Edge Computing im Einsatz

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Ortstermin am Container

© Ariane Rüdiger

Von Ariane Rüdiger

Laut einer aktuellen Studie zum Edge-Computing befassen sich inzwischen 35 % der 210 von IDC im Rahmen der Untersuchung befragten deutschen Unternehmen derzeit intensiv mit dem Thema Edge Computing. Leider schweigt sich die Untersuchung dazu aus, was mit „intensiv“ genau gemeint ist: Denkt man nur nach, werden Produkte evaluiert, gar Pilotprojekte gestartet?

5G-Testprojekt an der A9

Tatsächlich gibt es inzwischen erste Beispiele für arbeitende Edge Datacenter. Im Vergleich zu den auf Messeständen großer IT-Anbieter gern vorgeführten Boliden, vollgestopft bis obenhin mit Hightech, kommen diese Exemplare allerdings eher bescheidener daher. Ein arbeitendes Edge-Rechenzentrum gibt es etwa nahe der Autobahnmeisterei Greding. Es wurde dort im Rahmen des 5G-Feldversuchs nahe der Teststrecke entlang der A9 errichtet. Der schlichte graue Container enthält eine relativ überschaubare Zahl an Geräten und ist momentan vor allem dazu da, die Daten der angeschlossenen sechs mit LTE funkenden Türme im Testbereich einzusammeln und an die zentrale Netzsteuerung in Aachen weiterzuleiten.

Immerhin scheint das zu funktionieren, auch softwaredefinierte Netzwerktechnologien und die Virtualisierung von Netzwerkfunktionen werden derzeit dort geprüft und arbeiten. In der grauen Kiste am grünen Hang steckt unter anderem der IP-Packet-Core für die Funktürme. Zudem wird die neue, energiesparsame LTE-Luftschnittstelle CAT-M1 getestet, ein bislang einmaliges Unterfangen. Später soll in der Box gegebenenfalls auch Datenanalyse stattfinden, bislang geschieht das nur zu Demozwecken vor einer Journalistengruppe mithilfe von Sensorwürfeln, deren Daten gleich vor Ort ausgewertet und auf einem Bildschirm zum Gaudium des Publikums dargestellt werden. Mit der angestrebten Echtzeitsteuerung von Verkehrsströmen, die solche Edge-Rechenzentren zusammen mit dem zentralen Rechner leisten sollen, hat das noch nicht viel zu tun, ist aber immerhin ein Anfang.

Andreas Scheuer, Bundesminister für Verkehr und Digitale Infrastruktur, zeigte sich jedenfalls erbaut über den Fortschritt. „Wir brauchen solche Testbetten, an denen sich alle interessierten Parteien beteiligen, um daran frühzeitig Erfahrungen für unsere Gesetzgebung zu gewinnen“, erklärt er. Tatsächlich sind an dem Testprojekt für autonomes Fahren (5G-ConnectedMobility) alle drei großen Provider Deutsche Telekom, Telefónica and Vodafone, ferner die Bundesautobahndirektion, BMW, die Deutsche Bahn, Ericsson, die Bundesnetzagentur als Stifterin von Frequenzen im 700-MHz-Frequenzband (Reichweite rund 10 km) und andere beteiligt.

MW-KommRZ1.2019.ID08-edge dc.jpg Noch viel Luft für Hardwareerweiterungen: ein reales Edge Datacenter, errichtet im Rahmen des 5G-Feldversuchs bei Nürnberg. (Bild: Ariane Rüdiger)

Erste Industrie-4.0-Realisierungen

Ein anderes Beispiel für Edge-Rechenzentren im Einsatz befindet sich, wie die Telekom im Vorfeld der Mobilcom-Messe Mobile World in Barcelona verkündete, beim LED-Spezialisten Osram in Schwabmünchen. Auch dort soll eine sogenannte Edge-Cloud entstehen, um die Daten aus der Fabrik über Campus-Mobilfunk lokal zu sammeln und gegebenenfalls auszuwerten, sodass sie nicht in eine zentrale Cloud verlagert werden müssen. Welche Hardware hier verwendet wird, verrät die Telekom in ihrer Pressemitteilung leider nicht. Auch Siemens und Rittal werben für ihre Vorreiterrollen bei der Umsetzung des Paradigmas der mit Industrie-4.0-Technologien automatisierten Fabrik. Das Rittal-Beispiel gab es leider erst nach Redaktionsschluss zu besichtigen.

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Schwarz auf Weiß
Dieser Beitrag erschien zuerst in unserer Magazin­reihe „Rechen­zentren und Infra­struktur“. Einen Über­blick mit freien Down­load-Links zu sämt­lichen Einzel­heften bekommen Sie online im Presse­zentrum des MittelstandsWiki.

Letztlich ist wohl auch noch nicht entschieden, welche Infrastrukturform an Ende die dominante sein wird: Ein Zwei-Ebenen-Design, bei dem so viel Intelligenz wie möglich in sich direkt netzförmig miteinander koordinierende Maschinen eingebaut und der Rest der analytischen und der Steuerungsaufgaben in einer zentralen Cloud erledigt wird? Oder aber ein Modell, bei dem zwischen die zentrale Cloud und die Endgeräte (mit ebenfalls intelligenten Komponenten) das Edge Datacenter als Zwischenstufe tritt?

Die meisten Hersteller scheinen mit ihren Hardwareprodukten ganz eindeutig das zweite Modell zu präferieren. Beispielsweise könnten Ankündigungen wie AWS Outposts als kundenseitig genutzte Edge-Rechenzentren betrachtet werden, die es leicht machen, AWS für zentrale analytische Aufgaben zu verwenden, gleichzeitig aber die Kontrolle über Daten und Steuerungsprozesse im Hause zu behalten. Allerdings geschieht das um den Preis einer mehr oder minder sklavischen Bindung an den jeweiligen Cloud-Anbieter, was gerade nicht der idealen Philosophie von Multicloud-Umgebungen entspricht.

MW-KommRZ1.2019.ID08-IDC DataCenter Trends in Deutschland 2019.jpg Zentrale vs. dezentrale Datenverarbeitung: Laut IDCs aktueller Datacenter-Umfrage beschäftigen sich in Deutschland 35 % der Untersuchungsteilnehmer irgendwie mit dem Thema Edge. (Bild: IDC)

Edge-Basis HCI von NetApp

NetApp setzt mit seinem HCI auf das Edge-DC-Modell, allerdings mit dem betonten Ansinnen, Anwender von den Hyperscalern unabhängig zu halten (und dafür die Hardwareprodukte von NetApp zu kaufen). Die HCI-Lösung, deren Abkürzung NetApp übrigens nicht mit Hyperconverged Infrastructure, sondern mit Hybrid Cloud Infrastructure transkribiert, könnte, so stellt es sich der Hersteller vor, bald bei vielen Fabriken in einer Multicloud-Infrastruktur als Edge Datacenter die private Seite neben zentralen Public- oder Private-Clouds bilden. Nötig, so das NetApp-Management sei nämlich ein „neutraler Brückenkopf zur Public Cloud“. Er soll Anwender davor bewahren, sich ungewollt stärker als gewünscht an Serviceanbieter wie AWS, Google oder MS Azure zu binden.

Um seine Kompetenzen auf dem Gebiet Industrie 4.0 zu stärken und gleichzeitig den Anspruch zu bekräftigen, HCI sei die ideale Edge-Hardware, um beispielsweise die Maschinen und Prozesse in einer Fabrikhalle zu koordinieren, arbeitet NetApp derzeit mit dem Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE und SAP zusammen. Am Fraunhofer-Institut hat man, unterstützt von öffentlichen Forschungsgeldern, mit BaSys 4.0 eine Open-Source-Software für Industrie-4.0-Umgebungen entwickelt. Sie ist imstande, die Daten aus den meist höchst unterschiedlichen datenerzeugenden Systemen auszulesen, ihr Format zu vereinheitlichen und sie dann für die aufgelagerten Infrastrukturschichten (zum Beispiel Analyse- oder Steuerapplikationen) lesbar zu machen. Umgekehrt kann die Software steuernde Impulse aus Apps in das jeweils erforderliche Maschinenformat zurückverwandeln und erlaubt damit die zentrale Steuerung heterogener Produktionsumgebungen. BaSys 4.0 könnte beispielsweise auf einem HCI-System in der Fabrik laufen. NetApp will die Lösung unter dem Label ShopFloor 4.0 wie bei Open Source üblich zusammen mit Service vermarkten.

HCI qualifiziere sich für derartige Aufgaben besonders deshalb, weil die Lösung keinen Hypervisor und keine virtuellen Maschinen braucht, sondern rein containerbasiert auf Bare Metal funktioniert. Gleichzeitig kann sie mithilfe des NetApp Container Services mit den Containerumgebungen aller drei Hyperscaler kooperieren. Für Datenpersistenz sorgt in NetApp-Containerumgebungen die Open-Source-Software Trident, die auf jedem Container mitläuft und bei dessen Absturz die den Container betreffenden Daten aufbewahrt, beispielsweise bis der Ersatzcontainer steht. Bei Container-Verschiebungen sorgt Trident dafür, dass alle Daten mitkommen.

Das würde es, so Jürgen Hamm, Solutions Architect SAP bei NetApp, erlauben, Produktionslinien flexibler auszulegen. „Sie können dann auf Produktionslinie 1 mit Maschinen des Herstellers A auch einmal ein Produkt bauen, das sonst auf der Produktionslinie 2 mit Maschinen des Herstellers B produziert wird“, erklärt er. HCI, so heißt es weiter, verkaufe sich nach langsamem Start glänzend und erziele Quartalswachstumsraten von 100 % – wie viel davon auf Edge Datacenter entfällt, ist unbekannt.

Serie: Edge Computing
Teil 1 skizziert, woher der Bedarf an Mikro-Rechenzentren kommt und welche Lösungen sich abzeichnen. Teil 2 geht auf den Markt und stellt plausible Edge-Konzepte vor. Teil 3 berichtet vom Ortstermin bei den ersten Installationen auf Feldebene und jüngsten Entwicklungen.

Modulare Ansätze von HPE und Dell EMC

Ein anderer Hersteller, der kürzlich Hardware speziell fürs Edge vorgestellt hat, ist HPE. Auch er wählte die den MWC als ersten Präsentationsort für sein Edgeline EL8000 Converged Edge System. Die Lösung soll zunächst vor allem an Telekommunikationsprovider vermarktet werden. Anwendungsfelder sind softwarebasierende Netzwerkinfrastrukturen wie vRAN (Virtual Radio Access Network) und vCMTS (Virtual Cable Modem Termination System). Das System ist so ausgerüstet, dass es auch an ungemütlichen Standorten wie Bohrinseln oder Bergwerken überlebt. Basis sind Intel-Xeon-Scalable-Prozessoren; Systemkomponenten sind bei laufendem Betrieb austauschbar. Das Edgeline fasst beispielsweise Spezialprozessoren von Nvidia/Tesla, Intel oder Xilinx, Netzwerkcontroller von Intel oder Mellanox und maximal 16 TByte Speicher. Diverse Blades und Chassis lassen sich einbauen, und man kann die Geräte mit HPEs Remote-Managementlösung iLO 5 sowie einer neu entwickelten Chassis-Management-Software aus der Entfernung verwalten.

Microsoft bringt sich mit einer speziellen IoT-Variante von Microsoft Server 2019 in Stellung. Sie soll ausschließlich an OEMs zur Implementierung in Speziallösungen, von denen sich dann wohl diverse in Edge-Rechenzentren befinden werden, auf den Markt kommen.

Dell hat mit dem PowerEdge C4140 Server ebenfalls ein Gerät im Programm, das speziell für Edge Datacenter als Zwischenstufe zwischen Endgerät und Cloud gedacht ist. Der schlanke Server für die Rackmontage fasst vier GPU- oder FPGA-Beschleunigerkarten und kann jeweils mit zwei Prozessoren der aktuellen Intel-Xeon-Generation ausgerüstet werden.

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