Was ist Edge Computing? Rechnen am Netzwerkrand

01Was ist Edge Computing?

Edge Computing verlagert die Berechnung an den Rand des Netzwerks, also an den Punkt, an dem die Daten entstehen oder verbraucht werden. Dieser Punkt kann ein kleiner Rechner neben einem Sensor in einer Fabrik sein, eine Ladenkasse, eine Mobilfunk-Basisstation oder ein Server in der Stadt des Nutzers.

Im klassischen Cloud-Modell verlassen die Daten das Gerät, legen viele Kilometer bis zu einem großen Rechenzentrum zurück, werden dort verarbeitet, und das Ergebnis kommt zurück. Edge Computing verkürzt diese Reise: Ein Teil der Arbeit wird vor Ort erledigt, und nur die nötige Zusammenfassung oder das Ergebnis wird an die Cloud gesendet.

Das Konzept ist nicht neu; Content Delivery Networks arbeiten seit Jahren nach einer ähnlichen Logik. Neu ist, dass nicht mehr nur Dateien, sondern auch Code und KI-Modelle nah am Nutzer ausgeführt werden können.

02Wie funktioniert Edge Computing?

Die Architektur von Edge Computing lässt sich leichter verstehen, wenn man sie sich als drei Schichten vorstellt:

• Geräteschicht: Sensoren, Kameras, Smartphones und Kassen erzeugen die Daten. Manche Geräte können einfache Verarbeitungsschritte selbst übernehmen.
• Edge-Schicht: Ein Edge-Server oder Gateway in der Nähe der Geräte filtert und analysiert die Daten und trifft Entscheidungen in Echtzeit.
• Cloud-Schicht: Hier erfolgen langfristige Speicherung, Analysen im großen Maßstab, Modelltraining und zentrale Verwaltung.

Ein einfaches Beispiel

Eine Kamera an einer Produktionslinie nimmt pro Sekunde Dutzende Bilder auf. Alle Bilder in die Cloud zu senden, ist langsam und teuer. Ein Gerät am Edge prüft die Bilder vor Ort und sendet nur dann einen Eintrag und eine Warnung an die Cloud, wenn es ein fehlerhaftes Produkt erkennt. Die Linie kann sofort gestoppt werden, ohne auf eine Antwort aus der Cloud zu warten.

03Edge und Cloud im Vergleich

Der Unterschied zwischen Edge und Cloud ist kein Unterschied zwischen zwei konkurrierenden Technologien, sondern eine Arbeitsteilung. Welche Aufgabe wo erledigt wird, richtet sich nach Latenz, Datenmenge und Datenschutzbedarf. Die Grundlagen der Cloud haben wir im Beitrag Was ist Cloud Computing? gesondert erklärt.

04Vorteile von Edge Computing

Tempo und niedrige Latenz

Die Gesetze der Physik ändern sich nicht: Je weiter die Daten reisen, desto später kommen sie zurück. Niedrige Latenz ist bei autonomen Systemen, in der Industriesteuerung, bei Livestreams und Spielen entscheidend. Bei Websites verkürzt es die Zeit bis zur ersten Antwort, wenn die Seite von einem Punkt nahe am Nutzer ausgeliefert wird.

Kosten und Bandbreite

Statt alle Rohdaten in die Cloud zu übertragen, nur den relevanten Teil zu senden, senkt die Kosten für Datenübertragung und Speicherung. Bei Unternehmen mit vielen Kameras oder Sensoren kann dieser Unterschied deutlich ausfallen.

Datenschutz und Datenlokalisierung

Sensible Daten, etwa Kamerabilder oder Gesundheitsdaten, können vor Ort verarbeitet werden, sodass nur das anonyme Ergebnis nach außen gelangt. Dieser Ansatz erleichtert es, Anforderungen an Datenschutz und Datenlokalisierung zu erfüllen; für die rechtliche Konformität genügt er allein jedoch nicht, prüfen Sie die aktuellen Anforderungen von Vorschriften wie der KVKK (dem türkischen Datenschutzgesetz, vergleichbar mit der DSGVO) gesondert.

Ausfallsicherheit

Wenn die Internetverbindung abbricht, kann ein cloudbasiertes System ausfallen. Ein System am Edge behält dagegen seine Grundfunktionen und gleicht die Daten mit der Cloud ab, sobald die Verbindung wieder da ist.

05Internet der Dinge und Edge

Das Internet der Dinge (IoT) ist das natürlichste Einsatzgebiet von Edge Computing. Alle Daten von Millionen kleiner Geräte in die Cloud zu übertragen, ist nicht praktikabel; die Daten werden nahe am Gerät vorverarbeitet.

In der Landwirtschaft können Bodenfeuchte- und Wettersensoren die Bewässerung vor Ort steuern. In der Kühlkettenlogistik bemerkt das Gerät im Fahrzeug eine Temperaturabweichung sofort und gibt eine Warnung aus. In Hotels steuern Zimmersensoren den Energieverbrauch; die Integration dieser Daten in die Hotelsoftware ermöglicht es, den Betrieb auf einem einzigen Bildschirm zu überwachen.

Im Einzelhandel können Kameras im Laden die Regalbefüllung vor Ort analysieren, und Kassensysteme können weiterverkaufen, selbst wenn das Internet ausfällt. Gemeinsam ist all diesen Szenarien: Die Entscheidung in Echtzeit fällt vor Ort, die langfristige Analyse in der Cloud.

06Edge für Websites

Die bekannteste Form von Edge Computing in der Webwelt ist das Content Delivery Network (CDN). Bilder, Stylesheets und Skripte werden auf Server an verschiedenen Orten der Welt kopiert, und der Besucher wird vom nächstgelegenen Punkt bedient. Wie das funktioniert, haben wir im Beitrag Was ist ein CDN? erklärt.

In den letzten Jahren bieten CDN-Anbieter nicht mehr nur Dateien, sondern auch die Möglichkeit zur Codeausführung. Weiterleitungsregeln, Sprach- und Regionserkennung, einfache Personalisierung oder Sicherheitsprüfungen werden am Edge verarbeitet, ohne dass die Anfrage den Hauptserver erreicht.

Dennoch ist nicht für jede Website eine Edge-Schicht nötig. Für eine Unternehmenswebsite, deren Besucher größtenteils aus einer einzigen Region kommen, genügen oft ein gut konfigurierter Server, die richtigen Cache-Einstellungen und optimierte Bilder. Die Unterschiede der Hosting-Optionen finden Sie im Beitrag Was ist Hosting?.

07Herausforderungen von Edge Computing

Edge Computing ist kein Allheilmittel. Bevor Sie sich für eine Architektur entscheiden, sollten Sie diese Herausforderungen einkalkulieren:

• Verteilte Verwaltung: Statt eines einzigen Rechenzentrums müssen Dutzende oder Hunderte Standorte aktualisiert und überwacht werden.
• Physische Sicherheit: Edge-Geräte stehen oft nicht in einem geschützten Rechenzentrum, sondern vor Ort; es besteht das Risiko von Diebstahl und Manipulation.
• Begrenzte Ressourcen: Rechenleistung und Speicher der Edge-Hardware sind begrenzt; schwere Aufgaben bleiben bei der Cloud.
• Datenkonsistenz: Daten, die an verschiedenen Standorten verarbeitet werden, zentral korrekt zusammenzuführen, erfordert sorgfältiges Design.

08Brauchen Sie Edge für Ihr Unternehmen?

Stellen Sie sich zur Entscheidung drei Fragen: Haben Sie eine Aufgabe, die eine Reaktion in unter einer Sekunde erfordert? Verursacht das Datenvolumen, das Sie in die Cloud übertragen, ein Kostenproblem? Haben Sie einen Prozess, dessen Stillstand bei einem Verbindungsabbruch nicht hinnehmbar ist? Wenn Sie keine dieser Fragen mit »Ja« beantworten, müssen Sie nicht eilig in Edge Computing investieren.

Für die meisten kleinen und mittleren Unternehmen besteht der erste Kontakt mit Edge Computing in den CDN- und Cache-Schichten, die sie nutzen, ohne es zu merken. Die Geschwindigkeit Ihrer Website und Ihres Shopsystems zu messen und Server-, Cache- und CDN-Schichten gemeinsam zu verbessern, ist Gegenstand unserer Speed- und Performance-Optimierung.

Für einen nüchternen Blick auf Zukunftstechnologien lesen Sie auch unseren Beitrag Was ist ein Quantencomputer?. Wenn Sie ein spezielles System zur Datenerfassung von Geräten im Feld benötigen, können wir gemeinsam mit unserem Team für Aurora-Lösungen und Responsive Webdesign die passende Architektur planen.