Edge Computing Dibalaskan: Cara Kerja, Arsitektur, dan Aplikasi Dunia Nyata

Tepi IT adalah tempat di mana perangkat akhir terhubung ke jaringan untuk mengirimkan data dan menerima instruksi dari server pusat, baik data center atau cloud. Meskipun model ini bekerja di masa lalu, perangkat modern menghasilkan begitu banyak data sehingga perusahaan memerlukan peralatan mahal untuk mempertahankan performa optimal.

Edge computing memecahkan masalah ini dengan mendekatkan pemrosesan ke perangkat yang menghasilkan data. Data tidak perlu bepergian ke server pusat untuk diproses, jadi tidak ada masalah latensi atau bandwidth.

Artikel ini adalah pengenalan edge computing. Kami menjelaskan apa itu edge computing, membahas kasus penggunaan yang potensial, dan menunjukkan bagaimana teknologi ini mengarah pada pemrosesan data yang lebih murah dan lebih andal.

Apa Itu Edge Computing?

Edge computing adalah jenis komputasi yang terjadi di tepi atau dekat tepi jaringan. Pemrosesan terjadi di dalam atau dekat perangkat, sehingga lebih sedikit data bepergian ke server pusat. Sebagian besar operasi terjadi secara real-time dekat sumber data, yang mengarah pada:

• Waktu respons yang ditingkatkan.
• Ketersediaan bandwidth yang lebih baik.
• Wawasan sistem yang lebih andal.
• Analisis data yang lebih komprehensif dan lebih cepat.
• Ketersediaan tinggi.

Edge computing juga membantu menjaga beban kerja tetap terbaru, memastikan privasi data, dan mematuhi hukum perlindungan data seperti HIPAA, GDPR, dan PCI. Model pemrosesan ini juga memungkinkan inovasi lebih lanjut dengan kecerdasan buatan dan pembelajaran mesin.

Perangkat tepi mengumpulkan dan menyimpan data sebelum mengirim informasi ke server tepi on-premises. Server ini menangani kegiatan berikut:

• Pemrosesan data real-time.
• Visualisasi dan analitik data.
• Cashing dan buffering.
• Penyeleksian data.

Pusat tepi mengirim permintaan pemrosesan yang paling kompleks (operasi big data dan logika bisnis) ke data center atau cloud. Meskipun kebutuhan akan server dedicated pusat masih ada, bisnis dapat menyiapkan koneksi yang lebih lambat dan lebih murah tanpa menimbulkan risiko latensi karena operasi lokal dan data yang sudah diurutkan sebelumnya.

Edge Computing vs. Cloud Computing

Perbedaan utama antara edge dan cloud computing adalah di mana pemrosesan terjadi:

• Dalam cloud computing, semua operasi data terjadi di lokasi terpusat.
• Dalam edge computing, sebagian besar proses terkait data terjadi secara lokal (di tepi lingkungan).

Edge computing ideal untuk kasus penggunaan yang bergantung pada pemrosesan data yang sensitif waktu untuk pengambilan keputusan. Kasus penggunaan lain di mana edge computing lebih baik dari solusi cloud adalah untuk operasi di lokasi terpencil dengan sedikit atau tidak ada konektivitas ke Internet.

Namun, edge computing bukan pengganti cloud. Teknologi ini tidak dapat ditukar; edge computing melengkapi cloud, dan kedua teknologi memastikan performa yang lebih baik untuk kasus penggunaan tertentu.

Arsitektur Edge Computing Dijelaskan

Berikut adalah komponen utama yang membentuk ekosistem edge:

• Edge devices: Alat khusus dengan kapasitas komputasi yang terbatas.
• Edge node: Perangkat, server, atau gateway apa pun yang melakukan edge computing.
• Edge server: Komputer yang terletak di fasilitas dekat perangkat tepi. Mesin ini menjalankan beban kerja aplikasi dan layanan bersama, jadi mereka memerlukan lebih banyak daya komputasi daripada perangkat tepi.
• Edge gateway: Server tepi yang melakukan fungsi jaringan seperti tunneling, manajemen firewall, terjemahan protokol, dan koneksi nirkabel. Gateway juga dapat menghost beban kerja aplikasi.
• Cloud: Cloud publik atau privat yang bertindak sebagai repositori untuk beban kerja yang dikontainerisasi seperti aplikasi dan model pembelajaran mesin. Cloud juga menghost dan menjalankan aplikasi yang mengelola edge node.

Edge computing memiliki tiga node utama: device edge, local edge, dan cloud.

Device edge adalah lokasi fisik tempat perangkat tepi berjalan on-premises (kamera, sensor, mesin industri, dll.). Perangkat ini memiliki daya pemrosesan untuk mengumpulkan dan mentransmisikan data.

Local edge adalah sistem yang mendukung aplikasi dan beban kerja jaringan. Local edge memiliki dua lapisan:

• Lapisan aplikasi yang menjalankan aplikasi yang tidak dapat ditangani oleh perangkat tepi karena jejak yang besar (analitik video kompleks atau pemrosesan IoT, misalnya).
• Lapisan jaringan yang menjalankan komponen jaringan fisik atau virtual seperti router dan switch.

Cloud (atau the nexus) menjalankan beban kerja aplikasi dan jaringan yang mengelola pemrosesan yang tidak dapat ditangani oleh node tepi lainnya. Meskipun namanya, lapisan tepi ini dapat berjalan sebagai data center internal atau di cloud.

Ilustrasi di bawah ini menyajikan arsitektur yang lebih detail dan menunjukkan komponen yang relevan untuk setiap node tepi.

Solusi dan aplikasi industri dapat ada di beberapa node karena beban kerja tertentu lebih cocok untuk device atau local edge. Beban kerja lain juga dapat bergerak secara dinamis di antara node dalam keadaan tertentu (secara manual atau otomatis).

Virtualisasi adalah elemen penting dari setup edge computing skala besar. Teknologi ini memudahkan untuk menerapkan dan menjalankan banyak aplikasi di edge server.

Keuntungan Edge Computing

Di bawah ini adalah manfaat bisnis yang paling menonjol dari penggunaan edge computing.

Pengurangan Latensi

Edge computing meningkatkan performa jaringan dengan mengurangi latensi. Karena perangkat memproses data secara native atau di pusat tepi lokal, informasi tidak bepergian sejauh dalam arsitektur cloud standar.

Misalnya, dua rekan kerja di gedung yang sama bertukar email dapat dengan mudah mengalami keterlambatan melalui jaringan standar. Setiap pesan dirute keluar dari gedung, berkomunikasi dengan server yang jauh, dan kembali ke kotak masuk penerima. Jika proses ini terjadi di tepi dan router perusahaan menangani email kantor, keterlambatan tersebut tidak terjadi.

Edge computing juga memecahkan masalah bottleneck "last mile". Semua data bepergian harus melewati koneksi jaringan lokal sebelum mencapai tujuan. Proses ini dapat menyebabkan antara 10 hingga 65 milidetik latensi tergantung pada kualitas infrastruktur. Dalam setup dengan pusat tepi, lalu lintas jauh lebih rendah daripada dengan sistem terpusat, jadi tidak ada masalah bottleneck.

Pemrosesan Data yang Lebih Aman

Setup cloud tradisional rentan terhadap serangan distributed denial of service (DDoS) dan pemadaman listrik. Karena edge computing mendistribusikan pemrosesan dan penyimpanan, sistem kurang rentan terhadap gangguan dan downtime. Setup tidak menderita titik kegagalan tunggal.

Selain itu, karena sebagian besar proses terjadi secara lokal, peretas tidak dapat merampok data saat dalam perjalanan. Bahkan jika satu komputer mengalami pelanggaran data, penyerang hanya dapat menyalahi data lokal.

Skalabilitas Hemat Biaya

Edge computing memungkinkan perusahaan untuk memperluas kapasitasnya melalui kombinasi perangkat IoT dan edge server. Menambahkan lebih banyak sumber daya tidak memerlukan investasi di data center privat yang mahal untuk dibangun, dipelihara, dan diperluas. Sebaliknya, perusahaan dapat menyiapkan edge server regional untuk memperluas jaringan dengan cepat dan hemat biaya.

Penggunaan edge computing juga mengurangi biaya pertumbuhan karena setiap perangkat baru tidak menambahkan permintaan bandwidth lebih lanjut pada seluruh jaringan.

Ekspansi Sederhana ke Pasar Baru

Perusahaan dapat bekerjasama dengan pusat tepi data lokal untuk dengan cepat memperluas dan menguji pasar baru. Ekspansi tidak memerlukan infrastruktur baru yang mahal. Sebaliknya, perusahaan hanya menyiapkan perangkat tepi dan mulai melayani pelanggan tanpa latensi. Jika pasar ternyata tidak diinginkan, proses uninstall sama cepat dan murah.

Manfaat ini sangat penting untuk industri yang memerlukan ekspansi cepat ke wilayah dengan konektivitas terbatas.

Pengalaman Pengguna yang Konsisten

Karena edge server beroperasi dekat dengan pengguna akhir, masalah jaringan di lokasi yang jauh kurang mungkin akan mempengaruhi pelanggan. Bahkan jika pusat lokal mengalami gangguan, perangkat tepi dapat terus beroperasi karena kemampuannya untuk menangani fungsi vital secara native. Sistem juga dapat meroute data melalui jalur lain untuk memastikan pengguna tetap memiliki akses ke layanan.

Kerugian Edge Computing

Edge computing memperluas permukaan serangan keseluruhan untuk jaringan. Perangkat tepi dapat berfungsi sebagai titik masuk untuk serangan siber yang melalui penyerang dapat menyuntikkan perangkat lunak berbahaya dan menginfeksi jaringan.

Sayangnya, menyiapkan keamanan yang memadai sulit di lingkungan terdistribusi. Sebagian besar pemrosesan data terjadi di luar server pusat dan garis pandang langsung tim keamanan. Permukaan serangan juga semakin besar setiap kali perusahaan menambahkan peralatan baru.

Masalah umum lain dengan edge computing adalah harga. Kecuali perusahaan bekerjasama dengan mitra tepi lokal, menyiapkan infrastruktur adalah mahal dan kompleks. Biaya pemeliharaan juga biasanya tinggi karena tim harus memelihara banyak perangkat di berbagai lokasi dalam kondisi baik.

Terakhir, karena standar saat ini berevolusi dengan cepat, perusahaan mungkin kesulitan menjaga setup tetap up to date. Perangkat dan perangkat lunak baru hadir secara teratur, jadi peralatan dapat menjadi usang dengan cepat.

Contoh dan Kasus Penggunaan Edge Computing

Di bawah ini adalah kasus penggunaan dan aplikasi paling menjanjikan dari edge computing di berbagai industri.

5G dan Edge Computing

Kedatangan 5G menjanjikan kecepatan data di atas 20 Gbps dan koneksi tanpa keterlambatan lebih dari satu juta perangkat per mil persegi. Teknologi yang sedang berkembang ini mendorong edge computing ke tingkat baru, mengaktifkan latensi yang lebih rendah, kecepatan yang lebih tinggi, dan efisiensi yang ditingkatkan.

Perusahaan akan segera dapat menggunakan 5G untuk memperluas tepi jaringan. Jaringan yang tumpang tindih akan memungkinkan bisnis untuk menyimpan lebih banyak data di perangkat tepi. Aplikasi juga akan dapat bergantung pada komunikasi real-time dengan jaringan, fitur yang akan terbukti vital dalam ekspansi IoT.

Pengawasan Video

Mentransmisikan data video ke server pusat adalah lambat dan mahal. Edge computing mempercepat proses ini dengan mengaktifkan kamera untuk melakukan analitik video awal dan mengenali peristiwa yang menarik. Perangkat kemudian mentransmisikan riwayat yang difilter ke tepi lokal untuk analisis lebih lanjut.

Misalnya, jika kebakaran terjadi di gedung dengan kamera tepi, perangkat dapat membedakan manusia di dalam nyala api. Setelah kamera memperhatikan orang dalam bahaya, riwayat pergi ke tepi lokal tanpa latensi. Tepi lokal kemudian dapat menghubungi otoritas alih-alih mengirim riwayat ke data center dan kehilangan waktu berharga.

Peluang Kesehatan

Menyiapkan perangkat tepi untuk pemantauan pasien dapat membantu rumah sakit memastikan privasi data dan meningkatkan perawatan pasien. Staf dapat memberikan perawatan yang lebih cepat dan lebih baik kepada pasien sementara rumah sakit mengurangi jumlah data yang bepergian di seluruh jaringan dan menghindari beban server pusat.

Menerapkan solusi tepi dapat meningkatkan cara mesin kesehatan vital bekerja, termasuk perangkat EKG portabel, sensor untuk memantau suhu, dan pengukur glukosa. Pemrosesan data yang cepat juga dapat menyelamatkan detik berharga untuk pemantauan pasien jarak jauh.

Mobil Terhubung

Mobil yang dilengkapi dengan perangkat tepi dapat mengumpulkan data dari berbagai sensor dan memiliki respons real-time terhadap situasi di jalan. Fitur ini akan vital dalam pengembangan kendaraan otonom.

Edge computing juga dapat mengaktifkan konvoi kendaraan otomatis. Sekelompok mobil atau truk dapat berjalan berdekatan satu sama lain dalam konvoi, menghemat bahan bakar dan mengurangi kemacetan. Hanya mobil pertama yang akan membutuhkan sopir karena mobil mobil yang tersisa dapat mengikuti mobil pertama dan berkomunikasi tanpa latensi.

Pemantauan di Industri Minyak dan Gas

Edge computing dapat membantu mencegah kegagalan minyak dan gas. Pabrik ini biasanya beroperasi di lokasi terpencil, jadi pusat tepi adalah opsi yang jauh lebih baik daripada server atau cloud yang jauh. Perangkat dapat menggunakan analitik real-time untuk memantau sistem dan mematikan mesin sebelum bencana terjadi.

Gaming Online

Game multiplayer online dapat mendapat manfaat dari edge computing karena teknologi ini mengurangi lag. Pemain dapat mengorganisir pertandingan skala besar tanpa mempengaruhi performa.

Cloud gaming juga dapat mendapat manfaat dari edge computing. Jenis gaming online ini menyiarkan umpan langsung video game langsung ke perangkat pengguna. Karena data center memproses dan menghost game ini, pengguna biasanya mengalami masalah latensi.

Jika perusahaan cloud gaming menyiapkan server tepi dekat lokasi pemain, siaran tidak memiliki latensi, dan gameplay menjadi sepenuhnya responsif.

Pabrik Cerdas

Respons real-time terhadap proses manufaktur sangat penting untuk mengurangi cacat produk dan meningkatkan produktivitas di pabrik. Algoritma analitik dapat memantau cara setiap peralatan berjalan dan menyesuaikan parameter operasi untuk meningkatkan efisiensi.

Perangkat tepi juga dapat mendeteksi dan memprediksi ketika kegagalan mungkin terjadi, mengurangi downtime pabrik yang mahal. Perusahaan dapat mengelola proses dengan cara seperti cloud tetapi mempertahankan keandalan setup on-premises.

Belanja Online

Kurangnya latensi memungkinkan toko ritel untuk menciptakan pengalaman online yang kaya dan interaktif bagi pelanggan mereka. Pemilik toko dapat menciptakan realitas augmented untuk belanja online dengan performa yang mulus dan membeli barang dari rumah.

Riteleron fisik juga dapat menggunakan edge computing untuk menyiapkan asisten belanja virtual reality di toko.

Teknologi yang Sedang Muncul

Ahli memprediksi bahwa 75% pemrosesan data akan terjadi di luar data center atau cloud tradisional pada tahun 2025. Mulai awal dengan edge computing untuk mengungkap peluang bisnis baru, meningkatkan efisiensi operasional, dan memastikan pengalaman yang andal bagi pelanggan Anda.