Skalierung sicherer smarter Infrastruktur: Bewährte Edge-Strategien

Fünf Wege, wie Service Provider, Ersthelfer, Versorger und Hersteller ihre Edge-Networking-Herausforderungen meistern.

Unternehmen verlagern Cloud-Ressourcen nach Jahren der Zentralisierung zurück an den Edge. Selbst während große Player wie Google, Microsoft und AWS mehr Enterprise-Workloads in massive, zentrale Hyperscaler ziehen, erfordern Edge-Use-Cases zunehmend lokale Infrastruktur – nicht einen langen Hop zu einem zentralen Rechenzentrum –, um die Fluten von Echtzeitdaten zu nutzen, die von IoT-Geräten, Sensornetzwerken, smarten Fahrzeugen und neu verbundener Hardware generiert werden.

Nicht lange her war der Enterprise-Edge physisch. Das zentrale Rechenzentrum lag typischerweise in oder nahe dem Hauptsitz. Zur Reichweitenerweiterung wollten Organisationen sichere, schnelle Verbindungen zu anderen Standorten – Filialen – für schnellen, zuverlässigen Zugriff auf zentrale Computing-Ressourcen. Anbieter verkauften MPLS, WAN-Optimierung und SD-WAN zunächst als „Filiallösungen“.

Lektion 1: Verstehen Sie Ihr Erbe, bevor Sie Ihre Zukunft festlegen

Das Netzwerkmodell, das zentrale Cloud-Ressourcen via SD-WAN, MPLS oder 4G mit dem Edge verbindet, spiegelt ein Legacy-HQ-Filial-Design wider. Für Use Cases wie Gesichtserkennung, Gaming, Video-Streaming sind alte Probleme neu: Latenz, Middle-Mile-Kongestion, hohe Bandbreitenkosten untergraben diese Echtzeit-Edge-Use-Cases.

Nach Jahren der Konsolidierung in Clouds sieht der Edge anders aus als vor 5–10 Jahren. Selbst traditionelle Büroumgebungen könnten heute als Edge gelten, besonders wenn geschäftskritische Apps in die Cloud migriert sind und Nutzer eigene Geräte ins Unternehmensnetz bringen.

Dieses Muster aus Konsolidierung gefolgt von Dezentralisierung ist kein neuer Zyklus. Mainframe-zu-PC-Zyklus folgte On-Premise-zu-Cloud, weicht jetzt Mobile- und Edge-First-Paradigmen.

Aktuelle Edge-Technologien entstehen als Reaktion auf Limitations und Kosten von Cloud Computing, laut 451 Research. Gleichzeitig treiben branchenspezifische Use Cases – POS-Terminals im Einzelhandel, Fertigungsstraßen – Innovation am Edge. Diese Geräte zu verbinden strafft nicht nur Abläufe, sondern die generierten Daten liefern Insights für Wettbewerbsvorteile.

Rich Karpinski, Principal Analyst IoT bei 451 Research, warnt: Es gibt keine One-Size-Fits-All-Lösung für Edge-Infrastruktur. Für IT- und OT-Teams ist der erste Job, ihre Edge-Use-Cases und erwarteten Geschäftsergebnisse zu verstehen. Dann die richtige Edge-Infrastruktur und Topologie finden, um nicht nur heute den Job zu erledigen, sondern Agilität und Skalierbarkeit für langfristiges Wachstum zu bieten.

„Wählen Sie falsch, wird Edge-Infrastruktur zum eigenen Problem“, warnt Karpinski, „unnötig teuer; schwer zu deployen, zu sichern, zu betreiben; limitiert in der Unterstützung verteilter, moderner, KI-getriebener Anwendungen.“

Eine 451 Research-Umfrage von 700+ Unternehmen ergab:

• 60 % investieren reaktiv in ihren Edge, reagieren auf sich ändernde IT-Architekturen.
• Fast ebenso viele (57 %) berichten, dass Edge-Investitionen auch neue Fähigkeiten ermöglichen.

Erwartete Ergebnisse von Edge-Investitionen:

• Fast die Hälfte (47 %) glaubt, Edge-Investitionen optimieren Geschäftsprozesse und -abläufe.
• 45 % erwarten Kostensenkungen durch Edge-Infrastruktur.
• 42 % glauben, Edge-Investitionen steigern Umsätze.
• 39 % erwarten Risikoreduktion.

Lektion 2: Achten Sie genau darauf, was Service Provider mit ihren Edges tun

Service Provider investieren stark in Edge-Technologien, um kostspielige Herausforderungen zu überwinden und neue, margenstärkere Einnahmequellen zu erschließen. Noch frühe Zeiten für Edge Clouds, Edge-Rechenzentren, KI überall, aber Provider setzen große Wetten.

Analysten sind bullish: IDC prognostiziert globalen Edge-Computing-Markt auf >260 Mrd. $ bis Jahresende, stetig zweistelliges Wachstum bis 2028 auf 380 Mrd. $. Gartner erwartet 511 Mrd. $ bis 2033.

Service-Provider-Edge-Innovation hat bereits großartig begonnen, initiale Vorteile beginnen in-house. Beispiel: AT&T erweitert Edge-Präsenz in unterversorgte Gebiete, fokussiert auf Senkung der Expansionskosten und Eliminierung kostenintensiver, arbeitsintensiver Tätigkeiten wie Truck Rolls in abgelegene Gebiete.

Laut AT&T CTO Jeremy Legg trug AT&Ts globales Netzwerk 2022 durchschnittlich 614,6 Petabyte/Tag, erwartet Ver-fünffachung bis Jahresende.

Für AT&T löste ein Problem – teure Expansion in unterversorgte Gebiete – Chancen für neue margenstarke Services. Beispiel: Cherokee-Gemeinde Kenwood, Oklahoma. Bis kürzlich fuhren Stammesmitglieder >10 Meilen für Mobilfunk. COVID-19 verschärfte mangelnde Konnektivität.

Zuverlässiges Internet nötig für Stammesdienste, Gesundheitswesen, Notfall, Bildung, Cherokee-Sprachdienste. Mit Bundesmitteln (American Rescue Plan) bat Cherokee Nation AT&T um Lösungen zur Schließung der digitalen Kluft und Konnektivitätserweiterung.

Rescue-Plan-Projekt entwickelte sich aus 2020er Kollaboration für frühe COVID-Lockdown-Phasen. Cherokee Nation hatte Lücken in traditionellem Internet und Mobilfunk. Mit AT&T wurden >11.000 mobile Hotspots ausgegeben, primär für virtuelles Lernen und Telemedizin.

Für permanente Lösung brachten AT&T und Cherokee Nation zuverlässige Mobilabdeckung nach Kenwood. März 2023: 355-Fuß-Turm mit 5G-Infrastruktur eingeweiht. 5G bietet nicht nur Kenwoods 1.000 Einwohnern zuverlässige Konnektivität, sondern schließt öffentliche Sicherheitslücke: dedizierte Abdeckung und Kapazität für Cherokee Nation Ersthelfer via FirstNet (public safety network, >24.000 Agenturen landesweit).

„Diese dedizierte Band-14-Spektrum-Bereitstellung hat sich in Zeiten, in denen Ersthelfer Konnektivität am dringendsten brauchen – Waldbrände, Tornados, Hurrikane, Naturkatastrophen – als immens wertvoll erwiesen“, sagte Jeremy Legg, AT&T CTO.

Hinzugefügt Cherokee Nation Principal Chief Chuck Hoskin Jr.: „Zum ersten Mal haben Bürger hier Zugang zu Wireless-Service und Highspeed-Internet für vitale Ressourcen.“

Lektion 3: KI-Einfluss auf Netzwerke und Computing-Infrastruktur wird breit und unvorhersehbar sein

Lagerhäuser sind Hauptengpässe, da Logistikteams stärker auf digitale Tools und Automatisierung setzen. Manuelle Prozesse drosseln Softwareversprechen. Nokia Bell Labs glaubte, diesen Flaschenhals durch digitale Zwillinge von Lagerhäusern mit autonomen Flugdrohnen zu überwinden.

Nokias Autonomous Inventory Monitoring Service (AIMS) nutzt KI-gestützte Bildverarbeitung zur Navigation. Drohnen scannen 7–10x schneller als Menschen, Nokia schätzt ~40 % ROI über 3 Jahre für Lagerbetreiber.

Das Problem: KI-gestütztes Drohnen-Inventarsystem erfordert robuste Verarbeitung, Speicher, Netzwerk am Edge.

Lösung: Nokia schuf Edge-Lösung aus Bare-Metal-Edge-Servern im Lager, laufen auf Canonical Ubuntu Pro, containerisierte Kubernetes-Apps für Drohnenkommunikation und Digital-Twin-Datenupdate. Initialer Proof-of-Concept: Build-Prozess pro Server manuell, IT-Operations manuell. Vor kommerziellem AIMS-Release: Automatisierung Schlüsselprozesse, Over-the-Air (OTA) Skalierung auf hunderte Standorte ohne Truck Rolls.

Nokia wählte Spectro Clouds Palette Edge Platform für Automatisierung von Edge-Deployments und -Operations. Mit Palette Edge kann Nokia Edge-Software remote deployen und Lebenszyklus verteilter AIMS Edge Kubernetes-Cluster zentral managen.

Erster AIMS-Kunde: Fortune-500-Großhändler Graybar. Laut Mark Hirst, VP Technology Graybar, ist Automatisierung nötig für Branchen-Gesundheit. Mitarbeiter für genaue Inventurzählungen zu gewinnen/halten wird schwieriger. Graybar glaubt: AIMS liefert ROI durch Automatisierung manueller, fehleranfälliger Inventuren und umgeht Arbeitskräftemangel.

Lektion 4: Sicherheit am Edge ist ständige Herausforderung

Da die typische Edge-Angriffsfläche wächst, wächst der Bedarf an Cloud- und Edge-nativen Tools gegen neue Edge-Bedrohungen. Londoner McLaren Construction Group kämpfte mit Endpoint- und Netzwerksicherheitsherausforderungen. Suchte Tool für automatisierte Geräte-Authentifizierung und Compliance-Checks mit Sichtbarkeit aller netzwerkverbundenen Geräte.

„Unser IT-Team bearbeitete Netzwerkzugriffsanfragen, aber es dauerte zu lange pro Request und Leute kämpften mit Komplexität der Integration in bestehende Infrastruktur“, sagte Daniel Blackman, McLaren IT-Leiter. „Wir konnten Geräte, die sich mit unseren WLANs verbinden, einschließlich IoT, nicht kontrollieren.“

Ohne Edge-Kontrolle wusste McLaren nicht, was im Netzwerk ist, und konnte nicht sicherstellen, dass verbundene Geräte vor Zugriff auf Schlüsselressourcen compliant sind. IT-Team kämpfte mit Software-/Security-Updates. „Wir wurden oft gezwungen, dies manuell für alle Geräte zu handhaben – extrem zeitaufwendig“, so Blackman.

McLaren hatte missionskritische Geräte ohne Sichtbarkeit: CCTV, Audiokonferenz, biometrische Sicherheitsleser, Videokonferenz. Suche eingegrenzt auf Cloud-basierte NAC-Anbieter (Network Access Control), die Edge-Sicherheit ohne Ressourcenoverhead und ohne zusätzliche Komplexität liefern – besonders ohne neue Hardware/Infrastrukturänderungen. McLaren wählte SaaS NAC Service von Startup Portnox.

Nun: Geräte verbinden über Portnox CLEAR, cloud-nativen NAC-Service. CLEAR kontrolliert Zugriff via 802.1X-Protokoll. Blockiert Rogue-Geräte, quarantäniert non-compliant Endpoints, limitiert Zugriff via ACLs oder VLAN-Änderungen. Nutzer verbinden über CLEAR-Portal, unterstützt Netzwerkverbindung und Remediation-Management – zeigt Schritte zur Rückkehr in gesunden Sicherheitszustand.

Zusätzlich zu Authentifizierung/Kontrolle: Rogue-Geräte-Erkennung, automatisierte Policy-Enforcement, Compliance-Checks, automatisiertes Patching, kontinuierliches Endpoint-Risiko-Monitoring. Laut Blackman: CLEAR in 30 Min. eingerichtet, jetzt einfach, Sicherheit auf andere Edge-Standorte zu skalieren.

Lektion 5: Der Enterprise-Edge wird sich unendlich ausbreiten

Der Enterprise-Edge wird sich ausbreiten, auch für Organisationen, die das nicht wünschen. Mit jedem Gerät, komplexer als ein Buttermesser, kommt Konnektivität zunehmend Standard – ob Büro-Kaffeemaschine oder teure Maschinen auf Fabrikhalle.

Gutes Beispiel: Elektrische Infrastruktur. April 2024: GE spaltete Energiebusiness GE Vernova (NYSE: GEV) ab. „GE Vernova ist purpose-built, um die Welt zu elektrifizieren und zu dekarbonisieren“, sagte CEO Scott Strazik am Spin-off-Tag.

Seitdem positioniert sich das Unternehmen für nachhaltige Energiequellen für Emerging Tech wie KI und IoT, verpflichtet sich, fast 600 Mio. $ in US-Fabriken in nächsten 2 Jahren zu investieren, um steigende Stromnachfrage weltweit zu decken.

GE Vernova fertigt Elektrifizierungsausrüstung: Gas-Turbinen für Kraftwerke, Smart-Grid-Infrastruktur, Wasserkraft. Während GEV Stromerzeugung modernisiert, findet es Wege, Konnektivität an Edge-Geräte zu bringen.

GEV partners mit EnergyHub für Smart-Grid-Fähigkeiten: Smart Thermostate, E-Fahrzeuge, Solarpaneele, Batterien. GEV arbeitet mit Anterix, Ericsson, Nokia für gebündelte Services für Versorger über 900 MHz private Wireless-Netze. Fokus: Grid-Kommunikationsinfrastruktur verbessern, digitale Transformation in Versorgern treiben.

Was GEV, McLaren, AT&T, Nokia und viele andere aus frühen Vorstößen in den expandierenden, hyper-vernetzten, KI-beeinflussten Edge gelernt haben: Der Edge wird sich quer durch die Wirtschaft ausbreiten – geplant oder nicht. Wege zu finden, Edge-Infrastruktur remote kosteneffizient, skalierbar zu warten, aktualisieren, managen, ist erst der Anfang der Ressourcenverlagerung zurück an den Edge – ein Shift, auf den Unternehmen sich vorbereiten müssen, weil Service Provider, Hersteller, eigene Mitarbeiter die Grenzen des Enterprise-Edge weiter ausdehnen werden.