KubeEdge與邊緣計算

2022-07-06 17:21:07 字數 1979 閱讀 8370

邊緣特指計算資源在地理分布上更加靠近裝置,而遠離雲資料中心的資源節點,可以理解為是近場計算。典型的邊緣計算分為物聯網(智慧型城市,智慧型家居等)和非物聯網(cdn 等)場景。

隨著網際網路智慧型終端裝置數量的急劇增加,以及 5g 和物聯網時代的到來,傳統雲計算中心集中儲存、計算的模式已經無法滿足終端裝置對於時效、容量、算力的需求。將雲計算的能力下沉到邊緣側、裝置側,並通過中心進行統一交付、運維、管控,將是雲計算的重要發展趨勢。

cdn的全稱是contentdelivery network,即內容分發網路。cdn是構建在現有網路基礎之上的智慧型虛擬網路,依靠部署在各地的邊緣伺服器,通過中心平台的負載均衡、內容分發、排程等功能模組,使使用者就近獲取所需內容,降低網路擁塞,提高使用者訪問響應速度和命中率。cdn的關鍵技術主要有內容儲存和分發技術。簡單的說cdn就是用空間換時間,空間的話就是分部在離終端使用者較近的邊緣節點,時間上就是終端使用者直接從邊緣節點直接獲取資源,這樣就不需要直接訪問源站,從而提公升使用者體驗。

邊緣計算的主要計算節點以及應用分布式部署在靠近終端的資料中心,這使得在服務的響應效能、還有可靠性方面都高於傳統中心化的雲計算概念,而cdn的節點正好可以充分復用起來,提供計算服務。

隨著雲計算的崛起,k8s已經公升入人心,強大的容器編排能力讓人眼前一亮,隨著5g網路的橫空出世,iot藉著5g開始大力發展,我們自然而然的就會思考,在一些算力資源並不那麼足夠的情況下能否將k8s的容器編排能力賦予上去,例如做到計算下沉,在某些遠離雲資料中心的場景下(這裡特指物理距離),邊緣能夠做出及時的響應實時計算就很重要。於是,華為的kubeedge就由此誕生了。華為的kubeedge前生是華為的ief,kubeedge也就是基於ief的某乙個時候的分支分化出來的,華為決定開源,就有了現在的kubeedge。

kubeedge是乙個開源系統,用於將容器化應用程式編排功能擴充套件到edge的主機。它基於kubernetes構建,並為網路應用程式提供基礎架構支援。雲和邊緣之間的部署和元資料同步。

edgecontroller & devicecontroller & cloud hubedge的核心元件就是edgecore,和cloudcore一樣也是乙個二進位制檔案,edgecore相對於cloudcore而言,元件要多很多。

1.metamanager

metamanager模組後端對應乙個本地的資料庫(sqllite),所有其他模組需要與cloud端通訊的內容都會被儲存到本地db種乙份,當需要查詢資料時,如果本地db中存在該資料,就會從本地獲取,這樣就避免了與cloud端之間頻繁的網路互動;同時,在網路中斷的情況下,本地的快取的資料也能夠保障其穩定執行(比如你的智慧型汽車進入到沒有無線訊號的隧道中),在通訊恢復之後,重新同步資料。

2.edged

之前提到過kubernetes的kubelet,它相當於k8s的核心。這塊其實簡單做了一些裁剪,去掉一些用不上的功能,然後就成為edged模組,該模組就是保障cloud端下發的pod以及其對應的各種配置、儲存(後續會支援函式式計算)能夠在edge端穩定執行,並在異常之後提供自動檢測、故障恢復等能力。當然,由於k8s本身執行時的發展,該模組對應支援各種cri應該也比較容易。

4.devicetwin

edge端最後就剩下乙個devicetwin模組了,要理解這個名詞,就得提一下數字孿生這個概念。這裡來科幻一下,假設人類要實現乾坤大挪移,但是有點難度的是,這下是要把你移到火星上。怎麼辦?這裡有乙個解決方案:在地球上通過掃瞄你的所有生物資訊,生成擁有你完整生物特徵的資料報之後,然後在地球上就把你毀滅了。再將描述你完整資訊的資料報通過電波光速傳送到火星上,讓火星的裝置再使用接收到的生物特徵造出乙個你。是不是挺可行!_ 回個頭來,我們要說的數字孿生就是那個用來傳輸到火星的用於描述你所有生物特徵的資料報;當然,這裡對應就是接入裝置資訊。所以,devicetwin就是將這些資訊儲存到本地db中,並處理基於cloud端的操作來修改device的某些屬性(也就是操作裝置);同時,將裝置基於eventbus上報的狀態資訊同步到本地db和cloud端的中間人。

KubeEdge邊緣自治設計原理

專案位址 歡迎star watch fork 答1 kubeedge構建在k8s原生的排程與編排能力之上,它負責將應用的元資料可靠的下發到邊緣節點。邊緣端週期性上報狀態node pod資訊,會不斷重試上報,因此目前還未計畫實現排隊及ack校驗等功能。答2 如果是新人剛開始參與社群,可以做一些簡單的工...

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