Kleine und Edge-Datacenters

Edge-Computing ist die Echtzeit-Datenverarbeitung direkt dort (oder zumindest in der Nähe des Ortes), wo die Daten generiert werden – sei es von Personen oder von angeschlossenen IoT-Geräten (Internet of Things, Internet der Dinge). Die Bezeichnung »Edge« (übersetzt: Rand) beschreibt die Lage im Verhältnis zum zentralen »Kern«. Edge-Computing dient als dezentrale Erweiterung bzw. Ergänzung der Cloud und des zentralen Rechenzentrums.

Wozu braucht man die "Edge"?

Das Edge-Computing löst diverse Probleme, darunter

• Bandbreite: Im Vergleich zur direkten Anbindung von IoT-Geräten an die Cloud ist eine deutliche Kostenreduzierung realisierbar, wenn die IoT-Gerätedaten an eine dezentrale Datenverarbeitung übertragen werden.
• Connectivity: In weit entfernten und rauen Umgebungen wie z.B. Bergwerken oder Offshore-Plattformen sowie in selbstfahrenden Autos ist die Kommunikation vergleichsweise unzuverlässig.
• Latenzzeiten: Anwendungen wie Virtual-Reality, selbstfahrende Autos und künstliche Intelligenz benötigen eine Echtzeit-Datenverarbeitung mit sehr niedrigen Latenzen; die Latenzzeiten der Cloud sind zu hoch.
• Stromverbrauch: Wenn jedes internetfähige (IoT-) Gerät seine Daten in die Cloud überträgt, kostet das viel Energie; ein ständiger Batteriewechsel wäre die Folge.
• Sicherheit: Angesichts der allgegenwärtigen Bedrohung im Cyberspace stellt jede Datenübertragung in die Cloud ein Risiko dar.

Das Edge-Computing löst diese (und andere) Probleme, indem es für IoT-Geräte als lokale Schnittstelle fungiert. Es spart Internetbandbreite ein, weil die »letzte Meile« zu jedem Gerät meistens direkt vor Ort liegt und eine niedrige Bandbreite hat. Je näher die Edge sich bei den angeschlossenen Geräten befindet, desto stabiler und zuverlässiger ist die Konnektivität. Die Latenzzeiten einer Edge-Lösung liegen deutlich unter denen der Cloud. Die Geräte verbrauchen weniger Strom, wenn sie statt an die Cloud an die Edge angeschlossen sind. Nicht zuletzt ermöglicht es die Edge, energiesparende Netzwerkprotokolle wir ZigBee oder Bluetooth zu nutzen.

Der Trend geht in Richtung Edge

Künftig werden immer mehr Daten an den Rändern des Netzwerks verarbeitet werden, während die Cloud und die zentralen Datacenter vor allem für Data Warehousing, Business Intelligence und Big Data genutzt werden.

Das Edge-Computing ist ein Muss für Anwendungen und Anwender, die eine Datenverarbeitung in Echtzeit benötigen, etwa für das Gebäudemanagement, die intelligente Fertigung, »Smart Cities«, Bohrinseln, Bergwerke, Krankenhäuser, die mobile Gesundheitsüberwachung, selbstfahrende Autos und die 5G-Mobilkommunikation. Das Edge-Computing hilft Organisationen dabei, die Benutzerzufriedenheit zu verbessern, Innovationen voranzutreiben und sich von anderen Anbietern abzusetzen.

Was ein Edge-Rechenzentrum auszeichnet

• Die unmittelbare Nähe zur Datenquelle
• Es unterstützt die dezentrale Datenverarbeitung
• Es bezieht die Daten von IoT-Geräten mit ein
• Eine leistungsfähige Anbindung an das Internet
• Das komplette IT-Equipment befindet sich in einem oder mehreren Racks
• Die strategische Nähe zu Nutzern und Geräten
• Es unterstützt alle Protokolle und bietet »One-hop«-Verbindungen (drahtlos, über Kupfer- und/oder über Glasfaserkabel)
• Es bietet eine optimale physikalische und Cyber-Sicherheit
• Sein Tier-Level ist so hoch wie der des zentralen RZ und der Cloud

Notwendigkeiten für eine Edge-RZ-Infrastruktur

• Latenzzeiten von unter 10 ms (typisch)
• Hohe Bandbreite im Edge-RZ selbst, etwa für Datenanalysen selbstfahrender Autos, kann mit niedrigen, etwa für die Anbindung bestimmter Senosren, kombiniert werden
• Robuste Sicherheitsvorkehrungen, z.B. überprüfbare Rack-Zugriffskontrolle und -überwachung, Monitoring der Umweltbedingungen im Rack, Alarmierung, etc.
• Zuverlässige Energieversorgung und Kühlung sowie ein Feuerlöschsystem (Gas); für Tier-III sollten Energieversorgung und Kühlung redundant ausgelegt sein; Tier-IV verlangt gegenüber Tier-III eine zusätzliche Fehlertoleranz
• Remote-Management des Edge-Rechenzentrums von beliebigen Standorten aus
• Vorkonfiguriertes, vor der Auslieferung geprüftes und in sich geschlossenes System, das vor Ort schnell installiert und in Betrieb genommen werden kann
• Möglichkeit der Analyse der physikalischen Infrastruktur in der Edge = Basis für vorausschauende Instandhaltung

Das Design eines Edge-Datacenters

Edge-Datacenter sind in der Regel erheblich kleiner dimensioniert als zentrale Rechenzentren. Darum nennt man sie auch Micro- oder Mini-Datacenter (MDC). Diese umfassen ein oder mehrere Racks mit einer Leistung von je 1 bis 7 kW. Die Racks sind in der Edge drahtlos oder über Kabel direkt mit den Nutzern und Geräten verbunden.

Ein standardisiertes MDC-Design erleichtert Organisationen den Rollout von Edge-Rechenzentren an allen Standorten. Zugleich vereinfacht es das zentrale Management aller verteilten Edge-Infrastrukturen. Unternehmen, die für ihr RZ eine Tier-III- oder eine vergleichbare andere Klassifizierung anstreben, ermöglicht das standardisierte Design eine simultane Wartung und eine Skalierung ohne Ausfallzeiten.

Ein Micro-Datacenter braucht nur wenig Platz. Im Rack selbst sorgen High-Density-Lösungen dafür, die begrenzte Aufnahmekapazität optimal zu nutzen. Eine Organisation hat vielleicht Präferenzen, was die Kühltechnologie, Verkabelung, Zutrittskontrolle, den Brandschutz, das intelligente Monitoring usw. betrifft; das Datacenter-Design mag auch nur ein paar einfache Komponenten umfassen – es sollte aber den speziellen Anforderungen des Anwenders entsprechen (und die nationalen Richtlinien erfüllen erfüllen). Insofern kann das Design durchaus anspruchsvolle Komponenten beinhalten.

Es macht für eine Organsation also durchaus Sinn, bei der Planung einen Spezialisten – z.B. von Dätwyler – hinzuziehen. Dieser kann den Anwender nicht nur in Sachen Edge-Datacenter und MDC kompetent beraten. Bei Bedarf unterstützt er die Organisation auch gerne mit einem »Gesundheits-Check« des vorhandenen Rechenzentrums, bei den Migrationspfaden, den Upgrades und der Konsolidierung.

Im Bild oben sehen Sie Beispiele für Dätwyler Micro-Datacenter. Wir bieten auch Mini-Datacenter sowie mittelgroße und große Rechenzentrumslösungen an.