Dispositifs edge, appareils de périphérie, appareils périphériques, périphériques... Avant de poursuivre, il est important de clarifier ces termes. Ils sont synonymes, mais on parle généralement de « dispositif edge », un terme essentiel pour bien comprendre le concept des réseaux périphériques. Cependant, il doit être considéré dans le contexte spécifique utilisé, car il englobe plusieurs significations.

Dans un sens, il peut désigner des appareils qui servent de point d'entrée dans différents réseaux, agissant comme des passerelles d'un réseau à un autre. Les routeurs sont un exemple important de dispositifs edge, tout comme les commutateurs de routage et les appareils qui donnent accès aux SD-WAN (réseaux étendus définis par logiciel). Dans certains cas, un pare-feu peut être utilisé dans le même but de pont entre les réseaux. De même, les serveurs edge sont une autre forme de dispositif edge, et ils fournissent également un moyen d'accéder à un autre réseau.

Mais il ne s'agit là que de l’une de ses interprétations. Le terme couvre également les appareils d’edge computing généralement classés sous la désignation Internet des objets (IdO), qui sont conçus pour collecter et transmettre des données sans fil. Les dispositifs IdO comprennent divers types d'actionneurs, d'appareils électroménagers et de capteurs, et sont largement utilisés par les consommateurs et les industries.

On prévoit que d'ici 2030, près de 30 milliards d'appareils IdO (lien externe à ibm.com) seront utilisés dans le monde. Si l'on considère que cette projection représente une augmentation de près de 13 milliards d'appareils par rapport à 2024, il est évident que le nombre de dispositifs IdO en service augmentera de manière substantielle et fiable à mesure que la technologie continue d'être intégrée dans un nombre croissant de foyers et d'usines à l'échelle mondiale.

Pour les deux marchés, les dispositifs IdO prennent de nombreuses formes. Le marché grand public inclut des dispositifs IdO aussi variés que les appareils domestiques intelligents (par exemple, réfrigérateurs, éclairages, thermostats et contrôles de sécurité domestique), les terminaux de paiement améliorés et même les technologies portables.

Sur le front industriel, les dispositifs IdO renforcent les processus de chaîne d'approvisionnement en surveillant en permanence des variables telles que les itinéraires assignés (et les éventuelles complications de trafic), les poids des charges expédiées et les températures des conteneurs nécessaires. Les dispositifs IdO industriels contribuent également à d'autres processus commerciaux clés, tels que le suivi des actifs, la maintenance prédictive et les garanties de contrôle de qualité. De plus, les applications et appareils IdO industriels permettent des activités de pointe comme la livraison de marchandises par drone.

Le principal avantage des réseaux périphériques est l'augmentation des taux de transmission de données avec un meilleur débit, grâce à la réduction de la latence par rapport aux réseaux classiques. Ces vitesses de téléchargement peuvent atteindre 384 Kbps (soit deux à trois fois plus vite que les réseaux classiques).

Les réseaux périphériques aident également les organisations à mieux surveiller leurs services de réseau du point de vue de la sécurité du réseau, renforçant ces efforts avec un contrôle d'accès supplémentaire, une inspection de paquets et un décryptage des données. Les réseaux périphériques ajoutent également une couche complète de cybersécurité aux cœurs de réseau.

Pour atteindre un débit constant, les réseaux périphériques se distinguent par la bande passante élevée généralement associée à l'edge computing. Dans les réseaux périphériques, cette bande passante importante est associée à une latence considérablement réduite, ce qui améliore l'accès en temps réel aux informations du réseau.

L'une des caractéristiques clés des réseaux périphériques est leur fiabilité. Cela est dû à la quasi-omniprésence des dispositifs edge. Ces derniers stockent et traitent les données et fonctionnent en conjonction avec les centres de données périphériques pour contrer et surmonter les éventuels problèmes de connectivité réseau.

Les réseaux périphériques ont été créés en réponse à un problème. Pour retracer leur origine avec précision, il faut examiner l'évolution des centres de données hyperscale, eux aussi créés pour résoudre un problème. S'il est vrai que de nombreuses petites et moyennes entreprises peuvent tirer des avantages concrets des réseaux périphériques (comme une meilleure évolutivité), il est également vrai que ces réseaux ont été développés à l'origine pour remédier à la situation des centres de données hyperscale surchargés, qui sont par nature massifs et surtout utiles aux grandes entreprises capables de supporter leur coût exorbitant, qui peut atteindre des millions, voire des milliards de dollars.

Tout a commencé dans les années 1990 avec l'apparition des réseaux de distribution de contenu (CDN). Un CDN est un groupe de serveurs géographiquement distribués qui permet la mise en cache du contenu plus près des utilisateurs. Les CDN ont permis de fournir du contenu web/vidéo et de le stocker dans des centres de données.

Les centres de données étaient une extension de concepts définis tels que le cloud computing et la virtualisation. Cependant, au début des années 2000, de nombreuses entreprises ont commencé à dépasser la capacité de leurs centres de données sur site, ce qui a stimulé la création de centres de données hyperscale construits ou loués par le biais d'installations en colocation. De plus, de nombreuses organisations avaient besoin d'une plus grande évolutivité et d'un espace de stockage supplémentaire pour gérer leurs charges de travail massives.

Les centres de données hyperscale offraient cette évolutivité souhaitée, ainsi que la capacité, l'espace et la bande passante nécessaires pour déployer diverses applications au sein des installations hyperscale selon les besoins. Ces centres de données hyperscale ont rapidement commencé à apparaître un peu partout dans le monde, offrant un réseau informatique à une échelle macro-agressive. La définition médier du centre de données hyperscale (lien externe à ibm.com), proposée par l’IDC (International Data Corporation), stipule qu'un tel centre doit utiliser au moins 5 000 serveurs et occuper au moins 10 000 pieds carrés d'espace au sol pour être considéré comme un véritable centre de données hyperscale.

Et cela nous amène au problème actuel des centres de données hyperscale qui, ironiquement, connaissent maintenant des problèmes de stockage de données. Lorsque de nombreuses entreprises ont adopté les centres de données hyperscale, elles ont supposé qu'elles disposaient désormais de suffisamment d'espace et de bande passante pour stocker toutes les formes de données possibles. Et c'est effectivement le cas, mais à un certain prix : une latence accrue et des taux de transmission de données réduits. Résultat ? Certains de ces centres de données hyperscale sont devenus tellement surchargés qu'ils peinent à fonctionner correctement.

Ce problème a nécessité le développement des réseaux périphériques. Depuis leur introduction, les réseaux périphériques sont rapidement devenus une solution de choix pour les entreprises modernes qui traitent des données. L'analyste du secteur Gartner a étudié la situation des réseaux périphériques (lien externe à ibm.com) en 2023 et a rapporté que 69 % des DSI interrogés ont indiqué que leur organisation avait déjà commencé à utiliser des solutions d'edge computing ou prévoyait de le faire d'ici la mi-2025.

Pour le seul marché américain, on constate la croissance quasi-explosive de l'adoption de la technologie des réseaux périphériques. Selon un rapport sur le marché mondial de l’edge computing (lien externe à ibm.com), le marché américain des réseaux périphériques représentait 7,44 milliards de dollars en 2021. Les mêmes projections d'analyse de marché prévoient une valeur stupéfiante de 157,9 milliards de dollars en 2030. Cela correspond à un taux de croissance annuel constant et significatif de 37,9 %.

Si les centres de données hyperscale offraient et offrent toujours aux entreprises une évolutivité supérieure, ils restent soumis aux mêmes problèmes de capacité que les centres de données classiques. Plus ils transportent de données, plus ils sont susceptibles de subir des ralentissements de la vitesse de transfert.

Les réseaux périphériques permettent de désengorger l'infrastructure réseau afin de réduire la latence et d'augmenter les vitesses de transmission. Pour ce faire, ils adoptent la conception d'un modèle de réseau distribué, dans lequel diverses tâches informatiques sont réparties entre différents actifs pour un équilibrage général de la charge et une augmentation de la vitesse des données.

Le centre du réseau périphérique abrite son cœur de traitement, semblable au noyau d'un atome. Les points de terminaison qui émanent de cet emplacement central sont comparables à des atomes stationnaires aux extrémités de la molécule. Dans le modèle de réseau périphérique, ces points de terminaison (ou nœuds) sont l'endroit où se trouvent les dispositifs edge, qu'ils aient pour fonction de relier des réseaux ou d'effectuer une large gamme de tâches de traitement.

Les réseaux distribués gagnent en puissance lorsqu'ils s'associent au matériel d’edge computing, créant une situation synergique dans laquelle les performances accrues des réseaux distribués se combinent à la latence plus faible associée aux réseaux périphériques et aux dispositifs edge.