Одним из самых заметных трендов последнего времени можно считать выход ИТ за пределы дата-центров. Сегодня процессы, в которых ИТ принимают прямое или косвенное участие, не ограничиваются классическими сервисами. Благодаря быстрому развитию технологий обработки и анализа данных возникают новые точки роста для бизнеса и способы повышения эффективности существующих и весьма консервативных в плане технологий процессов. Среди способов повышения конкурентоспособности предприятий цифровая трансформация оказывает, пожалуй, наибольшее влияние, так как позволяет работать во всех основных направлениях: снижать расходы, повышать качество и стабильность выпускаемой продукции и при этом все время «держать руку на пульсе» — обладать достаточной информацией для принятия управленческих решений. Всё это применимо к различным сегментам бизнеса, а не только к производственным предприятиям. И хотя внедрение проектов цифровизации, казалось бы, наиболее заметно как раз в отраслях, где раньше ИТ играли не слишком значительные роли, например в розничной торговле, сегодня цифровизация охватывает все области экономики, в том числе и исконно «цифровые», такие как связь и коммуникации: в них новые технологии расширяют границы бизнеса.
Среди цифровых технологий есть как вполне уже зрелые, так и развивающиеся. И если посмотреть на их развитие с точки зрения количества данных, необходимых для функционирования технологий, то мы увидим, что тренд идет в сторону увеличения: более продвинутые технологии, такие как искусственный интеллект, требуют большего количества данных. А поскольку границы в сферах применения технологий сейчас не видны, то и рост объема данных продолжится, причём он будет нелинейным. Для обработки больших объемов данных применяются облачные платформы, как частные, так и публичные. Гибкость и высокая эффективность таких платформ позволяет заказчикам оперативно внедрять новые сервисы, поддерживать внедрение и развитие проектов цифровизации. Однако в ряде случаев подобные централизованные архитектуры теряют свою эффективность. Это связано с рядом ограничений, накладываемых спецификой технологического процесса, или даже просто с физическими ограничениями. Например, при передаче данных с территории всей страны в центральное облако неизбежно будут возникать задержки в канале, что может влиять на работу систем, чувствительных к подобным задержкам. Ограничения могут быть связаны с пропускной способностью и надежностью каналов связи: проект цифровизации окажется экономически невыгодным, если при невозможности автономной работы придется резервировать каналы связи от каждого источника данных. На общую эффективность проекта будут влиять и требования по безопасности. Для ряда задач необходимо обеспечить шифрование данных, что потребует установить модули шифрования в точках приема и передачи данных; в дополнение к этому могут накладываться ограничения на передачу определенной информации, например персональных данных. Для снятия всех этих ограничений централизованная архитектура трансформируется в гибридную среду, в которой часть вычислений, а именно первичная обработка данных, переносится максимально близко к источнику возникновения этих данных либо, в зависимости от задачи, к потребителю сервиса. Подобная среда получила название Edge Computing, или периферийные вычисления.
Очевидно, что эффективность работы цифровых процессов обеспечивается качеством тех данных, на которых они базируются, — от точности полученных данных и своевременности их обработки зависит многое, особенно при внедрении технологий, работающих в режиме реального времени. Поэтому ИТ-инфраструктура, обрабатывающая эти данные на периферии, столь же важна, как и центральные вычислительные мощности в ЦОДе. И если в дата-центре, будь он корпоративный или коммерческий, существуют и применяются правила построения надежной инфраструктуры, то при организации периферийных вычислительных узлов этому уделяется гораздо меньше внимания, в том числе и потому, что единых стандартов на построение таких узлов еще не сформировано и сами узлы могут быть разнородными.
Помимо ИТ-оборудования при реализации проектов по цифровизации необходимо уделять внимание инженерной инфраструктуре, на которой базируется вычислительная часть. Инженерные системы оказывают прямое воздействие на надежность работы основного оборудования, а их эксплуатационные характеристики влияют на экономическую эффективность всего проекта цифровизации.
Для организации надежной инфраструктуры периферийных узлов можно оперировать теми же показателями и критериями, что и для основного ЦОДа, с поправкой на размеры и количество узлов. Практика показывает, что с точки зрения количества оборудования и его мощности периферийные узлы — это одна-две серверные стойки, а для некоторых задач всё оборудование укладывается в формат настенного шкафа. Как и для основного ЦОДа, стандартизация и унификация применяемых на периферии решений, возможность мониторинга и удаленного управления влияют на общие показатели эксплуатационной готовности всей инфраструктуры. По сути, Edge-узлы — это микро-ЦОДы, объединенные в единый компактный конструктив. И если в центральном ЦОДе заказчики предъявляют требования к его общим комплексным показателям, а не к отдельным компонентам, то и для периферийных узлов можно применять подобные метрики. Например, КПД отдельного ИБП в ЦОДе сегодня интересует заказчиков в меньшей степени, нежели энергоэффективность всего ЦОДа, а возможности мониторинга отдельных подсистем менее актуальны в сравнении с централизованным мониторингом всей инфраструктуры. Как в отношении центральных площадок, так и для микро-ЦОДов Schneider Electric уделяет большое внимание созданию комплексной инженерной инфраструктуры, обеспечивающей внутреннюю совместимость подсистем и компонентов и высокие интегральные показатели эффективности. Точно так же, как в центральном ЦОДе, в каждом Edge-узле решаются вопросы правильного размещения оборудования, организации электропитания и охлаждения, обеспечения безопасности и мониторинга.
В отличие от централизованной архитектуры, в которой ИТ-служба и служба эксплуатации инженерных систем работают на одном объекте, Edge-архитектура подразумевает наличие множества географически распределенных узлов. При этом на периферийных узлах может отсутствовать квалифицированный персонал как на этапе развертывания оборудования узла, так и в ходе его последующей поддержки, а иногда, например, если процесс полностью автоматизирован, обслуживающего персонала может не быть вообще. Для таких случаев в решениях Schneider Electric для периферийных узлов предусмотрены возможности пре-интеграции оборудования и полноценный функционал для удаленного мониторинга. Всё программное, вычислительное и инженерное оборудование, размещаемое в Edge-узлах, может быть предварительно установлено на территории единой сборочной площадки, после чего микро-ЦОД в собранном виде доставляется к месту монтажа. Ключевым преимуществом является то, что благодаря специализированным решениям, обеспечивающим надежное крепление при транспортировке, ИТ-оборудование в таких случаях не лишается гарантии производителя. Здесь не требуется высокая квалификация персонала на местах, а заказчик может снизить затраты при установке и наладке каждого узла. Возможность удаленного мониторинга всех компонентов и параметров микро-ЦОДа значительно упрощает процедуру эксплуатации, а функционал системы мониторинга позволяет не только отслеживать текущее состояние оборудования, но и предупреждать возможные неисправности. Например, прогнозировать сроки замены батареи в ИБП, что позволяет планировать расходы и визиты для обслуживания и сохранять заданный уровень готовности всего микро-ЦОДа. А поскольку Edge-архитектура включает в себя еще и центральный ЦОД, система мониторинга охватывает и его, представляя таким образом в службу эксплуатации полную картину на всех участках обработки информации. Для эксплуатации на удаленных узлах успешно применяются ИБП с литий-ионными аккумуляторами, которые характеризуются большим сроком работоспособности по сравнению с классическими свинцово-кислотными батареями. Такие решения экономически выгодны, когда логистические расходы на плановую замену аккумулятора могут превысить стоимость самого ИБП. К тому же за счет компактности и меньшего веса они высвобождают полезное пространство внутри шкафа и расширяют температурный диапазон внутри микро-ЦОДа.
В зависимости от специфики проекта цифровизации внутреннее наполнение и место размещения Edge-узла могут быть различными. Не обязательно выделять специальное помещение для установки микро-ЦОДа, это может быть шкаф с шумоизоляцией в «офисном» исполнении, позволяющий поставить его там, где постоянно находятся люди. Если проект цифровизации ориентирован на производство, Edge-узел можно разместить непосредственно в цеху, при этом оборудование внутри микро-ЦОДа будет защищено от агрессивной среды производства — пыли, воды. Существуют микро-ЦОДы уличного исполнения, которые применяются, например, для мониторинга транспортной сети. Внутри микро-ЦОДа можно комбинировать как стандартное стоечное ИТ-оборудование, размещаемое в
Отсутствие необходимости выделять помещение под оборудование Edge-узла — это ещё один положительный эффект в экономической эффективности реализуемого проекта цифровизации, особенно с учетом общего количества периферийных узлов. В зависимости от количества и территориальной распределённости объектов, на которых разворачивается проект цифровизации, в архитектуру периферийных вычислений может быть включен дополнительный уровень агрегации данных. Например, при обработке данных со всей страны можно сформировать ряд региональных опорных ЦОДов, собирающих информацию по своим территориям.
Хотя терминология периферийных вычислений еще не устоялась на рынке, многие заказчики применяют принципы построения Edge-архитектуры. Подобные решения применяются при автоматизации производства с использованием промышленного Интернета вещей, в финансовом секторе, в сфере здравоохранения и коммерческих услуг, в энергетической и нефтегазовой отраслях. Несмотря на различия в типе обрабатываемых данных и физических методах реализации, Edge-архитектура показывает свою состоятельность при решении задач обработки возрастающего объема данных. Для успешного внедрения проектов цифровизации нужно предусмотреть ряд факторов как со стороны ИТ-систем, так и со стороны инженерной инфраструктуры. Основой станет создание надежной гибридной вычислительной среды, в которой уделяется внимание не только центральному узлу обработки информации, но и периферийным элементам. Для более простой реализации и дальнейшей эксплуатации следует на этапе планирования максимально унифицировать применяемые решения и создать набор типовых конфигураций. А чтобы Edge-узлы объединить в единую сеть, необходима система централизованного мониторинга, включающая в себя как центральный ЦОД, так и все периферийные объекты. Schneider Electric реализовала ряд проектов в различных отраслях, в ходе реализации мы наработали практику, изучили как положительный, так и отрицательной опыт подобных проектов, выработали оптимальные решения для различных приложений и областей применения. Дальнейшее развитие технологий передачи и обработки данных, развитие сетей связи 5G и технологий IoT будет способствовать повышению эффективности проектов цифровой трансформации бизнеса заказчиков и более широкому применению архитектуры периферийных вычислений.
СПЕЦПРОЕКТ КОМПАНИИ SCHNEIDER ELECTRIC
