大规模 IoT 边缘容器集群管理的几种架构 -4-Kubeedge

本文涉及的产品
容器服务 Serverless 版 ACK Serverless,952元额度 多规格
容器服务 Serverless 版 ACK Serverless,317元额度 多规格
简介: 大规模 IoT 边缘容器集群管理的几种架构 -4-Kubeedge

Kubeedge

kubeedge-horizontal-color

简介

KubeEdge 是一个开源系统,用于将本地容器化应用协调能力扩展到边缘的主机。它建立在 kubernetes 之上,为网络、应用部署和云与边缘之间的元数据同步提供基本的基础设施支持。

Kubeedge 的目标是建立一个开放的平台来实现边缘计算,将原生的容器化应用协调能力扩展到边缘的主机,该平台建立在 kubernetes 之上,为云和边缘之间的网络、应用部署和元数据同步提供基本的基础设施支持。

参考架构

  • “云”:Kubernetes 集群 + CloudCore(包括: CloudHub、EdgeController、DeviceController)
  • “边”:EdgeCore
  • Edged: 轻量化的 Kubelet 实现
  • EdgeHub
  • DeviceTwin
  • MetaManager
  • ServiceBus
  • “端”: 各类 IoT 设备 Mappers

kubeedge 架构

CloudCore 架构

EdgeCore Arch

方案优点

  • CNCF 首个云原生边缘计算项目 : 基于 Kubernetes, 为边缘做了很多优化和适配。功能强大且完善。全球开发者众多。
  • 大规模 : 单集群突破 10 万边缘节点
  • 边缘设备管理 : 完善的边缘设备管理,支持多种边缘设备通信协议,如 MQTT、Modbus、Bluetooth、OPC UA 等,支持自定义插件扩展边缘设备协议。
  • 100% 兼容 Kubernetes 原生能力 : 支持用户使用 Kubernetes 原生 API 统一管理边缘应用
  • 边缘可靠的 list-watch 接口
  • 轻量 : 针对资源受限场景进行自身组件轻量化,~70MB 内存占用
  • 支持复杂的边云网络环境 : 双向多路复用的边云消息通道,支持边缘位于私有网络; 应用层可靠增量同步机制,支持在高时延、低质量网络环境下工作
  • 边缘自治 : 支持边缘离线自治:边缘元数据持久化、边缘 DNS,保证边缘离线时的业务运行和故障恢复能力(相比起来,k3s 的边缘自治算是 " 伪边缘自治 "); 支持边缘数据流式处理,定义边缘数据清洗、数据分析等处理工作
  • 边云一体资源调度和流量协同 : 支持边缘节点 (edged 节点,在 kubernetes 看来也是一个 node) 和云节点混合管理,提供边云数据通信和边边数据通信
  • DMI 架构设备管理 : 管理面数据与业务面数据分离
  • EdgeMesh: 跨云边、边边的应用互访通信;边缘内置域名解析能力,不依赖中心 DNS; 支持 L4,L7 流量治理;支持跨越边云的一致的服务发现和访问体验;跨子网通信
  • Sedna: AI 边云协同套件

方案缺点

  • 复杂度高 : Kubeedge 基于 Kubernetes, 但是针对边缘计算场景做了大量的功能扩展,这使得要用好 Kubeedge, 不仅要懂 Kubernetes, 还需要懂 Kubeedge, 还需要懂边缘业务 / 边缘通信协议。入门学习曲线极为陡峭。
  • 中文文档质量一般 : 查看 Kubeedge 官网中文文档,发现以下问题:版本更新后文档未更新;文档生硬机翻英文文档;文档组织结构存在问题,很难 "quick start"; 甚至还有低级的文档排版错乱,markdown 错乱等问题。
  • 资源占用其实也不少 : 如果只是安装 edgecore 或 edged, 资源占用相对可控。如果需要使用到更多的功能,如 EdgeMesh, Sedna, 边缘设备管理,Kubernetes 的 CSI CNI 实现,那么这些功能都需要启用或额外安装相应插件。导致资源占用上升。
  • 边缘容器管理和边缘计算业务有一定耦合 : Kubeedge 除了提供边缘容器管理基本功能外,还提供了大量与边缘计算业务有密切关系的功能,可能会导致部门耦合。
  • 自动化运维困难 : 其他 3 个方案,都会提供一键式的安装运维脚本或自动化部署 / 运维功能,Kubeedge 这方面相对缺乏,自动化运维能力需要自行探索。
相关实践学习
通过Ingress进行灰度发布
本场景您将运行一个简单的应用,部署一个新的应用用于新的发布,并通过Ingress能力实现灰度发布。
容器应用与集群管理
欢迎来到《容器应用与集群管理》课程,本课程是“云原生容器Clouder认证“系列中的第二阶段。课程将向您介绍与容器集群相关的概念和技术,这些概念和技术可以帮助您了解阿里云容器服务ACK/ACK Serverless的使用。同时,本课程也会向您介绍可以采取的工具、方法和可操作步骤,以帮助您了解如何基于容器服务ACK Serverless构建和管理企业级应用。 学习完本课程后,您将能够: 掌握容器集群、容器编排的基本概念 掌握Kubernetes的基础概念及核心思想 掌握阿里云容器服务ACK/ACK Serverless概念及使用方法 基于容器服务ACK Serverless搭建和管理企业级网站应用
相关文章
|
6天前
|
运维 Kubernetes Cloud Native
云原生技术:容器化与微服务架构的完美结合
【10月更文挑战第37天】在数字化转型的浪潮中,云原生技术以其灵活性和高效性成为企业的新宠。本文将深入探讨云原生的核心概念,包括容器化技术和微服务架构,以及它们如何共同推动现代应用的发展。我们将通过实际代码示例,展示如何在Kubernetes集群上部署一个简单的微服务,揭示云原生技术的强大能力和未来潜力。
|
1月前
|
分布式计算 Kubernetes Hadoop
大数据-82 Spark 集群模式启动、集群架构、集群管理器 Spark的HelloWorld + Hadoop + HDFS
大数据-82 Spark 集群模式启动、集群架构、集群管理器 Spark的HelloWorld + Hadoop + HDFS
148 6
|
2月前
|
Cloud Native 云计算 Docker
云原生之旅:从容器化到微服务架构
【9月更文挑战第27天】本文将引领读者进入云原生的世界,探索如何通过容器化技术实现应用的快速部署与扩展,并深入理解微服务架构的设计哲学。我们将一起见证代码如何转化为可在云端无缝运行的服务,同时讨论云原生生态中的最佳实践和面临的挑战。
|
6天前
|
监控 持续交付 Docker
Docker 容器化部署在微服务架构中的应用有哪些?
Docker 容器化部署在微服务架构中的应用有哪些?
|
6天前
|
监控 持续交付 Docker
Docker容器化部署在微服务架构中的应用
Docker容器化部署在微服务架构中的应用
|
6天前
|
安全 持续交付 Docker
微服务架构和 Docker 容器化部署的优点是什么?
微服务架构和 Docker 容器化部署的优点是什么?
|
8天前
|
存储 监控 Docker
探索微服务架构下的容器化部署
本文旨在深入探讨微服务架构下容器化部署的关键技术与实践,通过分析Docker容器技术如何促进微服务的灵活部署和高效管理,揭示其在现代软件开发中的重要性。文章将重点讨论容器化技术的优势、面临的挑战以及最佳实践策略,为读者提供一套完整的理论与实践相结合的指导方案。
|
14天前
|
JavaScript 持续交付 Docker
解锁新技能:Docker容器化部署在微服务架构中的应用
【10月更文挑战第29天】在数字化转型中,微服务架构因灵活性和可扩展性成为企业首选。Docker容器化技术为微服务的部署和管理带来革命性变化。本文探讨Docker在微服务架构中的应用,包括隔离性、可移植性、扩展性、版本控制等方面,并提供代码示例。
52 1
|
25天前
|
缓存 前端开发 JavaScript
前端的全栈之路Meteor篇(二):容器化开发环境下的meteor工程架构解析
本文详细介绍了使用Docker创建Meteor项目的准备工作与步骤,解析了容器化Meteor项目的目录结构,包括工程准备、环境配置、容器启动及项目架构分析。提供了最佳实践建议,适合初学者参考学习。项目代码已托管至GitCode,方便读者实践与交流。
|
1月前
|
消息中间件 负载均衡 Cloud Native
云原生之旅:从容器到微服务的架构演变
在数字化转型的风潮中,云原生技术以其灵活性、可扩展性和弹性而备受青睐。本文将通过一个虚拟的故事,讲述一个企业如何逐步拥抱云原生,实现从传统架构向容器化和微服务架构的转变,以及这一过程中遇到的挑战和解决方案。我们将以浅显易懂的方式,探讨云原生的核心概念,并通过实际代码示例,展示如何在云平台上部署和管理微服务。