 10 футов от линии электропередач, опоры электропередач или растяжки или контактируют с ней, прикажите водителю оставаться в кабине. Звоните 9-1-1, чтобы ваш электрокооператив или коммунальное предприятие были отправлены для обесточивания электроэнергии. Дайте инструкции с расстояния 50 футов и сообщите всем остальным, чтобы они держались подальше.
• Знайте, как проинструктировать кого-либо правильно выйти из кабины, если это необходимо из-за пожара (делайте это с расстояния не менее 50 футов). Человек должен скрестить руки на груди и резко выпрыгнуть из кабины. Затем человек должен делать преднамеренные прыжки, ноги вместе, отпрыгивая как можно дальше. Когда люди ходят или бегают в зоне с паразитным напряжением, они могут одновременно подвергаться воздействию двух разных напряжений и становиться путем электричества к земле. Это называется ступенчатым потенциалом.
• Поощряйте складывание и раскладывание в пределах поля, а не на краю поля, где рядом могут проходить линии электропередач.
• Не храните оросительные трубы, тюки сена, машины или что-либо еще под линиями электропередач.
• Следите за расположением линий электропередач вблизи зерновых бункеров. Всегда загружайте и разгружайте на стороне без линии электропередач. Свяжитесь с вашим электроэнергетическим кооперативом или коммунальным предприятием, если у вас возникнут вопросы о зазорах между линиями электропередачи зерновых бункеров и правилах OSHA.