Edge vs Cloud Computing: Panduan untuk Developer Modern

Evolusi Content Delivery Networks (CDN)

Awalnya berfokus pada caching dan melindungi server origin, CDN mulai berevolusi seiring bangkitnya serverless computing. Gagasan baru menjadi sangat populer dengan cepat: developer dapat mendefinisikan “fungsi” atomik yang berjalan on-demand sebagai respons terhadap sebuah peristiwa, seperti unggahan gambar baru atau catatan basis data baru, tanpa harus memiliki dan memelihara infrastruktur fisik atau virtual yang mendasarinya.

AWS Lambda adalah contoh pertama dari paradigma baru ini pada 2015. AWS Lambda@Edge menyusul pada 2016, memungkinkan Anda mengadopsi pendekatan yang sama dengan fungsi yang berjalan di atas Amazon CloudFront - layanan CDN AWS.

CDN populer mengikuti jejaknya, memperkenalkan layanan seperti Cloudflare Workers pada 2017, Fastly Compute@Edge pada 2019, dan Akamai EdgeWorkers pada 2019.

Dan mereka tidak berhenti di situ! Seperti yang kita katakan di awal artikel ini, edge computing bukan hanya tentang menghadirkan kemampuan komputasi ke edge. Dalam banyak kasus, Anda juga memerlukan semacam penyimpanan data. Jadi, CDN terus berevolusi dan merilis layanan edge baru seperti key-value store, object storage, basis data SQL, pengubahan ukuran gambar, inferensi AI, dan banyak lagi!

Sebagai contoh:

• Cloudflare memiliki platform pengembangan yang mencakup layanan edge seperti Workers KV untuk penyimpanan key-value, D1 untuk basis data SQL relasional dengan pemulihan point-in-time, R2 untuk object storage tanpa biaya egress, dan Queues untuk eksekusi tugas asinkron. 
• Demikian pula, di Fastly Anda menemukan KV Store untuk menyimpan pasangan key-value, secret, dan data konfigurasi, serta Fanout untuk pub/sub asinkron dua arah di edge.
• Dan seperti yang Anda duga, Akamai menawarkan EdgeKV.
• Amazon CloudFront memperkenalkan CloudFront KeyValueStore pada 2023.

Saat ini, CDN menawarkan layanan yang biasanya Anda harapkan hanya berjalan di wilayah cloud (atau pusat data), mulai dari fungsi serverless hingga key-value store, object storage, antrean, dan basis data relasional. Kebetulan, antrean, object storage, dan kapasitas komputasi adalah layanan cloud paling awal yang diumumkan pada 2006, kini hadir di edge dengan distribusi global.

Di balik layar, platform komputasi edge baru ini menggunakan teknologi berbeda dan mendukung bahasa pemrograman yang berbeda. Misalnya, Cloudflare menggunakan mesin Chrome V8, yang awalnya hanya mendukung JavaScript namun mulai menggabungkan WebAssembly pada 2018. Di sisi lain, Fastly memutuskan menggunakan WebAssembly sejak awal untuk sandboxing lingkungan mereka guna menghindari beberapa keterbatasan latensi startup dari V8. Ini memungkinkan Fastly mendukung banyak bahasa pemrograman, seperti TypeScript, Rust, Go, .NET, Ruby, dan Swift.

Mari kita buka tanda kurung singkat tentang WebAssembly.

WebAssembly di edge

WebAssembly (atau singkatnya Wasm) mungkin merupakan perkembangan paling menarik di ruang ini. Sejak diumumkan pada 2017 dan kemudian menjadi rekomendasi W3C pada 2019, banyak orang membicarakannya untuk eksekusi biner Wasm di browser, tetapi ada juga banyak potensi untuk eksekusi sisi server, termasuk di edge.

Wasm memungkinkan Anda menulis logika bisnis dalam berbagai bahasa yang didukung dan mengompilasinya menjadi berkas biner yang berjalan pada runtime Wasm seperti wasmtime milik Bytecode Alliance.

Bersama dengan WASI (WebAssembly System Interface), ini memungkinkan Anda menyusun perangkat lunak yang ditulis dalam bahasa berbeda dengan antarmuka standar dari W3C.

Jika ini terdengar familier dengan sesuatu yang sangat populer di dunia cloud, lihat tweet 2019 dari pendiri Docker ini:

Jadi, ekspektasi terhadap Wasm + WASI sangat tinggi. Saya sangat menganjurkan Anda untuk memantau Bytecode Alliance dan upayanya menciptakan compiler, runtime, dan tooling WebAssembly yang aman dan terbuka. Organisasi nirlaba ini didirikan pada 2019 oleh Mozilla, Fastly, Intel, dan Red Hat. Saat ini, anggotanya mencakup pemain cloud dan edge lainnya seperti Amazon, Arm, Cisco, Docker, Fermyon, Microsoft, Nginx, Shopify, Siemens, dan VMware.

Perbandingan Edge dan Cloud Computing

Sekarang, kembali ke eksplorasi edge computing kita.

Salah satu perbedaan paling menarik dan menonjol dibandingkan cloud computing adalah bahwa edge secara desain terdistribusi secara global. Kode dan penyimpanan data Anda secara native berjalan di ratusan server edge. Itu adalah perbedaan besar dibanding arsitektur cloud yang biasanya dimulai sebagai aplikasi terpusat yang berjalan di satu pusat data (atau di 2-3 zona ketersediaan dalam satu wilayah cloud).

Meskipun banyak aplikasi dapat dengan mudah berjalan secara terpusat, jika Anda membangun situs web atau produk untuk audiens global, arsitektur Anda pasti akan melibatkan semacam caching dan distribusi konten. Dan dengan edge computing hal itu terjadi secara otomatis, aplikasi edge Anda terdistribusi secara global hanya dengan sebuah klik (atau perintah CLI) dan berjalan sedekat mungkin dengan pengguna Anda untuk mengoptimalkan latensi.

Jadi inilah pertanyaan retorisnya.

Apakah Anda masih memerlukan cloud?

Dengan kata lain, apakah cloud masih menjadi opsi terbaik untuk merancang dan membangun aplikasi yang tertata baik dan dapat diskalakan pada 2024?

Tentu saja, ya!

Kenyataannya, untuk sebagian besar kasus penggunaan, edge masih memerlukan semacam origin sebagai sandaran. Origin adalah tempat logika bisnis kode berjalan, baik itu backend situs web Anda atau beban kerja kompleks lain yang perlu tetap terpusat (demi kepraktisan, keterbatasan teknis, atau biaya).

Mari kita lihat beban kerja mana yang kemungkinan akan tetap berada di cloud (untuk saat ini):

• Backend API + RDMS - Biasanya inti dari origin Anda dan basis data produksi (hanya di AWS saja ada setidaknya 10 layanan basis data berbeda).
• Penyimpanan masif - Cloud menyediakan cara untuk menurunkan biaya melalui cold storage.
• Analitik data - Data warehouse, data lake, dan pipeline data tipikal Anda memerlukan repositori data terpusat untuk menjalankan kueri dan membuat laporan.
• AI/ML - Pelatihan yang efisien dan hemat biaya memerlukan dataset masif (sementara inferensi sudah dapat berjalan di edge).
• HPC/Simulasi - Komputasi kinerja tinggi terdistribusi secara desain tetapi biasanya dalam pusat data atau wilayah yang sama untuk mengurangi overhead jaringan.
• Pipeline CI/CD - Ini bisa berjalan di mana saja, namun mungkin lebih praktis dan murah menggunakan cloud (termasuk pipeline untuk melakukan deploy layanan edge Anda).

Singkatnya, cloud unggul dalam layanan serbaguna, mendukung hampir setiap jenis beban kerja yang ada, dengan penyimpanan nyaris tak terbatas dan skalabilitas horizontal (dalam satu wilayah atau di beberapa wilayah untuk ketahanan dan pemulihan bencana).

Sebaliknya, edge menyederhanakan deployment global, meningkatkan keamanan, dan memungkinkan caching untuk origin di cloud sambil mendukung fitur yang dioptimalkan untuk latensi tanpa menambah kompleksitas pada aplikasi utama Anda.

Dengan kata lain, cloud computing dan edge computing saling melengkapi. Keduanya akan terus berdampingan dan menyelesaikan masalah teknis yang berbeda.

Arsitektur yang peka biaya

Sudut pandang menarik lainnya adalah biaya. Seperti yang sering terjadi pada layanan terkelola, trade-off-nya adalah antara menggunakan solusi siap pakai dan merancang, membangun, serta memelihara solusi terdistribusi global Anda sendiri.

Karena edge dioptimalkan untuk distribusi konten global, sering kali ini mengurangi biaya untuk biaya egress. Namun, penyimpanan data di edge harus didistribusikan ke ratusan server edge, menjadikan penyimpanan dan operasi data tampak lebih mahal daripada layanan cloud regional, yang biasanya mereplikasi data hanya di 2-3 zona ketersediaan.

Mari kita lihat beberapa angka, dengan fokus pada penyimpanan key-value untuk 3 layanan edge (Cloudflare Workers KV, Fastly KV, CloudFront KeyValueStore) dan 2 layanan cloud (Redis serverless di AWS dan DynamoDB on-demand di AWS):

* untuk setiap KB 

** 25 GB pertama gratis

Beberapa perbedaan dan pengamatan menarik:

1. Cloudflare tidak mengenakan biaya untuk transfer data namun operasi hapus biayanya sama seperti operasi tulis.
2. Fastly tidak mengenakan biaya untuk operasi hapus, tetapi Anda dibatasi hingga 250 ribu tulis dan 5 juta baca per bulan (kecuali Anda membayar add-on).
3. CloudFront KeyValueStore tampak sangat dioptimalkan untuk baca, tetapi biaya tulis luar biasa mahal dibanding opsi lain.
4. Redis terlihat cukup murah, namun perlu diingat biayanya $0,0038 per KB, jadi jika Anda membaca atau menulis 5KB, biayanya 5x lebih mahal (yang tetap saja cukup murah).
5. DynamoDB bukan hanya key-value store, namun pasti dapat digunakan demikian, dan tetap terlihat satu orde magnitudo lebih murah daripada layanan edge.

Meskipun layanan cloud mungkin terlihat lebih murah, penting untuk dicatat bahwa secara default layanan tersebut tidak beroperasi dalam skala global. Anda bisa mengaktifkan DynamoDB Global Tables atau Amazon ElastiCache Global Datastore (meskipun tidak kompatibel dengan ElastiCache serverless, jadi Anda juga perlu mengelola beberapa klaster).

Sebagai contoh, jika Anda mengaktifkan DynamoDB Global Tables pada 10 wilayah, biaya tulis dan penyimpanan dikalikan 10, sehingga menjadi $7,60 per 1M tulis dan $3 untuk 1GB/bulan. Itu sudah lebih mahal daripada alternatif edge dan hanya untuk 10 wilayah (dibanding ratusan server edge).

Kasus Penggunaan Nyata untuk Edge Computing

Jadi, apa yang sebenarnya bisa dilakukan di edge? Ada banyak kasus penggunaan menarik, dan saya berharap artikel ini membantu Anda menentukan mana yang masuk akal untuk produk Anda.

Beberapa contoh:

• Autentikasi: Menerapkan CAPTCHA berbasis edge, autentikasi tanpa kata sandi, atau validasi JWT dapat mengurangi beban origin dengan melakukan operasi stateless di edge yang tidak memerlukan akses basis data atau sumber daya origin lainnya.
• Pengumpulan data: Integrasikan dengan sumber data eksternal atau tujuan data, memindahkan pelacakan sisi klien dan sisi server ke edge untuk menghindari SDK berat di browser atau bottleneck kinerja di server.
• Penyemayaan berbasis geo: Tingkatkan situs Anda dengan konten ‘di dekat Anda’ yang disimpan di edge, terapkan pengalihan terlokalisasi (/en -> /fr), geofencing, atau pembatasan per negara menggunakan API geolokasi.
• Personalisasi konten: Simpan dan tampilkan artikel yang baru dilihat atau produk yang direkomendasikan di edge, terapkan paywall untuk konten premium, atau gunakan A/B testing untuk menyediakan konten yang dipersonalisasi dan kontekstual sambil meminimalkan kompleksitas di origin.
• Optimasi SEO: Manipulasi header HTTP dan respons HTML langsung di edge untuk menerapkan kebijakan caching kustom, content stitching, atau algoritma kompresi ad-hoc.
• Keamanan: Integrasikan WAF (Web Application Firewall) kustom atau terapkan header rahasia dan logika kontrol akses kustom.

Atau Anda dapat merancang seluruh produk atau rangkaian produk yang beroperasi hampir sepenuhnya di edge—persis seperti yang kami lakukan di Edgee.

Inti Pembahasan

Saya harap artikel ini memperjelas bahwa CDN tidak lagi terbatas pada caching dan perlindungan DDoS - kini mereka menyediakan banyak layanan berharga bagi developer. Edge adalah cara baru untuk membangun aplikasi atau mengintegrasikan fitur baru sambil menjaga origin tetap cepat dan sederhana.

WebAssembly memiliki banyak potensi, tidak hanya untuk browser tetapi juga untuk eksekusi biner sisi server dan edge. 

Cloud akan tetap hadir dan edge melengkapi keterbatasannya dengan memungkinkan pembuatan aplikasi yang terdistribusi secara global dengan latensi dan biaya yang dioptimalkan. Rekomendasi pribadi saya adalah merancang dan membangun arsitektur yang peka biaya, karena ini adalah keterampilan kunci untuk menjadi developer atau arsitek yang lebih efektif.