A terceira onda da Internet
A rápida digitalização e expansão de usuários para incluir dispositivos e máquinas está iniciando uma nova era da Internet que força a evolução do ecossistema de borda.
A pandemia da COVID-19 que chocou o mundo trouxe maior volatilidade, mas o mundo não está reagindo inesperadamente diante de crises e oportunidades. Vimos que a COVID acelerou exponencialmente o ritmo da digitalização. Satya Nadella, CEO da Microsoft, afirmou que testemunhamos vários anos de Transformação Digital sendo acelerados em apenas alguns meses.
Hoje em dia, o mundo está indiscutivelmente se tornando digital. Uma das consequências da digitalização é mais dados. A IDC, em seu relatório “Data Age 2025”, prevê que os dados do mundo crescerão para 175ZB até 2025.1 Esses dados serão armazenados no núcleo (data centers tradicionais e na nuvem), na borda e em pontos de extremidade de borda, como PCs, smartphones e dispositivos IoT. Além disso, 30% desses dados serão consumidos em tempo real.
Isto se deve, em parte, aos avanços tecnológicos. As velocidades de transferência de dados com 5G são até 100 vezes mais rápidas do que as gerações sem fio anteriores, e a latência normalmente diminui de 20 ms para 1 ms.2 Esses novos recursos aumentarão a velocidade de geração de dados e a capacidade de processá-los em tempo real.
Muitos desses dados em tempo real são gerados e consumidos por dispositivos estacionários: lâmpadas, câmeras de segurança, eletrodomésticos. Um terço dos proprietários aumentou o uso de dispositivos durante a pandemia, incluindo quase metade (46%) dos proprietários de fechaduras inteligentes.3 Mas uma porcentagem significativa é móvel: dispositivos vestíveis na área da saúde, veículos conectados, sensores que rastreiam e monitoram cadeias de suprimentos. Em novembro de 2020,4 somente nos EUA, 45% do tráfego da web teve origem em celulares.
Esse crescimento explosivo de dispositivos mudou radicalmente a definição de usuário, com máquinas, scripts e softwares agora atuando em uma função antes delegada apenas a seres humanos. Espera-se que esse crescimento continue.
Ao mesmo tempo, o número de pessoas que usam essa tecnologia continua a se expandir. Em 2019, havia 4,9 bilhões de usuários de Internet. Até o final de 2022, espera-se que esse número aumente para 6 bilhões. E até 2030, especialistas preveem que 90% da população mundial projetada — 8,5 bilhões — com seis anos de idade ou mais será digitalmente ativa.5 Muitos desses usuários agora dependem de serviços digitais em quase todas as áreas de suas vidas. Por exemplo, o uso da telemedicina cresceu impressionantes 6.000% durante a pandemia.6
As pressões e as demandas de uma sociedade distribuída e digitalmente ativa combinadas com o crescimento explosivo de dispositivos sinalizam o início de uma terceira era da Internet.
A evolução da borda é impulsionada pela terceira onda da Internet
Acreditamos que a ascensão e a evolução da computação de ponta inevitavelmente seguirão a chegada da Terceira Onda da Internet. Como sabemos, a transformação da Internet levou o mundo em direção à era do PC e da Internet. A computação em nuvem e a adoção de smartphones inauguraram a era da Internet móvel. Agora estamos entrando em uma terceira era, a Internet das Coisas em Movimento.
Os desafios que surgem nesta era estão impulsionando mudanças no ecossistema de ponta, migrando do Edge 1.0 estático e fechado para o Edge 2.0 aberto e autônomo. Esse processo é como a evolução de organismos unicelulares para organismos complexos.
O ecossistema da borda evoluiu
Por exemplo, nos estágios iniciais do movimento da nuvem, algumas grandes nuvens públicas e redes de distribuição de conteúdo (CDNs) dominavam a entrega de aplicativos de Internet e a distribuição de serviços digitais. Esses provedores funcionavam como pontos de controle centralizados para o ecossistema de aplicativos da Internet, de forma semelhante à maneira como os doze nervos cranianos funcionam no corpo humano. À medida que o caso de uso da nuvem e o ecossistema crescem, vemos a necessidade de serviços digitais para tomar decisões em tempo real com base em conhecimento localizado na "borda" da Internet, semelhante à maneira como o sistema nervoso autônomo se comporta nos corpos humanos.
Esta é a evolução que está levando a vanguarda para uma nova era autônoma. Isso não é surpreendente. Cada onda da Internet trouxe consigo desafios que foram resolvidos em parte pela computação de ponta.
Primeira Onda: Borda 1.0
Tim Berners-Lee, o inventor da World Wide Web, previu o desafio de congestionamento relacionado à transferência de grandes quantidades de conteúdo da web por links lentos que os usuários da Internet enfrentariam; ele chamou esse problema de “World Wide Wait”. O foco do paradigma dominante na época era, apropriadamente, distribuir o conteúdo da web relativamente estático ou aplicativos da web para aproximá-los dos usuários e atender à necessidade de velocidade e redundância. Essa necessidade levou a um conjunto de princípios arquitetônicos importantes, incluindo Ponto de Presença (PoP) físico próximo aos usuários finais, cache de conteúdo, previsão de localização, prevenção de congestionamento, algoritmos de roteamento distribuído e muito mais.
Segunda Onda: Borda 1.5
O advento da Web 2.0, juntamente com o surgimento de nuvens públicas e soluções SaaS, introduziu novos princípios arquitetônicos. Os aplicativos se tornaram a principal forma de conteúdo na Internet. Dessa forma, a borda distribuída não conseguiu persistir em sua forma inicial: ela teve que evoluir junto com as arquiteturas de aplicativos que fornecia, sob crescente pressão para garantir uma economia digital crescente. Com grande parte da economia global agora altamente dependente de aplicativos centrados no comércio, os serviços de segurança rapidamente se tornaram um complemento básico dos provedores de CDN, cuja presença existente ao redor do mundo se estendia mais perto do usuário — e, portanto, resolvia ameaças mais cedo — do que a nuvem e o data center tradicional. Esses serviços foram criados sobre a infraestrutura criada para distribuir conteúdo e, portanto, representam ambientes fechados e proprietários.
Terceira Onda: Borda 2.0
Hoje, os aplicativos não são mais destinos de roteamento “passivos” da rede de distribuição, mas sim participantes ativos. Por exemplo, com aplicativos distribuídos baseados em Kubernetes, a lógica do aplicativo — compactada dentro de um contêiner — pode ser movida dinamicamente para qualquer local de computação apropriado com uma pilha Kubernetes de suporte. Isso está em contraste direto com os princípios arquitetônicos sobre os quais as primeiras soluções de ponta foram criadas. Ou seja, elas estão enraizadas em uma época em que os conteúdos (ou aplicativos) eram entidades estáticas associadas a locais físicos. Essas soluções de ponta pressupõem que a rede de distribuição de conteúdo funciona sozinha como a “plataforma inteligente” para conectar usuários a aplicativos, enquanto os aplicativos (e usuários) permanecem como “pontos finais” passivos para a “plataforma inteligente”. Essa abordagem não é mais a melhor maneira arquitetônica de conectar usuários a conteúdo ou aplicativos.
Os usuários também evoluíram. Não apenas sua sofisticação digital e seu apetite por engajamento digital estão anos-luz à frente de onde estavam quando a primeira CDN foi lançada em 1998, mas a tecnologia forçou uma mudança na definição do que elas são. Hoje, um “usuário” pode muito bem ser uma máquina, um script ou um serviço automatizado agindo em nome de um humano. Pode ser um sensor coletando dados críticos de uma fábrica ou de um campo agrícola. Por um lado, esses “usuários” continuam a carregar os desejos de seus equivalentes humanos por velocidade, segurança e privacidade. Por outro lado, esses novos “usuários” — terminais de IoT inteligentes com pilhas de aplicativos incorporados — geralmente participam do processamento dinâmico da lógica do aplicativo e da análise de dados para fornecer experiências digitais seguras e ideais ao usuário.
A emergência do Edge 2.0
Os principais desafios de aplicação que o Edge surgiu para resolver — velocidade e segurança — ainda existem hoje. O que mudou foi a definição de aplicativo (de uma instância estática residindo em um local fixo para unidades de contêiner "móveis"), usuário (de um usuário humano para uma "coisa" inteligente), localização (de um endereço IP para uma identificação lógica) e os casos de uso que a borda visa oferecer suporte (da entrega de conteúdo à distribuição dinâmica de aplicativos e tomada de decisão em tempo real na borda).
A transformação digital e a IoT estão gerando novos requisitos para experiências digitais que resultam na necessidade de distribuição de aplicativos, inteligência em tempo real e tomada de decisões na borda. Dessa forma, a computação de ponta está se tornando um facilitador essencial da transformação digital no setor. De acordo com o relatório State of Application Strategy de 2021,7 76% das organizações implementaram ou estão planejando ativamente implantações de ponta, tendo como principais motivadores a melhoria do desempenho dos aplicativos e a coleta de dados/habilitação de análises.
Além disso, um grande número de “coisas” foram incorporadas na última rodada de transformação digital. Relatório Anual da Internet da Cisco8 prevê que “até 2023, haverá mais de três vezes mais dispositivos em rede na Terra do que humanos. Cerca de metade das conexões globais serão conexões máquina a máquina e o espaço M2M será dominado por "coisas" voltadas para o consumidor em casas inteligentes e automóveis.” Devido à separação anterior de TI e TO (tecnologia operacional), embora a computação em nuvem tenha proporcionado um grande aumento no poder de computação, a adição de “coisas” ainda introduz desafios à arquitetura de rede no modelo de nuvem. No ambiente de IoT móvel da era Edge 2.0, TI e TO serão convergidas e terão recursos de detecção e automação inteligentes mais poderosos. Em outras palavras, além do processamento centralizado de dados possibilitado pela computação em nuvem, a borda da rede reunirá uma abundância de dispositivos e dados e fornecerá um tremendo poder de computação próximo ao ponto final, liberando assim grande valor comercial.
Para que as organizações aproveitem o Edge 2.0 e colham seus benefícios, uma das coisas de que elas precisarão é uma plataforma de distribuição de aplicações centralizada para distribuição holística de aplicações e baseada em um conjunto diferente de princípios de design de tecnologia.
Uma plataforma de distribuição de aplicações do Edge 2.0 deve ser baseada nos seguintes princípios fundamentais de design:
- Para uma plataforma de distribuição de aplicativos Edge 2.0, “edge” pode ser qualquer ambiente físico ou lógico, desde pontos de extremidade do usuário até nuvens públicas. Um plano de controle de aplicativo unificado garante a definição comum de políticas de segurança, políticas de localização de dados e gerenciamento de identidade do usuário em diferentes ambientes e impõe a execução por meio da integração com ferramentas de automação e orquestração.
- Uma plataforma de distribuição de aplicativos Edge 2.0 se integrará totalmente às ferramentas de gerenciamento do ciclo de vida do aplicativo. Políticas de segurança de aplicativos, políticas de localização de dados, gerenciamento de identidade e orquestração de recursos são “declaradas” por meio do plano de controle unificado e aplicadas em qualquer ambiente em que a plataforma seja executada. O Edge se torna uma “propriedade declarada” do aplicativo de destino (resultando em cada aplicativo tendo seu próprio edge “personalizado”) e é “executado” pela plataforma sem provisionamento manual necessário. Os desenvolvedores podem simplesmente se concentrar na lógica do aplicativo, nas interações do aplicativo (APIs) e nos fluxos de trabalho de negócios sem se preocupar em gerenciar infraestrutura ou locais.
- Em uma plataforma de distribuição de aplicativos Edge 2.0, as políticas de segurança de aplicativos são definidas de maneira comum por meio do plano de controle unificado. Eles são distribuídos para aplicação em todos os ambientes em que o aplicativo é executado. Os recursos de segurança incorporados diretamente na plataforma (por exemplo, criptografia e detecção de bot de ponta) permitem que essas funções de segurança acompanhem o aplicativo por padrão.
- Uma plataforma de distribuição de aplicativos Edge 2.0 se torna uma estrutura global para lógica de aplicativos e uma estrutura global para processamento e análise de dados. Qualquer serviço digital requer dados e lógica de aplicação, mas o local para armazenamento, processamento e transformação de dados não precisa ser o mesmo onde a lógica da aplicação reside. A localização dos dados deve ser especificada independentemente como um conjunto de políticas de nível de plataforma determinadas por fatores como gravidade dos dados, regulamentações (PCI, GDPR e outros) e o preço/desempenho relativo do processamento. Semelhante às políticas de segurança, as políticas de localização de dados devem ser “declaradas” pelos usuários por meio do plano de controle unificado e aplicadas pela plataforma em qualquer ambiente. Uma plataforma Edge 2.0 tem um papel a desempenhar em outras políticas de gerenciamento de dados, como linhagem de dados — armazenando detalhes sobre dados como atributos incorporados — além de ter um conjunto de recursos operacionais integrados para observabilidade, streaming de telemetria, ferramentas de ML e serviços de ETL.
- Para uma plataforma de distribuição de aplicativos Edge 2.0, a “borda” não é mais definida por PoPs físicos em locais específicos. Em vez disso, ele é definido dinamicamente pelo plano de controle do Edge 2.0 sobre recursos que existem em qualquer lugar que um cliente desejar: em nuvens públicas, hipervisores, data centers ou nuvens privadas, ou mesmo máquinas físicas em locais "remotos" exclusivos para seus negócios. Os recursos de rede de conexão também são fornecidos de forma definida por software, sobrepostos à infraestrutura WAN privada ou pública, sem esforço hercúleo para montar e configurar. Ele responderá à “declaração de intenção” do aplicativo de destino, entregando um Edge elástico personalizado e definido por software, mediante solicitação do aplicativo. “Edge” — e tudo o que ele estabelece para o aplicativo como parte dessa declaração — se tornará uma propriedade simples e fácil de usar do aplicativo.
- O avanço nas tecnologias de processadores e chipsets — especificamente GPU, DPU, TPU e FPGAs que estão surgindo em capacidade e capacidade — tornou possível que a computação especializada otimize significativamente o uso de recursos para tipos específicos de carga de trabalho. Uma plataforma de distribuição de aplicativos Edge 2.0 fará interface com sistemas que possuem esse hardware especial para direcionar, pousar e executar cargas de trabalho de aplicativos específicos que se beneficiariam dessa assistência. Por exemplo, ele encontrará e configurará recursos de GPU para cargas de trabalho intensivas de AL/ML ou localizará e integrará uma DPU para serviços especiais de segurança de aplicativos e rede que um aplicativo precisa. A conscientização de hardware em uma plataforma de distribuição de aplicativos Edge 2.0 oferece benefícios intrigantes para a criação de “sistemas industriais” inteligentes voltados para aplicativos de propósito especial e, portanto, possibilidades ilimitadas para estabelecer soluções de IoT atraentes onde o processamento em tempo real é necessário localmente. Por exemplo, uma estação de carregamento de veículos elétricos pode servir como um ponto de presença de agregação de dados para as grandes quantidades de dados gerados pelos sensores dos veículos elétricos, ou um veículo autônomo equipado com sistema operacional Android pode se comportar como um centro de dados móvel executando autodiagnósticos contínuos assistidos por hardware.
Navegue na terceira onda da Internet com a entrega de aplicações inovadoras
A inteligência distribuída e em tempo real habilitada pela plataforma de aplicativos Edge 2.0 desempenhará um papel central no mundo digital de amanhã. Para a maioria das empresas, isso significa reimaginar seus modelos de entrega de aplicativos. A entrega atual de aplicativos e serviços é construída em torno de um modelo centralizado em que a lógica do aplicativo está localizada centralmente. A lógica do aplicativo é hospedada em nuvem pública ou em data centers privados. Na era Edge 2.0, a infraestrutura, os dados e a arquitetura de aplicativos serão mais distribuídos e adotarão abordagens ponto a ponto. No entanto, imaginamos que essa transição será uma evolução, ou seja, um aumento, das tecnologias de entrega de aplicativos atuais, em vez de uma revolução.
Com anos de experiência em segurança de aplicativos multinuvem e tecnologia de entrega de aplicativos, a F5 sempre atendeu às necessidades de aplicativos, o principal ativo da organização na era digital. Na era do Edge 2.0, o Edge está mudando de um modelo fechado para um aberto. Com a recente aquisição da Volterra, a F5 está na posição perfeita para liderar a criação deste paradigma de distribuição de aplicativos Edge 2.0.
Hoje, todos os setores estão acelerando sua jornada de transformação digital. Sabemos que a implantação de ponta está gradualmente se tornando parte da estratégia de aplicativos de nossos clientes e estamos ansiosos para trabalhar com eles para navegar nesta nova onda da Internet.
Recursos
2 https://www.gsma.com/wp-content/uploads/2019/04/The-5G-Guide_GSMA_2019_04_29_compressed.pdf
4 Statista, “Participação do tráfego proveniente de dispositivos móveis”
5 Cybersecurity Ventures “Quantos usuários de Internet o mundo terá em 2022 e 2030”
6 HC definitivo, “COVID-19 impulsiona crescimento de 6000 por cento no uso da telemedicina”
7 Relatório de estratégia de aplicação do estado F5 2021
8 Relatório Anual da Internet da Cisco