简介
我们在这里讨论Kubernetes原生边缘计算框架。KubeEdge是一个开源项目。它是华为对云原生计算基金会（CNCF）做出的第一个开源项目。它也是世界上第一个建立在Kubernetes扩展上的开放边缘计算平台。该扩展使云端协作成为可能。KubeEdge的名字来自于Kube和Edge。它依赖于Kubernetes容器调度及其能力，以实现云端协作、计算浸入和巨大的设备访问。
KubeEdge提供了一个完整的边缘计算解决方案。这是以Kubernetes为基础的，具有独特的云和边缘核心模块。KubeEdge准备建立传播云的边缘计算解决方案。控制平面存在于云中。但这是可扩展和可延伸的。边缘可能同时在离线模式下工作。同样，它也是轻量级和容器化的。它可以帮助边缘的异构硬件。KubeEdge通过优化边缘资源的利用，为边缘解决方案节省重要的安排和运营成本。这创造了目前世界上最有说服力的边缘计算平台，建立在Kubernetes之上。
描述
KubeEdge的主要目标是将Kubernetes生态系统从云端传播到边缘。它从0.1版本开始提供基本的边缘计算结构。它将云端组件连接起来，并通过其最新的版本v0.2完成了这个循环。KubeEdge允许边缘集群的协调和组织，就像Kubernetes在云中完成的那样。这释放了将云计算能力带到边缘的统一的可能性，快速而强大。
云端合作的关键
边缘计算和云计算是对应的，而不是两个同样有限的技术。例如，物联网或边缘与云数据中心有或多或少的相似之处。
- 边缘也有计算、存储、网络和管理节点的进一步资源的需求。
- 边缘应用同样需要容器化和微服务。
- 边缘计算有希望拥有正常的API和工具链。
- 安全、数据或通道加密、认证和授权。
云数据中心的架构和能力对边缘的发展是一个毫无疑问的问题。此时，以下是一些需要云端协作的场景。
- 关于AI云和边缘实施的准备。人工智能模型的训练位于云端，而人工智能的实施则靠近设备端。
- 将微服务和DevOps引入到边缘将有意义地加快物联网软件的迭代周期。例如，嵌入式设备和机器人改善了部署和操作，以及维护效率。
- 数据备份的垃圾场。例如，加密后的海量工业数据被保存在云端。
- 远距离控制。云端都会向边缘设备发送控制信号。
- 自动开发。目前，边缘节点还没有像云端那样具有良好的自动增长能力。我们可以选择将边缘的负载扩大到云的顶部。
我们已经收集了足够的经验来管理云上的资源。目前的后续挑战是如何建立一个边缘云平台，将云上的资源管理分散到边缘。同时，这也允许我们完美地管理边缘资源和设备。边缘云平台将强调以下事项。
- 大的或异质的设备，进入网关和边缘节点的权利。
- 大量的遥测数据被组合和处理，供云应用使用。
- 设备安全和ID服务。
- 帮助对设备的远程指挥。
- 边缘节点和设备的自动形成和控制。
- 设备云到边缘的应用、部署和配置。
- 为边缘应用开发提供数据存储、场合管理、API管理和数据检查能力。
KubeEdge架构
KubeEdge的重点架构原则是塑造接口。这些接口与Kubernetes是相通的，无论是在云端还是在边缘。KubeEdge要解决的关键问题是。
- 云端协作
- 资源异质性
- 大规模
- 轻量级
- 一致的设备管理和访问体验。
KubeEdge架构显然分布在三个层面：云、边缘和设备层。这是一个从云到边缘到设备的整体开源边缘云平台，减少了用户厂商的担心。
KubeEdge的边缘方法包含了以下五个模块。
- Edged是一个重新建立的轻量级Kubelet。它负责Kubernetes资源对象的生命周期组织，例如Pod、Volume和Node。
- Meta Manager负责解决本地元数据的问题。它是边缘节点自治的主力。
- Edgehub是一个复用的消息通道。它提供了可靠的和有组织的云边缘信息同步。
- Devicetwin用于无形的物理设备，并对云中的设备状态进行映射。
- 事件总线提供了来自MQTT经纪人的设备数据。
KubeEdge的云进程包含以下两个部分。
- 云集线器在云中设置并获得信息。该信息边缘枢纽同步到云端。
- 边缘控制器安装在云中，控制Kubernetes API服务器的状态同步。这控制着边缘的节点、应用程序和配置。
Kubernetes maser在云中进行。通过kubectl命令，用户可以公开管理云中的边缘节点、设备和应用程序。实践习惯与Kubernetes原生的完全相同，没有必要重新适应。
简单而轻便
KubeEdge边缘和云核心组件只需设置即可。他们可以运行用户的应用程序。边缘主体的占地面积为66MB。它只需要30MB的内存来运行。以同样的方式，云核心可以在任何云节点上运行。此外，用户还可以通过在笔记本电脑上运行来练习。
安装很简单，只需几个步骤就可以完成。
- 安排前置条件 Docker、Kubernetes、MQTT和openssl
- 克隆和建立KubeEdge云和边缘
- 运行云
- 运行Edge
每个步骤的详细步骤可在KubeEdge/kubeedge上找到。
设备管理
KubeEdge为设备提供了一个可插入的加入管理框架。这使用户能够开发建立在不同协议或实际需求上的设备访问驱动程序。现在持续和计划的支持协议是。
- MQTT
- BlueTooth
- OPC UA。
- Modbus，等等。
KubeEdge在未来将支持更多的设备通信协议，越来越多的社区合作伙伴加入。KubeEdge通过设备双胞胎或数字双胞胎更新和同步设备状态。这给了Kubernetes扩展的API在云端的抽象设备对象。用户可以通过使用kubectl在云中操作Kubernetes资源对象来实现边缘设备。
Kubernetes原生边缘计算框架，kubeEdge最初发表在Nerd For Tech的Medium上，人们通过强调和回应这个故事来继续对话。
