Kubernetes可使物联网（IoT）发挥潜力！

客座文章作者：Adrian Goins，社区和布道总监，Rancher Labs。最初在Hackernoon发表。

5G无线技术的到来，常常被吹捧为它将给智能手机用户，带来数量级的带宽提升，以及如何使他们的生活更加美好，但更直接、更可预见的是它对物联网（IoT）的影响。

自动驾驶汽车、电网、远程医疗和监控系统，将从第五代无线技术中获益良多。是Kubernetes让它起作用？

在过去的十年中，物联网已经有了长足的发展，通过恒温器、警报系统和Alexa等智能家居设备，很多人都对物联网很熟悉，但是它主要包含传感器和设备网络，这些设备和设备可接入交通控制、天气系统和医疗保健等公共服务。

物联网设备产生大量数据，但它们往往是低功率和有限的计算能力。要让它们能够对信息进行排序，并传递最相关的数据，以帮助决策制定，就必须让处理能力和管理能力更接近这些设备。

虽然5G可以实现必要的连接，但像Kubernetes这样的容器编排系统，对于将正确的信息以尽可能接近实时的方式，发送到正确的地方是必要的。

Kubernetes在物联网的角色

物联网已经产生了数量惊人的数据，随着5G网络的部署，这些数据将呈指数级增长。管理和使用这些数据是一个挑战。

交通摄像头、气象传感器、电表等会产生信息，这些信息与智能城市环境中，其他摄像头和传感器的数据相结合，在一个中心位置处理起来可能会太多，尤其是当你在预期设备会对事件做出反应时。

一种更有效的方法是基于单一目标，集中于来自这些源的更小的片段，并通过自动化流程管理一切。

例如，在闹市，红绿灯摄像头和道路传感器可以跟踪某一街区某一点的车辆过速。如果通过的车辆数量达到一个阈值，则可以解析该信息并将其发送到网络链的更高一级。

例如，可以在那里作出决定，改变交通路线或改变交通灯的时间。Kubernetes编排系统可以实现这一点，它将分布式处理能力存储在软件容器中，这些软件容器是自动化的、可重复的软件单元，总是以相同的方式执行。

将容器与传感器耦合，并管理它们的交互，是将处理能力提升到网络边缘的关键。

这些智能城市摄像头还可以做其他事情，比如寻找闯红灯、非法转弯的人，甚至观察行人。

因为Kubernetes将网络上设备的操作分解为独立的功能单元，所以他们可以在监控拥塞的同时，完成所有这些工作。每个功能都可以在面向服务的体系结构（service-oriented architecture，SOA）中单独管理。

如果以管理类型流程图的形式查看SOA，则每个容器将负责某些关键任务。然后，根据网络边缘的容器收集或处理的数据，它们将向链上更高的容器报告关键信息位。

这些容器将对收集的数据执行新功能，然后发送它们自己的报告。最终，一个具有更多管理功能的容器，将收集足够的数据，以能够做出可靠的决定或执行一个行动。

如示例所示，Kubernetes代表了管理电脑化工作负载发展的下一个步骤。该编排工具允许更好的数据管理和决策制定，能够向人工智能或其他分析系统提供相关信息，有效地围绕输入添加决策处理结构。

自2015年首次亮相以来，Kubernetes已经成为云容器编排事实上的标准，并被应用到其他环境中。它不做物联网或云系统所涉及的分析或处理，但使它们更高效、可伸缩和可管理。

物联网内部

物联网包括连接到网络（也可能连接到Internet）的物理和数字设备，这些设备可以自己传输和接收数据，而无需人工干预。

据估计，目前有200亿台物联网设备，而且它们正在以每秒127个新事物的速度增长。到2025年，这一数字将达到410亿，到2030年，将达到500亿。升级到5G不仅会推动设备的增长，还会推动这些设备产生的数据量。

5G的出现将使很多物联网的未来愿景成为现实。从消费者的角度来看，几乎无限的带宽和信号不会停止或提前结束，这将使下载和流媒体电影、参与增强或虚拟现实游戏、与家电、健康监视器和智能饮水杯等个人设备进行交互变得更加容易。

而且，人们最近不得不习惯的虚拟会议也将发挥更好的作用。

的确，5G将极大地提高无线速度，最终为智能手机提供约10G/s的信号，在偏远地区和人口密集的城市都能获得更强的信号、更低的延迟和更好的覆盖。但可能还没有梦想到真正的消费者利益。

同样，由于5G和其他技术的发展，物联网也会有不可预见的活动，但至少在某些领域，我们也有一些下一步的计划。

在医学领域，远程医疗、患者监控、甚至远程机器人手术等解决方案已经日渐普及上。在工业领域，机器对机器通信和分析所带来的可能性，以及大量的机器人技术，都是提高生产力和性能的步骤之一。

在交通运输中，物联网将为自动驾驶汽车真正可靠，安全地运行所需的智能道路、信号和交通管理系统铺平道路。灵活、反应迅速的公交时刻表或更高效的机场形式的公共交通也将受益。监视系统--无论是被视为对安全的极大增强还是对个人隐私的严重侵犯--都将变得更加强大。

适用于各种规模

电信公司已经在全国范围内逐步推出5G网络，2018年和2019年在一些城市开始提供服务，并计划在2020年进行更广泛的推广。最终，5G将提供更快的速度、瞬时连接以及几乎在任何地方都能联网的设备的能力。

这就是管理这些设备--更重要的是，这些设备产生的数据--的能力变得至关重要的地方。

物联网规模越大、功能越强大，对精确管理的需求就越大。除了管理分布式系统中的容器和容器集群外，Kubernetes还能够扩展大型部署。

例如，一个城市开发了一个非常高效的交通管理系统，该系统配备了大量传感器和有效的分析软件，通过5G网络连接，由Kubernetes管理。

如果有人想把这个系统推广到其他100个城市，他们就需要生产大量相同的克隆产品，这些产品在其他任何城市都能像在自己的城市一样工作。

如果这些克隆被当作单独的系统，它们就会开始漂移，每个都可能以自己的方式运行。像Rancher最近发布的Fleet这样的工具，被设计成将集群作为一个单一的单位来对待。如果任何容器开始漂移，Fleet将它们重置，确保每个容器和集群按照预期操作。

https://github.com/rancher/fleet

电信公司自己也开始在5G网络中使用Kubernetes，希望尽可能采用软件定义的方式。

AT&T承诺使用Kubernetes和OpenStack作为其5G网络的基础，其他电信公司可能会效仿。无线供应商仍然必须为他们的5G网络安装天线和其他硬件，但是使用开源的Kubernetes基础设施将允许更大的可伸缩性、互操作性和无缝升级。

总结

5G革命正如火如荼，物联网不断增加数十亿种新传感器和设备。但它将需要一个专门为这些独特环境设计的编排系统，来开发和释放创新应用程序的真正潜力，最终将在其中蓬勃发展。

与物联网和5G适应数字通信的未来一样，Kubernetes似乎也准备在这些环境的运行和管理中扮演同样重要的角色。据Gartner估计，到2025年，超过75%的企业生成数据可以在传统数据中心和云之外创建和处理，像Kubernetes这样的编排系统前景光明，它已经被证明是完成这一任务的最佳工具。

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