セキュアなスマートインフラのスケーリング：実証済みエッジ戦略

サービスプロバイダー、ファーストレスポンダー、ユーティリティ、製造業がエッジネットワーキング課題を克服する5つの方法。

企業は長年の中央集権化の後、クラウドリソースをエッジに押し戻しています。Google、Microsoft、AWSといった大手がエンタープライズワークロードを巨大な中央集権型ハイパースケーラーに引き込む一方で、IoTデバイス、センサーネットワーク、スマート車両、新たに接続されたハードウェアによって生成される膨大なリアルタイムデータを活用するには、中央データセンターへの長距離ホップではなく、近くのインフラが必要というユースケースがエッジで増えています。

それほど昔ではない頃、エンタープライズエッジは物理的なものでした。中央データセンターは通常、組織の本社内またはごく近くにありました。組織がリーチを拡大しようとするとき、支社など他のオフィス拠点への安全で高速な接続を確立し、中央集権型コンピューティングリソースへの高速かつ信頼性の高いアクセスを提供したいと考えました。ベンダーは当初、MPLS、WAN最適化、SD-WANを「支社ソリューション」として販売していました。

教訓1：未来を確定する前にレガシーを理解せよ

SD-WAN、MPLS、4Gの組み合わせで中央クラウドリソースをエッジに接続するネットワーキングモデルは、レガシーな本社・支社設計を反映しています。しかし、顔認証、ゲーム、ビデオストリーミングなどのユースケースでは、古い問題が新たに蘇っています。レイテンシ、ミドルマイル輻輳、帯域幅の高コストが、これらのリアルタイムエッジユースケースを損なっています。

数年間のクラウド統合の後、エッジは5年や10年前とは異なる姿になっています。今日では、従来のオフィスでさえエッジと見なされる可能性があります。特に、組織のミッションクリティカルアプリがすべてクラウドに移行し、ユーザーが自分のデバイスをエンタープライズネットワークに持ち込む場合です。

この統合に続いて分散化が起きるパターンは新しいサイクルではありません。メインフレームからPCへのサイクルに続き、オンプレミスからクラウドへのサイクルがあり、今はモバイル・エッジファーストパラダイムへと移行しています。

451 Researchによると、現在のエッジ技術はクラウドコンピューティングの限界とコストへの対応として出現しています。同時に、小売POS端末や製造組立ラインなど業界固有のユースケースがエッジでのイノベーションを推進しています。これらのデバイスを接続することは運用を効率化するだけでなく、そこから生成されるデータがビジネスの競争優位性を高める洞察をもたらします。

451 ResearchのIoT担当プリンシパルアナリスト、Rich Karpinski氏は、エッジインフラに万能のアプローチはないと警告します。IT（情報技術）とOT（運用技術）の両チームにとって、最初の仕事は多様なエッジユースケースとそれに関連する期待されるビジネス成果を理解することです。それから、今日仕事をこなすだけでなく、長期的な成長に対応できるアジリティと拡張性を提供する適切なエッジインフラとトポロジーを見つける必要があります。

「誤った選択をすれば、エッジインフラ自体が問題になります」とKarpinski氏は警告します。「不必要に高コストで、導入・保護・運用が困難で、分散型のモダンなAI駆動アプリケーションをサポートする能力が限られます。」

700社以上の企業を対象とした451 Researchの調査では：

• 回答組織の60%が、ITアーキテクチャの変化に対応してリアクティブにエッジ投資を行っています。
• しかし、ほぼ同数（57%）が、エッジ投資によって新たな能力構築も可能になると報告しています。

企業はエッジ投資で以下の成果を期待しています：

• 約半数（47%）が、エッジ投資でビジネスプロセスと運用の最適化に役立つと考えています。
• 45%が、エッジインフラでコスト削減を期待しています。
• 一方、42%が、エッジ投資で収益増加を信じています。
• 最後に、39%が、エッジ投資で組織リスクの低減を期待しています。

教訓2：サービスプロバイダーがエッジで何をしているかを注意深く見よ

サービスプロバイダーは、コストの高い課題を克服し、より高マージンの新たな収益源を開くために、エッジ技術に多額の投資を行っています。エッジクラウド、エッジデータセンター、AIエブリウェアはまだ初期段階ですが、サービスプロバイダーはすでに大きな賭けをしています。

アナリストもこの市場に強気です。例えば、IDCはエッジコンピューティングの世界市場が今年末までに2,600億ドルを超え、2028年まで安定した二桁成長で3,800億ドルに達すると予測。Gartnerも2033年までに5,110億ドルに達すると予測しています。

サービスプロバイダーのエッジイノベーションはすでに大きく到来していますが、その初期メリットは社内から始まります。例えば、AT&Tがエッジプレゼンスをアンダーサーブドエリアに深く拡大する中で、同社は拡大コストの削減と、リモートエリアへのトラックロール（現地派遣）といったコストが高く労働集約的な作業の排除に注力しました。

AT&TのCTO、Jeremy Legg氏によると、AT&Tのグローバルネットワークは2022年の平均日に614.6ペタバイト以上のデータを伝送し、同年末までに5倍に増加すると予想されています。

AT&Tにとって、アンダーサーブドエリアへの拡大という一つの問題を解決することが、新たな高マージンサービスの機会を開きました。例：オクラホマ州ケンウッドのチェロキーコミュニティ。最近まで、部族民はモバイルサービスを得るために10マイル以上運転しなければなりませんでした。COVID-19の襲来で、接続不足が悪夢をさらに悪化させました。

部族サービス、医療、緊急サービス、教育、チェロキー語サービスへのアクセスには信頼できるインターネットが必要です。アメリカンレスキュープランからの連邦資金で、チェロキー・ネイションはAT&Tにデジタル格差解消と市民への接続拡大のソリューションを要請しました。

レスキュープランプロジェクトは、COVIDロックダウン初期にチェロキー・ネイションを支援した2020年の協力から発展しました。チェロキー・ネイションは、多くの孤立コミュニティと同様、従来のインターネットとモバイルカバレッジの両方にギャップがありました。AT&Tの支援で、チェロキー・ネイションは11,000台以上のモバイルホットスポットデバイスを配布し、主にバーチャル学習と遠隔医療に使用されました。

より恒久的なソリューションを求め、AT&Tとチェロキー・ネイションはケンウッドに信頼できるモバイルカバレッジをもたらすことを目指しました。2023年3月、5Gインフラを備えた355フィート（約108 m）のタワーを公開。5Gモバイルカバレッジは、ケンウッドの1,000人の人口に信頼できる接続性を提供するだけでなく、公共安全ネットワークFirstNetを通じてチェロキー・ネイションのファーストレスポンダーに専用カバレッジと容量を提供し、全国24,000以上の公共安全機関をサポートするという主要な公共安全ギャップも埋めました。

「この専用バンド14スペクトラムの提供は、山火事、竜巻、ハリケーン、その他無数の自然災害など、ファーストレスポンダーが接続性を最も必要とする時に計り知れない価値を証明しました」とAT&TのCTO、Jeremy Legg氏。

チェロキー・ネイション首長のChuck Hoskin Jr.氏は「ここで初めて、市民がワイヤレスサービスとより高速なインターネットにアクセスし、必要な重要リソースを利用できるようになりました」と語りました。

教訓3：AIのネットワークとコンピューティングインフラへの影響は広範で予測困難

倉庫は、ロジスティクスチームがデジタルツールと自動化に依存するほど、主要なボトルネックになっています。手作業プロセスが、ソフトウェアベンダーが謳うデジタルツールの約束を制限しています。Nokia Bell Labsは、自律飛行ドローンを用いて倉庫施設のデジタルツインを作成することで、このチョークポイントを克服できると考えました。

Nokiaの自律在庫監視サービス（AIMS）は、AI搭載ビジョン処理を用いて施設をナビゲートします。Nokiaによると、ドローンは人間の7〜10倍の速さでスキャンでき、AIMSは倉庫オペレーターに3年間で約40%のROIをもたらすと推定しています。

問題は、AI搭載ドローンベース在庫システムには、エッジでの堅牢な処理、ストレージ、ネットワーキング能力が必要だということです。

これを実現するため、Nokiaは倉庫内のベアメタルエッジサーバーで構成されるエッジソリューションを作成し、CanonicalのUbuntu Proで稼働し、コンテナ化されたKubernetesアプリケーションを用いてドローンと通信し、デジタルツインのデータを更新しました。初期PoCフェーズでは、各サーバーのビルドプロセスとIT運用は手動でした。AIMSを商用出荷する前に、Nokiaは主要プロセスを自動化し、トラックを各現場に派遣せずに数百の倉庫サイトにエッジインフラを拡張するオーバーザエア（OTA）方法を見つける必要がありました。

NokiaはSpectro CloudのPalette Edgeプラットフォームを選択し、エッジ導入と運用を自動化しました。Palette Edgeにより、Nokiaはエッジソフトウェアをリモート導入し、分散したAIMSエッジKubernetesクラスターのライフサイクルを一元管理できます。

AIMSの最初の顧客は、フォーチュン500の卸売流通企業Graybarです。Graybarのテクノロジー担当副社長、Mark Hirst氏によると、自動化は業界の健全性を維持するために必要です。正確な在庫カウントを提供できる従業員の確保と維持がますます困難になっています。Graybarは、AIMSが手作業でエラーしやすい在庫カウントを自動化してROIを提供するだけでなく、労働力不足を回避するのにも役立つと考えています。

教訓4：エッジでのセキュリティは常に課題

典型的な組織のエッジ攻撃対象領域が拡大し続けるにつれ、新たなエッジ脅威に対抗するクラウド・エッジネイティブツールの必要性も高まっています。ロンドン拠点のMcLaren Construction Groupは、複数のエンドポイントとネットワークセキュリティ課題に直面していました。同建設会社は、デバイス認証とコンプライアンスチェックを自動化し、すべてのネットワーク接続デバイスへの可視性を提供するツールを求めていました。

「ITチームがネットワークアクセスリクエストの対応を担当していましたが、各リクエストの処理に時間がかかりすぎ、既存インフラとの統合の複雑さに悩まされていました」とMcLarenのIT責任者、Daniel Blackman氏。「ワイヤレスネットワークに接続するデバイス、IoTデバイスを含め、制御できませんでした。」

エッジの制御がないため、McLarenはネットワーク上に何があるか分からず、接続デバイスが主要リソースにアクセスする前に会社ポリシーに準拠しているか確信できませんでした。さらに、McLarenのITチームはソフトウェア更新とセキュリティ更新の追従に苦労していました。「すべてのデバイスに対して手動で対応せざるを得ず、非常に時間がかかっていました」とBlackman氏。

McLarenには、CCTV、音声会議デバイス、セキュリティ生体認証リーダー、ビデオ会議機器など、可視性を欠くミッションクリティカルデバイスが多数ありました。Blackman氏とチームは、リソースオーバーヘッドゼロ、複雑さゼロ（特に新ハードウェアやインフラ変更の導入なし）でエッジセキュリティを提供できるクラウドベースのネットワークアクセス制御（NAC）プロバイダーに絞り込みました。最終的に、スタートアップPortnoxのSaaS NACサービスを選択しました。

現在、デバイスはPortnox CLEAR（クラウドネイティブNACサービス）を経由して接続する必要があります。CLEARは802.1Xプロトコルベースでネットワークアクセスを制御します。不正デバイスをブロックし、非準拠エンドポイントを隔離し、ACL（アクセス制御リスト）やVLAN変更で指定リソースへのアクセスを制限できます。ユーザーはCLEARポータル経由で接続し、ネットワーク接続を支援し、デバイスの修復を管理し、デバイスを健全なセキュリティ状態に戻す手順を表示します。

デバイス認証と制御に加え、CLEARは不正デバイス検出、自動ポリシー施行、コンプライアンスチェック、自動パッチ適用、継続的なエンドポイントリスク監視でMcLarenのエッジをさらに保護します。Blackman氏によると、チームは30分でCLEARをセットアップでき、他のエッジロケーションへのセキュリティ拡張も今では容易です。

教訓5：エンタープライズエッジは無限に拡散し続ける

エンタープライズエッジは、そうであってほしくない組織にとっても、拡散し続けます。バターナイフより複雑なあらゆるデバイスに、接続性が標準装備されるようになっています。オフィスのコーヒーメーカーであれ、工場の高価な機械であれ。

電気インフラが好例です。2024年4月、GEはエネルギー製造事業ラインをGE Vernova（NYSE: GEV）としてスピンオフしました。「GE Vernovaは世界の電化と脱炭素化のために目的構築された企業です」とCEOのScott Strazik氏はスピンオフ完了の日に述べました。

スピンオフ以来、同社はAIやIoTなど新興技術向けの持続可能な電源開発に位置づけられ、今後2年間で米国工場・施設にほぼ6億ドルを投資し、世界中の急増する電力需要に対応することを約束しています。

GEVは、発電所用天然ガスタービンからスマートグリッドインフラ、水力発電設備まで、あらゆる電化機器を製造しています。GEVが発電を近代化する中で、エッジでの機器接続性をもたらす複数の方法も見出しています。

GEVはEnergyHubと提携し、スマートサーモスタット、EV、ソーラーパネル、バッテリーなど多様なデバイスにスマートグリッド機能を提供。また、Anterix、Ericsson、Nokiaと協力し、900 MHzプライベートワイヤレスネットワークを通じてユーティリティ向けバンドルサービスを提供。この協力は、グリッド通信インフラの強化とユーティリティ内のデジタルトランスフォーメーション推進に焦点を当てています。

GEV、McLaren、AT&T、Nokia、その他多くの企業が、拡大し、ハイパーコネクテッドでAIの影響を受けるエッジへの初期の取り組みから学んだことは、エッジが計画的であれ無計画であれ、経済のあらゆる分野に多様な形で拡散し続けるということです。エッジインフラをコスト効率よく、拡張可能な方法でリモート維持・更新・管理する方法を見つけることは、リソースをエッジにシフトさせる変化の始まりに過ぎません。サービスプロバイダー、製造業者、さらには自社の従業員までもがエンタープライズエッジの境界を拡張し続けるため、企業は何らかの形でこの変化に備える必要があります。