邊緣數(shù)據(jù)中心空間和容量主要用于處理計算資源。而邊緣數(shù)據(jù)中心提供商的目標(biāo)是建設(shè)和運營大量的小型數(shù)據(jù)設(shè)施，并且可以像傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心一樣運營和維護，同時為物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用提供超高速的本地服務(wù)。
研究表明，電信公司、云計算服務(wù)提供商、大型企業(yè)等行業(yè)組織將在未來五年內(nèi)投入大量資金建設(shè)邊緣數(shù)據(jù)中心。但是，運營和維護大量邊緣數(shù)據(jù)中心會給數(shù)據(jù)中心運營商在人員配備和運營成本方面帶來巨大的壓力。
世邦魏理仕公司數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施咨詢主管Duncan Clubb指出，邊緣數(shù)據(jù)中心的數(shù)量未來幾年中將會迅速增長，而邊緣數(shù)據(jù)中心采用的先進技術(shù)將成為數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)自動化的催化劑。
與傳統(tǒng)集中式數(shù)據(jù)中心有所不同的是，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心中通常有現(xiàn)場工作人員運營和維護，而分布在世界各地的大量小型邊緣數(shù)據(jù)中心通常是無人值守的。
自動化技術(shù)和無人值守管理方法將在某種程度上使邊緣數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)自動化運營，而最終將采用機器人等自動化技術(shù)。
預(yù)測性維護
無人值守的數(shù)據(jù)中心通常在工程師和技術(shù)人員很少或根本不干預(yù)的情況下運行。這個想法已經(jīng)提出了很長時間，但事實證明難以實現(xiàn)。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心設(shè)施需要工作人員來運營，因此使其內(nèi)部IT設(shè)備完全自動化運營并不是當(dāng)務(wù)之急。
隨著第一代邊緣數(shù)據(jù)中心設(shè)施的出現(xiàn)，無人值守已經(jīng)成為一個更加緊迫的目標(biāo)，或者將成為必要的條件。
邊緣數(shù)據(jù)中心基于集中式數(shù)據(jù)中心使用的技術(shù)，但它們的交付占用空間更小，數(shù)量更多，以至于人工維護和運營難以應(yīng)對其規(guī)模的增長。
工作人員不再運營和維護邊緣數(shù)據(jù)中心將會使它們在許多方面變得更加強大。而更少的人為干預(yù)意味著更少的損耗以及避免人為錯誤，例如可能具有意外滑倒或刮蹭電纜等風(fēng)險。
微軟公司通過運行一個水下無人值守數(shù)據(jù)中心來證明其安全性和可靠性：該公司在蘇格蘭地區(qū)的海底試點運行了一個安裝12個機架的完全密封的水下數(shù)據(jù)中心。這個水下數(shù)據(jù)中心的設(shè)備使用壽命是同等規(guī)格設(shè)備的7倍，可以完成傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心實施的工作。
邊緣數(shù)據(jù)中心需要采用更具彈性、高可用性的IT基礎(chǔ)設(shè)施，這些設(shè)施由故障間隔時間(MTBF)更低的組件組成，無需工作人員的管理和維護。
而硬件的冗余配置是最大限度減少停機時間的必要條件。因此，如果邊緣數(shù)據(jù)中心的某一硬件設(shè)備出現(xiàn)故障，可以自動切換到另一個冗余的硬件設(shè)備運行。邊緣數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施將嚴(yán)重依賴“自我修復(fù)”組件，這些組件部署精確的狀態(tài)監(jiān)控和實時分析軟硬件來處理收集的數(shù)據(jù)，并提供預(yù)測性維護。
從供電和備份、供暖、通風(fēng)和空調(diào)(HVAC)、冷卻、環(huán)境監(jiān)測和物理安全等這些不同的互連系統(tǒng)，將不斷檢查組件行為的變化，并做出相應(yīng)的響應(yīng)。
這是邁向自動化的重要一步，為IT運營(AIOps)平臺添加人工智能(AI)技術(shù)將增加分析和機器學(xué)習(xí)功能，以實時自動識別和響應(yīng)問題。通過使用人工智能和機器學(xué)習(xí)查詢在正常操作期間獲得的大量歷史數(shù)據(jù)，管理系統(tǒng)可以快速發(fā)現(xiàn)異常，這些異常表明潛在的故障或影響性能的問題，自動修復(fù)或通過提醒工程師遠(yuǎn)程登錄，并協(xié)調(diào)重新配置過程。
2020年發(fā)生的疫情使人們更加關(guān)注邊緣數(shù)據(jù)中心，這是由于疫情帶來的封鎖導(dǎo)致工作人員難以進入數(shù)據(jù)中心。
數(shù)據(jù)中心運營商發(fā)現(xiàn)，客戶對使用遠(yuǎn)程工作的系統(tǒng)比以往更感興趣，而專業(yè)知識的增加將促進自動化邊緣數(shù)據(jù)中心的部署。
標(biāo)準(zhǔn)化降低復(fù)雜性
規(guī)模較小的邊緣數(shù)據(jù)中心可能就是一個專用的預(yù)集成硬件設(shè)備。而規(guī)模較大的邊緣數(shù)據(jù)中心將不同的IT組件組合在一起。所有邊緣數(shù)據(jù)中心都需要對服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和電源進行帶外管理，并結(jié)合常見任務(wù)流程的自動化，以最大限度地減少工作人員的管理和維護，可以按照訪問頻率和復(fù)雜性劃分優(yōu)先級，因此這些工作可以遠(yuǎn)程完成，最好是自動完成。
在邊緣計算架構(gòu)中使用標(biāo)準(zhǔn)化和經(jīng)過認(rèn)證的API，可以在一定程度上簡化由于在其設(shè)施中使用不同供應(yīng)商的硬件和軟件而導(dǎo)致的復(fù)雜性，從而使自動化成為可能。
大多數(shù)數(shù)據(jù)中心運營商會采用更簡潔的方法，并首先對一種特定類型的架構(gòu)實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。這意味著可以減少更換的零件，并且在現(xiàn)場準(zhǔn)備一些更換的套件。
圍繞RESTful API構(gòu)建的編排工具可以進行遠(yuǎn)程服務(wù)器供應(yīng)、配置和監(jiān)控。這同樣適用于基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)組件，這些技術(shù)允許數(shù)據(jù)中心工作人員遠(yuǎn)程控制和管理服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲基礎(chǔ)設(shè)施，以及將廣域網(wǎng)內(nèi)不同組件連接到互聯(lián)網(wǎng)。
如果設(shè)備故障數(shù)量低于需要現(xiàn)場維護的性能閾值之前，讓邊緣數(shù)據(jù)中心以部分容量運行數(shù)年的時間，那么可以顯著降低維護成本。
備件負(fù)擔(dān)
但這些支持和訪問仍然是一個問題。邊緣計算數(shù)據(jù)中心的薄弱環(huán)節(jié)是需要人員維修以及更換備件。這是一筆很大的開銷。
根據(jù)針對數(shù)據(jù)中心托管服務(wù)商的一份調(diào)查報告，他們的客戶希望能夠管理更多小型數(shù)據(jù)中心，就像他們管理大型數(shù)據(jù)中心一樣。
經(jīng)驗豐富的邊緣數(shù)據(jù)中心運營商已經(jīng)考慮到物流服務(wù)的需求，可以將零件運送到邊緣數(shù)據(jù)中心并進行安裝和維修。DartPoints公司首席執(zhí)行官Scott Willis在2020年接受行業(yè)媒體采訪中表示，該公司正在市場上購買遠(yuǎn)程服務(wù)。
Willis說，“隨著規(guī)模的擴大，我們可以考慮與在美國擁有大量技術(shù)資源的第三方組織合作。”
無論是否有支持合作伙伴，DartPoints公司都需要區(qū)域結(jié)構(gòu)提供支持。Willis表示，該公司將作為虛擬物流公司進行運營。
采用機器人等自動化技術(shù)
但數(shù)據(jù)中心運營商能否在尋求真正無人值守的邊緣數(shù)據(jù)中心的過程中走得更遠(yuǎn)?
EdgeConneX公司建立了一種小型區(qū)域數(shù)據(jù)中心，可以有效地實現(xiàn)無人運營，并使用遠(yuǎn)程監(jiān)控和傳感器來跟蹤操作。此外，還具有遠(yuǎn)程控制安全性，因此客戶可以遠(yuǎn)程操作和管理。
EdgeConneX公司首席信息官Lance Devin說，“我們的業(yè)務(wù)主要基于無人值守的數(shù)據(jù)中心，運營的是電力容量為2MW的小型數(shù)據(jù)中心，我們不會為運營這樣的數(shù)據(jù)中心雇傭工程師、安全人員和維護人員。”
對于遠(yuǎn)程運營小型數(shù)據(jù)中心設(shè)施，可能需要更進一步的措施：一些邊緣數(shù)據(jù)中心部署了可以更換硬件或者能夠更換或升級服務(wù)器的機器人。
例如，在一個集裝箱式邊緣數(shù)據(jù)中心部署了12個熱插拔的服務(wù)器機架，還有一個備用機架，以及一臺龍門式機器人(就像自動磁帶庫中的機器人一樣)，該機器人能夠根據(jù)需要更換出現(xiàn)故障的設(shè)備。
而移動和更換IT部件似乎不是一個好主意，增加了邊緣數(shù)據(jù)中心的復(fù)雜性，并且機器人本身也需要維護，但也提供了更多的好處。
無人值守機器人現(xiàn)在已經(jīng)在一些自動化程度高的生產(chǎn)工廠中應(yīng)用，但在邊緣數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用還很少。這將需要配備額外的硬件，增加了邊緣數(shù)據(jù)中心的運營成本，但是將其訪問減少最低限度是值得的。例如，聯(lián)邦快遞或UPS快遞人員可以將新零件快遞到邊緣數(shù)據(jù)中心，并從其料斗中回收故障或損壞的設(shè)備。
構(gòu)建無人區(qū)
機器人可以提供無人值守的好處，例如微軟公司試點運營的水下數(shù)據(jù)中心這樣的邊緣數(shù)據(jù)中心。
微軟公司Natick項目負(fù)責(zé)人David Cutler說：“我們的邊緣數(shù)據(jù)中心運行了25個月零8天。在此期間，在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心運營的135臺服務(wù)器中，有8臺宕機;而在水中運行的同樣規(guī)格的855臺服務(wù)器中，只有6臺宕機。”
隔絕外部環(huán)境是戶外運行的邊緣數(shù)據(jù)中心的一個主要好處，因為這樣的邊緣數(shù)據(jù)中心可以避免潮濕空氣進入機架，從而損壞IT設(shè)備。邊緣數(shù)據(jù)中心設(shè)施可以進行密封并填充惰性氮氣，因此服務(wù)器設(shè)備將具有更長的使用壽命。
雖然這樣的邊緣數(shù)據(jù)中心還在開發(fā)和研究中，并且達到當(dāng)前數(shù)據(jù)中心運營商的商業(yè)模式還有很長的路要走，但這種技術(shù)進步很重要，最終可能會改變下一代傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的設(shè)計和運營方式。
這些邊緣數(shù)據(jù)中心中的IT設(shè)備采用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心中使用的IT套件，并且電源和冷卻架構(gòu)將會兼容，其設(shè)備也將兼容大型數(shù)據(jù)中心的設(shè)備。如果開發(fā)出一種有效可行的自動化技術(shù)，那么應(yīng)用在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心將是一個巨大的進步。
邊緣數(shù)據(jù)中心的發(fā)展將會促進液體冷卻等領(lǐng)域的變化和發(fā)展，雖然這對于改造大型數(shù)據(jù)中心設(shè)施來說可能成本昂貴，但對于規(guī)模較小的邊緣數(shù)據(jù)中心來說可能是最有效的方法。
為邊緣數(shù)據(jù)中心開發(fā)的自動化軟件將很容易應(yīng)用在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，這將為未來采用機器人等自動化技術(shù)鋪平道路。
