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Definition
Arten von Edge Computing
Vor- und Nachteile
Sicherheitsbedenken
Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Edge Computing definiert

Laut Gartner werden etwa 10 % der von Unternehmen generierten Daten außerhalb eines zentralen Rechenzentrum oder einer Cloud oder am Rand eines Netzwerks verarbeitet oder produziert. Die Menge der am Rand erzeugten und verarbeiteten Daten wird bis 2025 voraussichtlich 75 % erreichen. 

Diese Definition von Edge Computing bezieht sich auf die Umgebungen, Geräte und Prozesse, die am Rand eines Netzwerks stattfinden.

Was ist ein Edge?

Was ist ein Netzwerk-Rand? Der Rand eines Netzwerks bezieht sich auf den Ort, an dem das lokale Netzwerk oder seine Geräte mit dem Internet interagieren – die äußere Grenze, die das Internet „berührt“. Dies stellt sowohl ein Sicherheitsproblem für das Netzwerk dar als auch die Möglichkeit, die Verarbeitung näher an oder innerhalb von Geräten am Netzwerkrand zu beschleunigen.

Mehrere verschiedene Geräteklassen können innerhalb einer Edge-Computing-Architektur betrieben werden. Einige gängige Edge-Computing-Beispiele umfassen IoT-Geräte (Internet der Dinge). IoT-Edge-Computing-Geräte können von Toastern über Kühlschränke bis hin zu Smartwatches und Scannern reichen, die in einer Fabrikhalle verwendet werden. Es gibt auch 5G-Netzwerke, die Edge-Geräte unterstützen, die die schnellere Verarbeitung von 5G nutzen, um eine reibungslosere Nutzererlebnis zu schaffen. Dazu kann jedes Mobiltelefon oder drahtlose Gerät gehören, das Daten über das 5G-Netzwerk überträgt.

Was ist Edge Computing?

Die Computerverarbeitung wurde ursprünglich mit einem großen, zentralisierten Computer durchgeführt, der oft einen ganzen Raum oder Abschnitt eines Gebäudes in Anspruch nahm. Die Leute würden entweder von ihrem Büro aus reisen, um den Computer zu verwenden, oder Punchkarten mit Programmen an den Systembetreiber senden, der sie in den Computer eingeben würde. 

Bald könnten Benutzer ihre eigenen PCs und dann persönliche Geräte haben, was einen erheblichen Teil der Rechenprozesse an den Rand oder zumindest näher an den Rand bringt.

Frühe Computertage

Früher hatten wir einen großen, zentralen Computer, auf dem sich die Leute angemeldet haben, um die Rechenleistung zu nutzen. Benutzer würden sich mit diesem zentralen Gerät verbinden und es verwenden, um Aufgaben auszuführen und dann die Verbindung zu trennen.

Einführung von Personal Computing

Das Aufkommen des Mikrochips ebnete den Weg für PCs. Mit PCs konnten Benutzer die gesamte Rechenleistung haben, die sie brauchten, um direkt auf ihren Schreibtischen zu sitzen. Es war nicht mehr notwendig, zu einem zentralen Computer zu gehen, um wichtige Aufgaben auszuführen.

Ära des Cloud Computing

Beim Cloud Computing befindet sich die Rechenleistung in einem Rechenzentrum abseits des Benutzer – oder in der „Cloud“. Wir befinden uns derzeit im Cloud-Computing-Zeitalter. Ein Großteil unserer Computer, Kommunikation und sogar einige der von uns verwendeten Software sind cloudnativ. Mit einer Internetverbindung können Benutzer mit diesen Ressourcen interagieren, ohne sich zu sehr auf die Rechenleistung ihrer eigenen Geräte verlassen zu müssen, die dadurch kleiner und bequemer geworden sind.

Edge Computing

Edge Computing umfasst die Positionierung von Datenspeicherung und -berechnung näher an dem Ort, an dem sie benötigt werden. Dies führt zu verbesserten Reaktionszeiten und einer geringeren Bandbreite, den Hauptvorteilen des Edge Computing. Die besseren Reaktionszeiten ergeben sich aus der kürzeren Entfernung, die Daten zurücklegen müssen, während sie in Prozessen verwendet werden. Anstatt wie beim Cloud Computing den gesamten Weg zu einem zentralen Server zu gehen, können Daten eine relativ kurze Fahrt zu einem Prozessor machen, der sich am Rand befindet, wie z. B. in einer Fabrik. 

Die Reduzierung der Bandbreite, die Edge-Architekturen erleben, führt dazu, dass weniger Daten über das Internet zu Remote-Rechenzentren übertragen werden müssen. Stattdessen geht es immer näher zwischen Geräten und Ressourcen, was einer der Hauptgründe ist, warum wir Edge Computing benötigen.

Was sind die verschiedenen Arten von Edge Computing?

Es gibt verschiedene Arten von Edge Computing. Unternehmen können je nach ihren Rechenanforderungen oder den ihrer Produkte eine oder mehrere angeben. Einige sind für grundlegende Ereignisse konzipiert, während andere für komplexere Prozesse geeignet sind. Außerdem können Edge-Computing-Server verwendet werden, um ganze Edge-Computing-Netzwerke bereitzustellen.

Edge Computing für grundlegende Ereignisse

Einige der einfachsten Formen des Edge Computing umfassen grundlegende Ereignisse und unkomplizierte Prozesse. Beispielsweise kann ein Gerät, das den Puls und den Blutdruck einer Person überwachen kann, auf ihrem Körper positioniert werden und dann Informationen an einen randbasierten Server senden. Nur bestimmte Informationen werden dann an die Cloud gesendet, während der Großteil davon innerhalb des Edge-Netzwerks verarbeitet wird.

Edge Computing für komplexe Ereignisse

In einer komplexeren Edge-Computing-Umgebung können die Edge-Infrastrukturen als Gateways zwischen lokalen Daten und denen von außen dienen. Mit einem Edge-Computing-Setup in einem Fahrzeug kann die Edge-Computing-Infrastruktur beispielsweise Daten von Global Positioning System (GPS)-Geräten, Verkehrssignalen und anderen Fahrzeugen sammeln, um die Erfahrung des Fahrers zu verbessern, die Sicherheit zu verbessern und die Kraftstoffeffizienz zu optimieren.

Edge-Computing-Server

Edge-Server erfüllen viele der Funktionen von vollwertigen Rechenzentren. Sie werden beispielsweise in 5G-Netzwerken eingesetzt und können Anwendungen hosten und Inhalte in der Nähe des Ortes zwischenspeichern, an dem Endbenutzer ihre Daten verarbeiten. Bei dieser Topologie müssen die Daten nicht bis zum Ende in ein Remote-Rechenzentrum gelangen, damit das Edge-Gerät ordnungsgemäß funktioniert.

 

Verschiedene Arten von Edge Computing
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Wo wird Edge Computing verwendet?

Edge Computing wird heute in fast jeder Branche eingesetzt. Da schnellere Verarbeitungszeiten und die Optimierung des Datenflusses fast die Infrastruktur jedes Unternehmens verbessern, haben viele Edge-Computing-Umgebungen eingeführt. Darüber hinaus verwenden IoT-Geräte oft Edge Computing für ihre grundlegendsten Funktionen, was Edge Computing zu einer überzeugenden Umgebung für jedes Unternehmen macht, das IoT-Geräte verwendet oder verkauft. 

Im Folgenden finden Sie einige Beispiele für Edge Computing.

Fertigung/Produktion

Edge Computing unterstützt den Fertigung/Produktion, da Edge-Geräte Maschinen, Robotern und Benutzern schnell und ohne großen Bandbreite Informationen bereitstellen können. So können beispielsweise Scanner verwendet werden, um den Status eines Fahrzeugs zu überprüfen, das während der Fahrt entlang einer Montagelinie gebaut wird. Benutzer können diese Informationen nutzen, um Prozesse zu verbessern und sie sicherer zu machen.

Gesundheitswesen

Edge Computing spielt eine wichtige Rolle im Gesundheitswesen, da ein Großteil der Patientenversorgung von sofort verfügbaren Informationen abhängt. Edge-Geräte werden verwendet, um sofort Daten über die Vitalzeichen von Patienten zu übermitteln, sodass Ärzte und Pflegekräfte wichtige Entscheidungen schnell und mit genauen Informationen treffen können.

Transportwesen

Die Transportbranche profitiert aufgrund der Vielzahl nützlicher Informationen, die Fahrzeuge und Fahrer verwenden können, um die Sicherheit zu erhöhen und die Erfahrungen von Reisenden und Fahrern zu verbessern, stark von Edge Computing. Fahrzeuge mit selbstfahrender Technologie können Input aus ihrer Umgebung und anderen Fahrzeugen nehmen und sie verwenden, um Entscheidungen zu treffen. Einige der von ihnen erfassten und verwendeten Daten stammen entweder aus der Cloud oder werden an die Cloud gesendet, während andere Daten am Rand verarbeitet werden.

Landwirtschaft

Die Landwirtschaft nutzt Edge Computing, um die Verarbeitung von Daten zu verbessern und gleichzeitig den Bandbreite zu reduzieren, um den Anbau, die Pflege und die Ernte von Kulturpflanzen zu verbessern. Außerdem können Daten zur Gesundheit und Leistung von Tieren, wie z. B. Milchkühen, verarbeitet werden, um die Produktionserwartungen, die Pflege von Tieren und die Verwaltung von Ressourcen, die den Betrieb unterstützen, besser zu informieren.

Telekommunikation

Telekommunikationsunternehmen waren und werden wahrscheinlich auch weiterhin einer der bekanntesten Nutznießer und Anbieter von Edge Computing sein. Da Telekommunikationsunternehmen Unternehmen bei der Einrichtung von Netzwerken unterstützen, verlassen sie sich auf die Edge-Computing-Topologie, um eine Vielzahl von Geräten in die Lage zu versetzen, sich mit dem Netzwerk des Unternehmens zu verbinden und in seiner Nähe zu arbeiten. Alles von Virtual-Reality-Headsets über Gaming-Geräte bis hin zu IoT-Geräten in Fertigung/Produktion interagiert mit Edge-Computing-Topologien, die von Telekommunikationsunternehmen eingerichtet wurden. 

Darüber hinaus kann eine Telekommunikationsanlage eine verteilte Cloud einrichten, die eine Reihe von On-Premises-Servern verbindet, die komplexe Edge-Computing-Einrichtungen unterstützen.

Was sind die Vorteile von Edge Computing?

Edge Computing kann die Geschwindigkeit erhöhen, mit der Anwendungen Daten verarbeiten, wodurch sofortiges Computing für Endbenutzer praktisch ist. In einigen Fällen kann die Zeitersparnis in einem Edge-Computing-basierten Prozess eine ansonsten unsichere Situation sicherer machen. Im Gesundheitswesen hat Edge Computing Leben gerettet und wird sie auch weiterhin retten. Innerhalb der Fertigung/Produktion verbessert Edge Computing die Effizienz der Produktion und schafft gleichzeitig eine sicherere Umgebung für Mitarbeiter.

Um Latenzzeiten zu verringern

Die Reduzierung der Latenz ist eines der Kennzeichen des Edge Computing und wird aufgrund der Nähe der Edge-Geräte und des Ortes, an dem ihre Daten gespeichert und verarbeitet werden, ermöglicht. Wenn Daten über das Internet gesendet werden müssen, müssen sie möglicherweise Hunderte von Meilen zurücklegen. Während viele Prozesse mit der daraus resultierenden Verzögerung angemessen funktionieren können, sind einige so zeitkritisch, dass Sie eine Edge-Computing-Architektur benötigen, um sie zu unterstützen.

Geringere Bandbreite

In einer komplexeren Edge-Computing-Umgebung können die Edge-Infrastrukturen als Gateways zwischen lokalen Daten und denen von außen dienen. Mit einem Edge-Computing-Setup in einem Fahrzeug kann die Edge-Computing-Infrastruktur beispielsweise Daten von Global Positioning System (GPS)-Geräten, Verkehrssignalen und anderen Fahrzeugen sammeln, um die Erfahrung des Fahrers zu verbessern, die Sicherheit zu verbessern und die Kraftstoffeffizienz zu optimieren.

Echtzeit-Verarbeitungsanwendungen

Einige Prozesse erfordern eine Echtzeitverarbeitung, um ihre grundlegendsten Funktionen auszuführen. So müssen selbstfahrende Fahrzeuge beispielsweise die Informationen verarbeiten, die sie von Sensoren über die Geschwindigkeit und Nähe von Fahrzeugen, Personen und verschiedenen Objekten erhalten. Mit Edge Computing kann dies sofort erfolgen und die Sicherheit des Fahrers und anderer verbessern.

Geringere Kosten

Durch die Reduzierung der Informationsmenge, die über das Internet übertragen werden muss, muss ein Unternehmen möglicherweise nicht so viel Bandbreite nutzen. Daher können sie möglicherweise den Betrag reduzieren, den sie jeden Monat für die Zahlung an ihren Internet Service Provider (ISP) ausgeben.

Intelligente Anwendungen

Ein leistungsstarkes Edge-Gerät kann intelligente Anwendungen unterstützen. Diese können maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz umfassen und ihre Nähe zur Eingabequelle nutzen. Auf diese Weise können intelligente Anwendungen Muster in der Umgebung der Edge-Geräte erkennen, auf denen sie arbeiten, und diese Informationen dann verwenden, um ihre Funktionsweise und die von ihnen bereitgestellten Dienste anzupassen.

Datenschutz

Wann immer personenbezogene Daten in die Cloud gelangen müssen, werden sie einer Vielzahl von Sicherheitsbedrohungen ausgesetzt – entweder innerhalb der Datenbank selbst oder bei der Übertragung an das Internet. Mit Edge Computing können Sie den Datenschutz verbessern, indem Sie den Datenfluss zwischen dem Edge-Gerät und dem Ort, an dem es lokal verarbeitet und gespeichert wird, einschränken.

Was sind die Nachteile von Edge Computing?

Edge Computing bringt auch einige erhebliche Nachteile mit sich. Edge-Geräte können nicht nur ihre Verbindung versagen oder verlieren, sondern ohne die Rechenleistung cloudbasierter Ressourcen können einige Anwendungen innerhalb einer Edge-Topologie einfach keine angemessene Leistung liefern.

Geräteausfälle

Wenn ein Edge-Gerät ausfällt, gibt es oft keine Redundanz, um die Geschäftskontinuität aufrechtzuerhalten. Der Endbenutzer Benutzer müsste ein Backup-Edge-Gerät mit denselben Rechen- und Speicherdiensten verbinden. In vielen Situationen wäre diese Art von Ausfallsicherheitsplan unerschwinglich teuer.

Begrenzte Funktionalität

Viele Edge-Geräte verfügen nicht über die Leistung, die für komplexes Computing erforderlich ist. Ein Handy beispielsweise ist zwar leistungsstark im Vergleich zu dem, was vor Jahrzehnten hergestellt wurde, aber im Vergleich zu einem mittelgroßen Laptop immer noch blass, wenn es um die Stromversorgung geht. Die Funktionen eines Rechenzentrum können das Potenzial der meisten Edge-Geräte weiter entschärfen.

Netzwerk-Connectivity

Eine Abhängigkeit von der Konnektivität ist ein inhärenter Fehler aller Edge-Topologien. Die Infrastruktur, die viele Edge-Geräte unterstützt, hat immer noch ihre Grundlage in Cloud-Rechenzentren. Wenn die Verbindung zwischen dem Edge-Gerät oder Netzwerk und der Cloud unterbrochen wird, kann die Topologie nicht vollständig funktionieren. 

Wenn ein Edge-Gerät seine Verbindung zu den Ressourcen verliert, die es unterstützen, könnte es in vielen Fällen nutzlos werden. Dies gilt auch für Edge-Setups, die nicht auf das Internet angewiesen sind.

Was sind die Sicherheitsbedenken beim Edge Computing?

Edge Computing birgt erhebliche Sicherheitsbedenken, von denen die meisten auf die neuen Angriffsflächen zurückzuführen sind, die Edge-Topologien schaffen. Mit einer cloudbasierten Topologie, auch wenn Sie langsamere Reaktionszeiten bewältigen müssen, beschränkt sich die Angriffsfläche über das lokale Netzwerk des Benutzer hinaus auf die Rechenzentren, die Ihre Cloud bilden. Beim Edge Computing ist jedoch jedes mit dem System verbundene Edge-Gerät eine weitere Angriffsfläche.

Wenn Sie beispielsweise ein Edge-Gerät in einer Fabrik haben, muss sich ein Mitarbeiter anmelden, um es zu verwenden. Nachdem sie sich angemeldet haben, senden sie Informationen an einen lokalen Server, der dann auch Daten an das Gerät sendet. Wenn das Gerät ein schwaches Passwort hat, wäre es für einen Hacker, verärgerten Mitarbeiter oder einen anderen böswilligen Akteur einfach, schädlichen Code an den Server zu senden, der das Edge-Netzwerk unterstützt. Darüber hinaus wäre es relativ einfach, die Aktivität innerhalb des Netzwerks sowie die Daten, die im gesamten Netzwerk übertragen werden, zu verfolgen, wenn nicht für jedes Gerät angemessene Sicherheitsmaßnahmen vorhanden sind.

Eine Edge-Computing-Umgebung ist auch anfällig für DDoS-Angriffe (Distributed Denial of Service), insbesondere wenn sie mit dem Internet verbunden ist. Da viele Edge-Netzwerke immer noch mit dem Internet verbunden sind, könnte ein DDoS-Angriff die Geräte auf der Edge nutzlos machen. Daher ist es wichtig, sicherzustellen, dass Ihr Edge-Netzwerk angemessen geschützt ist.

Edge-Computing-Anwendungsfälle

Edge Computing umfasst die schnelle Übertragung von Daten mit Sensoren, die mit Personen oder Geräten verbunden sind. Die Edge-Computing-Architektur ermöglicht schnelle Interaktionen zwischen Geräten und Software, wie z. B. in den folgenden Anwendungen:

IoT

IoT-Geräte in der Bergbauindustrie können sich ändernde Bedingungen weit unter der Erdoberfläche erkennen. Sie senden dann Warnungen oder interagieren mit Sicherheitsmechanismen, um eine potenziell gefährliche Situation zu verhindern.

Autonome Fahrzeuge

Autonome Fahrzeuge gehören zu den beliebtesten Edge-Computing-Anwendungsfällen, insbesondere weil diese Fahrzeuge bereits in einer Vielzahl von Branchen eine wichtige Rolle spielen. Beispiele: 

  • Versand- und Erfüllungszentren: Autonome Fahrzeuge verwenden Daten, die über Edge Computing erfasst werden, um durch Lager zu navigieren und Artikel abzuholen, die versendet werden müssen – mit minimaler Hilfe von Menschen.
  • Flottenmanagement: Eine Flotte von LKWs kann von einem einzigen Fahrer an der Vorderseite des Pakets geleitet werden. Über einen Kommunikationsknoten überträgt der LKW des Fahrers Daten an die anderen Fahrzeuge. Dies ermöglicht es den Aktionen des Fahrers und den Bewegungen seines Fahrzeugs, den Rest automatisch zu steuern.

Vorausschauende Wartung

Eine aktuelle Verwendung von Edge Computing, die Unternehmen sowohl Zeit als auch Arbeit spart, ist die vorausschauende Wartung. Diese Form der Edge-Computing-Technologie hängt von Geräten oder Software ab, die die Leistung eines Assets überwachen. Wenn etwas kurz vor Fehlfunktionen steht, können Daten, die über das Edge-Computing-System übertragen werden, dazu beitragen, das potenzielle Problem im Voraus zu erkennen.

Überwachung des Krankenhauses

In Krankenhäusern kann Edge Computing in Überwachungsgeräten eingesetzt werden, um Daten über die Gesundheit eines Patienten zu sammeln. Dieser Anwendungsfall passt zur typischen Edge-Computing-Definition, da er Knoten verwendet, um Informationen an die Überwachungsmaschinen zu übertragen. Die eingesparte Zeit kann verhindern, dass sich schwerwiegende Gesundheitsprobleme verschlimmern.

Häufig gestellte Fragen zum Edge Computing

Was ist Edge Computing?

Edge Computing umfasst die Positionierung von Datenspeicherung und -berechnung näher an dem Ort, an dem sie benötigt werden.

Wo wird Edge Computing verwendet?

Edge Computing wird in Fertigung/Produktion, Gesundheitswesen, Transportwesen, Landwirtschaft, Telekommunikation und anderen Branchen eingesetzt.

Was sind die Vorteile von Edge Computing?

Edge Computing ermöglicht es Ihnen, mit geringerer Latenz zu berechnen, Bandbreite zu sparen und intelligente Anwendungen zu verwenden, die maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz implementieren.

Was sind die Nachteile von Edge Computing?

Zu den Nachteilen des Edge Computing gehören die erhöhte Angriffsfläche, die es mit jedem Edge-Gerät schafft, eine Abhängigkeit von einem internetbasierten Netzwerk, das kompromittiert werden könnte, die begrenzten Funktionen von stromlosen Edge-Geräten und eine Abhängigkeit von der Netzwerkkonnektivität.

Wie funktioniert Edge Computing?

Edge Computing umfasst die Positionierung von Datenspeicherung und -berechnung näher an dem Ort, an dem sie benötigt werden.

Warum ist Edge Computing wichtig?

Die Reduzierung der Bandbreite, die Edge-Architekturen erleben, ist darauf zurückzuführen, dass weniger Daten über das Internet zu Remote-Rechenzentren übertragen werden müssen. Stattdessen geht es immer näher zwischen Geräten und Ressourcen, was einer der Hauptgründe ist, warum wir Edge Computing benötigen.

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