چرا تاخیر زمانی یک دشمن برای مرکز داده است و پردازش در لبه چگونه با آن مقابله میکند؟

شرکت‌ها بیش از هر زمان دیگری به ارتباطات سریع و قابل اطمینان شبکه ای برای حفظ مولد بودن کارمندان متکی هستند. حال چه نیاز به دسترسی به نرم افزارهای شبکه داشته باشند و یا بخواهند یک ویدئو را منتشر کنند. اما این برنامه های کاربردی زمانی که اتصالات شبکه ی آنها سرعت و کیفیتی که باید داشته باشد را ندارد، می توانند دچار مشکل شوند. اکثر اوقات این مشکل از کمبود پهنای باند مرکز داده نیست! بلکه از تاخیر بیش از حد شبکه پردازش است.

در بسیاری از موارد یک راه حل خوب،

افزایش قدرت پردازش شبکه مرکز داده و همچنین نزدیک تر کردن محتوا به کاربر است

که این همان مفهوم پردازش در لبه ( edge computing ) است.

مسئله تاخیر ناشی از شیوه طراحی عملکرد اینترنت و پروتکل هایی است که هدایت آن را بر عهده دارند. که از این دست پروتکل ها می توان پروتکل دروازه ای مرزی (BPG Border Gateway Protocol) را نام برد. BPG به اینترنت در رهایی یافتن از هرگونه قطعی با توانایی مسیریابی حول هر مشکل کمک می کند. اما در مسئله ی محاسبه زمان رسیدن هر بسته به مقصد چندان خوب عمل نمی کند. این مورد به این دلیل است که تمام چیزی که BPG به آن اهمیت می دهد، تعداد گامهای (Hops) بین آدرس های مبدا و مقصد است (و همیشه مسیر با کمترین گام انتخاب می شود و زمان بر بودن و یا شلوغی زیاد آن اهمیتی ندارد).

در نتیجه، برخی ترافیک ها ممکن است دچار تاخیرهای بیش از حد شوند. این مسئله به ویژه برای ترافیک های حساس به تاخیر مانند صدا و تصویر بیشتر آزار دهنده است. زیرا باعث فریز شدن تصویر و قطع صدا می شود، مسئله ای که همگی ما تا جایی که به یاد داریم با آن مواجه شده ایم.

پردازش در لبه می تواند به کم کردن این مشکل کمک کند. در این حالت، این مفهوم میتواند به یکی از دو شکل زیر پیاده سازی شود.

یک راه حل، پیاده سازی مجموعه ای از کامپیوترها در سراسر اینترنت برای ذخیره (Cache) محتوا به نحوی است که به کاربران مصرف کننده آن در فاصله نزدیک تری سرویس دهی کند. این دقیقا کاری است که فراهم کنندگان شبکه تحویل محتوا (CDN Content Delivery Network) مانند Akamai انجام می دهند.

دفتر مرکزی یک شرکت چند ملیتی در نیویورک را در نظر بگیرید. کاربرانی در سراسر دنیا دارد که به طور روتین به دسترسی به داده های شرکت، دانلود فایل های بزرگ ، پخش اینترنتی ویدئوهای ذخیره شده و امثال این ها نیاز دارند. کاربران در دفتر مرکزی یا نزدیک به آن احتمالا هیچ مشکلی در دسترسی به موارد مورد نیازشان ندارد. اما هرچه کاربران از دفتر مرکزی دورتر می شوند، دسترسی دچار تاخیر بیشتری می شوند و زمان بیشتری برای دسترسی و دانلود فایل ها نیاز دارند.

برای یافتن چاره ای برای این مشکل، شرکت می تواند سرویسی را از یک CDN که دستگاه های ذخیره سازی (Caching) در نزدیکی کاربران نهایی دارد، خریداری کند. اولین باری که یک کاربر در جایی دور از دفتر مرکزی، دسترسی به یک وب‌کست (webcast پخش زنده) را تقاضا می کند، این ویدئو بر روی یک دستگاه ذخیره سازی نزدیک به کاربر دانلود می شود. هر زمان دیگری که کاربری در همان مکان یا نزدیک به آن، این webcast را تقاضا کند، این ویدئو از دستگاه ذخیره سازی شده با تاخیر بسیار کمتر از دانلود مرتبه اول پخش خواهد شد.

یک راه دیگر برای شرکت چند ملیتی ساخت مجموعه ای از مرکز داده ها کوچک در سراسر جهان در نزدیکی مکان هایی است که کارمندان زیادی در آنجا دارد. پس از این کار، شرکت می تواند هر گونه اپلیکیشن حساس به تاخیر و مهم مانند ارتباطات یکپارچه که از صدا، پیام‌های فوری و تصویر پشتیبانی می‌کنند را در این مرکز داده ها کپی کند. نتیجه نهایی تقریبا همانند مثال CDN است. کاربران به نزدیک ترین مرکز داده متصل می شوند و عملکرد بسیار بهتری را به دلیل کاهش چشمگیر زمان تاخیر تجربه می کنند.