研究表明，電信公司、云計(jì)算服務(wù)提供商、大型企業(yè)等行業(yè)組織將在未來(lái)五年內(nèi)投入大量資金建設(shè)邊緣數(shù)據(jù)中心。但是，運(yùn)營(yíng)和維護(hù)大量邊緣數(shù)據(jù)中心會(huì)給數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商在人員配備和運(yùn)營(yíng)成本方面帶來(lái)巨大的壓力。
世邦魏理仕公司數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施咨詢(xún)主管Duncan Clubb指出，邊緣數(shù)據(jù)中心的數(shù)量未來(lái)幾年中將會(huì)迅速增長(zhǎng)，而邊緣數(shù)據(jù)中心采用的先進(jìn)技術(shù)將成為數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的催化劑。
邊緣數(shù)據(jù)中心空間和容量主要用于處理計(jì)算資源。而邊緣數(shù)據(jù)中心提供商的目標(biāo)是建設(shè)和運(yùn)營(yíng)大量的小型數(shù)據(jù)設(shè)施，并且可以像傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心一樣運(yùn)營(yíng)和維護(hù)，同時(shí)為物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用提供超高速的本地服務(wù)。
與傳統(tǒng)集中式數(shù)據(jù)中心有所不同的是，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心中通常有現(xiàn)場(chǎng)工作人員運(yùn)營(yíng)和維護(hù)，而分布在世界各地的大量小型邊緣數(shù)據(jù)中心通常是無(wú)人值守的。
自動(dòng)化技術(shù)和無(wú)人值守管理方法將在某種程度上使邊緣數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)，而最終將采用機(jī)器人等自動(dòng)化技術(shù)。
預(yù)測(cè)性維護(hù)
無(wú)人值守的數(shù)據(jù)中心通常在工程師和技術(shù)人員很少或根本不干預(yù)的情況下運(yùn)行。這個(gè)想法已經(jīng)提出了很長(zhǎng)時(shí)間，但事實(shí)證明難以實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心設(shè)施需要工作人員來(lái)運(yùn)營(yíng)，因此使其內(nèi)部IT設(shè)備完全自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)并不是當(dāng)務(wù)之急。
隨著第一代邊緣數(shù)據(jù)中心設(shè)施的出現(xiàn)，無(wú)人值守已經(jīng)成為一個(gè)更加緊迫的目標(biāo)，或者將成為必要的條件。
邊緣數(shù)據(jù)中心基于集中式數(shù)據(jù)中心使用的技術(shù)，但它們的交付占用空間更小，數(shù)量更多，以至于人工維護(hù)和運(yùn)營(yíng)難以應(yīng)對(duì)其規(guī)模的增長(zhǎng)。
工作人員不再運(yùn)營(yíng)和維護(hù)邊緣數(shù)據(jù)中心將會(huì)使它們?cè)谠S多方面變得更加強(qiáng)大。而更少的人為干預(yù)意味著更少的損耗以及避免人為錯(cuò)誤，例如可能具有意外滑倒或刮蹭電纜等風(fēng)險(xiǎn)。
微軟公司通過(guò)運(yùn)行一個(gè)水下無(wú)人值守?cái)?shù)據(jù)中心來(lái)證明其安全性和可靠性：該公司在蘇格蘭地區(qū)的海底試點(diǎn)運(yùn)行了一個(gè)安裝12個(gè)機(jī)架的完全密封的水下數(shù)據(jù)中心。這個(gè)水下數(shù)據(jù)中心的設(shè)備使用壽命是同等規(guī)格設(shè)備的7倍，可以完成傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心實(shí)施的工作。
邊緣數(shù)據(jù)中心需要采用更具彈性、高可用性的IT基礎(chǔ)設(shè)施，這些設(shè)施由故障間隔時(shí)間(MTBF)更低的組件組成，無(wú)需工作人員的管理和維護(hù)。
而硬件的冗余配置是最大限度減少停機(jī)時(shí)間的必要條件。因此，如果邊緣數(shù)據(jù)中心的某一硬件設(shè)備出現(xiàn)故障，可以自動(dòng)切換到另一個(gè)冗余的硬件設(shè)備運(yùn)行。邊緣數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施將嚴(yán)重依賴(lài)“自我修復(fù)”組件，這些組件部署精確的狀態(tài)監(jiān)控和實(shí)時(shí)分析軟硬件來(lái)處理收集的數(shù)據(jù)，并提供預(yù)測(cè)性維護(hù)。
從供電和備份、供暖、通風(fēng)和空調(diào)(HVAC)、冷卻、環(huán)境監(jiān)測(cè)和物理安全等這些不同的互連系統(tǒng)，將不斷檢查組件行為的變化，并做出相應(yīng)的響應(yīng)。
這是邁向自動(dòng)化的重要一步，為IT運(yùn)營(yíng)(AIOps)平臺(tái)添加人工智能(AI)技術(shù)將增加分析和機(jī)器學(xué)習(xí)功能，以實(shí)時(shí)自動(dòng)識(shí)別和響應(yīng)問(wèn)題。通過(guò)使用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)查詢(xún)?cè)谡２僮髌陂g獲得的大量歷史數(shù)據(jù)，管理系統(tǒng)可以快速發(fā)現(xiàn)異常，這些異常表明潛在的故障或影響性能的問(wèn)題，自動(dòng)修復(fù)或通過(guò)提醒工程師遠(yuǎn)程登錄，并協(xié)調(diào)重新配置過(guò)程。
2020年發(fā)生的疫情使人們更加關(guān)注邊緣數(shù)據(jù)中心，這是由于疫情帶來(lái)的封鎖導(dǎo)致工作人員難以進(jìn)入數(shù)據(jù)中心。
數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商發(fā)現(xiàn)，客戶(hù)對(duì)使用遠(yuǎn)程工作的系統(tǒng)比以往更感興趣，而專(zhuān)業(yè)知識(shí)的增加將促進(jìn)自動(dòng)化邊緣數(shù)據(jù)中心的部署。
標(biāo)準(zhǔn)化降低復(fù)雜性
規(guī)模較小的邊緣數(shù)據(jù)中心可能就是一個(gè)專(zhuān)用的預(yù)集成硬件設(shè)備。而規(guī)模較大的邊緣數(shù)據(jù)中心將不同的IT組件組合在一起。所有邊緣數(shù)據(jù)中心都需要對(duì)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和電源進(jìn)行帶外管理，并結(jié)合常見(jiàn)任務(wù)流程的自動(dòng)化，以最大限度地減少工作人員的管理和維護(hù)，可以按照訪問(wèn)頻率和復(fù)雜性劃分優(yōu)先級(jí)，因此這些工作可以遠(yuǎn)程完成，最好是自動(dòng)完成。
在邊緣計(jì)算架構(gòu)中使用標(biāo)準(zhǔn)化和經(jīng)過(guò)認(rèn)證的API，可以在一定程度上簡(jiǎn)化由于在其設(shè)施中使用不同供應(yīng)商的硬件和軟件而導(dǎo)致的復(fù)雜性，從而使自動(dòng)化成為可能。
大多數(shù)數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商會(huì)采用更簡(jiǎn)潔的方法，并首先對(duì)一種特定類(lèi)型的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。這意味著可以減少更換的零件，并且在現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備一些更換的套件。
圍繞RESTful API構(gòu)建的編排工具可以進(jìn)行遠(yuǎn)程服務(wù)器供應(yīng)、配置和監(jiān)控。這同樣適用于基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)組件，這些技術(shù)允許數(shù)據(jù)中心工作人員遠(yuǎn)程控制和管理服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施，以及將廣域網(wǎng)內(nèi)不同組件連接到互聯(lián)網(wǎng)。
如果設(shè)備故障數(shù)量低于需要現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)的性能閾值之前，讓邊緣數(shù)據(jù)中心以部分容量運(yùn)行數(shù)年的時(shí)間，那么可以顯著降低維護(hù)成本。
備件負(fù)擔(dān)
但這些支持和訪問(wèn)仍然是一個(gè)問(wèn)題。邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)中心的薄弱環(huán)節(jié)是需要人員維修以及更換備件。這是一筆很大的開(kāi)銷(xiāo)。
根據(jù)針對(duì)數(shù)據(jù)中心托管服務(wù)商的一份調(diào)查報(bào)告，他們的客戶(hù)希望能夠管理更多小型數(shù)據(jù)中心，就像他們管理大型數(shù)據(jù)中心一樣。
經(jīng)驗(yàn)豐富的邊緣數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)考慮到物流服務(wù)的需求，可以將零件運(yùn)送到邊緣數(shù)據(jù)中心并進(jìn)行安裝和維修。DartPoints公司首席執(zhí)行官Scott Willis在2020年接受行業(yè)媒體采訪中表示，該公司正在市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)遠(yuǎn)程服務(wù)。
Willis說(shuō)，“隨著規(guī)模的擴(kuò)大，我們可以考慮與在美國(guó)擁有大量技術(shù)資源的第三方組織合作。”
無(wú)論是否有支持合作伙伴，DartPoints公司都需要區(qū)域結(jié)構(gòu)提供支持。Willis表示，該公司將作為虛擬物流公司進(jìn)行運(yùn)營(yíng)。
采用機(jī)器人等自動(dòng)化技術(shù)
但數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商能否在尋求真正無(wú)人值守的邊緣數(shù)據(jù)中心的過(guò)程中走得更遠(yuǎn)?
EdgeConneX公司建立了一種小型區(qū)域數(shù)據(jù)中心，可以有效地實(shí)現(xiàn)無(wú)人運(yùn)營(yíng)，并使用遠(yuǎn)程監(jiān)控和傳感器來(lái)跟蹤操作。此外，還具有遠(yuǎn)程控制安全性，因此客戶(hù)可以遠(yuǎn)程操作和管理。
EdgeConneX公司首席信息官Lance Devin說(shuō)，“我們的業(yè)務(wù)主要基于無(wú)人值守的數(shù)據(jù)中心，運(yùn)營(yíng)的是電力容量為2MW的小型數(shù)據(jù)中心，我們不會(huì)為運(yùn)營(yíng)這樣的數(shù)據(jù)中心雇傭工程師、安全人員和維護(hù)人員。”
對(duì)于遠(yuǎn)程運(yùn)營(yíng)小型數(shù)據(jù)中心設(shè)施，可能需要更進(jìn)一步的措施：一些邊緣數(shù)據(jù)中心部署了可以更換硬件或者能夠更換或升級(jí)服務(wù)器的機(jī)器人。
例如，在一個(gè)集裝箱式邊緣數(shù)據(jù)中心部署了12個(gè)熱插拔的服務(wù)器機(jī)架，還有一個(gè)備用機(jī)架，以及一臺(tái)龍門(mén)式機(jī)器人(就像自動(dòng)磁帶庫(kù)中的機(jī)器人一樣)，該機(jī)器人能夠根據(jù)需要更換出現(xiàn)故障的設(shè)備。
而移動(dòng)和更換IT部件似乎不是一個(gè)好主意，增加了邊緣數(shù)據(jù)中心的復(fù)雜性，并且機(jī)器人本身也需要維護(hù)，但也提供了更多的好處。
無(wú)人值守機(jī)器人現(xiàn)在已經(jīng)在一些自動(dòng)化程度高的生產(chǎn)工廠中應(yīng)用，但在邊緣數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用還很少。這將需要配備額外的硬件，增加了邊緣數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)成本，但是將其訪問(wèn)減少最低限度是值得的。例如，聯(lián)邦快遞或UPS快遞人員可以將新零件快遞到邊緣數(shù)據(jù)中心，并從其料斗中回收故障或損壞的設(shè)備。
構(gòu)建無(wú)人區(qū)
機(jī)器人可以提供無(wú)人值守的好處，例如微軟公司試點(diǎn)運(yùn)營(yíng)的水下數(shù)據(jù)中心這樣的邊緣數(shù)據(jù)中心。
微軟公司Natick項(xiàng)目負(fù)責(zé)人David Cutler說(shuō)：“我們的邊緣數(shù)據(jù)中心運(yùn)行了25個(gè)月零8天。在此期間，在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)的135臺(tái)服務(wù)器中，有8臺(tái)宕機(jī);而在水中運(yùn)行的同樣規(guī)格的855臺(tái)服務(wù)器中，只有6臺(tái)宕機(jī)。”
隔絕外部環(huán)境是戶(hù)外運(yùn)行的邊緣數(shù)據(jù)中心的一個(gè)主要好處，因?yàn)檫@樣的邊緣數(shù)據(jù)中心可以避免潮濕空氣進(jìn)入機(jī)架，從而損壞IT設(shè)備。邊緣數(shù)據(jù)中心設(shè)施可以進(jìn)行密封并填充惰性氮?dú)?，因此服?wù)器設(shè)備將具有更長(zhǎng)的使用壽命。
雖然這樣的邊緣數(shù)據(jù)中心還在開(kāi)發(fā)和研究中，并且達(dá)到當(dāng)前數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商的商業(yè)模式還有很長(zhǎng)的路要走，但這種技術(shù)進(jìn)步很重要，最終可能會(huì)改變下一代傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)方式。
這些邊緣數(shù)據(jù)中心中的IT設(shè)備采用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心中使用的IT套件，并且電源和冷卻架構(gòu)將會(huì)兼容，其設(shè)備也將兼容大型數(shù)據(jù)中心的設(shè)備。如果開(kāi)發(fā)出一種有效可行的自動(dòng)化技術(shù)，那么應(yīng)用在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心將是一個(gè)巨大的進(jìn)步。
邊緣數(shù)據(jù)中心的發(fā)展將會(huì)促進(jìn)液體冷卻等領(lǐng)域的變化和發(fā)展，雖然這對(duì)于改造大型數(shù)據(jù)中心設(shè)施來(lái)說(shuō)可能成本昂貴，但對(duì)于規(guī)模較小的邊緣數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)可能是最有效的方法。
為邊緣數(shù)據(jù)中心開(kāi)發(fā)的自動(dòng)化軟件將很容易應(yīng)用在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，這將為未來(lái)采用機(jī)器人等自動(dòng)化技術(shù)鋪平道路。
