1. Edge Computing nima?
Edge Computing — maʼlumotlarni ular hosil bo‘ladigan joyga yaqin hududda qayta ishlaydigan taqsimlangan hisoblash paradigmasidir. Maʼlumotlarni qayta ishlash uchun markaziy maʼlumotlar markaziga yuborish yondashuvidan farqli ravishda, u maʼlumotlarni yig‘ish, qayta ishlash va tahlil qilish kabi vazifalarni bajarish uchun hisoblash resurslarini tarmoq chetiga joylashtiradi.
Kerakli qayta ishlashni maʼlumotlar hosil bo‘ladigan joyga yaqin hududda bajarish orqali uzatiladigan maʼlumotlar miqdori va qayta ishlash kechikishini kamaytirish mumkin. Markaziy tizim bilan tarmoq aloqasi beqaror bo‘lgan muhitlarda ham ayrim funksiyalarni mustaqil ravishda bajarish mumkin.
Edge Computing markaziy tizimni almashtirish uchun mo‘ljallangan arxitektura emas, balki masʼuliyatlar ular o‘rtasida taqsimlanadigan arxitekturadir. Maʼlumotlarni yig‘ish yoki darhol qayta ishlashni talab qiladigan vazifalar Edge’da bajarilishi mumkin, katta hajmdagi maʼlumotlarni saqlash yoki bir nechta saytlardan olingan maʼlumotlarni birlashtirish va qayta ishlash kabi vazifalar esa markaziy tizim tomonidan bajarilishi mumkin.
2. IoT muhitlarida Edge Computing nima uchun kerak
IoT muhitlarida maʼlumotlar sensorlar va uskunalar kabi turli Devices tomonidan uzluksiz ravishda hosil qilinadi. Ushbu maʼlumotlarning barchasini qayta ishlash uchun markaziy tizimga yuboradigan arxitekturaga ko‘ra, maʼlumotlar hajmi va tarmoq sharoitlariga qarab turli cheklovlar yuzaga kelishi mumkin. Edge Computing maʼlumotlarni ular hosil bo‘ladigan joyga yaqin hududda qayta ishlash orqali ushbu cheklovlarni kamaytirishi mumkin.
2.1 Maʼlumotlarni real vaqt rejimida qayta ishlash
IoT muhitlarida maʼlumotlarni baʼzan tezda qayta ishlash kerak bo‘ladi. Uskunaning holati aniqlangandan so‘ng uni darhol boshqarish yoki noodatiy vaziyatga zudlik bilan javob berish zarur bo‘lganda, maʼlumotlarni masofadagi markaziy tizimga yuborish va natijalarni qayta olish paytida yuzaga keladigan kechikish muammoga aylanishi mumkin.
Maʼlumotlarni bevosita Edge’da qayta ishlash orqali tarmoq bo‘ylab borib-kelish vaqti qisqartirilishi mumkin, bu esa tezkor javobni talab qiladigan funksiyalarni joyning o‘zida bajarish imkonini beradi.
2.2 Tarmoq ulanishiga bog‘liqlik
IoT Devices o‘rnatilgan muhitlarda markaziy tizim bilan tarmoq aloqasi doimo barqaror bo‘lishini kafolatlash qiyin. Agar barcha qayta ishlashni markaziy tizim amalga oshirsa, tarmoq ulanishidagi muammo Device’dagi maʼlumotlarni qayta ishlashga ham taʼsir qilishi mumkin.
Kerakli funksiyalarni Edge’da bajaradigan qilib tizimni sozlash orqali markaziy tizim bilan aloqa vaqtincha mavjud bo‘lmaganida ham joydagi maʼlumotlarni yig‘ish va qayta ishlashni davom ettirish mumkin.
2.3 Maʼlumotlarni uzatish hajmi
IoT muhitlarida ko‘plab Devices uzluksiz ravishda maʼlumot hosil qiladi va qisqa oraliqlarda maʼlumot hosil qiladigan Devices katta hajmdagi maʼlumotlarni ishlab chiqarishi mumkin. Barcha xom maʼlumotlarni markaziy tizimga yuborish nafaqat tarmoqdan foydalanishni, balki markaziy tizimdagi qayta ishlash yuklamasini ham oshiradi.
Edge’da maʼlumotlarni filtrlash, jamlash yoki dastlabki qayta ishlashni bajarish orqali markaziy tizimga faqat kerakli maʼlumotlarni yuborish mumkin. Bu tarmoq orqali uzatiladigan maʼlumotlar hajmini va markaziy tizimdagi qayta ishlash yuklamasini kamaytiradi.
3. Edge Computing’ni mijozning IoT platformasiga tatbiq etish
Mijozning IoT platformasi sanoat maydonlarida hosil bo‘ladigan maʼlumotlarni yig‘ish va ularni markaziy tizimga uzatish uchun Edge Computing arxitekturasini qo‘llaydi. Edge Gateway maydonda joylashtiriladi, uskunalardan maʼlumot yig‘ish va ayrim qayta ishlash amallari Edge’da bajariladi, shundan so‘ng kerakli maʼlumotlar markaziy tizimga yuboriladi.
3.1 Keraksiz maʼlumotlarni dastlabki bosqichda olib tashlash
Mijozning IoT platformasida uskunalardan maʼlumot yig‘ilganda uning haqiqiyligini tekshirish uchun OutOfRange Filter qo‘llanishi mumkin. Har bir maʼlumot elementi uchun odatda yig‘ilishi mumkin bo‘lgan qiymatlar diapazoni belgilanadi. Agar ushbu diapazondan tashqaridagi maʼlumot yig‘ilsa, u keyingi qayta ishlashga uzatilmasdan Edge’da olib tashlanadi.
Agar yaroqsiz maʼlumot markaziy tizimgacha yuborilib, u yerda baholansa, maʼlumotlarni uzatish, qabul qilish va keyingi qayta ishlashni o‘z ichiga olgan keraksiz bosqichlarni bajarishga to‘g‘ri keladi. Mijozning IoT platformasida maʼlumotlar dastlab yig‘iladigan joy — Edge’da yaroqlilik baholanadi, shu sababli nomaqbul maʼlumotlarni imkon qadar tez olib tashlash mumkin.
Bu keraksiz maʼlumotlarning keyingi maʼlumotlarni qayta ishlashga taʼsirini kamaytiradi va markaziy tizimga yuboriladigan maʼlumotlar asosan yaroqli maʼlumotlardan iborat bo‘lishini taʼminlaydi.
3.2 Tarmoq uzilishlariga javob berish
Edge va markaziy tizim o‘rtasidagi tarmoq har doim ham barqaror bo‘lmaydi. Tarmoq vaqtincha uzilgan taqdirda ham Edge Gateway va maydondagi uskunalar o‘rtasida maʼlumot yig‘ish mustaqil ravishda amalga oshirilishi mumkin.
Mijozning IoT platformasida uskunalardan yig‘ilgan maʼlumotlar markaziy tizimga yuborib bo‘lmaydigan holatda ham yo‘qolib ketmasligi uchun ular Edge’da joylashgan InfluxDB’da vaqtincha saqlanadi. Tizim tarmoq ulanishi tiklangach, vaqtincha saqlangan maʼlumotlarni markaziy tizimga qayta yuboradigan qilib sozlangan.
InfluxDB — vaqt davomida uzluksiz hosil bo‘ladigan maʼlumotlarni saqlaydigan vaqt qatorlari maʼlumotlar bazasi bo‘lib, Edge’da yig‘ilgan IoT maʼlumotlarini vaqtincha saqlash uchun ishlatiladi. Bu markaziy tizim bilan bog‘liq vaqtinchalik tarmoq nosozligi joydagi maʼlumotlarni yig‘ishning to‘xtashi yoki maʼlumotlarning yo‘qolishiga bevosita olib kelishining oldini oladi.
3.3 Maʼlumotlarni o‘zgartirish va standartlashtirish
Mijozning IoT platformasida uskunalardan yig‘ilgan maʼlumotlar markaziy tizimga yuborilishidan oldin Edge’da kerakli dastlabki qayta ishlash amalga oshiriladi. Bunga yig‘ilgan xom maʼlumotlarga Scaling Factor’ni qo‘llab, ularni amalda ishlatiladigan qiymatlarga aylantirish, shuningdek, uskunaga xos maʼlumot elementlari nomlarini mijozning IoT platformasida ishlatiladigan standart nomlarga o‘zgartirish kiradi.
Shu tariqa, kerakli qayta ishlash maʼlumotlar hosil bo‘ladigan joyning o‘zida bajariladi va tizim izchil formatlangan, qayta ishlangan maʼlumotlarni markaziy tizimga yuboradigan qilib sozlanadi.
Agar bu o‘zgartirish markaziy tizimda amalga oshirilganida, markaziy tizim har bir turdagi uskuna uchun xom maʼlumotlar qanday ifodalanishini ham bilishi kerak bo‘lardi. Uskuna maʼlumotlari bo‘yicha kerakli o‘zgartirishlarni yuborishdan oldin Edge’da bajarish orqali markaziy tizim har bir uskuna turi foydalanadigan maʼlumotlarni batafsil ifodalash usullariga bog‘liqligini kamaytirishi mumkin.
4. Edge va markaziy tizim o‘rtasida masʼuliyatlarni taqsimlash
Edge Computing’ni qo‘llash barcha funksiyalar Edge’da bajariladi degani emas. Mijozning IoT platformasida masʼuliyatlar funksiya joyning o‘zida samaraliroq bajariladimi yoki bir nechta saytlardan olingan maʼlumotlarni birlashtirish va qayta ishlashni talab qiladimi, shunga qarab Edge va markaziy tizim o‘rtasida taqsimlanadi.
Edge uskunalar bilan bevosita aloqa qilishni yoki maʼlumotlar yig‘ilgandan so‘ng darhol bajarilishni talab qiladigan qayta ishlashni amalga oshiradi. Shuningdek, u markaziy tizim bilan tarmoq aloqasi holatidan qatʼi nazar davom etishi kerak bo‘lgan funksiyalarni bajaradigan qilib sozlangan.
Bunga qarshi ravishda, bir nechta saytlardan yig‘ilgan maʼlumotlarni birlashtirish, saqlash yoki monitoring qilish kabi funksiyalar markaziy tizim tomonidan bajariladi. Alohida saytga emas, balki butun tizim maʼlumotlariga asoslanib qayta ishlanishi kerak bo‘lgan funksiyalar markaziy tizimga joylashtiriladi. Bu bir nechta Edge’larni integratsiyalashgan tarzda boshqarish imkonini beradi.
Edge’da bajariladigan funksiyalarni sozlash va boshqarish ham markaziy tizim orqali amalga oshiriladi. Markaziy tizim maʼlumotlarni yig‘ish va qayta ishlash uchun zarur sozlamalarni boshqaradi va ularni Edge’ga yetkazadi, Edge esa olgan sozlamalar asosida joyning o‘zida haqiqiy maʼlumotlarni yig‘ish va qayta ishlashni amalga oshiradi.
Yakuniy hisobda, mijozning IoT platformasi masʼuliyatlarni taqsimlashda quyidagi asosiy tamoyilni qo‘llaydi: saytlar va uskunalarga yaqin bo‘lishi kerak bo‘lgan funksiyalar Edge’ga, bir nechta saytlarni integratsiyalashgan tarzda boshqarishi va ularning maʼlumotlaridan foydalanishi kerak bo‘lgan funksiyalar esa markaziy tizimga joylashtiriladi.
genie