エッジコンピューティングの課題が潜む3つの場所

ネットワークエッジにはどの程度のコンピューティング パワーを配置するべきでしょうか？

ネットワークがあまりスマートではないとされていた昔は、そんなことは問題にもなりませんでした。答えは「何も配置するべきではない」でした。しかし、大量のコンピューティング装置をネットワークのエッジに配置することが可能になった今、正しい答えを見つけるのは必ずしも容易ではありません。

賛成論はシンプルです。パケットの移動距離が短いと応答時間は速くなります。エッジに配置されたコンピューティング、ストレージ、ネットワーキングにより、ネットワークのラグやレイテンシがユーザーとリソース間の各トリップを遅延させることなく、ユーザーとアプリケーションは優れた応答時間を取得できます。

同時に、より多くの作業がエッジで行われるため、リモートサイトと中央データセンターまたはクラウド間の帯域幅の必要性が低下します。帯域幅が少なければコストは下がります。

しかし、期待が大きい分、どうしても取り除けない問題もあり、他の要因が絡んで従来のアーキテクチャの方が適している場合もあります。ここでは、これらの検討事項を「コスト」「複雑さ」「法的問題」の3つのカテゴリーに分けて紹介します。

コスト

多くのローカルマシンはコストがもっとかかる場合がある

エッジコンピューティングモデルでは、1つの大きな中央クラスタを多数のローカルマシンと交換します。ローカルのハードウェアが中央の負荷を等しく軽減するため、コストに変化がないこともあり、1台のエッジマシンが、中央クラスタの1つのインスタンスを置き換えます。

しかし、多くの場合、このモデルは新たな冗長性を生み出し、たとえばストレージなどのコストを押し上げることになります。エッジネットワークは、各ファイルの1つの中央コピーの代わりに、各エッジノードに別のコピーを保持できます。エッジネットワークが小さい場合、冗長性を持たせるためにコピーをいくつか余分に用意するのもいいかもしれません。しかしエッジノードが200以上あると、ストレージのコストは200倍になる可能性があります。これは、各ユーザーが積極的に使用するノードにのみデータを保存することで抑えることができますが、増殖の問題が完全になくなるわけではありません。ある時点から、重複にかかるコストが全体コストに重くのしかかるようになります。

重複はソフトウェアレプリケーションの複雑さを生み、帯域幅を増加させることが多くあります。  ローカルマシンがCDNのような役割を果たし、実際の作業はほとんど行わなければ、静的コンテンツの場合はうまく機能することがあります。しかし、コンピューティングが増えれば増えるほど、すべてのコピーを同期させることでコストがかさんでしまいます。

また、重複は帯域幅の料金を押し上げる要因にもなります。理想的な状況では、エッジノードは全体の帯域幅を削減するスマートキャッシュのような役割を果たしますが、エッジでn個のコピーが作成される場合、そのn個のコピーによって帯域幅コストがn倍になる可能性があります。しかし、多くのアーキテクチャは理想的なものではなく、レプリケーションは結局、ネットワーク全体に複数のコピーを送信することになり、その過程で帯域幅の料金を押し上げることになります。

つまりエッジコンピューティングがよりコンピューティングのようになり、キャッシュ的でなくなるほど、コスト上昇の可能性が高まります。

複雑さ

タイミングの問題による悪化

ワークロードによっては、複数のエッジロケーション間でデータベースを同期させることが問題になることがあります。モノのインターネットをモニタリングしたり、一人のユーザーのメモを保存したりするような多くのアプリケーションは競合が発生しないので、同期にそれほど力を入れる必要はありません。

このような基本的な作業は、エッジコンピューティングに適しています。しかし、ユーザーがグローバルなリソースを奪い合うようになると、デプロイメントが難しくなります。たとえば、Googleは世界中のデータセンターに原子時計を置き、Spannerデータベースの複雑な書き込みの判定に使用しています。企業のニーズはGoogleのニーズとは一致しないかもしれませんが、この同期の問題によってインフラストラクチャと専門知識の追加レイヤが要求されることになります。

モバイルユーザーの課題 

エッジコンピューティングにおいては一部のユーザーが他のユーザーよりも劣っているため、モバイルユーザーが最大の問題を引き起こす可能性があります。モバイルユーザーはサイト間を移動する際に異なるエッジノードに接続することがあり、再び同期の問題が発生することがあります。在宅勤務の社員も、「在宅勤務」＝「どこからでも働ける勤務」なので、勤務地が変わることがあります。

ウェブ アプリケーションはそのたびにフォーカスを移し、エッジノードは再同期しなければなりません。旧アクセスノードにユーザーがキャッシュされた状態が残っている場合は、それを移動して新ノードで再キャッシュする必要があります。この作業にかかる時間と帯域幅は、期待されるコストやパフォーマンスのメリットに影響する可能性があります。

ビジネス インテリジェンスの要件

エッジで処理されたデータも、最終的には中央のサーバーに移行し、日次、週次、月次のレポートの作成などに使用されることがあります。ピーク時の帯域幅の要求が高い時間帯があるとすれば、エッジのデプロイメントによって帯域幅の必要性が減少し、予測される節約効果が減少する可能性があります。費用対効果を計算する際にはこれを考慮してください。

法的問題

税金の問題

オンライン購入に売上税がかかる州とかからない州があり、その州だけに適用される物品税が存在する州もあります。多くの場合、コンピューティングが行われるハードウェアの物理的な場所によって税金が適用されます。エッジコンピューティングは、1つの組織が多くの管轄区域でデプロイできるため、どの法律が適用されるかについて混乱が生じる可能性があります。これはビジネス上の複雑な問題であり、インターネット小売業者がエッジコンピューティングのデプロイメントに踏み切る前に考慮しなければなりません。

データ レジデンシーの規制

ユーザーやデータの所在地では、いずれもデータ保護法が適用されます。一部の国では一般データ保護規則（GDPR）に対応しており、独自の法律がある国もあります。また、医療記録の取り扱いに特化したHIPAAのような法律も存在します。つまり、企業は各エッジノードにどのようなルールが適用されるかを分析し、ユーザーとサーバーが異なる地域にある場合は特に、そのルールを満たす方法を考えなければなりません。エッジノードをユーザーのいる管轄内に置きつつ、移行するユーザーに目を配るというのがベストアンサーかもしれません。