コンテナの「エッジ」とは何ですか?

これはエッジコンピューティングの新しい時代なのでしょうか?エッジ コンピューティングとコンテナーの交差点、その重要性、およびそれに関連する課題について説明します。

エッジコンピューティングとコンテナは最近人気が高まっており、日常生活におけるデータ処理に関連するさまざまな課題に革新的なソリューションを提供しています。これらのテクノロジーは現在、自動車、携帯電話、さらには冷蔵庫を含む幅広いデバイスに浸透しており、ユースケースの新たな可能性を切り開き、データ処理の課題に効率的に取り組むことを可能にしています。この記事では、エッジ コンピューティングとコンテナーの交差点、その重要性、およびそれに関連する課題について説明します。

エッジコンピューティングとコンテナのユースケース

産業用 IoT (IIoT)、ヘルスケア、スマート シティ、小売業など、さまざまな業界がエッジ コンピューティングとコンテナーの使用からメリットを得ることができます。

図 1: エッジコンピューティングとコンテナのユースケース

エッジ コンピューティングはあらゆるところに存在し、それを使用していない業界はほとんどありません。以下はより成熟したものです:

エッジコンピューティングとコンテナの交差点

エッジ コンピューティングとコンテナーには、分散アプリケーションをサポートする機能やレイテンシの削減に重点を置いているなど、いくつかの共通点があります。コンテナは軽量で遠隔地に簡単に展開できるため、エッジ コンピューティングに特に適しています。ただし、エッジ コンピューティング環境でコンテナーを使用する場合、リソースの制限やセキュリティの問題などの課題もあります。

エッジ コンテナーの利点は次のとおりです。

1. 柔軟性- エッジ コンテナーは移植性が高く、さまざまなエッジ デバイスで実行できるため、展開の柔軟性と俊敏性が向上します。
2. スケーラビリティ– コンテナは拡張性が高く、複数のエッジ デバイス間で迅速に複製、展開、管理できるため、アプリケーションやサービスの拡張が容易になります。これは、リソースが限られており、従来のモノリシック アプリケーションが実用的ではないエッジ コンピューティング環境では特に重要です。
3. セキュリティ– コンテナーは、アプリケーションを実行するための安全な環境を提供し、エッジ デバイス上の他のプロセスからアプリケーションを分離します。
4. 低レイテンシ- コンテナはデータをソースの近くで処理することで、デバイスとデータセンター間のデータの移動にかかる時間を短縮するのに役立ちます。これは、IIoT やヘルスケアなどで使用されるリアルタイム処理を必要とするアプリケーションでは特に重要です。
5. 帯域幅の削減– 集中型アプリケーションでは、すべてのトラフィックがクラウド プロバイダーのデータ センター内に集中するため、多くの場合、ネットワーク料金が高くなります。一方、エッジ コンテナーはエンド ユーザーの近くに配置できるため、データを事前に処理してキャッシュすることができ、ネットワーク費用の削減に役立ちます。
6. 成熟度- コンテナ テクノロジーとしての Docker は安定しており、実稼働環境で広く使用されていると考えられています。さらに、開発者は Docker を使用して既存の知識とスキルを活用できるため、エッジ コンテナをテストするときに追加のトレーニングは必要ありません。

エッジ コンテナーの課題は次のとおりです。

1. リソースが限られている– エッジ デバイスには通常、メモリ、処理能力、ストレージなどのリソースが限られているため、エッジ コンテナーのパフォーマンスに影響を及ぼす可能性があります。
2. 複雑さ– エッジ コンテナーにはコンテナー化と分散コンピューティングに関する専門知識が必要であり、一部の組織にとっては困難な場合があります。
3. 管理– 複数のエッジ デバイスにわたるコンテナの管理は複雑で時間がかかるため、強力なコンテナ オーケストレーション ソリューションが必要になります。
4. セキュリティ– エッジ デバイスは遠隔地や安全でない場所に設置されることが多く、攻撃に対して脆弱です。コンテナは、コンテナのブレイクアウトやコンテナ イメージの脆弱性などのセキュリティ リスクをもたらす可能性もあります。

エッジコンピューティングとコンテナの実装

エッジ コンピューティングとコンテナーは、組織がさまざまなビジネス ケースにすぐに活用できる多くの利点を提供します。ただし、これらのテクノロジをうまく実装するには、いくつかの重要な要素を慎重に検討する必要があります。

適切なコンテナプラットフォームの選択

エッジ コンピューティングとコンテナーを実装する場合は、Docker などの適切なコンテナー プラットフォームを選択することが重要です。これらのプラットフォームは、コンテナのオーケストレーションや管理など、エッジ コンピューティング環境でのコンテナの展開と管理を簡素化するさまざまな機能と機能を提供します。ただし、Kubernetes や OpenShift などの一般的に広く使用されているプラ​​ットフォームは、エッジ デバイスのリソース容量の理由により、エッジ コンピューティングには適していません。通常はオープン ソースである、k3s、KubeEdge、microk8s、Baetyl などの互換性のある代替手段に切り替えることをお勧めします。

展開戦略

エッジ コンピューティングとコンテナーを実装する場合は、展開戦略を考慮する必要があります。特定のユースケースに応じて、組織はハイブリッド クラウド モデルの使用を選択する場合があります。ハイブリッド クラウド モデルでは、一部のサービスはクラウドに展開され、他のサービスはエッジ デバイスに展開されます。あるいは、コンテナをエッジ デバイスに直接デプロイすることで、レイテンシを削減し、パフォーマンスを向上させることができます。

エッジ コンピューティングとコンテナーを展開すると、特に多数のエッジ デバイスがある環境では、管理が困難になる可能性があります。 Kubernetes などのコンテナ オーケストレーションおよび管理プラットフォームは、エッジ コンピューティング環境でのコンテナの管理を簡素化するのに役立ちます。これらのプラットフォームは、コンテナが効率的に実行されるように、自動スケーリング、負荷分散、ヘルスモニタリングなどの機能を提供します。

さらに、コンテナのパフォーマンス/ステータスを監視することは、問題が大きな問題になる前にそれを特定して解決するために重要です。これには、コンテナ リソースの使用状況、ネットワーク トラフィック、アプリケーションのパフォーマンスの監視、およびログやメトリックなどのツールを使用して問題のトラブルシューティングを行うことが含まれます。 OpenTelemetry や Prometheus などのオープンソース ツールは、多くの場合、優れたスターター パッケージになります。

エッジ デバイスの障害に備える: エッジ デバイスは予期せず障害が発生する可能性があるため、異なるエッジ デバイスで複数のコンテナ インスタンスを実行したり、エッジからクラウドへのフェールオーバー メカニズムを使用したりといった冗長性対策を実装して、このようなシナリオに備えることが重要です。

安全上の注意

エッジ コンピューティングとコンテナーを実装する際には、セキュリティを考慮することが重要です。エッジ コンピューティングは、マルウェア、ランサムウェア、フィッシング攻撃などのサイバー攻撃に対して脆弱な多くのデバイスとネットワークに依存しています。適切なセキュリティ対策を講じないと、これらのデバイスやネットワークが侵害され、データ侵害やその他のセキュリティ インシデントが発生する可能性があります。エッジ デバイスが侵害されると、ネットワーク全体に感染する可能性があります。もう 1 つの課題はデータ保護です。特に機密データが関係しており、デバイスへの物理的なアクセスを防ぐ手段がほとんどない場合に課題となります。

最後に、エッジ コンピューティングの標準化が不十分なため、デバイスやネットワーク全体で一貫したセキュリティ対策を実装することが困難になり、セキュリティ上の課題が生じる可能性があります。エッジ コンピューティングを使用する場合、セキュリティは依然として大きな課題であり、リスクを軽減するには多大な労力が必要になる可能性があります。

エッジコンピューティングとコンテナの未来

人工知能 (AI) や機械学習の利用、新しいコンテナ技術の開発などの新たなトレンドにより、エッジ コンピューティングとコンテナの将来は有望です。たとえば、エッジ デバイスには人工知能や機械学習の機能が搭載されることが多くなり、データ処理の精度と速度の向上に役立ちます。今日、私たちはすでに自動運転車、猫や犬、人間（泥棒）を区別できるスマートカメラ、リサイクル業界の自動選別機、あるいは健康データを分析して心臓発作を検出できる腕時計などを利用できます。これらはすべてエッジコンピューティングと AI を活用しており、今後数年間で私たちの日常生活におけるユースケースの数は急速に増加するでしょう。

同時に、これらの新しいユースケースに対応するために、エッジ コンピューティング環境でのコンテナのパフォーマンスとセキュリティの向上に役立つ WebAssembly などの新しいコンテナ テクノロジが開発されています。

エッジ コンピューティング市場の調査によると、今後 10 年間で前年比 20 ～ 30% の成長が見込まれており、このテクノロジーの可能性を裏付けています。大手テクノロジー企業は、あらゆる業界でアクセスできるようにする導入ソリューションを簡素化することで実現される実装に投資するでしょう。

図2: 米国のエッジコンピューティング市場 (データソース)

エッジ コンピューティングとコンテナがビジネスと社会に与える影響は今後も拡大し、イノベーションと効率化の新たな機会をもたらすでしょう。たとえば、農業分野では、土壌の水分、温度、湿度などのデータを収集するために畑にデバイスが設置されることがあります。このデータは AI アルゴリズムを使用してリアルタイムで処理され、灌漑、肥料の使用、害虫管理が最適化されるため、作物の収穫量が増加し、環境への影響が軽減されます。

あらゆる種類の機器は、関連するセンサーを使用してエネルギー使用を最適化できます。また、他の機器には、センサーやその他のソースからのデータを分析して潜在的な機器の障害を発生する前に検出する AI アルゴリズムを装備できます。これにより、ダウンタイムとメンテナンスコストが削減され、機器全体のパフォーマンスが向上します。

結論は

エッジ コンピューティングとコンテナーの交差点には課題がありますが、イノベーションと効率化の機会は非常に大きいです。より多くの業界がこれらのテクノロジーを採用するにつれて、その実装に関連する課題と機会を考慮することが重要になります。適切なコンテナ プラットフォームと展開戦略を選択し、セキュリティに関する最善の決定を下すことで、組織はエッジ コンピューティングとコンテナを適切に実装し、ビジネス価値を高めることができます。

新しいテクノロジーとユースケースが登場し、エッジ コンピューティングとコンテナーの将来は有望です。これらのトレンドに遅れずについていくことで、組織はそれぞれの業界で革新を続け、価値を生み出すことができます。