Edge Computing - Versionsgeschichte

ChristophDemmer: /* Ziele der Technik */

2025-02-21T12:28:25Z

Ziele der Technik

← Nächstältere Version		Version vom 21. Februar 2025, 14:28 Uhr
Zeile 14:		Zeile 14:

	=== Ziele der Technik ===		=== Ziele der Technik ===
	Die bereits angesprochene Verzögerung durch den geografischen Abstand zwischen Einsatzort und Rechenzentrum kann insbesondere in der Industrie Geschäfts- und Produktionsprozesse erheblich beeinträchtigen.<ref name="Jungbäck">{{Internetquelle \|autor=Harald Jungbäck \|url=https://www.industry-of-things.de/ohne-glasfaser-kein-edgecomputing-a-782999/ \|titel=Ohne Glasfaser kein Edge-Computing \|werk=industry-of-things.de \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Bereits 2014 erklärte Ciscos Chef der 2 Internet-of-Things-Sparte Guido Jouret: „Wir verschwenden Zeit und Bandbreite, wenn wir alle Daten von IoT-Devices erst in die Cloud und dann die Antworten wieder zurück ins Netz spielen.“<ref name="Ende">{{Internetquelle \|url=https://www.computerwoche.de/a/laeutet-fog-computing-das-ende-der-cloud-ein,3330809 \|titel=Edge Computing und IoT: Läutet Fog Computing das Ende der Cloud ein? \|werk=computerwoche.de \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Gemäß einer Untersuchung der [[International Data Corporation]] (IDC) von 2018 soll der Anteil der Echtzeitdaten bis 2025 auf 30 Prozent der verarbeiteten Daten steigen.<ref>{{Internetquelle \|autor=Lisa Marie Waschbusch \|url=https://www.industry-of-things.de/anteil-an-echtzeit-daten-soll-bis-2025-auf-30-%20prozent-steigen-a-782609/ \|titel=Anteil an Echtzeit-Daten soll bis 2025 auf 30 Prozent steigen \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Mit der voranschreitenden Verbreitung von IoT steigt die generierte Datenmenge und die „Echtzeit-Relevanz neuer Daten wächst noch schneller als die Datenmenge selbst“.<ref name="Schreiner" /> Mit dem steigenden Anteil an Echtzeitdaten wiederum steigt auch die Bedeutung von Edge Computing. Weiterhin ging aus einer Umfrage durch den Anbieter von IT-Infrastrukturlösungen Vertiv aus dem Jahr 2019 hervor, dass 53 % der Umfrageteilnehmer, welche bereits Edge Computing verwendeten, mit einem deutlichen Anstieg der Nachfrage von Edge-Computing-Standorten von durchschnittlich 226 Prozent bis 2025 rechneten.<ref name="Human/Randerscheinung">{{Internetquelle \|autor=Sebastian Human \|url=https://www.industry-of-things.de/edge-computing-schon-baldkeine-randerscheinung-mehr-a-841355/ \|titel=Edge Computing: schon bald keine Randerscheinung mehr? \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Auch wenn das ursprüngliche Ziel des Edge Computing „nur“ die Reduzierung der physischen Entfernung zu den Rechenzentren war, auch um Übertragungskosten zu reduzieren,<ref>{{Internetquelle \|autor=Keith Shaw \|url=https://www.networkworld.com/article/3224893/what-is-edge-computing-and-how-it-s-changing-the-network.html \|titel=What is edge computing and why does it matter? \|datum=2019-11-13 \|sprache=en \|abruf=2021-06-17}}</ref> tragen das „rasante Wachstum des Internet of Things (IoT) und die Entstehung neuartiger Applikationen, die Daten in Echtzeit benötigen, […] dazu bei, dass Edge-Computing-Systeme immer wichtiger werden und immer häufiger gefragt sind“.<ref name="funktioniert" /> Die Dimension der anfallenden Datenmengen kann man sich anhand eines lebensnahen Beispiels verdeutlichen: Innerhalb von nur 30 Minuten Flugzeit erzeugt eine einzelne Flugzeugturbine etwa 10 Terabyte an Daten (das entspricht etwa 5.000 Stunden HD-Videos), die während des Flugs vor Ort verarbeitet werden müssen.<ref name="Ende" /> Laut einem Bericht des Marktforschungsinstituts Gartner lag die geschätzte Zahl der weltweit verbundenen IoT-Geräte 2020 bei etwa 20,4 Milliarden.<ref name="Kuther">{{Internetquelle \|autor=Margit Kuther \|url=https://www.industry-of-things.de/edgecomputing-mittels-hard-und-softwareloesungen-verbessern-a-861935/ \|titel=Edge Computing mittels Hard- und Softwarelösungen verbessern \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Auch bei der Vernetzung von Produktionsanlagen in der Industrie 4.0 mit der Informations- und Kommunikationstechnik spielt Edge Computing eine große Rolle. In diesem Zusammenhang ist auch die Erweiterung der herkömmlichen Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) zum Edge Controller zu sehen.		Die bereits angesprochene Verzögerung durch den geografischen Abstand zwischen Einsatzort und Rechenzentrum kann insbesondere in der Industrie Geschäfts- und Produktionsprozesse erheblich beeinträchtigen.<ref name="Jungbäck">{{Internetquelle \|autor=Harald Jungbäck \|url=https://www.industry-of-things.de/ohne-glasfaser-kein-edgecomputing-a-782999/ \|titel=Ohne Glasfaser kein Edge-Computing \|werk=industry-of-things.de \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Bereits 2014 erklärte Ciscos Chef der 2 Internet-of-Things-Sparte Guido Jouret: „Wir verschwenden Zeit und Bandbreite, wenn wir alle Daten von IoT-Devices erst in die Cloud und dann die Antworten wieder zurück ins Netz spielen.“<ref name="Ende">{{Internetquelle \|url=https://www.computerwoche.de/a/laeutet-fog-computing-das-ende-der-cloud-ein,3330809 \|titel=Edge Computing und IoT: Läutet Fog Computing das Ende der Cloud ein? \|werk=computerwoche.de \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref>

			Gemäß einer Untersuchung der [[International Data Corporation]] (IDC) von 2018 soll der Anteil der Echtzeitdaten bis 2025 auf 30 Prozent der verarbeiteten Daten steigen.<ref>{{Internetquelle \|autor=Lisa Marie Waschbusch \|url=https://www.industry-of-things.de/anteil-an-echtzeit-daten-soll-bis-2025-auf-30-%20prozent-steigen-a-782609/ \|titel=Anteil an Echtzeit-Daten soll bis 2025 auf 30 Prozent steigen \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Mit der voranschreitenden Verbreitung von IoT steigt die generierte Datenmenge und die „Echtzeit-Relevanz neuer Daten wächst noch schneller als die Datenmenge selbst“.<ref name="Schreiner" /> Mit dem steigenden Anteil an Echtzeitdaten wiederum steigt auch die Bedeutung von Edge Computing. Weiterhin ging aus einer Umfrage durch den Anbieter von IT-Infrastrukturlösungen Vertiv aus dem Jahr 2019 hervor, dass 53 % der Umfrageteilnehmer, welche bereits Edge Computing verwendeten, mit einem deutlichen Anstieg der Nachfrage von Edge-Computing-Standorten von durchschnittlich 226 Prozent bis 2025 rechneten.<ref name="Human/Randerscheinung">{{Internetquelle \|autor=Sebastian Human \|url=https://www.industry-of-things.de/edge-computing-schon-baldkeine-randerscheinung-mehr-a-841355/ \|titel=Edge Computing: schon bald keine Randerscheinung mehr? \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Auch wenn das ursprüngliche Ziel des Edge Computing „nur“ die Reduzierung der physischen Entfernung zu den Rechenzentren war, auch um Übertragungskosten zu reduzieren,<ref>{{Internetquelle \|autor=Keith Shaw \|url=https://www.networkworld.com/article/3224893/what-is-edge-computing-and-how-it-s-changing-the-network.html \|titel=What is edge computing and why does it matter? \|datum=2019-11-13 \|sprache=en \|abruf=2021-06-17}}</ref> tragen das „rasante Wachstum des Internet of Things (IoT) und die Entstehung neuartiger Applikationen, die Daten in Echtzeit benötigen, […] dazu bei, dass Edge-Computing-Systeme immer wichtiger werden und immer häufiger gefragt sind“.<ref name="funktioniert" />

			Die Dimension der anfallenden Datenmengen kann man sich anhand eines lebensnahen Beispiels verdeutlichen: Innerhalb von nur 30 Minuten Flugzeit erzeugt eine einzelne Flugzeugturbine etwa 10 Terabyte an Daten (das entspricht etwa 5.000 Stunden HD-Videos), die während des Flugs vor Ort verarbeitet werden müssen.<ref name="Ende" /> Laut einem Bericht des Marktforschungsinstituts Gartner lag die geschätzte Zahl der weltweit verbundenen IoT-Geräte 2020 bei etwa 20,4 Milliarden.<ref name="Kuther">{{Internetquelle \|autor=Margit Kuther \|url=https://www.industry-of-things.de/edgecomputing-mittels-hard-und-softwareloesungen-verbessern-a-861935/ \|titel=Edge Computing mittels Hard- und Softwarelösungen verbessern \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Auch bei der Vernetzung von Produktionsanlagen in der Industrie 4.0 mit der Informations- und Kommunikationstechnik spielt Edge Computing eine große Rolle. In diesem Zusammenhang ist auch die Erweiterung der herkömmlichen Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) zum Edge Controller zu sehen.

	=== Edge Controller ===		=== Edge Controller ===

PerfektesChaos: tk k

2025-02-10T20:15:39Z

tk k

Änderungen zeigen

2A02:3030:60B:6CB9:1503:6580:6400:12E1: /* Nachteile */Sicherheit ist auch in Rechenzentren nicht stets perfekt…

2024-03-26T10:03:57Z

Nachteile: Sicherheit ist auch in Rechenzentren nicht stets perfekt…

← Nächstältere Version		Version vom 26. März 2024, 12:03 Uhr
Zeile 41:		Zeile 41:
	Auch wenn Edge Computing essenzielle Vorteile bringt, die insbesondere im Kontext von IoT maßgeblich sind, gibt es doch einige Herausforderungen, derer man sich bewusst sein sollte.		Auch wenn Edge Computing essenzielle Vorteile bringt, die insbesondere im Kontext von IoT maßgeblich sind, gibt es doch einige Herausforderungen, derer man sich bewusst sein sollte.

	Wie erwähnt ist ein Vorteil des Edge Computing eine bessere Kontrollierbarkeit vertraulicher Daten. Allerdings können Daten am Netzwerkrand sicherheitstechnisch auch ein Problem darstellen. Bei einer zentralisierten Verarbeitung durch ein Rechenzentrum bzw. eine Cloud kann man sicher sein, dass Vorkehrungen für höchste Sicherheitsstandards vorgenommen wurden und das System regelmäßig auf Schwachstellen überprüft und entsprechend aktualisiert wird. Bei einer dezentralisierten Verarbeitung in der Edge, bei der verschiedenste Geräte eingebunden sein können, trägt der Betreiber diese Verantwortung selbst. In jedem Fall müssen „die beteiligten IT-Spezialisten sich der potenziellen Sicherheitsgefahren von IoT-Devices bewusst“ sein, um sie entsprechend absichern zu können.<ref name=":2" />		Wie erwähnt ist ein Vorteil des Edge Computing eine bessere Kontrollierbarkeit vertraulicher Daten. Allerdings können Daten am Netzwerkrand sicherheitstechnisch auch ein Problem darstellen. Bei einer zentralisierten Verarbeitung durch ein Rechenzentrum bzw. eine Cloud kann man eher sicher sein, dass Vorkehrungen für höchste Sicherheitsstandards vorgenommen wurden und das System regelmäßig auf Schwachstellen überprüft und entsprechend aktualisiert wird. Bei einer dezentralisierten Verarbeitung in der Edge, bei der verschiedenste Geräte eingebunden sein können, trägt der Betreiber diese Verantwortung selbst. In jedem Fall müssen „die beteiligten IT-Spezialisten sich der potenziellen Sicherheitsgefahren von IoT-Devices bewusst“ sein, um sie entsprechend absichern zu können.<ref name=":2" />

	Um die Vorteile von Edge Computing nutzen zu können, müssen die Knoten, d. h. die Geräte, außerdem immer verfügbar sein. Bei Geräten, die weder vor einem Ausfall noch vor Missbrauch besonders gut geschützt sind, kann das jedoch schwierig sein.<ref name=":6" /> Selbst bei ständiger Verfügbarkeit der Knoten in der Edge muss auch die Zuverlässigkeit des Betriebs gewährleistet sein: Das System muss weiterlaufen können, auch wenn einzelne Netzwerkknoten ausfallen<ref name=":2" /> oder die Verbindung zum Rechenzentrum bzw. zur Cloud unterbrochen wird.<ref name=":9">{{Internetquelle \|url=https://www.ge.com/digital/blog/six-important-questions-ask-your-edge-computing-provider \|titel=Six Important Questions to Ask Your Edge Computing Provider {{!}} GE Digital \|sprache=en \|abruf=2021-06-17}}</ref> Das kann eine Herausforderung darstellen, da die Anforderungen an Rechenleistung und Konnektivität der IoT-Geräte während des Betriebs schwanken können. Aber auch ohne aktive Internetverbindung muss das System mit gleicher Verlässlichkeit weiterlaufen, um einen unterbrechungsfreien Betrieb zu gewährleisten. Dies bedeutet zum einen, dass Reaktionen weiter ausgeführt werden können müssen, zum anderen sollten die Daten, die während der Ausfallzeit erhoben und verarbeitet werden, bei erneuter Verbindungsherstellung automatisch synchronisiert und der Betrieb normal fortgesetzt werden können.<ref name=":9" />		Um die Vorteile von Edge Computing nutzen zu können, müssen die Knoten, d. h. die Geräte, außerdem immer verfügbar sein. Bei Geräten, die weder vor einem Ausfall noch vor Missbrauch besonders gut geschützt sind, kann das jedoch schwierig sein.<ref name=":6" /> Selbst bei ständiger Verfügbarkeit der Knoten in der Edge muss auch die Zuverlässigkeit des Betriebs gewährleistet sein: Das System muss weiterlaufen können, auch wenn einzelne Netzwerkknoten ausfallen<ref name=":2" /> oder die Verbindung zum Rechenzentrum bzw. zur Cloud unterbrochen wird.<ref name=":9">{{Internetquelle \|url=https://www.ge.com/digital/blog/six-important-questions-ask-your-edge-computing-provider \|titel=Six Important Questions to Ask Your Edge Computing Provider {{!}} GE Digital \|sprache=en \|abruf=2021-06-17}}</ref> Das kann eine Herausforderung darstellen, da die Anforderungen an Rechenleistung und Konnektivität der IoT-Geräte während des Betriebs schwanken können. Aber auch ohne aktive Internetverbindung muss das System mit gleicher Verlässlichkeit weiterlaufen, um einen unterbrechungsfreien Betrieb zu gewährleisten. Dies bedeutet zum einen, dass Reaktionen weiter ausgeführt werden können müssen, zum anderen sollten die Daten, die während der Ausfallzeit erhoben und verarbeitet werden, bei erneuter Verbindungsherstellung automatisch synchronisiert und der Betrieb normal fortgesetzt werden können.<ref name=":9" />

2A02:3030:60B:6CB9:1503:6580:6400:12E1: /* Beschreibung */Die Behauptung, Datenmengen würden exponentiell steigen, ergibt sich nicht aus der zitierten Quelle. „exponentiell“ hat eine spezifische Bedeutung und heißt nicht nur „sehr stark“.

2024-03-26T10:00:00Z

Beschreibung: Die Behauptung, Datenmengen würden exponentiell steigen, ergibt sich nicht aus der zitierten Quelle. „exponentiell“ hat eine spezifische Bedeutung und heißt nicht nur „sehr stark“.

← Nächstältere Version		Version vom 26. März 2024, 12:00 Uhr
Zeile 4:		Zeile 4:
	Beim ''Edge Computing'' werden Computer-Anwendungen, Daten und Dienste von zentralen Knoten ([[Rechenzentrum\|Rechenzentren]]) weg verlagert. Der Begriff bezieht sich darauf, dass beim Edge Computing die relevanten Operationen am „Rand“ des Netzwerkes geschehen, also in der Netzwerkperipherie.<ref name=":0" /> Diese Operationen können die Erfassung, Aggregation, Aufbereitung und Analyse von Daten bedeuten.<ref name=":1">{{Internetquelle \|autor=Melanie Krauß \|url=https://www.industry-of-things.de/so-funktioniert-edgecomputing-in-der-fertigungshalle-a-889347/ \|titel=So funktioniert Edge Computing in der Fertigungshalle \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Die Berechnungen werden dabei dezentral dort vorgenommen, wo die Daten tatsächlich entstehen beziehungsweise erhoben werden.<ref name=":2">{{Internetquelle \|url=https://www.computerwoche.de/a/was-ist-edge-computing,3550237 \|titel=Wie funktioniert Edge Computing? \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref>		Beim ''Edge Computing'' werden Computer-Anwendungen, Daten und Dienste von zentralen Knoten ([[Rechenzentrum\|Rechenzentren]]) weg verlagert. Der Begriff bezieht sich darauf, dass beim Edge Computing die relevanten Operationen am „Rand“ des Netzwerkes geschehen, also in der Netzwerkperipherie.<ref name=":0" /> Diese Operationen können die Erfassung, Aggregation, Aufbereitung und Analyse von Daten bedeuten.<ref name=":1">{{Internetquelle \|autor=Melanie Krauß \|url=https://www.industry-of-things.de/so-funktioniert-edgecomputing-in-der-fertigungshalle-a-889347/ \|titel=So funktioniert Edge Computing in der Fertigungshalle \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Die Berechnungen werden dabei dezentral dort vorgenommen, wo die Daten tatsächlich entstehen beziehungsweise erhoben werden.<ref name=":2">{{Internetquelle \|url=https://www.computerwoche.de/a/was-ist-edge-computing,3550237 \|titel=Wie funktioniert Edge Computing? \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref>

	Ziel ist es, dass Datenströme ressourcenschonend zumindest teilweise an Ort und Stelle (z. B. direkt am Endgerät oder innerhalb einer Fabrik) verarbeitet werden. In der näheren Vergangenheit wurde der Großteil der anfallenden Berechnungen in Rechenzentren durchgeführt.<ref name=":0" /> Allein durch die physische Distanz entstehen jedoch Verzögerungen in der Datenübertragung, die kurze Reaktionszeiten verhindern. Für eine Übertragung im Millisekundenbereich beispielsweise dürfte das Rechenzentrum nicht mehr als 100 Kilometer vom Entstehungsort der Daten entfernt sein.<ref name=":3">{{Internetquelle \|autor=Deutsche Telekom AG \|url=https://www.telekom.com/de/konzern/details/edge-computing-564064 \|titel=Einfach erklärt: Edge Computing \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Indem der Ort der Berechnung physisch näher an den Ursprung der Daten rückt, können Reaktionszeiten deutlich verkürzt werden.<ref>{{Internetquelle \|url=https://www.ibm.com/de-de/cloud/what-is-edge-computing \|titel=Edge Computing - Was ist Edge Computing? - Deutschland {{!}} IBM \|sprache=de-de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Gleichzeitig können Daten, die für übergeordnete, globale Erkenntnisse relevant sind, vorgefiltert und nur in der tatsächlich benötigten Form an das Rechenzentrum übertragen werden,<ref name=":4">{{Internetquelle \|autor=Sebastian Human \|url=https://www.industry-of-things.de/edge-computing-macht-iiotdatenberge-beherrschbar-a-921660/ \|titel=Edge Computing macht IIoT-Datenberge beherrschbar \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> wodurch die verfügbare Bandbreite effizienter genutzt wird. Seinen Ursprung hat das Konzept des Edge Computing darin, dass bei Anwendungen des [[Internet der Dinge\|Internet of Things]] (IoT) die zu verarbeitenden Datenmengen ~~exponentiell~~ steigen.<ref name=":2" /> Insbesondere bei Anwendungen, die Reaktionen in Echtzeit voraussetzen, ist eine Übertragung all der gesammelten Daten zur Aufbereitung im Rechenzentrum schlicht nicht mehr praktikabel.<ref name=":1" /> Indem zum einen die zu übertragenden Daten vorgefiltert werden und zum anderen Berechnungen direkt vor Ort in physischer Nähe zu den Sensoren und Aktoren durchgeführt werden, begegnet Edge Computing den zwei großen Herausforderungen des Internet of Things: Bandbreitenausnutzung und Echtzeitreaktionen.		Ziel ist es, dass Datenströme ressourcenschonend zumindest teilweise an Ort und Stelle (z. B. direkt am Endgerät oder innerhalb einer Fabrik) verarbeitet werden. In der näheren Vergangenheit wurde der Großteil der anfallenden Berechnungen in Rechenzentren durchgeführt.<ref name=":0" /> Allein durch die physische Distanz entstehen jedoch Verzögerungen in der Datenübertragung, die kurze Reaktionszeiten verhindern. Für eine Übertragung im Millisekundenbereich beispielsweise dürfte das Rechenzentrum nicht mehr als 100 Kilometer vom Entstehungsort der Daten entfernt sein.<ref name=":3">{{Internetquelle \|autor=Deutsche Telekom AG \|url=https://www.telekom.com/de/konzern/details/edge-computing-564064 \|titel=Einfach erklärt: Edge Computing \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Indem der Ort der Berechnung physisch näher an den Ursprung der Daten rückt, können Reaktionszeiten deutlich verkürzt werden.<ref>{{Internetquelle \|url=https://www.ibm.com/de-de/cloud/what-is-edge-computing \|titel=Edge Computing - Was ist Edge Computing? - Deutschland {{!}} IBM \|sprache=de-de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Gleichzeitig können Daten, die für übergeordnete, globale Erkenntnisse relevant sind, vorgefiltert und nur in der tatsächlich benötigten Form an das Rechenzentrum übertragen werden,<ref name=":4">{{Internetquelle \|autor=Sebastian Human \|url=https://www.industry-of-things.de/edge-computing-macht-iiotdatenberge-beherrschbar-a-921660/ \|titel=Edge Computing macht IIoT-Datenberge beherrschbar \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> wodurch die verfügbare Bandbreite effizienter genutzt wird. Seinen Ursprung hat das Konzept des Edge Computing darin, dass bei Anwendungen des [[Internet der Dinge\|Internet of Things]] (IoT) die zu verarbeitenden Datenmengen sehr schnell steigen.<ref name=":2" /> Insbesondere bei Anwendungen, die Reaktionen in Echtzeit voraussetzen, ist eine Übertragung all der gesammelten Daten zur Aufbereitung im Rechenzentrum schlicht nicht mehr praktikabel.<ref name=":1" /> Indem zum einen die zu übertragenden Daten vorgefiltert werden und zum anderen Berechnungen direkt vor Ort in physischer Nähe zu den Sensoren und Aktoren durchgeführt werden, begegnet Edge Computing den zwei großen Herausforderungen des Internet of Things: Bandbreitenausnutzung und Echtzeitreaktionen.

	Dieser Ansatz bietet sich an beim Einsatz von Ressourcen, die nicht permanent mit einem Netzwerk verbunden sind wie [[Controller (Hardware)\|Controller]], [[Notebook]]s, [[Smartphone]]s, [[Tabletcomputer]] und [[Sensor]]en. Edge Computing beinhaltet zahlreiche Techniken wie Sensornetze, mobile Datenerfassung, mobile [[Signaturanalyse (Digitaltechnik)\|Signaturanalyse]], [[Peer-to-Peer]]- sowie [[Ad-hoc-Netz\|Ad-hoc]]-Vernetzung. Bei Fog Computing liegt der Fokus allerdings weniger auf den Endgeräten, sondern vielmehr darauf, die Cloud-Ressourcen näher zu den Anwendungen zu bringen (Dezentralisierung).<ref>{{Internetquelle \|url=https://www.ge.com/digital/blog/what-edge-computing \|titel=Edge computing vs. fog computing \|autor= \|hrsg=General Electric \|werk= \|datum= \|sprache=en \|zugriff=2018-06-04}}</ref>		Dieser Ansatz bietet sich an beim Einsatz von Ressourcen, die nicht permanent mit einem Netzwerk verbunden sind wie [[Controller (Hardware)\|Controller]], [[Notebook]]s, [[Smartphone]]s, [[Tabletcomputer]] und [[Sensor]]en. Edge Computing beinhaltet zahlreiche Techniken wie Sensornetze, mobile Datenerfassung, mobile [[Signaturanalyse (Digitaltechnik)\|Signaturanalyse]], [[Peer-to-Peer]]- sowie [[Ad-hoc-Netz\|Ad-hoc]]-Vernetzung. Bei Fog Computing liegt der Fokus allerdings weniger auf den Endgeräten, sondern vielmehr darauf, die Cloud-Ressourcen näher zu den Anwendungen zu bringen (Dezentralisierung).<ref>{{Internetquelle \|url=https://www.ge.com/digital/blog/what-edge-computing \|titel=Edge computing vs. fog computing \|autor= \|hrsg=General Electric \|werk= \|datum= \|sprache=en \|zugriff=2018-06-04}}</ref>

LichtStrahlen: /* Einsatzgebiete */gegliedert

2024-03-18T20:07:25Z

Einsatzgebiete: gegliedert

← Nächstältere Version		Version vom 18. März 2024, 22:07 Uhr
Zeile 57:		Zeile 57:

	== Einsatzgebiete ==		== Einsatzgebiete ==
	Die Einsatzbereiche für Edge Computing sind vielfältig. Besonders im industriellen Kontext ist Edge Computing sehr vielversprechend, so zum Beispiel in der Logistik (z. B. für das [[Flottenmanagement]] oder automatisierte Warenlager),<ref>{{Internetquelle \|autor=Chris Kelly \|url=https://www.itp.net/infrastructure/cloud/95092-sap-and-microsoft-ink-new-deal-to-boost-edge-and-cloud-computing-in-the-supply-chain-sector \|titel=Sap and Microsoft ink new deal to boost edge and cloud computing in the supply chain sector \|sprache=en \|abruf=2020-12-14}}</ref> in der Produktion (z. B. für den Einsatz von Predictive Maintenance und Digital Twins),<ref name=":1" /> in der Fabrikoptimierung und Gebäudeautomation.<ref name=":8" /> Auch außerhalb der Industrie gibt es zahlreiche Einsatzszenarien für Edge Computing, bei denen die Echtzeitfähigkeit besonders relevant ist. Beispiele sind unter anderem [[autonomes Fahren]], [[Augmented Reality]] und [[Smart City\|Smart Cities]].<ref name=":2" /> Beim autonomen Fahren müssen sämtliche Berechnungen vom Fahrzeug selbst vorgenommen werden können, um nicht von der stabilen Verbindung zu einem Rechenzentrum abhängig zu sein. Auch sind kurze Reaktionszeiten essenziell, da es sonst zu Unfällen kommen kann.<ref name=":5" /> Dennoch kann das Fahrzeug nicht isoliert betrachtet werden, sondern muss mit seiner Umgebung kommunizieren und interagieren. Das autonom fahrende Fahrzeug ist also im Grunde ein „Edge Device“.<ref name=":6" /> Augmented Reality ist die „Verschmelzung von realer und digitaler Welt“.<ref name=":3" /> So kann zum Beispiel dem Träger einer [[AR-Brille]] die Realität angezeigt werden, jedoch überlagert durch zusätzliche digitale Informationen. Dabei ist zu gewährleisten, dass auch bei abrupten Kopfbewegungen „das digitale Bild den realen Objekten in Echtzeit folgen“ kann.<ref name=":3" /> Auch hier ist also eine verzögerungsfreie Übertragung eine grundlegende Voraussetzung. Die intelligente Verkehrssteuerung durch Videokameras ist ein Beispiel, wie Edge Computing im Kontext von Smart Cities zum Einsatz kommen kann.<ref name=":6" /> So könnte sich die Ampelschaltung an vielbefahrenen Straßen und Kreuzungen nach dem Verkehrsaufkommen richten oder nach Linienbussen, um den Fluss der öffentlichen Verkehrsmittel zu optimieren und ihre Nutzung damit attraktiver zu gestalten, und wenn ein Einsatzfahrzeug mit Blaulicht durch die Kameras registriert würde, könnte eine grüne Welle geschaltet werden, um eine schnellere Ankunft zu ermöglichen. Die Analyse und daraus resultierende Reaktion geschähen auch hier direkt vor Ort, ohne die Daten erst an ein Rechenzentrum senden zu müssen.		Die Einsatzbereiche für Edge Computing sind vielfältig. Besonders im industriellen Kontext ist Edge Computing sehr vielversprechend, so zum Beispiel in der Logistik (z. B. für das [[Flottenmanagement]] oder automatisierte Warenlager),<ref>{{Internetquelle \|autor=Chris Kelly \|url=https://www.itp.net/infrastructure/cloud/95092-sap-and-microsoft-ink-new-deal-to-boost-edge-and-cloud-computing-in-the-supply-chain-sector \|titel=Sap and Microsoft ink new deal to boost edge and cloud computing in the supply chain sector \|sprache=en \|abruf=2020-12-14}}</ref> in der Produktion (z. B. für den Einsatz von Predictive Maintenance und Digital Twins),<ref name=":1" /> in der Fabrikoptimierung und Gebäudeautomation.<ref name=":8" />

			Auch außerhalb der Industrie gibt es zahlreiche Einsatzszenarien für Edge Computing, bei denen die Echtzeitfähigkeit besonders relevant ist. Beispiele sind unter anderem [[autonomes Fahren]], [[Augmented Reality]] und [[Smart City\|Smart Cities]].<ref name=":2" /> Beim autonomen Fahren müssen sämtliche Berechnungen vom Fahrzeug selbst vorgenommen werden können, um nicht von der stabilen Verbindung zu einem Rechenzentrum abhängig zu sein. Auch sind kurze Reaktionszeiten essenziell, da es sonst zu Unfällen kommen kann.<ref name=":5" /> Dennoch kann das Fahrzeug nicht isoliert betrachtet werden, sondern muss mit seiner Umgebung kommunizieren und interagieren. Das autonom fahrende Fahrzeug ist also im Grunde ein „Edge Device“.<ref name=":6" /> Augmented Reality ist die „Verschmelzung von realer und digitaler Welt“.<ref name=":3" /> So kann zum Beispiel dem Träger einer [[AR-Brille]] die Realität angezeigt werden, jedoch überlagert durch zusätzliche digitale Informationen. Dabei ist zu gewährleisten, dass auch bei abrupten Kopfbewegungen „das digitale Bild den realen Objekten in Echtzeit folgen“ kann.<ref name=":3" /> Auch hier ist also eine verzögerungsfreie Übertragung eine grundlegende Voraussetzung. Die intelligente Verkehrssteuerung durch Videokameras ist ein Beispiel, wie Edge Computing im Kontext von Smart Cities zum Einsatz kommen kann.<ref name=":6" /> So könnte sich die Ampelschaltung an vielbefahrenen Straßen und Kreuzungen nach dem Verkehrsaufkommen richten oder nach Linienbussen, um den Fluss der öffentlichen Verkehrsmittel zu optimieren und ihre Nutzung damit attraktiver zu gestalten, und wenn ein Einsatzfahrzeug mit Blaulicht durch die Kameras registriert würde, könnte eine grüne Welle geschaltet werden, um eine schnellere Ankunft zu ermöglichen. Die Analyse und daraus resultierende Reaktion geschähen auch hier direkt vor Ort, ohne die Daten erst an ein Rechenzentrum senden zu müssen.

	== Anwendungsbeispiele aus der Praxis ==		== Anwendungsbeispiele aus der Praxis ==

LichtStrahlen: /* Nachteile */gegliedert

2024-03-18T20:05:42Z

Nachteile: gegliedert

← Nächstältere Version		Version vom 18. März 2024, 22:05 Uhr
Zeile 39:		Zeile 39:

	=== Nachteile ===		=== Nachteile ===
			Auch wenn Edge Computing essenzielle Vorteile bringt, die insbesondere im Kontext von IoT maßgeblich sind, gibt es doch einige Herausforderungen, derer man sich bewusst sein sollte.
⚫	Auch wenn Edge Computing essenzielle Vorteile bringt, die insbesondere im Kontext von IoT maßgeblich sind, gibt es doch einige Herausforderungen, derer man sich bewusst sein sollte. Wie erwähnt ist ein Vorteil des Edge Computing eine bessere Kontrollierbarkeit vertraulicher Daten. Allerdings können Daten am Netzwerkrand sicherheitstechnisch auch ein Problem darstellen. Bei einer zentralisierten Verarbeitung durch ein Rechenzentrum bzw. eine Cloud kann man sicher sein, dass Vorkehrungen für höchste Sicherheitsstandards vorgenommen wurden und das System regelmäßig auf Schwachstellen überprüft und entsprechend aktualisiert wird. Bei einer dezentralisierten Verarbeitung in der Edge, bei der verschiedenste Geräte eingebunden sein können, trägt der Betreiber diese Verantwortung selbst. In jedem Fall müssen „die beteiligten IT-Spezialisten sich der potenziellen Sicherheitsgefahren von IoT-Devices bewusst“ sein, um sie entsprechend absichern zu können.<ref name=":2" /> Um die Vorteile von Edge Computing nutzen zu können, müssen die Knoten, d. h. die Geräte, außerdem immer verfügbar sein. Bei Geräten, die weder vor einem Ausfall noch vor Missbrauch besonders gut geschützt sind, kann das jedoch schwierig sein.<ref name=":6" /> Selbst bei ständiger Verfügbarkeit der Knoten in der Edge muss auch die Zuverlässigkeit des Betriebs gewährleistet sein: Das System muss weiterlaufen können, auch wenn einzelne Netzwerkknoten ausfallen<ref name=":2" /> oder die Verbindung zum Rechenzentrum bzw. zur Cloud unterbrochen wird.<ref name=":9">{{Internetquelle \|url=https://www.ge.com/digital/blog/six-important-questions-ask-your-edge-computing-provider \|titel=Six Important Questions to Ask Your Edge Computing Provider {{!}} GE Digital \|sprache=en \|abruf=2021-06-17}}</ref> Das kann eine Herausforderung darstellen, da die Anforderungen an Rechenleistung und Konnektivität der IoT-Geräte während des Betriebs schwanken können. Aber auch ohne aktive Internetverbindung muss das System mit gleicher Verlässlichkeit weiterlaufen, um einen unterbrechungsfreien Betrieb zu gewährleisten. Dies bedeutet zum einen, dass Reaktionen weiter ausgeführt werden können müssen, zum anderen sollten die Daten, die während der Ausfallzeit erhoben und verarbeitet werden, bei erneuter Verbindungsherstellung automatisch synchronisiert und der Betrieb normal fortgesetzt werden können.<ref name=":9" /> Ein weiterer Nachteil des Edge Computing, der für viele Unternehmen ein Hindernis bei der Umsetzung sein könnte, ist die aufwändige Ersteinrichtung.<ref name=":9" /> Damit zusammen hängt auch der Fachkräftemangel.<ref name=":7" /> Selbst nach Einrichtung eines Edge Computing Systems braucht es geschultes Personal, das die Wartung vor Ort vornehmen kann, und da beim Edge Computing als dezentralem System mehr Standorte verwendet werden als bei zentralen Rechenzentren, sind entsprechend mehr Fachkräfte zur Wartung und zum Management des Edge Computing Systems notwendig.<ref name=":7" /> Die Nachteile bzw. Herausforderungen des Edge Computing lassen sich folgendermaßen zusammenfassen:

			Wie erwähnt ist ein Vorteil des Edge Computing eine bessere Kontrollierbarkeit vertraulicher Daten. Allerdings können Daten am Netzwerkrand sicherheitstechnisch auch ein Problem darstellen. Bei einer zentralisierten Verarbeitung durch ein Rechenzentrum bzw. eine Cloud kann man sicher sein, dass Vorkehrungen für höchste Sicherheitsstandards vorgenommen wurden und das System regelmäßig auf Schwachstellen überprüft und entsprechend aktualisiert wird. Bei einer dezentralisierten Verarbeitung in der Edge, bei der verschiedenste Geräte eingebunden sein können, trägt der Betreiber diese Verantwortung selbst. In jedem Fall müssen „die beteiligten IT-Spezialisten sich der potenziellen Sicherheitsgefahren von IoT-Devices bewusst“ sein, um sie entsprechend absichern zu können.<ref name=":2" />

		⚫	Um die Vorteile von Edge Computing nutzen zu können, müssen die Knoten, d. h. die Geräte, außerdem immer verfügbar sein. Bei Geräten, die weder vor einem Ausfall noch vor Missbrauch besonders gut geschützt sind, kann das jedoch schwierig sein.<ref name=":6" /> Selbst bei ständiger Verfügbarkeit der Knoten in der Edge muss auch die Zuverlässigkeit des Betriebs gewährleistet sein: Das System muss weiterlaufen können, auch wenn einzelne Netzwerkknoten ausfallen<ref name=":2" /> oder die Verbindung zum Rechenzentrum bzw. zur Cloud unterbrochen wird.<ref name=":9">{{Internetquelle \|url=https://www.ge.com/digital/blog/six-important-questions-ask-your-edge-computing-provider \|titel=Six Important Questions to Ask Your Edge Computing Provider {{!}} GE Digital \|sprache=en \|abruf=2021-06-17}}</ref> Das kann eine Herausforderung darstellen, da die Anforderungen an Rechenleistung und Konnektivität der IoT-Geräte während des Betriebs schwanken können. Aber auch ohne aktive Internetverbindung muss das System mit gleicher Verlässlichkeit weiterlaufen, um einen unterbrechungsfreien Betrieb zu gewährleisten. Dies bedeutet zum einen, dass Reaktionen weiter ausgeführt werden können müssen, zum anderen sollten die Daten, die während der Ausfallzeit erhoben und verarbeitet werden, bei erneuter Verbindungsherstellung automatisch synchronisiert und der Betrieb normal fortgesetzt werden können.<ref name=":9" />

			Ein weiterer Nachteil des Edge Computing, der für viele Unternehmen ein Hindernis bei der Umsetzung sein könnte, ist die aufwändige Ersteinrichtung.<ref name=":9" /> Damit zusammen hängt auch der Fachkräftemangel.<ref name=":7" /> Selbst nach Einrichtung eines Edge Computing Systems braucht es geschultes Personal, das die Wartung vor Ort vornehmen kann, und da beim Edge Computing als dezentralem System mehr Standorte verwendet werden als bei zentralen Rechenzentren, sind entsprechend mehr Fachkräfte zur Wartung und zum Management des Edge Computing Systems notwendig.<ref name=":7" />

			Die Nachteile bzw. Herausforderungen des Edge Computing lassen sich folgendermaßen zusammenfassen:

	* Sicherheit der Daten muss gewährleistet sein		* Sicherheit der Daten muss gewährleistet sein

LichtStrahlen: /* Vorteile */gegliedert

2024-03-18T20:04:05Z

Vorteile: gegliedert

← Nächstältere Version		Version vom 18. März 2024, 22:04 Uhr
Zeile 20:		Zeile 20:

	=== Vorteile ===		=== Vorteile ===
	Der größte Vorteil des Edge Computing ist die Echtzeitfähigkeit der Datenerhebung und -verarbeitung. Da immer mehr Unternehmen Echtzeit-Applikationen anbieten, ist dieser Vorteil für sie oft erfolgskritisch.<ref name=":2" /> Indem Daten vorgefiltert und -verarbeitet werden, sodass weniger Daten tatsächlich an das Rechenzentrum gesendet werden, werden die vorhandenen Leitungen weniger stark ausgelastet. Das hat unmittelbare finanzielle Auswirkungen, da die Unternehmen Kosten sparen können „in Sachen Bandbreite, Datenvolumen und Cloud-Speicherplatz“, wenn die Datenverarbeitung lokal vorgenommen wird.<ref name=":2" /> Im ländlichen Raum kann jedoch noch hinzukommen, dass die Netzanbindung schlicht nicht ausreichend ist, um ständig große Datenmengen hochzuladen, sodass beispielsweise Cloud Computing für viele Unternehmen im ländlichen Raum schlicht nicht möglich ist.<ref name=":4" /> Für diese Unternehmen kann es sehr wertvoll sein, durch die dezentralisierte Edge-Infrastruktur ihre Bandbreite für andere Dinge zu sparen. Das heißt jedoch nicht, dass nicht auch die Vorteile des Cloud-Computing genutzt werden können, beispielsweise im Kontext von Künstlicher Intelligenz: Modelle, die in der Cloud erstellt und trainiert wurden, können trotzdem lokal ausgeführt werden.<ref>{{Internetquelle \|url=https://azure.microsoft.com/de-de/services/iot-edge/ \|titel=IoT Edge {{!}} Microsoft Azure \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Darüber hinaus hat die lokale Verarbeitung der Daten den Vorteil, dass vertrauliche Daten das lokale Netz des Unternehmens nicht verlassen müssen. Das ist sowohl relevant bei sensiblen firmeninternen Daten<ref name=":2" /> als auch bei Daten und Informationen, die aus rechtlichen oder regulatorischen Gründen (z. B. zur Einhaltung der DSGVO oder handelsrechtlicher Richtlinien) nicht auf ausländischen Servern gespeichert werden dürfen.<ref name=":4" />,<ref name=":6" /> Die Vorteile des Edge Computing lassen sich folgendermaßen zusammenfassen:<ref name=":4" />		Der größte Vorteil des Edge Computing ist die Echtzeitfähigkeit der Datenerhebung und -verarbeitung. Da immer mehr Unternehmen Echtzeit-Applikationen anbieten, ist dieser Vorteil für sie oft erfolgskritisch.<ref name=":2" /> Indem Daten vorgefiltert und -verarbeitet werden, sodass weniger Daten tatsächlich an das Rechenzentrum gesendet werden, werden die vorhandenen Leitungen weniger stark ausgelastet. Das hat unmittelbare finanzielle Auswirkungen, da die Unternehmen Kosten sparen können „in Sachen Bandbreite, Datenvolumen und Cloud-Speicherplatz“, wenn die Datenverarbeitung lokal vorgenommen wird.<ref name=":2" />

			Im ländlichen Raum kann jedoch noch hinzukommen, dass die Netzanbindung schlicht nicht ausreichend ist, um ständig große Datenmengen hochzuladen, sodass beispielsweise Cloud Computing für viele Unternehmen im ländlichen Raum schlicht nicht möglich ist.<ref name=":4" /> Für diese Unternehmen kann es sehr wertvoll sein, durch die dezentralisierte Edge-Infrastruktur ihre Bandbreite für andere Dinge zu sparen. Das heißt jedoch nicht, dass nicht auch die Vorteile des Cloud-Computing genutzt werden können, beispielsweise im Kontext von Künstlicher Intelligenz: Modelle, die in der Cloud erstellt und trainiert wurden, können trotzdem lokal ausgeführt werden.<ref>{{Internetquelle \|url=https://azure.microsoft.com/de-de/services/iot-edge/ \|titel=IoT Edge {{!}} Microsoft Azure \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref>

			Darüber hinaus hat die lokale Verarbeitung der Daten den Vorteil, dass vertrauliche Daten das lokale Netz des Unternehmens nicht verlassen müssen. Das ist sowohl relevant bei sensiblen firmeninternen Daten<ref name=":2" /> als auch bei Daten und Informationen, die aus rechtlichen oder regulatorischen Gründen (z. B. zur Einhaltung der DSGVO oder handelsrechtlicher Richtlinien) nicht auf ausländischen Servern gespeichert werden dürfen.<ref name=":4" />,<ref name=":6" />

			Die Vorteile des Edge Computing lassen sich folgendermaßen zusammenfassen:<ref name=":4" />

	* Minimierung von Latenzzeiten		* Minimierung von Latenzzeiten

LichtStrahlen: /* Anwendungsbeispiele aus der Praxis */gegliedert

2024-03-18T20:00:11Z

Anwendungsbeispiele aus der Praxis: gegliedert

← Nächstältere Version		Version vom 18. März 2024, 22:00 Uhr
Zeile 46:		Zeile 46:

	== Anwendungsbeispiele aus der Praxis ==		== Anwendungsbeispiele aus der Praxis ==
			Es gibt bereits zahlreiche Anwendungsbeispiele aus der Praxis, in denen Edge Computing zum Einsatz kommt.
⚫	Es gibt bereits zahlreiche Anwendungsbeispiele aus der Praxis, in denen Edge Computing zum Einsatz kommt. Ein alltägliches Beispiel ist die [[Gesichtserkennung]] aktueller Smartphones, die zum Einsatz kommt, um das Gerät zu entsperren.<ref name=":2" /> Ohne Edge Computing müsste das Gerät zunächst die Daten an eine Cloud-Instanz schicken und die Rückmeldung abwarten. Stattdessen kann der Algorithmus lokal auf dem Gerät ausgeführt werden und auch ohne aktive Verbindung das Gerät freischalten. Ein Beispiel aus dem Bereich Smart Cities ist ein Projekt zum Autonomen Fahren in Ulm, an dem unter anderem Bosch und die Universität Ulm beteiligt sind.<ref>{{cite web \| url=https://www.uni-ulm.de/forschung/forschungsschwerpunkte/autonomes-fahren-und-intelligente-fahrzeugsysteme/ \| title=Autonomes Fahren und intelligente Fahrzeugsysteme \| publisher=Universität Ulm \| accessdate=2021-06-20}}</ref> Da Kreuzungen für autonom fahrende Fahrzeuge besonders herausfordernde Situationen darstellen, wurde in diesem Kontext untersucht, „wie Sensoren in der Infrastruktur und schnell übermittelte Daten helfen“.<ref name=":10">{{Internetquelle \|autor=heise online \|url=https://www.heise.de/news/Mobile-Edge-Computing-Strassenlaternen-fuehren-autonome-Autos-4849033.html \|titel=Mobile Edge Computing: Straßenlaternen führen autonome Autos \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Die in den Fahrzeugen selbst verbauten Sensoren reichen für die Erfassung komplexer Verkehrssituationen oft nicht aus, sodass vorhandene Verkehrsinfrastruktur verwendet wird, um Sensoren zu installieren. In Ulm wurden in einer Pilotanlage Video- und Lidar-Sensoren an Straßenlaternen installiert, um das Umfeld erfassen zu können. Auf diese Weise sollten auch verdeckte Fußgänger, kreuzende Fahrradfahrer und anfahrende Linienbusse vom System erkannt und die Information an das autonom fahrende Testfahrzeug weitergegeben werden können. Die Verarbeitung der Echtzeitdaten geschah dabei durch sogenannte „Mobile Edge Computing Server (MEC-Server), die in das Mobilfunknetz integriert sind“.<ref name=":10" /> Die erfassten Sensordaten werden mit den durch die Fahrzeugsensoren ermittelten Daten sowie HD-Kartenmaterial kombiniert, um ein „lokales Umfeldmodell der aktuellen Verkehrssituation“ zu erstellen und an die Fahrzeuge zu senden.<ref name=":10" /> Ein Beispiel für Edge Computing aus dem industriellen Umfeld ist der Einsatz von Azure IoT Edge der Firma Microsoft für eine Predictive-Maintenance-Lösung bei Schneider Electric.<ref name=":11">{{Internetquelle \|url=https://www.computerwoche.de/a/microsoft-schliesst-edge-computing-luecke,3545306 \|titel=Azure IoT Edge allgemein verfügbar: Microsoft schließt Edge-Computing-Lücke \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref><ref name=":12">{{Internetquelle \|url=https://azure.microsoft.com/de-de/blog/microsoft-azure-enables-a-new-wave-of-edge-computing-here-s-how/ \|titel=So revolutioniert Microsoft Azure das Edgecomputing. {{!}} Azure-Blog und -Updates{{!}} Microsoft Azure \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Probleme an Gas- und Ölpumpen werden durch Predictive Analytics in Echtzeit erkannt und diese heruntergefahren, sobald ein Problem erkannt wurde – und zwar bevor die eigentlichen Schäden entstehen. Auf diese Weise werden gleichzeitig die Maschinen geschützt und Umweltschäden verhindert.<ref name=":12" /> Einen ähnlichen Anwendungsfall stellt General Electric (GE) vor: Abhitzedampferzeuger sind extremen Bedingungen ausgesetzt, sodass es zwangsweise zu Materialermüdung kommt. GE nutzt Edge-Techniken, um die Lebenserwartung der Komponenten basierend auf Sensordaten zu schätzen.<ref name=":9" /> Auch in der Landwirtschaft kann Edge Computing eingesetzt werden, wie das Projekt FarmBeats von Microsoft zeigt.<ref>{{Internetquelle \|url=https://www.microsoft.com/en-us/research/project/farmbeats-iot-agriculture/ \|titel=FarmBeats: AI, Edge & IoT for Agriculture \|werk=Microsoft Research \|sprache=en-US \|abruf=2021-06-17}}</ref> Drohnen nehmen Bilder der Felder aus der Vogelperspektive auf und diese Bilder werden zunächst zusammengefügt und zu einer Heatmap kombiniert. Sensoren im Boden messen außerdem die Feuchte und Temperatur und die gewonnenen Daten werden gemeinsam mit den Bilddaten von Machine-LearningAlgorithmen untersucht, um „Krankheiten, Schädlingsbefall oder andere Probleme, die den Ertrag verringern könnten“ frühzeitig zu erkennen und Gegenmaßnahmen ergreifen zu können.<ref name=":11" /> Das Ziel ist, die Produktivität zu steigern und die Kosten zu reduzieren.

			Ein alltägliches Beispiel ist die [[Gesichtserkennung]] aktueller Smartphones, die zum Einsatz kommt, um das Gerät zu entsperren.<ref name=":2" /> Ohne Edge Computing müsste das Gerät zunächst die Daten an eine Cloud-Instanz schicken und die Rückmeldung abwarten. Stattdessen kann der Algorithmus lokal auf dem Gerät ausgeführt werden und auch ohne aktive Verbindung das Gerät freischalten.

		⚫	Ein Beispiel aus dem Bereich Smart Cities ist ein Projekt zum Autonomen Fahren in Ulm, an dem unter anderem Bosch und die Universität Ulm beteiligt sind.<ref>{{cite web \| url=https://www.uni-ulm.de/forschung/forschungsschwerpunkte/autonomes-fahren-und-intelligente-fahrzeugsysteme/ \| title=Autonomes Fahren und intelligente Fahrzeugsysteme \| publisher=Universität Ulm \| accessdate=2021-06-20}}</ref> Da Kreuzungen für autonom fahrende Fahrzeuge besonders herausfordernde Situationen darstellen, wurde in diesem Kontext untersucht, „wie Sensoren in der Infrastruktur und schnell übermittelte Daten helfen“.<ref name=":10">{{Internetquelle \|autor=heise online \|url=https://www.heise.de/news/Mobile-Edge-Computing-Strassenlaternen-fuehren-autonome-Autos-4849033.html \|titel=Mobile Edge Computing: Straßenlaternen führen autonome Autos \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Die in den Fahrzeugen selbst verbauten Sensoren reichen für die Erfassung komplexer Verkehrssituationen oft nicht aus, sodass vorhandene Verkehrsinfrastruktur verwendet wird, um Sensoren zu installieren. In Ulm wurden in einer Pilotanlage Video- und Lidar-Sensoren an Straßenlaternen installiert, um das Umfeld erfassen zu können. Auf diese Weise sollten auch verdeckte Fußgänger, kreuzende Fahrradfahrer und anfahrende Linienbusse vom System erkannt und die Information an das autonom fahrende Testfahrzeug weitergegeben werden können. Die Verarbeitung der Echtzeitdaten geschah dabei durch sogenannte „Mobile Edge Computing Server (MEC-Server), die in das Mobilfunknetz integriert sind“.<ref name=":10" /> Die erfassten Sensordaten werden mit den durch die Fahrzeugsensoren ermittelten Daten sowie HD-Kartenmaterial kombiniert, um ein „lokales Umfeldmodell der aktuellen Verkehrssituation“ zu erstellen und an die Fahrzeuge zu senden.<ref name=":10" />

			Ein Beispiel für Edge Computing aus dem industriellen Umfeld ist der Einsatz von Azure IoT Edge der Firma Microsoft für eine Predictive-Maintenance-Lösung bei Schneider Electric.<ref name=":11">{{Internetquelle \|url=https://www.computerwoche.de/a/microsoft-schliesst-edge-computing-luecke,3545306 \|titel=Azure IoT Edge allgemein verfügbar: Microsoft schließt Edge-Computing-Lücke \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref><ref name=":12">{{Internetquelle \|url=https://azure.microsoft.com/de-de/blog/microsoft-azure-enables-a-new-wave-of-edge-computing-here-s-how/ \|titel=So revolutioniert Microsoft Azure das Edgecomputing. {{!}} Azure-Blog und -Updates{{!}} Microsoft Azure \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Probleme an Gas- und Ölpumpen werden durch Predictive Analytics in Echtzeit erkannt und diese heruntergefahren, sobald ein Problem erkannt wurde – und zwar bevor die eigentlichen Schäden entstehen. Auf diese Weise werden gleichzeitig die Maschinen geschützt und Umweltschäden verhindert.<ref name=":12" />

			Einen ähnlichen Anwendungsfall stellt General Electric (GE) vor: Abhitzedampferzeuger sind extremen Bedingungen ausgesetzt, sodass es zwangsweise zu Materialermüdung kommt. GE nutzt Edge-Techniken, um die Lebenserwartung der Komponenten basierend auf Sensordaten zu schätzen.<ref name=":9" />

			Auch in der Landwirtschaft kann Edge Computing eingesetzt werden, wie das Projekt FarmBeats von Microsoft zeigt.<ref>{{Internetquelle \|url=https://www.microsoft.com/en-us/research/project/farmbeats-iot-agriculture/ \|titel=FarmBeats: AI, Edge & IoT for Agriculture \|werk=Microsoft Research \|sprache=en-US \|abruf=2021-06-17}}</ref> Drohnen nehmen Bilder der Felder aus der Vogelperspektive auf und diese Bilder werden zunächst zusammengefügt und zu einer Heatmap kombiniert. Sensoren im Boden messen außerdem die Feuchte und Temperatur und die gewonnenen Daten werden gemeinsam mit den Bilddaten von Machine-LearningAlgorithmen untersucht, um „Krankheiten, Schädlingsbefall oder andere Probleme, die den Ertrag verringern könnten“ frühzeitig zu erkennen und Gegenmaßnahmen ergreifen zu können.<ref name=":11" /> Das Ziel ist, die Produktivität zu steigern und die Kosten zu reduzieren.

	== Siehe auch ==		== Siehe auch ==

Visualnarrative: Interwikilink entfernt

2023-12-19T18:37:32Z

Interwikilink entfernt

← Nächstältere Version		Version vom 19. Dezember 2023, 20:37 Uhr
Zeile 50:		Zeile 50:
	== Siehe auch ==		== Siehe auch ==
	* [[Eingebettetes System]]		* [[Eingebettetes System]]
	* [[:en:Mobile edge computing\|Mobile Edge Computing]] (engl.)

	== Weblinks ==		== Weblinks ==

Aka: /* Nachteile */ Tippfehler entfernt

2023-07-01T08:03:36Z

Nachteile: Tippfehler entfernt

← Nächstältere Version		Version vom 1. Juli 2023, 10:03 Uhr
Zeile 33:		Zeile 33:

	=== Nachteile ===		=== Nachteile ===
	Auch wenn Edge Computing essenzielle Vorteile bringt, die insbesondere im Kontext von IoT maßgeblich sind, gibt es doch einige Herausforderungen, derer man sich bewusst sein sollte. Wie erwähnt ist ein Vorteil des Edge Computing eine bessere Kontrollierbarkeit vertraulicher Daten. Allerdings können Daten am Netzwerkrand sicherheitstechnisch auch ein Problem darstellen. Bei einer zentralisierten Verarbeitung durch ein Rechenzentrum bzw. eine Cloud kann man sicher sein, dass Vorkehrungen für höchste Sicherheitsstandards vorgenommen wurden und das System regelmäßig auf Schwachstellen überprüft und entsprechend aktualisiert wird. Bei einer dezentralisierten Verarbeitung in der Edge, bei der verschiedenste Geräte eingebunden sein können, trägt der Betreiber diese Verantwortung selbst. In jedem Fall müssen „die beteiligten IT-Spezialisten sich der potenziellen Sicherheitsgefahren von IoT-Devices bewusst“ sein, um sie entsprechend absichern zu können.<ref name=":2" /> Um die Vorteile von Edge Computing nutzen zu können, müssen die Knoten, d. h. die Geräte, außerdem immer verfügbar sein. Bei Geräten, die weder vor einem Ausfall noch vor Missbrauch besonders gut geschützt sind, kann das jedoch schwierig sein.<ref name=":6" /> Selbst bei ständiger Verfügbarkeit der Knoten in der Edge muss auch die Zuverlässigkeit des Betriebs gewährleistet sein: Das System muss weiterlaufen können, auch wenn einzelne Netzwerkknoten ausfallen<ref name=":2" /> oder die Verbindung zum Rechenzentrum bzw. zur Cloud unterbrochen wird.<ref name=":9">{{Internetquelle \|url=https://www.ge.com/digital/blog/six-important-questions-ask-your-edge-computing-provider \|titel=Six Important Questions to Ask Your Edge Computing Provider {{!}} GE Digital \|sprache=en \|abruf=2021-06-17}}</ref> Das kann eine Herausforderung darstellen, da die Anforderungen an Rechenleistung und Konnektivität der IoT-Geräte während des Betriebs schwanken können. Aber auch ohne aktive Internetverbindung muss das System mit gleicher Verlässlichkeit weiterlaufen, um einen unterbrechungsfreien Betrieb zu gewährleisten. Dies bedeutet zum ~~Einen~~, dass Reaktionen weiter ausgeführt werden können müssen, zum ~~Anderen~~ sollten die Daten, die während der Ausfallzeit erhoben und verarbeitet werden, bei erneuter Verbindungsherstellung automatisch synchronisiert und der Betrieb normal fortgesetzt werden können.<ref name=":9" /> Ein weiterer Nachteil des Edge Computing, der für viele Unternehmen ein Hindernis bei der Umsetzung sein könnte, ist die aufwändige Ersteinrichtung.<ref name=":9" /> Damit zusammen hängt auch der Fachkräftemangel.<ref name=":7" /> Selbst nach Einrichtung eines Edge Computing Systems braucht es geschultes Personal, das die Wartung vor Ort vornehmen kann, und da beim Edge Computing als dezentralem System mehr Standorte verwendet werden als bei zentralen Rechenzentren, sind entsprechend mehr Fachkräfte zur Wartung und zum Management des Edge Computing Systems notwendig.<ref name=":7" /> Die Nachteile bzw. Herausforderungen des Edge Computing lassen sich folgendermaßen zusammenfassen:		Auch wenn Edge Computing essenzielle Vorteile bringt, die insbesondere im Kontext von IoT maßgeblich sind, gibt es doch einige Herausforderungen, derer man sich bewusst sein sollte. Wie erwähnt ist ein Vorteil des Edge Computing eine bessere Kontrollierbarkeit vertraulicher Daten. Allerdings können Daten am Netzwerkrand sicherheitstechnisch auch ein Problem darstellen. Bei einer zentralisierten Verarbeitung durch ein Rechenzentrum bzw. eine Cloud kann man sicher sein, dass Vorkehrungen für höchste Sicherheitsstandards vorgenommen wurden und das System regelmäßig auf Schwachstellen überprüft und entsprechend aktualisiert wird. Bei einer dezentralisierten Verarbeitung in der Edge, bei der verschiedenste Geräte eingebunden sein können, trägt der Betreiber diese Verantwortung selbst. In jedem Fall müssen „die beteiligten IT-Spezialisten sich der potenziellen Sicherheitsgefahren von IoT-Devices bewusst“ sein, um sie entsprechend absichern zu können.<ref name=":2" /> Um die Vorteile von Edge Computing nutzen zu können, müssen die Knoten, d. h. die Geräte, außerdem immer verfügbar sein. Bei Geräten, die weder vor einem Ausfall noch vor Missbrauch besonders gut geschützt sind, kann das jedoch schwierig sein.<ref name=":6" /> Selbst bei ständiger Verfügbarkeit der Knoten in der Edge muss auch die Zuverlässigkeit des Betriebs gewährleistet sein: Das System muss weiterlaufen können, auch wenn einzelne Netzwerkknoten ausfallen<ref name=":2" /> oder die Verbindung zum Rechenzentrum bzw. zur Cloud unterbrochen wird.<ref name=":9">{{Internetquelle \|url=https://www.ge.com/digital/blog/six-important-questions-ask-your-edge-computing-provider \|titel=Six Important Questions to Ask Your Edge Computing Provider {{!}} GE Digital \|sprache=en \|abruf=2021-06-17}}</ref> Das kann eine Herausforderung darstellen, da die Anforderungen an Rechenleistung und Konnektivität der IoT-Geräte während des Betriebs schwanken können. Aber auch ohne aktive Internetverbindung muss das System mit gleicher Verlässlichkeit weiterlaufen, um einen unterbrechungsfreien Betrieb zu gewährleisten. Dies bedeutet zum einen, dass Reaktionen weiter ausgeführt werden können müssen, zum anderen sollten die Daten, die während der Ausfallzeit erhoben und verarbeitet werden, bei erneuter Verbindungsherstellung automatisch synchronisiert und der Betrieb normal fortgesetzt werden können.<ref name=":9" /> Ein weiterer Nachteil des Edge Computing, der für viele Unternehmen ein Hindernis bei der Umsetzung sein könnte, ist die aufwändige Ersteinrichtung.<ref name=":9" /> Damit zusammen hängt auch der Fachkräftemangel.<ref name=":7" /> Selbst nach Einrichtung eines Edge Computing Systems braucht es geschultes Personal, das die Wartung vor Ort vornehmen kann, und da beim Edge Computing als dezentralem System mehr Standorte verwendet werden als bei zentralen Rechenzentren, sind entsprechend mehr Fachkräfte zur Wartung und zum Management des Edge Computing Systems notwendig.<ref name=":7" /> Die Nachteile bzw. Herausforderungen des Edge Computing lassen sich folgendermaßen zusammenfassen:

	* Sicherheit der Daten muss gewährleistet sein		* Sicherheit der Daten muss gewährleistet sein

← Nächstältere Version		Version vom 26. März 2024, 12:00 Uhr
Zeile 4:		Zeile 4:
	Beim ''Edge Computing'' werden Computer-Anwendungen, Daten und Dienste von zentralen Knoten ([[Rechenzentrum\|Rechenzentren]]) weg verlagert. Der Begriff bezieht sich darauf, dass beim Edge Computing die relevanten Operationen am „Rand“ des Netzwerkes geschehen, also in der Netzwerkperipherie.<ref name=":0" /> Diese Operationen können die Erfassung, Aggregation, Aufbereitung und Analyse von Daten bedeuten.<ref name=":1">{{Internetquelle \|autor=Melanie Krauß \|url=https://www.industry-of-things.de/so-funktioniert-edgecomputing-in-der-fertigungshalle-a-889347/ \|titel=So funktioniert Edge Computing in der Fertigungshalle \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Die Berechnungen werden dabei dezentral dort vorgenommen, wo die Daten tatsächlich entstehen beziehungsweise erhoben werden.<ref name=":2">{{Internetquelle \|url=https://www.computerwoche.de/a/was-ist-edge-computing,3550237 \|titel=Wie funktioniert Edge Computing? \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref>		Beim ''Edge Computing'' werden Computer-Anwendungen, Daten und Dienste von zentralen Knoten ([[Rechenzentrum\|Rechenzentren]]) weg verlagert. Der Begriff bezieht sich darauf, dass beim Edge Computing die relevanten Operationen am „Rand“ des Netzwerkes geschehen, also in der Netzwerkperipherie.<ref name=":0" /> Diese Operationen können die Erfassung, Aggregation, Aufbereitung und Analyse von Daten bedeuten.<ref name=":1">{{Internetquelle \|autor=Melanie Krauß \|url=https://www.industry-of-things.de/so-funktioniert-edgecomputing-in-der-fertigungshalle-a-889347/ \|titel=So funktioniert Edge Computing in der Fertigungshalle \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Die Berechnungen werden dabei dezentral dort vorgenommen, wo die Daten tatsächlich entstehen beziehungsweise erhoben werden.<ref name=":2">{{Internetquelle \|url=https://www.computerwoche.de/a/was-ist-edge-computing,3550237 \|titel=Wie funktioniert Edge Computing? \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref>

	Ziel ist es, dass Datenströme ressourcenschonend zumindest teilweise an Ort und Stelle (z. B. direkt am Endgerät oder innerhalb einer Fabrik) verarbeitet werden. In der näheren Vergangenheit wurde der Großteil der anfallenden Berechnungen in Rechenzentren durchgeführt.<ref name=":0" /> Allein durch die physische Distanz entstehen jedoch Verzögerungen in der Datenübertragung, die kurze Reaktionszeiten verhindern. Für eine Übertragung im Millisekundenbereich beispielsweise dürfte das Rechenzentrum nicht mehr als 100 Kilometer vom Entstehungsort der Daten entfernt sein.<ref name=":3">{{Internetquelle \|autor=Deutsche Telekom AG \|url=https://www.telekom.com/de/konzern/details/edge-computing-564064 \|titel=Einfach erklärt: Edge Computing \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Indem der Ort der Berechnung physisch näher an den Ursprung der Daten rückt, können Reaktionszeiten deutlich verkürzt werden.<ref>{{Internetquelle \|url=https://www.ibm.com/de-de/cloud/what-is-edge-computing \|titel=Edge Computing - Was ist Edge Computing? - Deutschland {{!}} IBM \|sprache=de-de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Gleichzeitig können Daten, die für übergeordnete, globale Erkenntnisse relevant sind, vorgefiltert und nur in der tatsächlich benötigten Form an das Rechenzentrum übertragen werden,<ref name=":4">{{Internetquelle \|autor=Sebastian Human \|url=https://www.industry-of-things.de/edge-computing-macht-iiotdatenberge-beherrschbar-a-921660/ \|titel=Edge Computing macht IIoT-Datenberge beherrschbar \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> wodurch die verfügbare Bandbreite effizienter genutzt wird. Seinen Ursprung hat das Konzept des Edge Computing darin, dass bei Anwendungen des [[Internet der Dinge\|Internet of Things]] (IoT) die zu verarbeitenden Datenmengen ~~exponentiell~~ steigen.<ref name=":2" /> Insbesondere bei Anwendungen, die Reaktionen in Echtzeit voraussetzen, ist eine Übertragung all der gesammelten Daten zur Aufbereitung im Rechenzentrum schlicht nicht mehr praktikabel.<ref name=":1" /> Indem zum einen die zu übertragenden Daten vorgefiltert werden und zum anderen Berechnungen direkt vor Ort in physischer Nähe zu den Sensoren und Aktoren durchgeführt werden, begegnet Edge Computing den zwei großen Herausforderungen des Internet of Things: Bandbreitenausnutzung und Echtzeitreaktionen.		Ziel ist es, dass Datenströme ressourcenschonend zumindest teilweise an Ort und Stelle (z. B. direkt am Endgerät oder innerhalb einer Fabrik) verarbeitet werden. In der näheren Vergangenheit wurde der Großteil der anfallenden Berechnungen in Rechenzentren durchgeführt.<ref name=":0" /> Allein durch die physische Distanz entstehen jedoch Verzögerungen in der Datenübertragung, die kurze Reaktionszeiten verhindern. Für eine Übertragung im Millisekundenbereich beispielsweise dürfte das Rechenzentrum nicht mehr als 100 Kilometer vom Entstehungsort der Daten entfernt sein.<ref name=":3">{{Internetquelle \|autor=Deutsche Telekom AG \|url=https://www.telekom.com/de/konzern/details/edge-computing-564064 \|titel=Einfach erklärt: Edge Computing \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Indem der Ort der Berechnung physisch näher an den Ursprung der Daten rückt, können Reaktionszeiten deutlich verkürzt werden.<ref>{{Internetquelle \|url=https://www.ibm.com/de-de/cloud/what-is-edge-computing \|titel=Edge Computing - Was ist Edge Computing? - Deutschland {{!}} IBM \|sprache=de-de \|abruf=2021-06-17}}</ref> Gleichzeitig können Daten, die für übergeordnete, globale Erkenntnisse relevant sind, vorgefiltert und nur in der tatsächlich benötigten Form an das Rechenzentrum übertragen werden,<ref name=":4">{{Internetquelle \|autor=Sebastian Human \|url=https://www.industry-of-things.de/edge-computing-macht-iiotdatenberge-beherrschbar-a-921660/ \|titel=Edge Computing macht IIoT-Datenberge beherrschbar \|sprache=de \|abruf=2021-06-17}}</ref> wodurch die verfügbare Bandbreite effizienter genutzt wird. Seinen Ursprung hat das Konzept des Edge Computing darin, dass bei Anwendungen des [[Internet der Dinge\|Internet of Things]] (IoT) die zu verarbeitenden Datenmengen sehr schnell steigen.<ref name=":2" /> Insbesondere bei Anwendungen, die Reaktionen in Echtzeit voraussetzen, ist eine Übertragung all der gesammelten Daten zur Aufbereitung im Rechenzentrum schlicht nicht mehr praktikabel.<ref name=":1" /> Indem zum einen die zu übertragenden Daten vorgefiltert werden und zum anderen Berechnungen direkt vor Ort in physischer Nähe zu den Sensoren und Aktoren durchgeführt werden, begegnet Edge Computing den zwei großen Herausforderungen des Internet of Things: Bandbreitenausnutzung und Echtzeitreaktionen.

	Dieser Ansatz bietet sich an beim Einsatz von Ressourcen, die nicht permanent mit einem Netzwerk verbunden sind wie [[Controller (Hardware)\|Controller]], [[Notebook]]s, [[Smartphone]]s, [[Tabletcomputer]] und [[Sensor]]en. Edge Computing beinhaltet zahlreiche Techniken wie Sensornetze, mobile Datenerfassung, mobile [[Signaturanalyse (Digitaltechnik)\|Signaturanalyse]], [[Peer-to-Peer]]- sowie [[Ad-hoc-Netz\|Ad-hoc]]-Vernetzung. Bei Fog Computing liegt der Fokus allerdings weniger auf den Endgeräten, sondern vielmehr darauf, die Cloud-Ressourcen näher zu den Anwendungen zu bringen (Dezentralisierung).<ref>{{Internetquelle \|url=https://www.ge.com/digital/blog/what-edge-computing \|titel=Edge computing vs. fog computing \|autor= \|hrsg=General Electric \|werk= \|datum= \|sprache=en \|zugriff=2018-06-04}}</ref>		Dieser Ansatz bietet sich an beim Einsatz von Ressourcen, die nicht permanent mit einem Netzwerk verbunden sind wie [[Controller (Hardware)\|Controller]], [[Notebook]]s, [[Smartphone]]s, [[Tabletcomputer]] und [[Sensor]]en. Edge Computing beinhaltet zahlreiche Techniken wie Sensornetze, mobile Datenerfassung, mobile [[Signaturanalyse (Digitaltechnik)\|Signaturanalyse]], [[Peer-to-Peer]]- sowie [[Ad-hoc-Netz\|Ad-hoc]]-Vernetzung. Bei Fog Computing liegt der Fokus allerdings weniger auf den Endgeräten, sondern vielmehr darauf, die Cloud-Ressourcen näher zu den Anwendungen zu bringen (Dezentralisierung).<ref>{{Internetquelle \|url=https://www.ge.com/digital/blog/what-edge-computing \|titel=Edge computing vs. fog computing \|autor= \|hrsg=General Electric \|werk= \|datum= \|sprache=en \|zugriff=2018-06-04}}</ref>