2021年欧洲KubeCon Kubernetes on Edge Day回顾

CNCF

发布于 2021-05-27 16:07:44

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发布于 2021-05-27 16:07:44

文章被收录于专栏：CNCFCNCF

作者：Sagar Nangare

Kubernetes 是数据中心中的关键组件，这些数据中心现代化并采用云原生开发架构，以使用容器交付应用程序。像将 VM 和容器组合在一起这样的功能使 Kubernetes 成为现代应用程序基础设施采用者的首选平台。电信运营商也在使用 Kubernetes 在一个包含许多边缘节点的分布式环境中编排他们的应用程序。

但是由于电信网络的规模很大，其中包含了不同的云系统，Kubernetes 的采用需要针对不同的用例采用不同的架构。具体来说，如果我们看看Kubernetes 用于协调边缘工作负载的用例[1]，就会发现有各种框架和公共云管理的 Kubernetes 解决方案可以提供不同的好处，并让电信运营商选择最合适的方案。

最近在 2021 年欧洲KubeCon 的 Kubernetes on Edge Day[2]会议上，我们讨论了许多 Kubernetes Edge 的新使用案例，并展示了跨平台集成，这可能有助于采用 5G Edge 的企业和电信运营商将其扩展到一个更高的水平。

以下是一些关键会议的概述。

边缘的概念

到目前为止，不同的社区和技术解决方案专家讨论了不同的边缘概念。但当 Kubernetes 进入基础设施领域时，IT 运营商需要清楚地了解 Kubernetes 的部署将在电信或私有 5G 应用案例中无缝提供低延迟性能的关键支柱。首先，应该有一个强大的大规模实施 Kubernetes 管理。其次，运营商需要选择轻量化的 K8s 作为边缘解决方案，最好是通过 CNCF 认证的。第三，应该有一个轻量级的操作系统部署在每个节点，从云到远端边缘。

微软的 Akri 项目：微软的 Akri 项目是一项创新，它肯定会分解成多个基于 kubernetes 的边缘实现。它发现和监视旧有（brownfield）设备的远端设备，这些设备不能有自己的计算，可以成为 Kubernetes 集群的一部分。Akri 平台将让这些设备暴露在 Kubernetes 集群中。

使用 TensorFlow 的 AI/ML：TensorFlow 是一个机器学习平台，通过输入产生见解。它可以部署在云、内部部署或边缘节点上，在这些节点上需要执行 ML 操作。在其中一个环节中，已经证明部署在云和边缘的 Kubernetes 集群可以托管分析工具集（Prometheus、EnMasse/MQQT、Apache Camel、AlertManager、Jupiter 等）以最低的延迟处理 ML 请求。

边缘的 Kubernetes 架构：在为边缘部署 Kubernetes 时，每个用例都有很多不同的架构选择。每个架构都提出了新的挑战。但底线是——没有一刀切的解决方案，因为不同的工作负载有不同的需求，IT 团队专注于网络节点之间的连接。因此，整个体系结构需要发展集中式和分布式控制平面。

机器人：Kubernetes 也在机器人中实现。索尼的工程师展示了 K8s 集群系统如何用于机器人的分布式系统集成，并协作执行特定任务。

基于激光的制造：Moritz Kröger 讨论了另一个有趣的用例，他是 RWTH 的激光技术主席研究员，利用了基于 Kubernetes 的分布式系统。Kubernetes 的自动化配置管理和在集群中移动工作负载的灵活性等特性为激光制造机器提供了操作上的好处。

OpenYurt + EdgeXFoundry：OpenYurt 是另一个开源框架，它将上游 Kubernetes 的编配功能扩展到了边缘。它可以与 EdgeXFoundtry 集成在 5G 物联网边缘用例中，EdgeXFoundtry 用于管理物联网设备，OpenYurt 用于使用 OpenYurt 插件集处理服务器环境。

使用 GitOps：Kubernetes 支持原生云应用程序编排和声明式编排。可以应用 GitOps 方法在中心数据中心的多个边缘实现零接触配置。

港珠澳大桥：我们讨论的另一个用例是 Kubernetes 和 KubeEdge 在边缘基础设施中实现，用于管理管理港珠澳大桥传感器的应用程序。该用例是独特的，因为它关注于如何将桥上的传感器设备定义为 Kubernetes 中的 CRD，如何将每个设备与 CI/CD 关联，以及如何管理和操作部署在边缘节点上的应用程序。

节点特性发现（NFD）：有大量的终端设备可以成为连接到数据中心的数千个边缘节点的一部分。与 Akri 项目类似，节点特性发现（NFD）[3]插件可以用于检测 Kubernetes 集群，并将其与边缘服务器和云系统进行协调。

Kuiper 和 KubeEdge：EMQ 的 Kuiper 是一款开源数据分析/流媒体软件，运行在对资源要求较低的边缘设备上。它可以与 KubeEdge 集成，我们得到一个综合解决方案，利用 KubeEdge 的应用编配能力和流分析。该组合解决方案提供了低延迟、节省带宽成本、易于实现业务逻辑，运营商可以从云端管理和部署 Kuiper 软件应用程序。