Innovatie & Strategie

Cloud
small clouds

Komst edge zet architectuur cloud opnieuw op zijn kop

Behoefte aan standaardisering is groot

© CC0 - Pexels.com James Wheeler
18 maart 2020

Behoefte aan standaardisering is groot

Lokale dataverwerking is weer hip and happening. Nadat eerst veel applicaties werden ondergebracht in de grote datacentra van cloudaanbieders, blijkt nu toch een nieuwe behoefte aan rekencapaciteit dicht bij de eindpunten van het netwerk. Dat heeft echter grote gevolgen voor de manier waarop applicaties zijn gebouwd en biedt nieuwe uitdagingen met betrekking tot beveiliging.

De belangrijkste drijfveren voor deze lokale verwerking – ofwel edge computing – zijn snelheid, betrouwbaarheid en netwerkcapaciteit. Er komen steeds meer voorbeelden van toepassingen waarbij een realtimeverwerking belangrijk is. Denk aan zelfsturende auto's die momentaan moeten kunnen reageren op veranderingen in hun omgeving. Maar ook de opkomst van mobiele streaming gaming vergt een zeer snelle reactietijd.

Mobile gaming is bovendien een voorbeeld van een andere drijfveer. De steeds rijkere spelomgevingen met gebruik van augmented reality en virtual reality vereisen de overdracht van grote hoeveelheden data. Naarmate meer mensen gaan spelen, wordt het ondoenlijk om al die gegevens vanuit een centrale locatie naar de smartphones van al die spelers te sturen. 

Ook in omgekeerde richting speelt het capaciteitsprobleem. Het groeiend aantal sensoren en camera's genereert dagelijks onwaarschijnlijke hoeveelheden ruwe data, waarvan een belangrijk deel van geen of weinig waarde is. Het scheelt veel datatransport wanneer dicht bij deze apparatuur besloten kan worden wat weg kan, wat nader onderzocht moet worden, of wat wellicht lokaal kan worden verwerkt zodat alleen de verrijkte informatie naar de centrale verwerking hoeft te worden gestuurd.

Wat is edge?

De behoefte aan edge computing is dus duidelijk. Maar wat precies onder die term verstaan wordt, is nog niet uitgekristalliseerd. Een exploitant van een game of streamingvideodienst heeft het al over verplaatsing naar de edge wanneer veel opgevraagde content van een centrale locatie, bijvoorbeeld in Europa of Amerika, naar de centrale nationale datacentra wordt verhuisd.

Aan de andere kant van het spectrum gaat het over een nieuwe categorie kleine tot zeer kleine datacentra waarvan er tientallen tot honderden in Nederland moeten worden ingericht, vooral ten behoeve van IoT-toepassingen, of bijvoorbeeld cruciale tijdgevoelige processen in de industrie. Maar sommige deskundigen spreken over nog kleinere eenheden in lantaarnpalen of ander straatmeubilair voor de verwerking of aggregatie van data uit apparaten in een straal van enkele tientallen meters.

De apparatuur in een gespecialiseerd edgedatacentrum varieert dus tussen een enkele verwerkingseenheid en ruimtes met enkele tientallen racks met servers. Voor allemaal geldt dat ze doorgaans onbemand zijn, maar wel moeten zijn voorzien van sterke beveiliging (zowel fysiek als digitaal), koeling en stroom- en glasvezelverbindingen. Telecomaanbieders lijken in eerste instantie de aangewezen partijen om deze edgedataverwerking te gaan aanbieden. "Er is bijvoorbeeld capaciteit in de basisstations [voor mobiele netwerken, red]", zegt Andreas Daun, account CTO bij Ericsson voor VodafoneZiggo. Het aanbod van verwerkingscapaciteit door telecomaanbieders past goed in de aanpassing van hun netwerkarchitectuur ten behoeve van 5G. Daarnaast beschikken telecomaanbieders vaak ook nog over locaties waar wat grotere eenheden kunnen worden ingericht, bijvoorbeeld uitgefaseerde wijkcentrales.

Snel opschalen

Maar er zijn ook nieuwe partijen, zoals EdgeInfra, opgezet door twee AMS-IX-veteranen, Cara Mascini en Job Witteman. Zij werken plannen uit om als onafhankelijke partij klanten microdatacentrumruimten met voorzieningen aan te bieden waar ze hun apparatuur kunnen stallen. Daarbij horen ook interconnectie, edge exchange tussen de verschillende netwerkaanbieders en cloud, content en applicaties voor bijvoorbeeld AR/VR, AI en IoT. Mascini: "Wij geloven dat er ruimte is voor verschillende aanbieders, telco's en cloudpartijen en een onafhankelijke open gedistribueerde set-up, eigenlijk net zoals bij de AMS-IX.  We willen klein starten en snel kunnen opschalen. Het doel is het opzetten van een Europese infrastructuur."

Maar ook de zogeheten hyperscalers zoals AWS en Microsoft lijken aan te sturen op een aanwezigheid dieper in het netwerk. Een voorbeeld van initiatieven waaruit die belangstelling van hyperscalers voor de edge blijkt, is Amazon Outpost. Het bedrijf biedt daarmee klanten aan om geconfigureerde racks met servers te plaatsen en onderhouden op locaties buiten zijn eigen datacentra. Maar Amazon zet ook in op een andere strategie met het initiatief Wavelength. Daarin wil het bedrijf samenwerken met telecomaanbieders om op decentrale locaties clouddiensten aan te bieden door hardware en software te installeren in datacentra van die partners. Jeroen Buijs, CTO Ericsson Netherlands: "Zij moeten het nu vooral hebben van de schaalvoordelen die de centrale cloud biedt en die worden niet anders. Dus het wordt voor hen een 'balancing act' of er voldoende redenen zijn technisch of economisch om actief te worden in de edge."

Nieuwe architectuur nodig

De nieuwe edge-infrastructuur betekent dat een nieuwe laag in de architectuur ontstaat waarop applicaties straks moeten kunnen inspelen. Workloads moeten kunnen schuiven tussen datacentra van verschillende omvang met uiteenlopende hardware, en mogelijk zelfs naar endpoint devices, zoals smartphones en andere slimme apparaten. Veel van de producenten van IoT-apparatuur zijn nu bezig daarvoor hun eigen edgeplatformen op te zetten. Zo zagen de Bosch IoT Suite en Software AG Cumulocity al het licht, net als Litmus Automation en Clearblade. Volgens deskundigen is dat geen handige ontwikkeling, omdat daardoor opnieuw silovorming ontstaat.

Daun van Ericsson: "Ik zie een belangrijke rol voor containertechnologie en microservices om de benodigde flexibiliteit en robuustheid te bewerkstelligen. Ze kunnen op elk containerplatform worden gebruikt en bieden dus de flexibiliteit en de mogelijkheid de dynamiek van de applicatie te volgen. Je hebt geen ingewikkelde integratietrajecten nodig."

Geautomatiseerd testen belangrijk

De inzet van microservices maakt het bovendien eenvoudiger om onderdelen van de applicatie te verbeteren of te onderhouden. Het opsplitsen kan er wel toe leiden dat de architectuur complexer wordt. Om de applicatie veilig te houden moet deze getest worden in combinatie met alle hardware waarop hij wordt gebruikt, stelt Tibor Lapikas, proposition manager bij de Software Improvement Group (SIG). Bij toepassingen die op IoT-apparatuur draaien, kan dat een hele opgave zijn.  Voor een betrouwbare en veilige applicatie moeten al die tests namelijk bij elke software-update worden uitgevoerd. "Standaardisering van zowel hardware- als softwarecomponenten is daarom erg belangrijk. Daarnaast neemt de behoefte aan het automatiseren van testen, configuratiemanagement en deployment toe. Veel hardwareconfiguraties kunnen bovendien met emulaties gesimuleerd worden", ziet Lapikas als oplossing voor deze uitdaging.

Verschillende grote softwareontwikkelaars onderkennen die behoefte en werken samen in het opensourcedomein aan containerplatformen die rekening houden met verwerking in de edge. Zo is onder de vlag van de Linux Foundation het project LF Edge in volle gang. Daaraan werken onder meer ARM, Dell, Ericsson, IBM, Intel, Huawei, Red Hat en Samsung. De OpenStack Foundation heeft met StarlingX een vergelijkbaar initiatief. Een derde is KubeEdge, volledig opgezet vanuit de Chinese bedrijven Huawei en Baidu met als doel het Kubernetes containerbeheerplatform uit te breiden naar de edge. Daun: "De opensourceframeworks zorgen ervoor dat applicaties dynamisch en zonder integratieproblematiek kunnen worden ingezet. Maar er moeten nog wel wat stappen worden gezet, bijvoorbeeld op het gebied van orkestratie, dus om ervoor te zorgen dat een workload ergens kan worden geplaatst. Ook aan configuratie valt nog veel te doen."

Klakkeloos open source gebruiken

Het gebruik van open source is een goede manier om te komen tot een breed geaccepteerde standaard en veilige bouwblokken. Maar deze aanpak verlost ontwikkelaars niet van de plicht om zeer kritisch te zijn op de veiligheid en bruikbaarheid van componenten, waarschuwt Lapikas. "Je kunt niet klakkeloos standaardcomponenten integreren. Ontwikkelaars moeten goed onderzoeken welke libraries er worden gebruikt en of ze kwetsbaarheden bevatten. Ga na welke licenties worden gebruikt in de software en onderzoek of die wel compatibel zijn met het doel waarvoor ze zijn afgegeven."

We moeten voorkomen dat we de problemen die zich voordoen in de cloud exporteren naar de edge, stelt hij. "Je kunt minder controleren hoe de applicatie daar wordt gebruikt. Edgeapplicaties moeten goed voorbereid zijn om autonoom te kunnen opereren. Je moet er als ontwikkelaar voor zorgen de applicatie kan omgaan met de situatie dat het contact met de centrale locatie voor kortere of langere tijd wordt verbroken en dat die situatie gepland en ongepland kan voorkomen. De edgeapplicatie moet dan gewoon kunnen blijven functioneren."

Magazine AG Connect

Dit artikel is ook gepubliceerd in het magazine van AG Connect (februarinummer, 2020). Wil je alle artikelen uit dit nummer lezen, klik dan hier voor de inhoudsopgave.

Lees meer over Innovatie & Strategie OP AG Intelligence
Reactie toevoegen
De inhoud van dit veld is privé en zal niet openbaar worden gemaakt.