Edge Computing практикалық құралдары мен ресурстарының таңдауы: шеткі есептеу сапарыңызды жылдамдатыңыз

Шеткі есептеу заттар интернеті (IoT), жасанды интеллект (AI) және Web3 сияқты салалардың негізгі технологиясына айналуда. Ол есептеу қуатын деректер шығарылатын шетке итереді, осылайша кешігуді азайтады, тиімділікті арттырады және қауіпсіздікті жақсартады. Бұл мақала сізге шеткі есептеуді жақсырақ түсінуге және қолдануға көмектесетін практикалық құралдар мен ресурстарды таңдайды.

Бірінші, шеткі есептеудің негізгі түсінігі және архитектуралық дизайны

Құралдарды терең зерттеуден бұрын, алдымен шеткі есептеудің кейбір негізгі ұғымдарын қарастырайық. Шеткі есептеудің негізгі идеясы - барлық деректерді бұлтқа тасымалдаудан аулақ болу үшін деректер көзінің жанында өңдеу, осылайша желілік өткізу қабілетінің қажеттілігін және кешігуді азайту. Типтік шеткі есептеу архитектурасы келесі деңгейлерді қамтуы мүмкін:

1. Құрылғы қабаты: Деректерді шығаратын терминалдық құрылғылар, мысалы, датчиктер, камералар, өнеркәсіптік басқару құрылғылары және т.б.
2. Шеткі түйін қабаты: Құрылғының жанында орналасқан, деректерді жинауға, өңдеуге және талдауға жауапты шеткі серверлер немесе шлюздер.
3. Бұлттық қабат: Орталықтандырылған басқару, сақтау және талдау мүмкіндіктерін қамтамасыз етеді, әдетте шеткі түйіндер өңдей алмайтын күрделі тапсырмаларды өңдеу үшін қолданылады.

Тәжірибелік ұсыныстар:

• Қажеттіліктерді түсіну: Шеткі есептеу архитектурасын жобалаудан бұрын, қолдану сценарийлеріңізді және нақты қажеттіліктеріңізді анықтаңыз. Мысалы, төмен кешігуді қажет ететін нақты уақыттағы мониторинг қолданбалары үшін шеткі түйіннің күшті есептеу мүмкіндіктері болуы керек.
• Қауіпсіздік: Шеткі түйіндердің қауіпсіздігі өте маңызды. Деректерді шифрлау, аутентификация және рұқсатты басқару сияқты тиісті қауіпсіздік шараларын қолдануды қамтамасыз етіңіз.
• Кеңейтімділік: Шеткі есептеу архитектурасы жақсы кеңейтімділікке ие болуы керек, осылайша бизнес өскен сайын жаңа шеткі түйіндерді оңай қосуға болады.

Ресурс ұсыныстары:

• Edge Computing Reference Architecture (Intel): @Inteliot Intel-дің шеткі есептеу сілтемелік архитектурасы туралы бөлісті. Бұл архитектура кәсіпорындарға кеңейтімді және қауіпсіз шеткі есептеу шешімдерін құруға көмектесетін модульдік дизайн әдісін ұсынады. Сілтемені қараңыз: http://intel.ly/30n3NNg
• «Неліктен шеткі есептеу жаңалық емес»: @KGlovesLinux бөліскен мақала «шеткі есептеу» ұғымының эволюциясын түсіндіреді, бұл шеткі есептеудің мәнін түсінуге көмектеседі. Сілтемені қараңыз: https://bit.ly/4rLYVwe
• MiTAC-тың шеткі есептеу шешімі: @embedded_comp MiTAC кеңейтімді өнеркәсіптік шеткі есептеу шешімін көрсеткенін айтты. Олардың өнеркәсіп саласындағы тәжірибесі туралы білу үшін MiTAC өнім желісіне назар аударуға болады.

Екінші, шеткі есептеу платформасы және фреймворк

Шеткі есептеу қолданбаларын сәтті орналастыру үшін сәйкес шеткі есептеу платформасы мен фреймворкін таңдау өте маңызды. Міне, кейбір танымал таңдаулар:

1. Kubernetes (K8s): Контейнерлік оркестрлеудің іс жүзіндегі стандарты, шеткі түйіндерде контейнерленген қолданбаларды орналастыру және басқару үшін қолданылуы мүмкін. K3s - бұл ресурстары шектеулі шеткі орталарға көбірек сәйкес келетін Kubernetes-тің жеңілдетілген нұсқасы.
2. EdgeX Foundry: Әртүрлі шеткі құрылғыларды қосу және басқару үшін икемді фреймворк ұсынатын ашық бастапқы кодты шеткі есептеу платформасы.
3. AWS IoT Greengrass: AWS Lambda функцияларын жергілікті құрылғыларда іске қосуға және бұлтпен қауіпсіз өзара әрекеттесуге мүмкіндік береді.
4. Azure IoT Edge: Azure Machine Learning және Azure Stream Analytics сияқты Azure қызметтерін шеткі құрылғыларда орналастыруға және іске қосуға мүмкіндік береді.

Құрал ұсыныстары:* K3s: Kubernetes-тің жеңілдетілген нұсқасы, ресурстары шектеулі шеткі құрылғыларда контейнерлік қосымшаларды орналастыруға өте ыңғайлы. bash # K3s орнату (мысал) curl -sfL https://get.k3s.io | sh - Кеңес: K3s көмегімен шеткі түйіндерді орналастыру мен басқаруды жеңілдетуге, қосымшалардың тасымалдануы мен кеңеюін арттыруға болады.

• EdgeX Foundry: Әр түрлі құрылғылар мен хаттамаларды қосуды қажет ететін сценарийлерге арналған ашық бастапқы кодты жиек есептеу платформасы. Кеңес: EdgeX Foundry әр түрлі құрылғылар мен қосымшаларды ыңғайлы біріктіруге мүмкіндік беретін бай API және SDK ұсынады.
• Eclipse IoT: Eclipse Kura, Paho және Californium сияқты әр түрлі IoT және жиек есептеу жобаларын ұсынады. Бұл жобалар жиек есептеу шешімдерін жылдам құруға көмектеседі.

Үшінші, жиек есептеу қауіпсіздік құралдары мен стратегиялары

Жиек есептеудің бөлінген сипаты жаңа қауіпсіздік мәселелерін тудырады. Жиек түйіндері мен деректердің қауіпсіздігін қамтамасыз ету өте маңызды.

Үздік тәжірибелер:

• Құрылғыны аутентификациялау: Тек рұқсат етілген құрылғылардың ғана жиек желісіне қосылуын қамтамасыз етіңіз.
• Деректерді шифрлау: Жиек түйіндерінде берілетін және сақталатын деректерді шифрлаңыз.
• Қол жеткізуді басқару: Сезімтал деректерге қол жеткізуді шектейтін қатаң қол жеткізуді басқару саясатын енгізіңіз.
• Әлсіздіктерді басқару: Жиек түйіндерінің бағдарламалық жасақтамасы мен микробағдарламасын уақытында жаңартып, қауіпсіздік осалдықтарын түзетіңіз.
• Шабуылды анықтау: Жиек желісіндегі зиянды әрекетті бақылау үшін шабуылды анықтау жүйесін орналастырыңыз.

Ресурстар ұсынылады:

• 6 Edge Computing Security Strategies (TechTarget): @RecipeGrow TechTarget-тан алынған 6 жиек есептеу қауіпсіздік стратегиясымен бөлісті, олар деректерді шифрлауды, қол жеткізуді басқаруды, құрылғыны басқаруды және т.б. қамтиды. Сілтемені қараңыз: http://bit.ly/3h7NL1M
• Thales DigiSec 5G SA қауіпсіздігі туралы талқылауы: @ThalesDigiSec 5G SA-да арнайы тілімдерді, жетілдірілген қауіпсіздікті және жиек есептеуді пайдаланудың маңыздылығын атап өтті және PQC дайын сәйкестігін атап өтті. Бұл қауіпсіз жиек есептеуге деген қажеттілікті көрсетеді. Сілтемені қараңыз: http://thls.co/w1yC50Y5ZhB

Төртінші, жиек есептеу және жасанды интеллект

Жиек есептеу жасанды интеллект үшін жаңа мүмкіндіктер ұсынады. AI үлгілерін жиек түйіндерінде іске қосу арқылы деректерді бұлтқа жібермей-ақ нақты уақыттағы тұжырымдама мен шешім қабылдауға қол жеткізуге болады.

Қолдану сценарийлері:

• Интеллектуалды мониторинг: Нақты уақыттағы мониторинг пен дабыл үшін жиек түйіндерінде бетті тану және нысандарды анықтау үлгілерін іске қосыңыз.
• Автоматты басқару: Автоматты басқару функцияларын жүзеге асыру үшін көліктерде қабылдау және шешім қабылдау үлгілерін іске қосыңыз.
• Өнеркәсіптік автоматтандыру: Өндіріс тиімділігін арттыру үшін өндіріс желілерінде ақауларды болжау және оңтайландыру үлгілерін іске қосыңыз.

Құрал ұсынылады:

• TensorFlow Lite: Жиек құрылғыларында AI үлгілерін іске қосуға болатын TensorFlow-дің жеңілдетілген нұсқасы.

  # TensorFlow Lite үлгі коды (жеңілдетілген)
  interpreter = tf.lite.Interpreter(model_path="model.tflite")
  interpreter.allocate_tensors()
  
  input_details = interpreter.get_input_details()
  output_details = interpreter.get_output_details()
  ```    input_data = np.array(np.random.random_sample(input_shape), dtype=np.float32)
  interpreter.set_tensor(input_details[0]['index'], input_data)
  
  interpreter.invoke()
  
  output_data = interpreter.get_tensor(output_details[0]['index'])
  print(output_data)
  

• PyTorch Mobile: PyTorch-тың мобильді нұсқасы, PyTorch модельдерін шеттік құрылғыларда орналастыру үшін қолданылады.
• OpenVINO™ Toolkit: Intel әзірлеген құралдар жинағы, AI модельдерін оңтайландыру және орналастыру үшін, Intel-дің шеттік құрылғыларында ең жақсы өнімділікке қол жеткізуге болады.
• Arrow Electronics-тің AI құралдар тізбегі және жүйелік модульдері: @Arrow_dot_com өздерінің AI құралдар тізбегі мен жүйелік модульдерін атап өтті, олар әзірлеуді жеделдетуге және шеттік есептеудің тиімділігін арттыруға бағытталған. Толығырақ білу үшін: http://arw.li/6018hJZys

Кеңестер:

• Модельді оңтайландыру: Шеттік құрылғылардың ресурс шектеулеріне байланысты AI модельдерін оңтайландыру, модельдің көлемін және есептеу күрделілігін азайту.
• Модельді сандық түрлендіру: Жылжымалы нүктелі модельді бүтін санды модельге түрлендіру, жадты пайдалануды және есептеу құнын төмендету.

Бес, Заттар интернетіндегі (IoT) және өнеркәсіптік заттар интернетіндегі (IIoT) шеттік есептеудің қолданылуы

Шеттік есептеудің заттар интернетімен және өнеркәсіптік заттар интернетімен бірігуі көптеген жаңа қолдану сценарийлерін тудырды.

Қолдану сценарийлері:

• Ақылды ауыл шаруашылығы: Топырақ ылғалдылығы, температурасы және т.б. деректерді жинау үшін сенсорларды пайдалану, шеттік түйіндер арқылы талдау жүргізу, дәл суару және тыңайтқыш енгізуді жүзеге асыру.
• Ақылды өндіріс: Өндіріс желісіндегі құрылғылардың күйін бақылау үшін сенсорларды пайдалану, шеттік түйіндер арқылы ақауларды болжау және алдын алу.
• Ақылды қала: Көлік ағыны, ауа сапасы және т.б. деректерді жинау үшін сенсорларды пайдалану, шеттік түйіндер арқылы талдау жүргізу, қалалық басқаруды және көлік қызметін оңтайландыру.

Құралдар ұсынысы:

• Lantronix-тің қауіпсіз өнеркәсіптік IoT шлюзі: @lantronix таратылған цифрлық активтер үшін өнеркәсіптік IoT шлюзін ұсынды, ол нақты уақытта көріну және басқару мүмкіндігіне ие. Сілтемені қараңыз: https://bit.ly/4teos2j (Америка) және https://bit.ly/49UV6yy (Еуропа, Таяу Шығыс және Африка)
• 4C Analytics-тің EdgeEssentials: @4CAnalytics EdgeEssentials-ті ұсынды, ол зауыттағы әрбір жұмыс пен машинаның нақты уақыттағы күйін қамтамасыз етеді, жасырын өнімділікті табуға көмектеседі. Толығырақ білу үшін: https://bit.ly/4m0Qbif
• IoTBreakthrough ұсынған шеттік есептеу шешімдері: @IoTBreakthrough IoT құрылғыларына арналған 7 үздік шеттік есептеу шешімін бөлісті. Сілтемені қараңыз: https://iottechnews.com/news/7-top-edg

Кеңестер:

• Деректерді алдын ала өңдеу: Сенсорлық деректерді шеттік түйінде алдын ала өңдеу, мысалы, шуды сүзу, ауытқуларды түзету және т.б., деректер сапасын арттыру.
• Нақты уақытта талдау: Шеттік түйінде нақты уақытта талдау жүргізу, мысалы, аномалияларды анықтау, трендтерді болжау және т.б., мәселелерді уақытында анықтау және шаралар қабылдау.

Алты, Web3 және шеттік есептеуШеткі есептеу Web3 қосымшаларына жылдамдықты, төмен кідірісті және жоғары қауіпсіздікті қамтамасыз ете алады.

Қолдану сценарийлері:

• Орталықсыздандырылған сақтау: Деректерді шеткі түйіндерде сақтау арқылы орталықсыздандырылған сақтауды жүзеге асыру, деректердің қолжетімділігі мен қауіпсіздігін арттыру.
• Орталықсыздандырылған есептеу: Есептеу тапсырмаларын шеткі түйіндерге бөлу арқылы орталықсыздандырылған есептеуді жүзеге асыру, есептеу тиімділігі мен кеңейтімділігін арттыру.
• Шеткі AI + Web3: Мысалы, @GaySimonej AI-ді кофе шыныаяқтарының өрнектерін анықтау үшін пайдалануды айтты, бұл шеткі AI-дің Web3 ортасындағы инновациялық қолданылуын көрсетеді.

Назар аударыңыз:

• Қазіргі уақытта Web3+ шеткі есептеудің үйлесімі әлі де ерте кезеңде, сәйкес платформа мен технологиялық стек таңдау өте маңызды.
• Шеткі есептеу ортасындағы пайдаланушының аутентификациясы мен деректердің құпиялылығын қамтамасыз ету үшін орталықсыздандырылған сәйкестендіру (DID) сияқты технологияларға назар аудару қажет. @its_EveWeb3 Web3-тегі сәйкестіктің, интеллекттің және өтімділіктің маңыздылығын атап өтті, бұл шеткі есептеумен тығыз байланысты.

Жетінші, қорытынды

Шеткі есептеу - бұл мүмкіндіктер мен қиындықтарға толы қарқынды дамып келе жатқан сала. Тиісті құралдар мен ресурстарды таңдау және нақты қолдану сценарийлерімен біріктіру арқылы сіз тиімді, қауіпсіз және кеңейтілетін шеткі есептеу шешімдерін жасай аласыз. Бұл мақала сізге пайдалы ақпарат пен нұсқаулық береді деп үміттенеміз, шеткі есептеу жолында табыс тілейміз!Есте сақтаңыз, үздіксіз оқу және тәжірибе жинақтау шеткі есептеу технологиясын меңгерудің кілті болып табылады. Сәттілік тілеймін!