İçeriğe atla
Bilgi Merkezi/Makale
Makale

Edge Computing (Uç Bilişim) Nedir? Kullanım Alanları

Uç bilişimin tanımını, fog ve bulutla farkını, sensörden mikro veri merkezine mimarisini, 5G ve MEC'i, edge AI'ı ve güvenlik ve işletim yükünü anlattık.

Oğuzhan Gerçek··8 dk okuma
Edge Computing (Uç Bilişim) Nedir? Kullanım Alanları

Kısa cevap: Edge computing (uç bilişim), veriyi uzaktaki bir buluta ya da merkezi veri merkezine taşımadan, üretildiği yerin ya da kullanıcının yakınında işlemektir. Amaç gecikmeyi ve ağdan geçen veriyi azaltmak, veriyi yerinde tutabilmek ve bağlantı koptuğunda da çalışmak. İşlem bir sensörde, gateway'de, yerel sunucuda ya da tek kabinlik bir mikro veri merkezinde yapılır. Edge bulutun yerini almaz: zamana duyarlı iş uçta, büyük hesaplama bulutta kalır. Bedeli, çok sayıda dağınık konumu güvenle işletmek.

Edge computing (uç bilişim) nedir?

Red Hat'in tanımıyla edge computing, kullanıcının ya da verinin kaynağının fiziksel konumunda veya yakınında yapılan hesaplamadır. IBM onu, kurumsal uygulamaları IoT cihazları ya da yerel edge sunucuları gibi veri kaynaklarına yaklaştıran dağıtık bir çerçeve olarak tarif ediyor.

ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsünün (NIST) Mart 2018 tarihli SP 500-325 belgesi edge'i uç cihazları ve kullanıcılarını kapsayan ağ katmanı diye tanımlıyor; örneği bir sensörde ya da sayaçta yerel işlem gücü. Terim Türkçede uç bilişim, kenar bilişim ve edge bilişim adlarıyla geçiyor; kısa tanımı sözlüğümüzde var.

Veri neden uçta işlenir?

ASHRAE'nin Eylül 2020 tarihli teknik bültenine göre uç bilişim, veri seti çok büyük ya da uygulama gecikmeye çok duyarlı olduğu için merkeze gönderilemeyen işlerle büyüyor. Gerekçeler şunlar:

  • Gecikme: ITU-T'nin G.114 tavsiyesindeki planlama değeri fiber optik kablo için kilometrede 5 mikrosaniye (değer geçici olarak işaretli); 1.000 km'lik yol gidiş-dönüşte yalnızca kablo yüzünden 10 ms ekler.
  • Bant genişliği: Cloudflare'in örneğinde onlarca kameranın ham görüntüsü hareket tespiti için buluta akıyor; tespit kameranın kendi işlemcisine taşınınca görüntünün büyük kısmı buluta hiç gitmiyor.
  • Veri egemenliği: IBM'e göre yerinde kalan veri, uyum ve veri egemenliği yükümlülüklerinin karşılanmasına yardım eder (KVKK ve yurt dışına aktarım yazımız).
  • Kesintili bağlantı: Microsoft'a göre edge, bağlantının kesintili olduğu uzak sahalarda, örneğin Bering Denizi'ndeki bir balıkçı gemisinde toplanan veriyi kullanmayı kolaylaştırır.

Edge, fog ve bulut arasındaki fark

NIST SP 500-325'e göre fog computing katmanlı bir model: fog node'ları akıllı uç cihazlar ile merkezi bulut arasında durur; gateway, switch, router ve sunucu gibi fiziksel ya da sanal bileşenler olabilir. Belgenin ekine göre fog hiyerarşiktir, hesaplama ve ağın yanında depolama ile denetimi de üstlenir; edge ise genellikle az sayıda çevre cihazla sınırlı kalır. NIST fog'u bulut modelinin bir uzantısı sayıyor. OpenFog referans mimarisi de Ağustos 2018'de IEEE 1934-2018 standardı olarak yayımlandı.

Bulutla ilişki rekabet değil, iş bölümü: Microsoft'a göre kurumların çoğu büyük hesaplama ve depolamayı bulutta, zamana duyarlı işlemi veri kaynağının yanında yapıyor. Bulutu bulut bilişim, ikisinin birlikte işletilmesini hibrit bulut yazımızda anlattık.

Edge mimarisi: sensörden uç bilişim kabinetine

IBM'e göre yapı taşları şunlar:

  • Uç cihazlar: Veriyi kaynağında toplayan ve işleyen donanım; sensörlü IoT cihazları, endüstriyel robotlar, akıllı telefonlar.
  • Edge gateway: Uç cihazlar ile bulut arasında güvenli aracı olan router, sunucu ya da SD-WAN cihazı.
  • Edge sunucuları ve cluster'lar: Düşük gecikme isteyen iş yükleri için yerel işlem ve depolama (sunucu ve HCI yazılarımız).
  • Bulut ya da merkezi veri merkezi: Büyük iş yükleri ve derin analiz.

ITU-T'nin Mart 2024 tarihli L.1307 tavsiyesi mikro veri merkezlerini işlem, depolama ve ağ kapasitesi sağlayan kompakt ve modüler çözümler olarak tanımlıyor; bunlar ev, ofis, fabrika ya da baz istasyonu gibi yerlere kurulur. Temel gereksinimler arasında kararlı enerji, soğutma, fiziksel güvenlik ve izleme sayılıyor. Tek kabine sığan mikro veri merkezine uç bilişim kabineti de deniyor; ASHRAE'nin örnekleri arasında tek kabini taşıyan, telefon kulübesi büyüklüğünde muhafazalar var. Bültene göre küçük ayak izi ve zayıf yalıtım, güneş gibi dış koşulların ısıl etkisini orantısız biçimde artırıyor. Tesis altyapısını veri merkezi yazımızda anlattık.

Merkezi yönetim: uçta Kubernetes

IBM'e göre büyük kurumlarda binlerce uç cihaz olabiliyor; bu da kurulumu ve izlemeyi zorlaştırıyor. Kubernetes yazımızda anlattığımız orkestrasyon uca iki yoldan taşınıyor:

  • Hafif dağıtım: K3s kendini 100 MB'tan küçük tek bir dosyaya sığan, tam uyumlu bir Kubernetes dağıtımı olarak tanımlıyor; edge, IoT ve internetten yalıtılmış (air-gapped) sistemlere uygun olduğunu söylüyor.
  • Bulut-uç çerçevesi: KubeEdge, Kubernetes'in orkestrasyonunu ve cihaz yönetimini uçtaki makinelere taşıyor; bulut-uç bağlantısı kararsızken ya da uç çevrim dışıyken uygulamaların çalışmasını sürdürmeyi hedefliyor. CNCF, projenin 15 Ekim 2024'te mezun olduğunu duyurdu.

Kullanım alanları

  • Üretim ve OT: AWS'ye göre üreticiler uç bilişimi otomasyon ve sahada veri toplama için kullanıyor. NIST'in Eylül 2023 tarihli SP 800-82r3 rehberi, fiziksel dünyayla etkileşen OT (operasyonel teknoloji) sistemlerinin kendine özgü performans, güvenilirlik ve emniyet gereksinimlerine dikkat çekiyor.
  • Perakende: Microsoft'un örneğinde mağaza verisiyle dijital tabelalar kendiliğinden güncelleniyor, bekleme uzayınca yeni kasa açılıyor.
  • Sağlık: AWS'ye göre uç cihazlar vücut ısısı ve kan şekeri gibi değerleri izliyor; hasta verisini yerelde saklamak mahremiyetin korunmasını da iyileştirir.
  • CDN: Cloudflare'e göre CDN'in uç ağında çalışan kod, içeriğin önbellekte nasıl tutulacağını ayarlayabiliyor; kenar sunucularını CDN yazımızda anlattık.

5G ve MEC (Multi-access Edge Computing)

ETSI'ye göre MEC, geliştiricilere ve içerik sağlayıcılara ağın ucunda bulut bilişim yetenekleri sunar; özellikleri çok düşük gecikme, yüksek bant genişliği ve radyo ağı bilgisine gerçek zamanlı erişim. MEC mobil ağlarla sınırlı değil; sabit erişimi ve kablosuz yerel ağları da kapsıyor.

ITU'nun Kasım 2017 tarihli M.2410 raporu, 5G (IMT-2020) için kullanıcı düzlemi gecikmesinin asgari gereksinimini düşük gecikmeli iletişimde (URLLC) 1 ms, mobil geniş bantta (eMBB) 4 ms olarak koyuyor. Ama bu yalnızca radyo ağının payı; sunucu uzaktaysa yolun geri kalanı üstüne eklenir. MEC, uygulamayı ağın ucuna taşıyarak bu ek yolu kısaltır.

Uçta yapay zekâ (edge AI)

IBM'e göre edge AI, yapay zekâ modellerinin doğrudan yerel uç cihazlarda çalıştırılması; uzak bir sunucuya gidip gelmek gerekmiyor. Eğitim çoğunlukla bulutta ya da merkezi veri merkezinde yapılıyor, uçta ise eğitilmiş modelin çıkarım (inference) motoru çalışıyor; yeniden eğitilen model uçtaki motorun yerini alıyor. Cihazlar internet bağlantısı olmadan da işlem yapabiliyor.

Güvenlik ve işletim

Red Hat'e göre uç sahaların fiziksel güvenliği çoğunlukla çekirdek tesislerden çok daha zayıf ve yerinde teknik uzman ya hiç yok ya da çok az; altyapı, yerel personelin onarabileceği ve merkezden yönetilebileceği biçimde kurulmalı. Üç önlem öne çıkıyor:

  1. Uzaktan izleme: ASHRAE sıcaklık, nem, korozyon hızı, BT donanımının sağlığı, izinsiz giriş, su sızıntısı ve yangının uzaktan izlenmesini istiyor; yerinde servis olmayan sahalarda yol süresi ortalama onarım süresini uzatıyor.
  2. Güvenli güncelleme: NIST'in Mayıs 2020 tarihli IR 8259A temel çizgisine göre IoT cihazının yazılımı yalnızca yetkili taraflarca ve güvenli bir mekanizmayla güncellenebilmeli. SP 800-82r3 de OT'de yamaların saha koşullarında test edilip olabildiğince çabuk dağıtılmasını öneriyor (yama yönetimi yazımız).
  3. Sıfır güven: NIST'in Ağustos 2020 tarihli SP 800-207 belgesine göre zero trust, varlıklara ve hesaplara yalnızca fiziksel ya da ağ konumlarına bakarak örtük güven tanımaz (ağ güvenliği yazımız).

Uç konumların tesisini veri merkezi ve altyapı mühendisliği, bağlantısını ağ ve trafik mühendisliği, işletimini altyapı yönetimi hizmetimizde ele alıyoruz.

Sık sorulan sorular

Edge bilişim ne demek? Edge computing'in Türkçedeki adlarından biri; uç bilişim ya da kenar bilişim de denir. Verinin buluta gönderilmeden, üretildiği yere yakın bir noktada işlenmesi demek.

Fog computing nedir, edge computing'den farkı ne? Uç cihazlar ile bulut arasındaki fog node'larından oluşan katmanlı bir modeldir. NIST'e göre fog hiyerarşiktir; edge ise genellikle az sayıda cihazla sınırlı kalır.

Edge computing bulut bilişimin yerini alır mı? Hayır. Zamana duyarlı işlem uçta, büyük hesaplama ve depolama bulutta yapılır; çoğu kurum ikisini birlikte kullanır.

Edge AI nedir? Yapay zekâ modelinin sensör, IoT cihazı ya da güvenlik kamerası gibi uç cihazlarda çalıştırılmasıdır. Model genellikle bulutta eğitilir, uçta çıkarım yapar.

Uç bilişim kabineti nedir? Sunucu, depolama ve ağ donanımını enerji, soğutma ve fiziksel güvenlikle birlikte tek kabinde toplayan mikro veri merkezidir; uzaktan izlenmesi gerekir.

Kaynaklar