Qu'est-ce que l'Edge Computing ? {Définition, architecture et cas d'utilisation}

Une périphérie informatique est l'endroit où les appareils finaux se connectent à un réseau pour fournir des données et recevoir des instructions d'un serveur central, qu'il s'agisse d'un centre de données ou du cloud. Alors que ce modèle fonctionnait dans le passé, les appareils modernes génèrent tellement de données que les entreprises ont besoin d'équipements coûteux pour maintenir des performances optimales.

L'edge computing résout ce problème en rapprochant le traitement de l'appareil qui génère les données. Les données n'ont pas besoin d'être acheminées vers un serveur central pour être traitées. Il n'y a donc aucun problème de latence ou de bande passante.

Cet article est une introduction à l'informatique de périphérie . Nous expliquons ce qu'est l'edge computing, discutons des cas d'utilisation potentiels et montrons comment cette technologie conduit à un traitement des données moins cher et plus fiable.

Qu'est-ce que l'informatique de périphérie ?

L'informatique de périphérie est un type d'informatique qui se déroule à la périphérie d'un réseau ou à proximité. Le traitement a lieu à l'intérieur ou à proximité de l'appareil, de sorte que moins de données transitent vers le serveur central. La plupart des opérations se déroulent en temps réel à proximité de la source de données, ce qui entraîne :

• Amélioration des temps de réponse.
• Meilleure disponibilité de la bande passante
• Informations système plus fiables
• Analyse des données plus complète et plus rapide
• Haute disponibilité.

L'informatique de périphérie permet également de maintenir les charges de travail à jour, de garantir la confidentialité des données et de respecter les lois sur la protection des données telles que HIPAA, RGPD et PCI. Ce modèle de traitement permet également d'autres innovations grâce à l'intelligence artificielle et à l'apprentissage automatique.

Les appareils Edge collectent et stockent des données avant d'envoyer des informations à un serveur Edge sur site. Ce serveur gère les activités suivantes :

• Traitement des données en temps réel.
• Visualisation et analyse des données.
• Encaissement et mise en mémoire tampon.
• Filtrage des données.

Le centre périphérique envoie les demandes de traitement les plus complexes (opérations Big Data et logique métier) au centre de données ou au cloud. Bien que le besoin d'un serveur dédié central existe toujours, une entreprise peut configurer des connexions plus lentes et moins coûteuses sans risquer de latence due aux opérations locales et aux données pré-triées.

Edge Computing vs Cloud Computing

La principale distinction entre l'edge computing et le cloud computing est l'endroit où le traitement a lieu :

• Dans le cloud computing, toutes les opérations de données ont lieu dans un emplacement centralisé.
• Dans l'edge computing, la plupart des processus liés aux données se produisent localement (à la périphérie de l'environnement).

L'informatique de périphérie est idéale pour les cas d'utilisation qui reposent sur le traitement de données sensibles au facteur temps pour la prise de décision. Un autre cas d'utilisation dans lequel l'edge computing est meilleur qu'une solution cloud concerne les opérations dans des sites distants avec peu ou pas de connectivité à Internet.

Cependant, l'edge computing ne remplace pas le cloud. Ces technologies ne sont pas interchangeables; L'edge computing complète le cloud, et les deux technologies garantissent de meilleures performances pour des cas d'utilisation spécifiques.

Architecture Edge Computing expliquée

Voici les composants clés qui forment un écosystème Edge :

• Appareils périphériques : Un équipement spécialisé avec une capacité de calcul limitée.
• Nœud périphérique : Tout appareil, serveur ou passerelle qui effectue des calculs en périphérie.
• Serveur périphérique : Un ordinateur situé dans une installation à proximité de l'appareil périphérique. Ces machines exécutent des charges de travail d'application et des services partagés. Elles ont donc besoin de plus de puissance de calcul que les appareils en périphérie.
• Passerelle Edge : Un serveur périphérique qui exécute des fonctions réseau telles que la tunnellisation, la gestion de pare-feu , la traduction de protocole et les connexions sans fil. Une passerelle peut également héberger des charges de travail d'application.
• Nuage : Cloud public ou privé qui agit comme un référentiel pour les charges de travail conteneurisées telles que les applications et les modèles d'apprentissage automatique. Le cloud héberge et exécute également des applications qui gèrent les nœuds périphériques.

L'informatique en périphérie comporte trois nœuds principaux : la périphérie de l'appareil, la périphérie locale et le cloud .

La périphérie de l'appareil est l'emplacement physique où les appareils de périphérie fonctionnent sur site (caméras, capteurs, machines industrielles, etc.). Ces appareils ont la puissance de traitement nécessaire pour collecter et transmettre des données.

La périphérie locale est un système qui prend en charge les applications et les charges de travail du réseau. Le bord local a deux couches :

• Une couche d'application qui exécute des applications sur des appareils périphériques ne peut pas être gérée en raison d'une empreinte importante (analyse vidéo complexe ou traitement IdO, par exemple).
• La couche réseau qui exécute les composants réseau physiques ou virtualisés tels que les routeurs et les commutateurs.

Le cloud (ou le lien ) exécute des charges de travail d'application et de réseau qui gèrent le traitement que d'autres nœuds périphériques ne peuvent pas gérer. Malgré son nom, cette couche périphérique peut fonctionner soit comme un centre de données interne, soit dans le cloud.

L'illustration ci-dessous présente une architecture plus détaillée et montre les composants pertinents pour chaque nœud périphérique.

Les solutions et applications sectorielles peuvent exister dans plusieurs nœuds, car des charges de travail spécifiques sont plus adaptées à l'appareil ou à la périphérie locale. Certaines autres charges de travail peuvent également se déplacer dynamiquement entre les nœuds dans certaines circonstances (manuellement ou automatiquement).

La virtualisation est un élément essentiel d'une configuration informatique de pointe à grande échelle. Cette technologie facilite le déploiement et l'exécution de nombreuses applications sur des serveurs périphériques.

Avantages de l'informatique de périphérie

Vous trouverez ci-dessous les principaux avantages commerciaux de l'utilisation de l'informatique de pointe.

Réduction de la latence

L'Edge Computing améliore les performances du réseau en réduisant la latence. Comme les appareils traitent les données de manière native ou dans un centre périphérique local, les informations ne voyagent pas aussi loin que dans une architecture cloud standard.

Par exemple, deux collègues dans le même bâtiment qui échangent des e-mails peuvent facilement subir des retards via les réseaux standard. Chaque message sort du bâtiment, communique avec un serveur distant et revient dans la boîte de réception du destinataire. Si ce processus se produit à la périphérie et que le routeur de l'entreprise gère les e-mails du bureau, ce délai ne se produit pas.

L'Edge Computing résout également le problème de goulot d'étranglement du « dernier kilomètre ». Toutes les données de voyage doivent passer par des connexions de réseau local avant d'atteindre la destination. Ce processus peut entraîner entre 10 et 65 millisecondes de latence selon la qualité de l'infrastructure. Dans une configuration avec des centres périphériques, le trafic est beaucoup plus faible qu'avec un système centralisé, il n'y a donc pas de problèmes de goulot d'étranglement.

Traitement des données plus sûr

Les configurations cloud traditionnelles sont vulnérables aux attaques par déni de service distribué (DDoS) et aux pannes de courant. Comme l'edge computing distribue le traitement et le stockage, les systèmes sont moins sujets aux interruptions et aux temps d'arrêt. La configuration ne souffre pas de points de défaillance uniques.

De plus, comme la plupart des processus se produisent localement, les pirates ne peuvent pas intercepter les données en transit. Même si un seul ordinateur subit une violation de données, l'attaquant ne peut compromettre que les données locales.

Évolutivité rentable

L'informatique de périphérie permet à une entreprise d'étendre sa capacité grâce à une combinaison d'appareils IoT et de serveurs de périphérie. L'ajout de ressources supplémentaires ne nécessite pas d'investissement dans un centre de données privé coûteux à construire, à entretenir et à étendre. Au lieu de cela, une entreprise peut configurer des serveurs périphériques régionaux pour étendre le réseau rapidement et à moindre coût.

L'utilisation de l'informatique de périphérie réduit également les coûts de croissance, car chaque nouvel appareil n'ajoute pas de demande de bande passante supplémentaire sur l'ensemble du réseau.

Extensions simples vers de nouveaux marchés

Une entreprise peut s'associer à un centre de données Edge local pour se développer rapidement et tester de nouveaux marchés. L'expansion ne nécessite pas de nouvelles infrastructures coûteuses. Au lieu de cela, une entreprise ne configure que des appareils périphériques et commence à servir les clients sans latence. Si le marché s'avère indésirable, le processus de désinstallation est tout aussi rapide et peu coûteux.

Cet avantage est vital pour les industries qui nécessitent une expansion rapide dans des régions où la connectivité est limitée.

Expérience utilisateur cohérente

Comme les serveurs périphériques fonctionnent à proximité des utilisateurs finaux, un problème de réseau dans un emplacement distant est moins susceptible d'avoir un impact sur les clients. Même en cas de panne du centre local, les périphériques périphériques peuvent continuer à fonctionner grâce à leur capacité à gérer les fonctions vitales de manière native. Le système peut également réacheminer les données par d'autres voies pour garantir que les utilisateurs conservent l'accès aux services.

Inconvénients de l'informatique de périphérie

L'informatique de périphérie augmente la surface d'attaque globale pour un réseau. Les appareils périphériques peuvent servir de point d'entrée pour les cyberattaques par lesquelles un attaquant peut injecter des logiciels malveillants et infecter le réseau.

Malheureusement, la mise en place d'une sécurité adéquate est difficile dans un environnement distribué. La plupart des traitements de données ont lieu en dehors du serveur central et du champ de vision direct de l'équipe de sécurité. La surface d'attaque s'agrandit également chaque fois que l'entreprise ajoute un nouvel équipement.

Un autre problème courant avec l'edge computing est le prix . À moins qu'une entreprise ne s'associe à un partenaire périphérique local, la mise en place de l'infrastructure est coûteuse et complexe. Les coûts de maintenance sont également généralement élevés, car l'équipe doit maintenir en bon état de nombreux appareils à différents endroits.

Enfin, étant donné que les normes actuelles évoluent rapidement, une entreprise peut avoir du mal à maintenir les configurations à jour . De nouveaux appareils et logiciels sortent régulièrement, de sorte que l'équipement peut devenir rapidement obsolète.

Exemples d'informatique de périphérie et cas d'utilisation

Vous trouverez ci-dessous les cas d'utilisation et les applications les plus prometteurs de l'informatique de pointe dans différents secteurs.

5G et informatique de périphérie

L'avènement de la 5G promet des vitesses de données de plus de 20 Gbps et des connexions sans délai de plus d'un million d'appareils par mile carré. Cette technologie émergente pousse l'informatique de périphérie à un nouveau niveau, permettant une latence encore plus faible, des vitesses plus élevées et une efficacité accrue.

Les entreprises pourront bientôt utiliser la 5G pour étendre les périphéries du réseau. Le chevauchement des réseaux permettra aux entreprises de conserver encore plus de données sur les appareils périphériques. Les applications pourront également s'appuyer sur des communications en temps réel avec le réseau, une fonctionnalité qui s'avérera essentielle dans l'expansion de l'IoT.

Vidéosurveillance

La transmission de données vidéo vers un serveur central est lente et coûteuse. L'informatique de périphérie accélère ce processus en permettant aux caméras d'effectuer des analyses vidéo initiales et de reconnaître les événements d'intérêt. L'appareil transmet ensuite les images filtrées à un périphérique local pour une analyse plus approfondie.

Par exemple, si un incendie se déclare dans un bâtiment avec des caméras périphériques, les appareils peuvent distinguer les humains dans la flamme. Une fois que la caméra remarque une personne en danger, les images sont transmises à la périphérie locale sans latence. La périphérie locale peut alors contacter les autorités au lieu d'envoyer les images au centre de données et de perdre un temps précieux.

Opportunités de soins de santé

La configuration d'appareils périphériques pour la surveillance des patients peut aider les hôpitaux à garantir la confidentialité des données et à améliorer les soins aux patients. Le personnel peut offrir des soins plus rapides et de meilleure qualité aux patients tandis que l'hôpital réduit la quantité de données circulant sur les réseaux et évite les surcharges du serveur central.

Le déploiement de solutions de pointe peut améliorer le fonctionnement des machines de santé vitales, y compris les appareils portables ECG, les capteurs de surveillance de la température et les glucomètres. Le traitement rapide des données peut également faire gagner de précieuses secondes pour la surveillance à distance des patients.

Voitures connectées

Une voiture équipée d'appareils de pointe peut collecter des données à partir de divers capteurs et avoir des réponses en temps réel aux situations sur la route. Cette fonctionnalité sera vitale dans le développement des véhicules autonomes.

L'informatique de périphérie peut également permettre des convois de véhicules automatiques. Un groupe de voitures ou de camions peut se déplacer les uns derrière les autres en convoi, ce qui permet d'économiser du carburant et de réduire les embouteillages. Seul le premier véhicule aura besoin d'un chauffeur car les voitures restantes peuvent suivre le premier et communiquer sans latence.

Surveillance dans les industries pétrolières et gazières

L'informatique de périphérie peut aider à prévenir les pannes pétrolières et gazières. Ces usines opèrent généralement dans des endroits éloignés, de sorte qu'un centre périphérique est une bien meilleure option qu'un serveur ou un cloud distant. Les appareils peuvent utiliser des analyses en temps réel pour surveiller le système et arrêter les machines avant qu'un sinistre ne se produise.

Jeux en ligne

Les jeux multijoueurs en ligne peuvent bénéficier de l'informatique de pointe car la technologie réduit le décalage. Les joueurs peuvent organiser des matchs à grande échelle sans impact sur les performances.

Les jeux en nuage peuvent également bénéficier de l'informatique de pointe. Ce type de jeu en ligne diffuse un flux en direct du jeu vidéo directement sur les appareils des utilisateurs. Lorsque les centres de données traitent et hébergent ces jeux, les utilisateurs rencontrent souvent des problèmes de latence.

Si une société de jeux en nuage installe un serveur périphérique à proximité de l'emplacement des joueurs, le flux n'a pas de latence et le jeu devient entièrement réactif

Usines intelligentes

Les réponses en temps réel aux processus de fabrication sont essentielles pour réduire les défauts des produits et améliorer la productivité au sein d'une usine. Les algorithmes analytiques peuvent surveiller le fonctionnement de chaque équipement et ajuster les paramètres de fonctionnement pour améliorer l'efficacité.

Les périphériques Edge peuvent également détecter et prédire quand une panne est susceptible de se produire, réduisant ainsi les temps d'arrêt coûteux en usine. Les entreprises peuvent gérer les processus à la manière d'un cloud, tout en conservant la fiabilité d'une configuration sur site.

Achats en ligne

La réduction de la latence permet aux magasins de détail de créer une expérience en ligne riche et interactive pour leurs clients. Les propriétaires de magasins peuvent créer une réalité augmentée pour les achats en ligne avec des performances fluides et permettre aux acheteurs d'acheter des produits depuis chez eux.

Les détaillants physiques peuvent également utiliser l'informatique de pointe pour configurer des assistants d'achat en réalité virtuelle dans les magasins.

Une technologie en plein essor

Les experts prédisent que 75 % du traitement des données aura lieu en dehors du centre de données traditionnel ou du cloud d'ici 2025. Commencez tôt avec l'informatique de pointe pour découvrir de nouvelles opportunités commerciales, augmenter l'efficacité opérationnelle et garantir des expériences fiables à vos clients.