A versão 1.0 do Couchbase para dispositivos móveis foi anunciado em 2014, tornando-o o primeiro banco de dados móvel NoSQL do setor para os primeiros aplicativos off-line. Primeiro off-line é um paradigma de desenvolvimento de aplicativos que garante que a funcionalidade dos aplicativos não seja afetada pelo estado da conectividade da rede. Nos últimos anos, uma estrutura de computação distribuída chamada computação de borda tem obtida muita força com o surgimento do aplicativos críticos para os negócios em tempo real e serviços que devem ser ágeis, resilientes a interrupções na rede, usar a largura de banda da rede de forma eficiente e cumprir as políticas regulatórias e de privacidade. Você pode saber mais sobre arquiteturas de nuvem distribuída e casos de uso neste artigo relacionado whitepaper.
Se pensarmos bem, os princípios básicos da computação de borda são fundamentalmente os mesmos dos aplicativos móveis críticos para os primeiros negócios off-line: velocidade, disponibilidade, escalabilidade, privacidade e segurança dos dados. Desde que foi lançada pela primeira vez, há vários anos, a plataforma Couchbase tem sido usada em inúmeros implantações de produção no mundo real que exigem os primeiros aplicativos móveis off-line, portanto, estender a plataforma para dar suporte à computação de borda é uma próxima etapa natural.
Couchbase para os primeiros aplicativos móveis off-line
Para que os usuários possam usar aplicativos móveis no modo off-line, os dados exigidos por esses aplicativos precisam ser mantidos localmente em vez de em servidores de nuvem remotos. Isso requer armazenamento local que pode ser incorporado nos próprios aplicativos móveis. Couchbase Lite é um banco de dados NoSQL JSON incorporado com recursos completos que suporta nativamente todas as principais plataformas móveis, incluindo iOS, Androide Windows.
Além de fornecer armazenamento local incorporado, o Couchbase Lite também garante que os dados no armazenamento local sejam consistentes com o banco de dados de backend na nuvem. O Gateway de sincronização do Couchbase permite o roteamento seguro de dados e a sincronização de dados entre clientes habilitados para o Couchbase Lite e o banco de dados backend do Couchbase Server.
Com os produtos Couchbase Lite e Sync Gateway, você pode habilitar os dois principais recursos dos primeiros aplicativos off-line, o armazenamento local e a sincronização.
Couchbase para computação de borda
A computação de borda é uma estrutura de computação distribuída que distribui o armazenamento e o processamento de dados, aproximando-os dos aplicativos que geram ou consomem os dados. O armazenamento e o processamento de dados e a movimentação de dados entre as entidades de armazenamento de dados são dois atributos essenciais de uma solução. Uma plataforma de dados como o Couchbase se encaixa perfeitamente nesse perfil.
A "borda" em aplicativos de computação de borda refere-se ao local onde os dados são gerados e processados. Dessa forma, a borda é um espectro. Ela pode ser um dispositivo autônomo, como smartphone, tablet, terminal PoS, laptop, dispositivo de IoT etc. Ou pode ser um ponto de agregação de dados gerados e consumidos por vários clientes downstream. Nesse último caso, a borda pode ser um micro data center. O número de data centers de borda necessários pode variar de algumas centenas a vários milhares, dependendo do aplicativo.
Arquiteturas de nuvem distribuída
O Couchbase é a plataforma de dados ideal para dar suporte a arquiteturas de nuvem distribuída e de nuvem para borda, pois inclui todos os componentes necessários em uma solução integrada. Além do armazenamento de dados e dos recursos de implementação flexíveis que permitem que os dados sejam armazenados e processados em qualquer nuvem pública/privada ou em data centers locais, ele também oferece tecnologia de sincronização que pode ser dimensionada para centenas de milhares de clientes de borda e data centers de borda simultâneos.
As implementações de computação de borda podem ser normalizadas em três arquiteturas: a borda na camada do cliente, a borda na camada intermediária e um modelo híbrido que abrange ambas as camadas. Discutirei as três arquiteturas a seguir.
A vantagem na camada do cliente
O modelo mais simples de "borda" é um dispositivo autônomo. Nessa arquitetura, os dados são processados localmente pelos aplicativos que os geram ou consomem. Desde que o cliente esteja ativo, você obtém uma disponibilidade de 100% porque seu aplicativo está sempre ativo, mesmo que a conexão com a Internet para o data center de backend na nuvem seja interrompida. Como todos os dados são processados localmente, você obtém respostas em tempo real. Por fim, todos os dados confidenciais gerados pelo aplicativo nunca precisam sair do dispositivo do cliente, o que alivia qualquer preocupação com a privacidade.
Como o Couchbase se encaixa?
- Nível de nuvem:
O Couchbase Server é implantado no data center em nuvem e funciona como a plataforma de processamento e armazenamento de dados global e elasticamente dimensionável para clientes conectados. - Nível de cliente:
O Couchbase Lite é implantado na borda e é responsável pelo processamento local de dados. Embora o Couchbase Lite tenha sido lançado originalmente como um banco de dados para dispositivos móveis, ele evoluiu ao longo dos anos para oferecer suporte ao .NET para aplicativos de desktop do Windows e Java para aplicativos de desktop e serviços da Web. Há também uma versão com suporte da comunidade do Ligações de API C. Isso significa que o Couchbase Lite não está restrito apenas a aplicativos móveis. Você pode implantar o Couchbase Lite em dispositivos móveis, desktops ou em qualquer dispositivo incorporado que tenha os recursos para armazenar e processar dados localmente.
O Sync Gateway implantado no data center da nuvem lida com segurança com a sincronização bidirecional de dados entre o armazenamento de dados do Couchbase de back-end baseado na nuvem e os clientes do Couchbase Lite.
Modelo de implantação
Uma implantação típica tem a seguinte aparência:
E no caso de clientes que não têm recursos para lidar com o armazenamento local ou o processamento de dados? Para isso, vamos examinar o próximo modelo.
A borda na camada intermediária
Esse modelo amplia o modelo anterior com a introdução de uma camada intermediária entre a nuvem e a camada do cliente. A camada intermediária está na mesma rede local (LAN) que os clientes. Ela atua como um agregador de dados e pode ser um dispositivo de gateway ou um servidor em um gabinete de TI. Com a camada intermediária, a borda é um micro data center, gerenciando dados em nome de uma população menor de clientes downstream na rede local.
A camada do cliente não lida com nenhum armazenamento ou processamento local de dados. Semelhante ao modelo de borda na camada do cliente, esse modelo oferece maiores garantias de disponibilidade de aplicativos do que um modelo centrado na nuvem porque a LAN pela qual os clientes se comunicam é inerentemente mais confiável do que a conexão com a Internet para o data center na nuvem. Além disso, ao extrair dados em nome dos clientes downstream, a camada intermediária reduz significativamente a carga na rede e nos servidores de nuvem, evitando a necessidade de cada dispositivo cliente downstream extrair os mesmos dados.
Como o Couchbase se encaixa nesse modelo?
- Nível de nuvem:
Como no modelo anterior, o Couchbase Server e o Sync Gateway são implantados no data center da nuvem. - Nível intermediário:
Aqui, há duas opções:- Opção 1:
O Couchbase Server e o Sync Gateway são implantados no data center de borda. A área ocupada pelo servidor e pelo gateway é reduzida adequadamente para lidar com a área ocupada menor dos clientes locais. O número de data centers pode variar de algumas centenas a milhares. Os dados são sincronizados com segurança entre a nuvem e os data centers de borda usando Tecnologia de replicação inter-Sync Gateway
- Opção 2:
O Couchbase Lite é incorporado em um aplicativo de serviços da Web, como um servidor da Web Java. O aplicativo de serviços da Web pode implementar um RESTful interface que é acessada pelos clientes downstream. O número de data centers pode variar de algumas centenas a dezenas de milhares.
Os dados são sincronizados com segurança entre o armazenamento de back-end baseado na nuvem do Couchbase e os clientes do Couchbase Lite por meio do Sync Gateway. Esse modelo é semelhante à abordagem de borda na camada do cliente.
- Opção 1:
Modelo de implantação
- Opção 1:
Uma implementação típica correspondente à Opção 1 tem a seguinte aparência:
- Opção 2:
Uma implementação típica correspondente à Opção 2 tem a seguinte aparência:
- Nível de cliente:
Não há Couchbase nessa camada. Esses são aplicativos ou clientes que não oferecem suporte ao armazenamento ou processamento local de dados.
Para obter o melhor de ambos os modelos, analisamos uma abordagem híbrida.
O modelo híbrido: Cliente de abrangência de borda e camadas intermediárias
Arquitetonicamente, esse modelo é igual ao modelo anterior, pois há uma camada intermediária entre as camadas de nuvem e de cliente. No entanto, nesse modelo, os dados são armazenados e processados tanto na camada do cliente quanto na camada intermediária, o que proporciona os benefícios de ambos os modelos anteriores. De fato, a camada do cliente pode mudar para a conexão com os servidores na camada de nuvem e na camada intermediária, dependendo das condições da rede.
Então, como o Couchbase se encaixa nesse modelo?
- Nível de nuvem:
Como nos modelos anteriores, o Couchbase Server e o Sync Gateway são implantados no data center da nuvem. - Nível intermediário:
O Couchbase Server e o Sync Gateway são implantados no data center de borda. O espaço ocupado pelo servidor e pelo gateway é reduzido adequadamente para lidar com a população menor de clientes locais. - Nível de cliente:
O Couchbase Lite é implantado nessa camada e é responsável pelo processamento local de dados.
Em seguida, os dados são sincronizados de forma segura entre a nuvem e os data centers de borda usando Tecnologia de replicação inter-Sync Gateway. Os dados também são sincronizados entre o Sync Gateway no data center de borda e os clientes habilitados para o Couchbase Lite downstream.
Modelo de implantação
Uma implantação típica tem a seguinte aparência:
Escolhendo a arquitetura certa para a computação de borda
A escolha da arquitetura de implementação para suas necessidades de computação de borda depende de vários fatores, incluindo o caso de uso, os recursos de armazenamento e computação do cliente ou do data center de borda e o número de dispositivos de borda ou data centers de borda simultâneos.
A tabela a seguir descreve como os três modelos se comparam aos principais princípios da computação de borda. Essas informações não têm a intenção de serem prescritivas, mas devem ser tratadas como um guia geral.
| Arquitetura | Disponibilidade do aplicativo | Capacidade de resposta | Uso da largura de banda | Privacidade |
|---|---|---|---|---|
| Borda na camada do cliente | 100%, desde que o dispositivo cliente esteja ativo | Tempo real porque os dados são armazenados/processados localmente no cliente | Economia de largura de banda upstream porque os dados são processados localmente no cliente | Os dados não precisam sair do dispositivo do cliente |
| Borda na camada intermediária | Disponível enquanto a rede local estiver ativa | Quase em tempo real com alguma latência introduzida na LAN | Economia de largura de banda upstream e downstream porque os data centers de borda podem atuar como CDNs para clientes downstream | Os dados não precisam sair do data center de borda |
| Borda que abrange o cliente e as camadas intermediárias | 100%, desde que o dispositivo cliente esteja ativo | Tempo real, pois os dados podem ser armazenados/processados localmente no cliente | Economia de largura de banda upstream e downstream, pois os data centers de borda podem atuar como CDNs para clientes downstream | Vários níveis de segurança, e os dados não precisam sair do dispositivo do cliente |
Recursos
Aqui estão os links para alguns recursos relacionados:
– Baixar o Couchbase
- Conteúdo
-
- Whitepaper: Nuvem distribuída e computação de borda para tempo de atividade 100%
- Soluções: Couchbase para computação de borda
- Vídeo: O que há de novo no Couchbase para computação móvel e de borda
- Vídeo: Couchbase para computação de borda: o que e por quê
- Blog: Anunciando o Couchbase Lite e o Sync Gateway 2.8
Se tiver dúvidas ou comentários, deixe um comentário abaixo ou entre em contato comigo pelo Twitter @rajagp ou envie-me um e-mail priya.rajagopal@couchbase.com. O Fóruns do Couchbase são outro bom lugar para entrar em contato com perguntas.
-
