Prima di procedere, è importante chiarire cosa intendiamo per "dispositivi edge". Il termine è essenziale per la comprensione delle reti edge, ma deve essere visto nel contesto specifico utilizzato, perché la frase racchiude diversi significati.

In un certo senso, può riferirsi a dispositivi che fungono da punto di ingresso in reti diverse, fungendo da gateway da una rete all'altra. I router sono un esempio importante di dispositivi edge, così come gli switch di routing e i dispositivi che offrono l'accesso a SD-WAN (software-defined wide area network). In alcuni casi, un firewall può essere utilizzato per lo stesso scopo di effettuare un bridge tra reti. Analogamente, i server edge sono un'altra forma di dispositivo edge e forniscono anche un mezzo per accedere a un'altra rete.

Ma questa è solo una delle sue interpretazioni. Il termine riguarda anche i dispositivi di edge computing generalmente classificati sotto la designazione Internet of Things (IoT), concepita per raccogliere e trasmettere i dati in modalità wireless. I dispositivi IoT includono vari tipi di attuatori, elettrodomestici e sensori e sono ampiamente utilizzati sia dai consumatori che dai diversi settori.

È stato previsto che entro il 2030 ci saranno quasi 30 miliardi di dispositivi IoT (link esterno a ibm.com) in uso in tutto il mondo. Considerando che la proiezione rappresenta un guadagno di quasi 13 miliardi di dispositivi rispetto ai livelli del 2024, è ovvio che il numero di dispositivi IoT in uso aumenterà in modo sostanziale e affidabile man mano che la tecnologia continua a essere integrata in un numero sempre maggiore di famiglie e fabbriche a livello globale.

Per entrambi i mercati, i dispositivi IoT assumono molte forme. Il mercato consumer comprende dispositivi IoT diversi come i dispositivi per la casa intelligente (ad esempio, frigoriferi, apparecchi di illuminazione, termostati e controlli di sicurezza domestica), terminali di pagamento avanzati e persino tecnologia indossabile.

Sul fronte industriale, i dispositivi IoT rafforzano i processi della supply chain monitorando costantemente variabili come i percorsi assegnati (e le eventuali complicazioni del traffico), il peso dei carichi spediti e le temperature richieste dai container. I dispositivi IoT industriali aiutano anche in altri processi aziendali chiave, come il monitoraggio degli asset, la Predictive Maintenance and Quality e le misure di sicurezza del controllo qualità. Inoltre, le app e i dispositivi IoT industriali consentono attività all'avanguardia, come la consegna di merci basata su droni.

Il principale vantaggio offerto dalle reti edge è l'aumento delle velocità di trasmissione dei dati con un throughput migliore, grazie alla riduzione della latenza e rispetto alle reti normali. Queste velocità di download possono raggiungere 384 Kbps (o essere da due a tre volte più veloci rispetto alle reti normali).

Le reti edge aiutano inoltre le organizzazioni a svolgere un lavoro migliore per la gestione dei propri servizi di rete da una prospettiva di sicurezza di rete, rafforzando tale impegno con maggiore controllo dell'accesso, ispezione dei pacchetti e decrittografia dei dati. Le reti edge aggiungono anche un livello completo di cybersecurity ai core di rete.

Per raggiungere un throughput costante, le reti edge possono essere identificate dall'elevata larghezza di banda tipicamente connessa all'edge computing. Nelle reti edge, questa larghezza di banda pronunciata è combinata con una latenza notevolmente ridotta che migliora l'accesso in tempo reale alle informazioni di rete.

Una caratteristica fondamentale delle reti edge è la loro affidabilità. Diamo credito alla quasi onnipresenza dei dispositivi edge. Questi archiviano ed elaborano i dati e lavorano in combinazione con i data center edge per contrastare e superare eventuali problemi occasionali di connettività di rete che potrebbero verificarsi.

Le reti edge sono state create in risposta a un problema. Per monitorare con precisione la loro origine, è necessario discutere dell'evoluzione dei data center hyperscale, creati anche in risposta a un problema. Sebbene sia certamente vero che molte organizzazioni più piccole e aziende di medie dimensioni possono trarre vantaggi concreti dalle reti edge (come una maggiore scalabilità), è anche vero che le reti edge sono state originariamente sviluppate come contromisura per rimediare alla situazione di sovraffollamento dei data center hyperscale, che per loro natura tendono a essere massicci e a essere utilizzati soprattutto dalle aziende di dimensioni maggiori che possono permettersi il loro prezzo esorbitante, che può raggiungere milioni di dollari o addirittura miliardi.

Tutto è cominciato negli anni Novanta quando le content delivery network (CDN) hanno iniziato a essere utilizzate per la prima volta. Un CDN è un gruppo di server distribuiti geograficamente e che consente il caching dei contenuti più vicino agli utenti. I CDN hanno abilitato il provisioning dei contenuti Web/video e il relativo storage nei data center.

I data center erano una conseguenza di concetti definiti come cloud computing e virtualizzazione. Tuttavia, entro i primi anni 2000, molte aziende iniziarono a espandere i loro data center locali, che portarono alla creazione di data center on-premise costruiti o noleggiati in strutture in colocation. Inoltre, per molte organizzazioni, era necessaria una maggiore scalabilità oltre a più spazio di storage per gestire i loro enormi workload.

I data center iperscalabili offrivano la scalabilità desiderata, oltre alla capacità, allo spazio e alla larghezza di banda per avviare diverse app all'interno di strutture iperscalabili, se necessario. Ben presto questi data center iperscalabili iniziarono a comparire in tutto il mondo, offrendo elaborazione di rete su una scala macro aggressiva. In base alla definizione di settore del data center hyperscale (link esterno a ibm.com), creata da International Data Corporation (IDC), per essere un vero e proprio data center hyperscale, una struttura deve utilizzare almeno 5.000 server e occupare almeno 10.000 metri quadrati di spazio.

E questo ci porta all'attuale problema dei data center iperscalabili, che, ironia della sorte, ora hanno problemi di data storage. Quando molte aziende hanno adottato i data center iperscalabili, hanno dato per scontato di avere spazio e larghezza di banda sufficienti per archiviare tutte le possibili forme di dati. E in effetti era così, ma a un costo: aumento della latenza e diminuzione della velocità di trasmissione dei dati. Il risultato? Alcuni di questi data center iperscalabili sono diventati così stipati che riescono a malapena a funzionare.

Questo problema ha determinato la necessità di sviluppare reti edge. Dalla loro introduzione, le reti edge sono diventate rapidamente una preziosa soluzione di riferimento per l'azienda moderna che si occupa di dati. L'analista del settore, Gartner, ha studiato la rete edge (link esterno a ibm.com) nel 2023, evidenziando come il 69% dei CIO intervistati abbia affermato che le loro organizzazioni avevano già iniziato a utilizzare le soluzioni edge computing o avevano progettato di farlo entro la metà del 2025.

Per quanto riguarda il solo mercato statunitense, si può notare la crescita e l'accettazione quasi esplosiva della tecnologia di rete edge. Un Global Edge Computing Market Report (link esterno a ibm.com) ha affermato che il mercato statunitense aveva una dimensione di mercato di 7,44 miliardi di dollari nel 2021. La stessa serie di proiezioni di valore dell'analisi di mercato prevedeva un'incredibile proiezione di valore per il 2030 di 157,9 miliardi di dollari. Ciò equivale a un tasso di crescita costante e sostanziale del 37,9% anno su anno.

Sebbene i data center iperscalabili consentivano e consentono alle aziende una scalabilità superiore, hanno ancora gli stessi problemi di capacità dei normali data center, il che significa che più dati trasportano, più sono suscettibili a velocità di trasmissione dati più lente.

Le reti edge agiscono per decongestionare l'infrastruttura di rete, in modo da ridurre i tassi di latenza e aumentare la velocità di trasmissione. Le reti edge raggiungono questo obiettivo adottando la progettazione di un modello di rete distribuito, in cui varie attività di elaborazione vengono distribuite su una serie di diverse risorse per il bilanciamento del carico generale e l'aumento della velocità dei dati.

Il centro della rete edge ospita il core di elaborazione (quasi come il nucleo di un atomo). Gli endpoint che si irradiano verso l'esterno da quella posizione centrale sono come atomi stazionari agli estremi della molecola. Nel modello di rete edge, questi endpoint (o nodi) sono i luoghi in cui si trovano i dispositivi edge, indipendentemente dal fatto che la loro funzione sia collegare le reti o eseguire un'ampia varietà di attività di elaborazione.

Le reti distribuite acquisiscono maggiore potenza quando uniscono le forze con l'hardware di edge computing, producendo una situazione sinergica in cui le prestazioni migliorate delle reti distribuite si combinano con i livelli di latenza inferiori associati alle reti e ai dispositivi edge.