Vì sao ta thường hiểu sai về sự cộng hưởng giữa Điện toán Biên (Edge Computing) và Điện toán Đám mây (Cloud Computing)

Sự tồn tại nhờ vào mối quan hệ cộng hưởng (Synergy), phụ thuộc lẫn nhau (Codependence) của điện toán biên (Edge computing) và đám mây công cộng (Public cloud) vẫn đang diễn ra và ngày càng phát triển.

Điện toán biên, tạm định nghĩa là khả năng di chuyển một phần việc xử lý dữ liệu đến vùng biên của mạng lưới (Network) – nơi gần với nguồn phát sinh dữ liệu và gần các bộ xử lý của IoT hơn.

Xuất phát điểm là một ý tưởng đơn giản, không có gì mới mẻ, nhưng khi xã hội đang dần chuyển đổi các hệ thống lên nền tảng đám mây công cộng tập trung (Centralized public clouds), đồng thời tiến hành quá trình đổi mới kho ứng dụng hay dữ liệu liên quan, điện toán biên trở thành đề tài thu hút nhiều sự quan tâm.

Nhờ vào quá trình chuyển đổi trên, chúng ta nhận ra rằng tất cả các kho ứng dụng và dữ liệu đã hiện đại hóa cần có những lựa chọn “mới” để chuyển đổi chúng sang vùng điện toán biên, đặc biệt là vùng biên của những đám mây công cộng (Public clouds).

Phần lớn những sự nhầm lẫn ban đầu về điện toán biên đến từ các thông tin không chính xác của những tạp chí công nghệ (hay thậm chí từ một số doanh nghiệp) khi cho rằng điện toán biên là giải pháp thay thế cho điện toán đám mây và các quan niệm sai lầm khác về bản chất của công nghệ này. Khi một khái niệm công nghệ mới được nhắc đến quá nhiều và trở thành một xu hướng, chúng sẽ phát sinh nhiều vấn đề cần làm rõ. Tuy nhiên, khi chúng ta đặt khái niệm điện toán biên (Edge computing) và điện toán đám mây (Cloud computing) trong bối cảnh của nhau, mối quan hệ cộng hưởng giữa hai khái niệm này trở nên rõ ràng hơn. Từ đó, sự nhầm lẫn ở trên sẽ dần được xóa bỏ.

Vậy thì Biên của cái gì?

Sự tăng trưởng của Internet of Things (IoT) và các công nghệ khác nhằm tối ưu hóa hệ thống và trải nghiệm người dùng được xem là tiền đề cho sự ra đời của khái niệm “điện toán biên” (Edge computing).

Ví dụ: Việc ô tô tự lái (Self-driving automobile) gửi tất cả dữ liệu và yêu cầu xử lý dữ liệu thông qua một mạng lưới di động tới một vài hệ thống tập trung nào đó trên nền tảng đám mây công cộng là hoàn toàn không hợp lý. Để có thể hoạt động hiệu quả, những ô tô này phải được lập trình để duy trì dữ liệu và xử lý ngay tại “biên”, tức là ngay trong hệ thống xe. Điều này sẽ cho phép dữ liệu và quá trình xử lý diễn ra với độ trễ mạng (Network latency) gần như bằng 0, cung cấp phản xạ đủ nhanh để người lái không gặp phải tai nạn như đâm vào cây.

Tuy nhiên, khái niệm “biên” giờ đây không chỉ dành riêng cho các thiết bị. Các đám mây biên (Edge cloud) sẽ là sự lựa chọn tuyệt vời cho những khách hàng muốn sử dụng một “đám mây nhỏ” riêng biệt cho trung tâm dữ liệu. So với quá trình yêu cầu xử lý dữ liệu và gửi đến một máy chủ đám mây công cộng đang được chia sẻ với hàng trăm người thuê khác cách xa ngàn dặm, độ trễ của quá trình xử lý và lưu trữ dữ liệu cục bộ nhỏ hơn rất nhiều.

Ý tưởng ở đây là thay vì phải thay thế tất cả, một số các dịch vụ đám mây công cộng có thể được giữ lại trên các đám mây biên, trong khi vẫn duy trì mối quan hệ cộng sinh (Symbiotic relationship) giữa các đám mây biên và các máy chủ của đám mây công cộng. Các hệ thống này có thể làm việc song song khi cần chia sẻ dữ liệu và xử lý các tác vụ. Trong khi đó, các nhà phát triển hệ thống có thể lựa chọn triển khai dữ liệu và ứng dụng trên đám mây biên, đám mây công cộng hoặc trong các ứng dụng và tập dữ liệu được phân chia cho hai loại đám mây này.

Microsoft’s Stack và AWS’s Outpost là hai trong số những ví dụ điển hình nhất về dịch vụ đám mây biên. Tuy nhiên, các nhà cung cấp nền tảng đám mây nhỏ hơn vẫn khai thác dịch vụ đám mây biên để đáp ứng nhu cầu của một số doanh nghiệp. Những doanh nghiệp sử dụng đám mây lớn hơn thường chỉ xem các đám mây biên như một đường dẫn kết nối với các đám mây công cộng của họ – nơi có nhiều dịch vụ và tiện ích hơn. Nhưng một số doanh nghiệp sẽ chọn dịch vụ đám mây biên thay vì những đám mây công cộng hiện tại.

Bên cạnh đám mây biên và các thiết bị biên, chúng ta còn có các khái niệm liên quan đến biên sau:

Cảm biến biên (Edge sensors), công nghệ sử dụng dữ liệu thông qua một sự kiện kích hoạt (Triggering event). Ví dụ: Khi cần thay đổi bộ lọc, bộ điều nhiệt thông minh (Smart thermostat) sẽ gửi tin nhắn văn bản đến điện thoại người dùng.
Chi nhánh biên (Edge branches): mô hình nhằm duy trì một nhóm các bộ chức năng điện toán và lưu trữ dữ liệu riêng biệt. Ví dụ như, mô hình chi nhánh biên cho phép các ngân hàng hỗ trợ chi nhánh từ xa. Những chi nhánh này sử dụng riêng các hệ thống cục bộ, không yêu cầu phải tương tác liên tục với những hệ thống tập trung (Centralized systems) hay nền tảng đám mây công cộng.
Doanh nghiệp biên (Edge enterprise): tương tự như chi nhánh biên, cho phép hình thành các hệ thống riêng biệt trong các bộ phận của một doanh nghiệp phân tán trên nhiều vùng địa lý rộng hơn. Ví dụ: một hệ thống doanh nghiệp biên có thể hỗ trợ một văn phòng châu Âu bằng dữ liệu và quy trình xử lý chuyên biệt theo quốc gia và địa điểm của văn phòng chi nhánh (Local office).
Trung tâm dữ liệu biên (Edge datacenters): là những trung tâm dữ liệu nhỏ hơn dùng để hỗ trợ một khu vực địa lý nhất định. Trung tâm dữ liệu biên đã chứng kiến một sự tăng trưởng vượt bậc khi đại dịch bắt đầu bùng phát, nguyên nhân là bởi các nhân viên phải làm việc từ xa và cần sự hỗ trợ từ một trung tâm dữ liệu gần khu vực của họ.

Điện toán đám mây và Điện toán biên

Đến đây, sự nhầm lẫn có lẽ chỉ còn xoay quanh cách mà đám mây và điện toán biên có thể cùng xuất hiện. Thực tế thì điện toán biên thông thường chính là biên của các đám mây công cộng. Vùng xử lý và dữ liệu giữa các đám mây công cộng và các hệ thống hoạt động dựa trên biên (Edge-based systems) có thể được phân biệt theo vị trí, mà tại đó, đám mây hay hệ thống có thể đóng vai trò tốt nhất.

Quay trở lại với ví dụ về xe ô tô tự lái. Quá trình xử lý của các thiết bị có thể diễn ra ngay lập tức, chẳng hạn như hệ thống xe có thể né tránh một cái cây tức thì ngay khi phát hiện, nhờ vậy người lái sẽ tránh khỏi va chạm tổn thất. Một tiện ích khá quan trọng khác là vấn đề bảo trì. Thiết bị biên có thể chia sẻ một lượng lớn dữ liệu về động cơ với các hệ thống trên nền tảng máy chủ đám mây công cộng back-end (Back-end public clouds servers) để hệ thống có thể chủ động xác minh các vấn đề bảo trì. Điện toán biên còn khai thác các nghiệp vụ chuyên sâu hơn về quy trình như trí tuệ nhân tạo AI và các phân tích sâu về dữ liệu, nhằm tìm và đối sánh mẫu (Pattern matching), đảm bảo người lái không bị hỏng xe giữa đường do gặp sự cố máy móc.

Ý tưởng ở đây là mỗi tầng (Tier) – tầng biên và tầng đám mây – nên được phân hoá chức năng sao cho phù hợp với từng tầng. Trong khi đám mây đảm nhận các tác vụ yêu cầu lượng lớn dung lượng lưu trữ, xử lý và thậm chí cả các dịch vụ chuyên môn hoá như AI, phân tích và đối sánh mẫu, các thiết bị biên phụ trách thực hiện các tác vụ không yêu cầu xử lý và lưu trữ quá nhiều, nhưng cần phải cung cấp phản hồi ngay lập tức với độ trễ xấp xỉ 0. Như vậy, các hệ thống biên và công nghệ đám mây sẽ cùng nhau tạo thành một hệ thống thống nhất và duy nhất.

Các biên trên nền tảng đám mây công cộng

Các nhà cung cấp dịch vụ đám mây công cộng (Public cloud providers) đã sớm nhận thấy sự cần thiết của công nghệ này. Tất cả các nhà cung cấp đám mây quy mô lớn đều đồng thời cũng cung cấp các dịch vụ triển khai và phát triển hệ thống biên, bao gồm các dịch vụ sử dụng cơ chế container, nền tảng phi máy chủ serverless, cũng như các dịch vụ công nghệ được phát triển cho các nền tảng đám mây và điện toán biên.

Các nhà cung cấp đám mây công cộng có thể quản lý việc triển khai cho các hệ thống hoạt động dựa trên biên (Edge-based systems) và thậm chí duy trì các bản sao số (Digital twins) cho các thiết bị và hệ thống hoạt động dựa trên biên. Điều này cho phép người dùng giữ lại các phiên bản ứng dụng và dữ liệu đã dùng trong quá trình thử nghiệm và triển khai (Deployment) trên hầu hết các loại hệ thống biên.

Các hệ thống triển khai và phát triển trên biên của nền tảng đám mây công cộng thậm chí có thể xử lý các tác vụ như lập phiên bản (Versioning), quản lý cấu hình (Configuration management) và các chức năng liên quan đến quá trình xử lý một lượng lớn hệ thống phân tán hoạt động dựa trên biên (Distributed edge-based systems). Các tính năng này hỗ trợ hầu hết các mô hình điện toán biên được kể đến ở trên, chẳng hạn như doanh nghiệp, các thiết bị, đám mây biên (Edge cloud) và trung tâm dữ liệu biên (Edge datacenters).

Điện toán biên có thể được định nghĩa khác nhau, nhưng phần lớn đều dẫn về điện toán đám mây công cộng. “Edge” tức là tại biên của một thứ gì đó. Và trong hầu hết các trường hợp, đó là vùng biên của một đám mây công cộng. Sự tồn tại nhờ vào mối quan hệ cộng hưởng (Synergy) và phụ thuộc lẫn nhau (Codependence) của điện toán biên (Edge Computing) và đám mây công cộng (Public cloud) vẫn đang diễn ra trong thực tế và ngày càng phát triển.

Về VTI Cloud

VTI Cloud là Đối tác cấp cao (Advanced Consulting Partner) của AWS, với đội ngũ hơn 50+ kỹ sư về giải pháp được chứng nhận bởi AWS. Với mong muốn hỗ trợ khách hàng trong hành trình chuyển đổi số và dịch chuyển lên đám mây AWS, VTI Cloud tự hào là đơn vị tiên phong trong việc tư vấn giải pháp, phát triển phần mềm và triển khai hạ tầng AWS cho khách hàng tại Việt Nam và Nhật Bản.
Xây dựng các kiến trúc an toàn, hiệu suất cao, linh hoạt, và tối ưu chi phí cho khách hàng là nhiệm vụ hàng đầu của VTI Cloud trong sứ mệnh công nghệ hóa doanh nghiệp.

Liên hệ với chúng tôi: Tại đây