A tecnologia está em constante evolução e uma das tendências que tem ganhado destaque nos últimos anos é o Edge Computing. Entender esse conceito e suas aplicações é essencial para as pequenas e médias empresas melhorarem seus processos, reduzir custos e ganhar competitividade no mercado.
Neste artigo, exploraremos o que é Edge Computing, suas vantagens, como funciona, boas práticas para implementação e os desafios associados.
Boa leitura!
O que é Edge Computing?
Edge Computing pode ser entendido como um paradigma de computação que traz o processamento de dados para mais perto da fonte de geração, ou seja, para a “borda” (edge) da rede.
Em vez de enviar todos os dados para um Data Center centralizado ou nuvem, o Edge Computing permite que os dados sejam processados localmente, em dispositivos como roteadores, gateways ou servidores próximos ao usuário final.
Essa abordagem é especialmente útil em cenários nos quais a latência, a largura de banda e a privacidade são críticas. Esses fatores estão relacionados, por exemplo, a aplicações de IoT (Internet das Coisas), automóveis autônomos, realidade aumentada e sistemas industriais.
Diferença entre Cloud Computing e Edge Computing
Enquanto o Cloud Computing centraliza o processamento e armazenamento de dados em servidores remotos (nuvem), o Edge Computing distribui essas tarefas para dispositivos locais ou próximos ao usuário, como mencionado anteriormente. A principal diferença entre ambos está na localização do processamento:
- Cloud Computing: os dados são enviados para um data center centralizado, o que pode resultar em maior latência e dependência de conexões de rede estáveis.
- Edge Computing: os dados são processados localmente ou em servidores próximos, reduzindo a latência e a necessidade de transferência constante de dados para a nuvem.
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3 vantagens em usar a Edge Computing em sua pequena e média empresa
A adoção do Edge Computing oferece uma série de benefícios para desenvolvedores e empresas. Abaixo, destacamos os três principais:
Redução de latência
Um dos maiores benefícios do Edge Computing é a redução da latência. E o que isso quer dizer, na prática? Ao processar dados localmente, o tempo de resposta é menor, o que é fundamental para aplicações que exigem respostas em tempo real, como jogos online, videoconferências e sistemas de automação industrial.
Melhorias em segurança e privacidade
Com o Edge Computing, os dados sensíveis podem ser processados e armazenados localmente, sem a necessidade de enviá-los para a nuvem. Isso reduz o risco de interceptação durante a transmissão e permite maior controle sobre a privacidade das informações.
Eficiência em aplicações em tempo real
Aplicações que dependem de análises e decisões instantâneas, como automóveis autônomos ou sistemas de monitoramento de saúde, são beneficiados pelo Edge Computing. Isso se dá porque o processamento local garante que as decisões sejam tomadas rapidamente, sem depender de conexões com a nuvem.
Como funciona o Edge Computing?
O Edge Computing opera com base em uma arquitetura distribuída, sendo o cerne de seu funcionamento. Essa característica permite que o processamento de dados ocorra em múltiplos pontos da rede, em vez de ser centralizado em um único local, como acontece no modelo tradicional de Cloud Computing.
Abaixo, detalhamos os principais componentes e características dessa arquitetura:
Arquitetura distribuída
A arquitetura distribuída do Edge Computing é composta por três camadas principais, que trabalham em conjunto para garantir eficiência, escalabilidade e desempenho. São elas:
1. Dispositivos de Borda (Edge Devices)
São os equipamentos localizados na “borda” da rede, próximos à fonte de geração de dados. Esses dispositivos incluem:
- Sensores e atuadores: coletam dados do ambiente físico (temperatura, umidade, movimento etc) e executam ações com base nesses dados.
- Gateways: funcionam como intermediários entre os dispositivos de borda e a infraestrutura de rede, agregando e pré-processando dados, antes de enviá-los para servidores de borda ou a própria nuvem.
- Dispositivos IoT: como câmeras inteligentes, wearables e veículos conectados, que geram e processam dados localmente.
Esses dispositivos são responsáveis pelo processamento inicial dos dados, realizando tarefas simples, como filtragem, agregação e análise básica.
2. Servidores de Borda (Edge Servers)
Localizados em pontos estratégicos da rede, como torres de celular, data centers regionais ou instalações corporativas, os servidores de borda realizam processamento mais complexo e armazenamento temporário de dados. Eles são capazes de:
- Executar algoritmos de Machine Learning e análise de dados em tempo real.
- Armazenar dados temporariamente para processamento posterior ou envio para a nuvem.
- Gerenciar a comunicação entre dispositivos de borda e a infraestrutura central.
Essa camada é essencial para aplicações que exigem baixa latência e alta disponibilidade, como sistemas de automação industrial e redes 5G.
3. Núcleo da Rede (Core Network)
É a camada centralizada, composta por data centers ou serviços de nuvem. Aqui, são realizadas tarefas que demandam maior poder de processamento ou armazenamento de longo prazo, como:
- Análises históricas e preditivas.
- Armazenamento de grandes volumes de dados.
- Integração com sistemas corporativos e aplicações globais.
A comunicação entre as camadas de borda e o núcleo da rede é feita de forma hierárquica, com dados relevantes ou processamentos mais complexos, sendo posteriormente enviados para a nuvem.
Ou seja, a arquitetura distribuída é a base do Edge Computing, permitindo que o processamento de dados seja realizado de forma eficiente, próxima à fonte de geração.
Boas práticas para implementação da Edge Computing em sua PME
Para início de conversa, a pessoa desenvolvedora precisa entender que implementar Edge Computing é uma tarefa que exige planejamento estratégico, atenção a detalhes e a adoção de práticas que garantam eficiência, segurança e escalabilidade.
A seguir, conheça três boas práticas essenciais para realizar uma implementação bem-sucedida do Edge Computing:
Distribuição inteligente de dados
A distribuição inteligente de dados é um importante pilar do Edge Computing. Nem todas as informações precisam ser processadas na borda. Assim sendo, definir o que deve ser processado localmente e o que deve ser enviado para a nuvem é essencial para otimizar recursos e reduzir custos. Para tanto, recomenda-se considerar os seguintes fatores:
Estratificação de dados
- Dados críticos em tempo real: dados que exigem processamento imediato, como sinais de sensores em uma fábrica, devem ser processados na borda.
- Dados para análise profunda: dados que podem ser analisados posteriormente, como tendências de consumo ou logs históricos, podem ser enviados para a nuvem.
Filtragem e agregação
- Utilize algoritmos de filtragem para eliminar dados redundantes ou irrelevantes antes de enviá-los para a nuvem. A medida reduz o volume de informações transmitidas e os custos associados.
- Agregue dados na borda para enviar somente informações consolidadas, como médias ou totais, em vez do que está em estado bruto.
Balanceamento de carga
Distribua o processamento entre dispositivos de borda e servidores de borda de forma equilibrada, evitando sobrecarregar um único ponto da rede.
Gerenciamento de segurança na borda
Mas, se tem algo que se torna um obstáculo na aplicação do Edge Computing, é a segurança, já que os dispositivos de borda estão frequentemente expostos a ambientes não controlados.
Por isso, implementar medidas robustas de segurança é essencial para proteger dados e infraestrutura:
Criptografia de dados
Utilize criptografia tanto para dados em trânsito, tanto entre dispositivos de borda e a nuvem quanto para dados em repouso, armazenados localmente.
Além disso, adote protocolos de criptografia modernos, como Transport Layer Security (TLS) para comunicações e Advanced Encryption Standard (AES) para armazenamento.
Autenticação e autorização
Implemente mecanismos de autenticação forte, como certificados digitais ou autenticação multifator, para garantir que apenas dispositivos e usuários autorizados acessem à rede.
Ainda: utilize sistemas de controle de acesso baseados em roles (RBAC) para limitar o que cada dispositivo ou usuário pode fazer.
Proteção contra ataques
Instale firewalls e sistemas de detecção de intrusão (IDS) nos dispositivos de borda e servidores de borda para monitorar e bloquear atividades maliciosas.
Outra medida importante é manter os dispositivos atualizados com patches de segurança, a fim de corrigir vulnerabilidades conhecidas.
quando se trata de Edge Computing.
Monitoramento e observabilidade
Como os dispositivos de borda estão distribuídos geograficamente, é essencial ter ferramentas de monitoramento e observabilidade em tempo real para garantir que eles estejam funcionando corretamente e identificar falhas com agilidade. Para tanto, faça o seguinte:
Coleta de métricas
Monitore métricas de desempenho, como uso de CPU, memória, largura de banda e latência, para identificar gargalos e otimizar o uso de recursos. Isso é possível por meio do emprego de ferramentas como Prometheus ou Grafana, que coletam e visualizam métricas em tempo real.
Logs e rastreamento
Implemente sistemas de logging centralizados para coletar logs de todos os dispositivos de borda. Fazendo dessa forma, você facilita seu próprio trabalho na identificação de problemas e na análise de eventos.
Além disso, aplique soluções de rastreamento distribuído, como Jaeger ou OpenTelemetry, para monitorar o fluxo de dados entre dispositivos de borda e a nuvem.
Alertas e respostas automatizadas
Configure alertas automáticos, para notificar equipes de operações sobre falhas ou anomalias, como quedas de conectividade ou picos de uso de recursos.
Adicionalmente, execute respostas automatizadas, como reinicialização de dispositivos ou ajuste de configurações, para resolver problemas sem a intervenção humana.
Ao adotar essas boas práticas, tanto a pessoa desenvolvedora quanto as empresas podem garantir que suas soluções sejam eficientes, seguras e capazes de atender às demandas de aplicações modernas. Com a crescente adoção de tecnologias como IoT, 5G e indústria 4.0, dominar essas práticas é essencial para aproveitar ao máximo o potencial do Edge Computing.
Principais desafios e limitações do Edge Computing nas empresas
Apesar de suas vantagens, o Edge Computing também apresenta obstáculos e limitações que precisam ser cuidadosamente considerados durante o planejamento e a implementação.
Entre os principais desafios, estão a manutenção e atualização de dispositivos na borda e os custos operacionais associados. Na sequência, confira cada um deles em detalhes:
Manutenção e atualização de dispositivos na borda
Manter dispositivos distribuídos geograficamente é uma das maiores complexidades do Edge Computing. Diferentemente de data centers centralizados, onde o gerenciamento é feito em um local controlado, os dispositivos de borda estão espalhados por diversos ambientes, muitos dos quais podem ser de difícil acesso ou expostos a condições adversas.
A primeira questão a se atentar constantemente diz respeito à atualização de softwares. Isso ocorre devido a três fatores:
- Distribuição de atualizações: enviar atualizações de software para milhares de dispositivos distribuídos pode ser um processo lento e complexo, especialmente em locais com conectividade limitada.
- Compatibilidade: garantir que as atualizações sejam compatíveis com todos os dispositivos, considerando diferentes modelos e fabricantes, é um grande desafio técnico.
- Rollback seguro: em caso de falha em uma atualização, é essencial ter um mecanismo de rollback para restaurar a versão anterior do software, sem interromper as operações.
Além disso, a pessoa desenvolvedora precisa se atentar a possíveis correções de falhas. E, quando se trata de Edge Computing, é necessário realizar:
- Monitoramento remoto: identificar falhas em dispositivos distribuídos exige ferramentas robustas de monitoramento remoto, capazes de detectar problemas em tempo real.
- Intervenção física: em alguns casos, falhas podem exigir intervenção física, o que pode ser custoso e demorado, especialmente em locais remotos.
Gerenciamento de configurações
No final das contas, manter a consistência das configurações em todos os dispositivos é uma necessidade, a fim de garantir o funcionamento correto do sistema. Outro recurso necessário é a automatização, usando ferramentas de gerenciamento de configuração automatizadas, como Ansible ou Puppet, pode as quais podem ajudar a simplificar esse processo.
Custos operacionais
Embora o Edge Computing possa reduzir custos associados à transferência de dados para a nuvem, ele introduz novos investimentos operacionais que precisam ser considerados. No entanto, eles podem variar, dependendo da escala e da complexidade da implementação. Entre os mais importantes, estão:
Infraestrutura local
Hardwares de borda, como gateways, servidores de borda e sensores, representam um investimento inicial que toda empresa precisa considerar.
Outro custo é a manutenção dos dispositivos de borda em funcionamento 24/7, o que pode aumentar os custos com energia, especialmente em locais onde a eletricidade é cara ou instável. Somado a isso, é preciso considerar que os dispositivos de borda precisam ser instalados em ambientes controlados, para evitar superaquecimento ou danos.
Manutenção e suporte
Manter uma equipe para monitorar, atualizar e reparar dispositivos de borda pode ser custoso, especialmente em implantações de grande escala. Ainda, em ambientes remotos ou de difícil acesso, o investimento para enviar técnicos que vão realizar manutenção pode impactar o orçamento.
Conectividade
Por fim, para garantir a disponibilidade do sistema, pode ser necessário investir em conexões de rede redundantes, aumentando os custos operacionais. Em alguns casos, é necessário contratar provedores de serviços de conectividade específicos para garantir a qualidade da conexão.
Em resumo, o Edge Computing é benéfico para reduzir latência, oferecer maior segurança e eficiência em aplicações em tempo real. Contudo, os desafios associados à manutenção e atualização de dispositivos na borda, bem como os custos operacionais, não podem ser ignorados.
Para superar esses desafios, é essencial adotar estratégias robustas de gerenciamento remoto, investir em ferramentas de automação e monitoramento, e realizar uma análise cuidadosa dos custos envolvidos. Mas, com um planejamento adequado, é possível minimizar esses desafios e aproveitar ao máximo o potencial do Edge Computing.
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