یک سیستم سیگنالینگ راه آهن نمی تواند منتظر یک مرکز داده در فاصله 500 کیلومتری باشد. بررسی کیفیت واقعیت افزوده در خط کارخانه زمانی که ویدیوی رفت و برگشت متلاطم است، انجام نمیشود. یک کلینیک روستایی همچنان به سیستم های تصویربرداری خود نیاز دارد، زمانی که ستون فقرات ملی کند می شود. در هر سه مورد، راه حل یکسان است: محاسبات را به محل ایجاد داده نزدیکتر کنید.
یک مرکز داده لبه کوچکترین نسخه عملی یک مرکز داده است - یک مرکز فشرده و توزیع شده که در نزدیکی افراد، ماشینها و حسگرهایی که به آن خدمات ارائه میکند، قرار میگیرد. جایگزین ابر اصلی نمی شود. جریمه فاصله برای بارهای کاری حساس به زمان را حذف می کند. در کار روزانه ما به عنوان یک کارخانه که کابینتهای شبکه، قفسههای سرور و محفظههای برق میسازد، شاهد تکرار همان درس هستیم: نرمافزار مورد توجه قرار میگیرد، اما لایه محفظه تصمیم میگیرد که آیا یک سایت لبه از اولین تابستان خود، اولین طوفان گرد و غبار یا اولین ممیزی امنیتی خود جان سالم به در ببرد. این راهنما شامل چیستی مراکز داده لبه، چرایی گسترش آنها و نحوه برنامهریزی زیرساختهای فیزیکی اطراف آنها میشود.
نتیجه گیری اول: مرکز داده لبه یک مرکز محاسباتی کوچک و غیرمتمرکز است که در نزدیکی لبه شبکه قرار دارد و داده های حساس به زمان را به جای ارسال به یک مرکز داده متمرکز، به صورت محلی پردازش می کند. این تعریف سه نتیجه عملی دارد. اول، تأخیر کاهش می یابد زیرا بسته ها مسافت های کوتاه تری را طی می کنند. دوم، هزینههای پهنای باند کاهش مییابد زیرا فقط دادههای ارزشمند به بالادست ارسال میشوند. سوم، عملیات پیچیده تر می شود، زیرا اکنون زیرساخت ها را به جای یک مکان در ده ها یا صدها مکان مدیریت می کنید.
امکانات لبه از نظر اندازه از یک کمد IT قابل قفل با کابینت دیواری گرفته تا یک میکرو ماژول پیش ساخته با چند قفسه، خنک کننده، UPS و مانیتورینگ متغیر است. آنها اغلب بدون مراقبت می دوند. این باعث میشود کابینت، PDU، مسیر کابل و استراتژی خنککننده به مرکز داده واقعی تبدیل شوند - نه لابیهای مرمری یا طبقههای مرتفع.
| جنبه | مرکز داده سنتی | مرکز داده لبه |
|---|---|---|
| مکان | متمرکز، از راه دور از کاربران | نزدیک به کاربران، دستگاهها یا سایتهای فیزیکی |
| رد پا | سالن های بزرگ با صدها قفسه | یک تا ده قفسه در کابینت یا میکرو ماژول |
| تأخیر معمولی | رفت و برگشت 50-100 میلی ثانیه (تصویری) | زیر 10 میلی ثانیه قابل دستیابی (تصویری) |
| پرسنل | تیم 24 ساعته در محل | اغلب بدون پرسنل، مدیریت از راه دور |
| اولویت محوطه | چگالی و بهره وری انرژی | فشردگی، حفاظت و قابلیت سرویس دهی |
| تحمل محیطی | ساختمان تحت کنترل آب و هوا | محدوده وسیع؛ ممکن است در فضای باز یا نیمه باز باشد |
شکاف تأخیر دلیل وجود لبه است. یک مقایسه گویا نشان می دهد که اعداد در عمل چگونه به نظر می رسند.
پاسخ کوتاه حجم داده و تقاضای بلادرنگ است. IDC پیش بینی کرد که ایجاد داده های جهانی از 33 زتابایت در سال 2018 به 59 زتابایت در سال 2020 و تقریباً 175 زتابایت تا سال 2025 خواهد رسید. بیشتر این داده ها خارج از مراکز داده سنتی - در وسایل نقلیه، فروشگاه ها، کارخانه ها، بیمارستان ها و زیرساخت های عمومی تولید می شوند. ارسال همه آن به یک سایت مرکزی دیگر از نظر فیزیکی یا مالی مقرون به صرفه نیست.
گارتنر از زاویه ای متفاوت به نتیجه مشابهی رسید: تا سال 2025، 75 درصد از داده های تولید شده توسط سازمانی خارج از یک مرکز داده متمرکز سنتی یا ابر تولید و پردازش می شود. تجزیه و تحلیل PwC از رونق لبه آتی همان تنش را برجسته کرد و به شکاف داده ای 64 زتابایتی بین سازمان های داده تولید شده و داده هایی که واقعاً تجزیه و تحلیل یا عمل می کنند اشاره کرد. منطق تجاری edge این است که ارزش را از داده های نزدیک به منبع، قبل از اینکه تبدیل به هزینه یا ریسک شود، بدست می آورد.
سه نیرو تغییر را تسریع می کنند. 5G و بیسیم خصوصی هزینه اتصال سنسورها و ماشینها را کاهش میدهند. بارهای کاری هوش مصنوعی - به ویژه استنتاج - نیاز به تأخیر کم ثابتی دارند که ابر دور نمی تواند آن را تضمین کند. و مقررات یا سیاست های شرکتی اغلب مستلزم این است که داده های خاصی در یک منطقه یا در محل باقی بماند. هر یک از این نیروها به سوی پاسخ معماری یکسانی پیش میروند: تأسیسات کوچک، سخت و به خوبی متصل در سراسر قلمرو.
سایت های لبه کوچک هستند، اما ساده نیستند. انتخاب محفظه - کابینت، چیدمان قفسه، مسیر برق، جریان هوا، و قفل - محدودیت را برای هر سیستم دیگری تعیین می کند. یک قانون عملی که هنگام بررسی طرحهای لبه استفاده میکنیم: بار حرارتی واقعی را تخمین بزنید، 25% حاشیه ایمنی اضافه کنید و کابینت را از پنجرهها، منابع گرما و نقاط دسترسی ناامن دور نگه دارید.
با حجم کار شروع کنید، سپس ارتفاع کابینت را انتخاب کنید. بسیاری از اتاق های لبه فقط به یک محفظه 12U تا 24U برای سوئیچ ها، روترها، یک پشته سرور کوچک و یک پچ پنل نیاز دارند. برخی دیگر چندین مکان را جمع می کنند و به ظرفیت 42U برای محاسبات و ذخیره سازی نیاز دارند. برای اکثر نصبهای لبه، کابینت مستقل با ریلهای 19 اینچی قابل تنظیم، درب شیشهای یا تهویهشده، برس یا پانلهای خالی برای کنترل جریان هوا و یک مسیر کابل یکپارچه را توصیه میکنیم. یک کابینت شبکه مستقل 42U می تواند به عنوان کل زیرساخت فیزیکی یک اتاق لبه کوچک عمل کند.
کابینت شبکه مستقل 42U با درب تهویه شده یا شیشه ای این قفسه تمامقد از استقرار لبههای متراکم با ریلهای 19 اینچی قابل تنظیم و ویژگیهای جریان هوا برای خنک نگه داشتن سوئیچها و سرورها در اتاقهای فشرده پشتیبانی میکند. مشاهده محصول → گرما رایج ترین قاتل بی صدا تجهیزات لبه است. یک کابینت جمع و جور با تهویه ضعیف می تواند دمای ورودی را در عرض چند دقیقه از محدوده ایمن عبور دهد. به همین دلیل است که درهای سوراخدار، واحدهای فن در بالا، پانلهای خالی و مدیریت حرارتی در سطح قفسه همه مهم هستند. ما مکانیسم ها را در این راهنمای مدیریت جریان هوا در داخل کابینت های شبکه به تفصیل توضیح می دهیم. برای گرههای محاسباتی سنگینتر، یک کابینت با بارگذاری بالا با قابهای تقویتشده و عایق صدا، ساختار را در زمانی که رک نیمه بارگذاری میکند، پایدار نگه میدارد - کابینت سرور با بارگذاری بالا سری ARC دقیقاً برای این وضعیت طراحی شده است.
کابینت سرور پربار سری ARC با درب های جانبی قطعه بندی شده قاب های تقویت شده و عایق صدا بارهای محاسباتی سنگین را تحمل می کنند، در حالی که پانل های جانبی تقسیم شده امکان دسترسی مستقل به بالا و پایین را برای تعمیر و نگهداری سریع تر فراهم می کنند. مشاهده محصول → هر سایت اج دارای اتاق کامپیوتر نیست. بسیاری در ایستگاه های فرعی، برج های سلولی، حیاط کارخانه ها، پمپ بنزین ها و حاشیه های شهری زندگی می کنند. برای اینها، محفظه مرکز داده است: باید در برابر باران، گرد و غبار، هوای نمک، گرمای خورشیدی و دستکاری مقاومت کند و در عین حال لوازم الکترونیکی را در پاکت عملیاتی خود نگه دارد. کابینت های شبکه در فضای باز پوسته های ضد آب و هوا، مدیریت حرارتی، توزیع برق و امنیت فیزیکی را در یک ساختار ترکیب می کنند. یک کابینت ذخیره انرژی در فضای باز همه کاره همین مفهوم را به سایت هایی که به ظرفیت باتری و یکپارچه سازی خورشیدی نیز نیاز دارند، گسترش می دهد.
کابینت ذخیره انرژی در فضای باز با باتری و BMS بسته باتری، کنترلکننده، BMS، EMS و PCS را در یک واحد ضد آب با خنککننده مایع و اطفاء حریق برای مکانهای از راه دور یا در فضای باز ادغام میکند. مشاهده محصول → اگر سایتی ممکن است در معرض آب و هوا قرار گیرد، بعداً برنامه ریزی نکنید. ورودی های کابل مهر و موم شده، درجه حفاظت از ورود صحیح، مدیریت تراکم، سایه یا خنک کننده فعال باید قبل از خرید مشخص شود.
در لبه، توزیع برق بخشی از سیم کشی است، نه یک پروژه جداگانه. PDU های عمودی نصب شده در داخل کابینت برق را نزدیک دستگاه نگه می دارند و فضای رک را آزاد می کنند. مدیران کابل، گیرههای برس و قفسههای 19 اینچی مس و فیبر را مرتب نگه میدارند تا تکنسین بتواند یک واحد را بدون کشیدن کل قفسه تعویض کند. بودجه برای مسیرهای برق و داده: یک کابینت لبه معمولی سینی های کابل عقب، مجراهای جانبی و پانل های برس جلو را برای جدا کردن برق از داده ها ترکیب می کند.
نتیجه: اگر نتوانید در را باز کنید و هر کابل و پریز را در کمتر از دو دقیقه شناسایی کنید، سایت آماده نیست. کابل کشی را قبل از رسیدن کابینت طراحی کنید.
هر حجم کاری در لبه نیست. این تصمیم شش ویژگی را متعادل می کند: تأخیر، کارایی پهنای باند، حاکمیت داده، کنترل عملیاتی، مقیاس پذیری و سهولت عملیات. رادار زیر مقایسه ای گویا از مدل های استقرار است.
از رادار به عنوان یک ابزار بحث استفاده کنید: کنترل در زمان واقعی و جریان های بزرگ داده های محلی به نفع لبه است. بارهای کاری بسیار الاستیک و انفجاری هنوز در یک ابر مرکزی قرار دارند. مراکز داده منطقه ای یک مسیر میانی برای بارهای کاری حساس به انطباق هستند که به تأخیر متوسطی نیاز دارند.
یک محفظه لبه ای که به خوبی طراحی شده باشد چیزی فراتر از یک جعبه فلزی است. نمودار برچسب گذاری شده عناصری را نشان می دهد که یک قفسه لبه فشرده را زنده نگه می دارد.
در شش مرحله برنامه ریزی کنید و اجازه دهید محدودیت های سایت سخت افزار را هدایت کنند. دنباله ای که در عمل کار می کند:
به عنوان یک تولید کننده کابینت شبکه با یک تیم طراحی داخلی و قابلیت OEM/ODM، توصیه می کنیم اولین سایت را به عنوان نمونه اولیه در نظر بگیرید. آن را در یک هفته گرم و یک هفته سرد اندازه گیری کنید، مسیرهای کابل را مرور کنید، و تنها پس از آن تکرار کنید. یک الگوی محفظه استاندارد - همان ریل ها، همان PDU، همان قفل - قطعات یدکی، آموزش و زمان بازیابی را در کل ناوگان لبه کاهش می دهد.
مرکز داده لبه یک مرکز محاسباتی کوچک است که در نزدیکی کاربران نهایی و دستگاه های متصل قرار می گیرد. به جای ارسال همه چیز به ابر دور یا مرکز داده اصلی، داده ها را به صورت محلی ذخیره و پردازش می کند تا تاخیر و بار شبکه را کاهش دهد.
رایانش ابری، محاسبات و ذخیره سازی را در تجهیزات بزرگ راه دور متمرکز می کند، در حالی که محاسبات لبه، داده ها را در نزدیکی منبع پردازش می کند. Edge تأخیر رفت و برگشت و استفاده از پهنای باند را کاهش می دهد و داده های حساس را محلی نگه می دارد. ابر قابلیت کشش و مدیریت متمرکز را ارائه می دهد.
فاصله فیزیکی باعث تاخیر می شود. از آنجایی که امکانات لبه در چند ده کیلومتری کاربران قرار دارند - گاهی اوقات در یک سایت - زمان رفت و برگشت می تواند از 50 تا 100 میلی ثانیه به کمتر از 10 میلی ثانیه کاهش یابد که برای کنترل بلادرنگ، استنتاج هوش مصنوعی و خدمات تعاملی مهم است.
یک نود لبه معمولی شامل سرورها، سوئیچ های شبکه، یک شبکه یا کابینت سرور، PDU و برق UPS، مدیریت حرارتی، مدیریت کابل و نظارت از راه دور است. یک محفظه 12U تا 47U اغلب برای یک سایت کافی است.
هزینه ها بر اساس ظرفیت و سایت بسیار متفاوت است. محفظه های لبه کوچک با قدرت و خنک کننده یکپارچه می توانند در کسری از ساخت مرکز داده سنتی مستقر شوند. محرک های اصلی هزینه املاک، برق، اتصال، امنیت و سیستم محفظه است.
کابینت ها از تجهیزات در برابر گرد و غبار، رطوبت، دستکاری و گرما محافظت می کنند. طراحی خوب کابینت از جریان هوا، سازماندهی کابل و دسترسی به تعمیر و نگهداری پشتیبانی می کند، که همه اینها مستقیماً بر زمان کار تأثیر می گذارد - به ویژه در مکان های لبه بدون مراقبت.