介绍
说到边缘计算，Raspberry Pi 和 NVIDIA Jetson边缘设备上的 Kubernetes是不是（！？）。k3s,k0s,MicroK8s而轻量级 Kubernetes 长期以来一直是边缘设备上 Kubernetes 的代名词，掏空或 Eclipse 基金会边缘原生 WG推广者雾与 Kubernetes 相关的边缘计算开源项目也在增加。还有在 KubeCon + CloudNativeConKubernetes 边缘日社区的兴奋度也在增加，比如做各种活动。
同时，为企业提供 Kubernetes 发行版的 Red Hat 发布了 OpenShift 的轻量级版本。微位移作为开源和 VMware 的VMware 边缘计算堆栈 2.0我不禁感到，我认为是面向创新者的 Device Edge 上使用 Kubernetes 终于开始向早期采用者迈进。
所以，这次我想特别关注边缘计算中的“Device Edge”，结合自己的经验整理一下Kubernetes在Device Edge上的使用趋势以及“为什么在Device Edge上使用Kubernetes”。
什么是设备边缘？
首先，边缘计算是指“让计算更接近产生传感器等数据的地方的概念”。更多详细信息，如果您想了解详细信息，请参阅以下文章。
其中，“设备边缘”是现场部署的各种设备（边缘设备）提供的IT资源指我没有看到很多网站清楚地谈论边缘设备和设备边缘之间的区别，边缘设备是单个设备代表设备边缘是一种资源如果您有代表的图像可能更容易理解换句话说，设备边缘单个边缘设备或多个边缘设备是想法。
边缘计算的开放词汇表，Linux 基金会 LF Edge 的一个项目1所以我们将设备边缘定义为：
最后一英里网络的设备或用户侧的边缘计算能力。通常依赖于现场的网关或类似设备来收集和处理来自设备的数据。还可能使用来自智能手机等用户设备的有限备用计算和数据存储能力、笔记本电脑和传感器来处理边缘计算工作负载。
顺便一提，设备边缘云还有一个东西叫。如果您在边缘设备上运行 Kubernetes，将其称为 Device Edge Cloud 可能更正确，但在本文中，我们将其称为 Device Edge 以包含它。
边缘云概念的扩展，其中某些工作负载可以在设备边缘可用的资源上运行。
以下是边缘计算的概述。 Device Edge 位于底部，针对的是我们工作场所和生活区域中丰富的设备。尽管传统的嵌入式市场不堪重负，但人们预计物联网和云原生浪潮将涌入嵌入式市场，使我们日常生活中的系统更加智能。与此同时，传统的嵌入式市场参与者有机会将他们的商业模式从销售产品转变为销售服务。
在边缘设备上使用 Kubernetes 的示例
在这里，我们将挑选一些已发表的案例进行整理。
带摄像头的 Kubernetes
与 Raspberry Pi 和 NVIDIA Jetson 等相机结合是一个特定的用例。它很容易接近，例如“我尝试了一个家庭监控摄像头”。 Raspberry Pi 经常用于 PoC，甚至在企业领域。基本上，我认为将它作为一个模块来使用是主流，该模块通过使现有设备能够与现有设备（如 Raspberry Pi）链接来使它们变得智能。将边缘计算视为部署在现场的现有系统的扩展，更换现有设备或修改软件是一个相当高的障碍。我认为第一步是保持现有系统不变，并通过反复试验使用负担得起的设备。
今年四月嵌入式边缘计算博览会（春季）有一个展览叫 ，展出了很多边缘设备，我感到很兴奋。由于是工业设备，所以展出的硬件很多，卖的是无风扇、防尘、防水、低功耗等，耐用度高、省电，是现场部署设备时关注的问题。除了说，还有这么多与AI结合的展品，令人印象深刻。无论如何，为了满足各种需求，我们拥有丰富的硬件阵容，我认为与嵌入式作战的方式是通过结合具有附加值的近期 AI 来响应近期 AI 的需求。
例如，我经常听到人们谈论使用 Raspberry Pi 快速测试简单的 AI，例如检测产品中的缺陷，以及使用 NVIDIA 的 Jetson 进行不均匀性和更深入的分析。并且，由于讨厌树莓派 SD 卡的高故障率，很多情况下，比树莓派更昂贵的工业 PC 等设备也被视为实际操作的候选者。 Raspberry Pi 价格便宜且易于购买，因此保留大量备件并在它们损坏时立即更换它们似乎很容易。在操作阶段，我认为我们会选择昂贵、坚固的设备。
顺便说一下，展出的硬件如下所示。
此外，当我自己研究是否能从嵌入式边缘计算博览会中看到任何趋势时，我发现大约一半是单板机产品，一半是预组装盒产品。令人惊讶的是，NVIDIA GPU 很少，其中大多数使用 Intel CPU，其次是 ARM 产品。操作系统主要是 Windows 和 Linux，Linux 基本上是 Ubuntu。
工业设备上的 Kubernetes
在边缘设备或边缘服务器上运行 OPC-UA 客户端以从 PLC 获取数据是一种常见用例。更进一步，现在在容器中运行 PLC 本身有一个运动。 PLC原本是作为硬件系统提供的，现在可以作为软件PLC用于Windows应用等，进一步发展到用工控机搭建容器平台，在计算机上运行容器PLC和AI等IT应用相同的平台。正在考虑在其上运行这是电信行业的NFV趋势。
例如，红帽和英特尔英特尔 ECI（工业边缘控制）正在与 OpenShift 合作。2
英特尔TCC（时间协调计算）或者CAT（缓存分配技术）红帽通过在工业 PC 上安装 OpenShift 来构建容器平台。 OpenShift 部署在远程工作节点拓扑中，其中主节点是数据中心的服务器，工作节点是工业 PC。然后，将RHEL for realtime安装在工控机的主机OS中，用OpenShift的Performance Addon Operator对主机OS的Kernel进行调优设置，使容器PLC能够实时执行。
*评估结果报告已发布在博客上，感兴趣的可以参考。
当工业 PC 成为容器平台时，为每个工厂配置私有云，让世界真正意义上的分布式云。很久以前，私有云的存在是为了覆盖公有云难以满足的SLA、成本、数据安全、内部网络连接要求，我认为是时候重新定义存在的价值了。随着私有云越来越接近现场，可以在通用硬件上运行传统上安装硬件的专用设备，我认为我们正在进入一个与公共云相结合的全面优化时代。
车上的 Kubernetes
SDV（Software Defined Vehicle）的运动很火，但Kubernetes在汽车中的例子是Denso宣布的“Misaki3我认为“平台倡议”很有名。我们正在努力使用 ECU（电子控制单元）执行功能来控制汽车，作为 Kubernetes Worker 来收集数据并在汽车中运行控制应用程序。
在这个计划中，我们将通过 VPN 连接汽车和云，以创建一个平坦的底层网络，并将容器从放置在云端的 Kubernetes Master 部署到汽车。在云端实现了开发控制台，并且正在演示将在云端实现的应用程序部署到汽车的数字孪生平台。在Misaki中，汽车的ECU资源也是有限的，所以当汽车的计算资源不足时，会使用云端的资源作为辅助资源。云爆发我也在努力
带有机器人的 Kubernetes
正在努力在容器中运行机器人控制中间件 ROS 和 ROS2 等应用程序，并在机器人上运行 Kubernetes 以运行 ROS 应用程序。例如，索尼研发4和谷歌的谷歌云机器人核心5, 英泰克先进技术实验室RDBOX6有这样的情况。
见）索尼研发——https://www.slideshare.net/FujitaTomoya/rosros2-distributed-system-with-kubernetes
参考）谷歌云机器人核心 -https://googlecloudrobotics.github.io/core/
见）RDBOX -https://github.com/rdbox-intec/rdbox
与每个共同整合机器人与云端，实现平台化这是一项倡议。通过在 Kubernetes 上进行标准化，我们正在解决应用程序管理平台成为边缘和云之间孤岛的问题。
Kubernetes 在餐厅
Chick-fil-a，在北美经营汉堡店7宣布推出一个平台，该平台从商店中的 POS 和油炸锅等烹饪设备收集数据，并使用商店中由 3 个英特尔 NUC 组成的 Kubernetes 集群分析数据，以改进对炸鸡的需求预测。这是 2018 年 KubeCon+CloudNativeCon 上的一个著名案例。
最初，在总公司收集POS等数据，将所有店铺通用的需求预测发送到各店铺，通过计算各店铺的最佳需求预测，提高店员的工作效率。这是一个相当创新的例子，因为我们已经将这个分析平台部署到了大约 2,000 家商店。看起来他们一开始并没有做边缘计算，而是最初把它建在云端，但关键是他们可以继续他们的业务，即使他们与外部网络断开连接，以及网络连接不佳的商店首先，因为存在，我们正在转向边缘计算并推动它。未来，我们将实现烹饪自动化！好像有个政策
参考）https://medium.com/@cfatechblog/edge-computing-at-chick-fil-a-7d67242675e2
超市中的 Kubernetes
沃尔玛正在努力改进其架构，通过在商店中部署 Kubernetes 集群来处理商店中的云 POS 支付交易和云中的 BI 等分析应用程序。 2019 年 KubeCon 北美8宣布于Cloud POS 是一个示例，说明我们如何解决一个问题，如果由于支付交易是在云端执行的，导致与外部网络断开连接，将对业务产生重大影响。
参考）https://static.sched.com/hosted_files/kccncna19/20/3%20Manesh%20and%20Siram%20New%20V2.pptx.pdf
卫星上的 Kubernetes
Red Hat 和 IBM Space Tech 是 ENDURANCE9在这次太空任务中，Red Hat 正在以开源方式开发的 OpenShift“MicroShift”的轻量级版本安装在一颗小型卫星（CubeSat）上，并由 SpaceX 航天器、磁力计、太阳能传感器、电压、我们在 IBM Cloud 上实现了一个平台，该平台允许您获取卫星遥测数据（例如温度）并使用 CubeSat 相机从地面拍照。
其他示例包括 Hypergiant 在军用卫星轨道上部署基于 k3s 的 Kubernetes 集群。10，我觉得在卫星边缘计算中自然采用了Kubernetes。 Kubernetes 在卫星上运行的时代……令人心旷神怡……
为什么将 Kubernetes 与 Device Edge 结合使用？
这样一来，各行各业都在考虑将 Kubernetes 引入 Device Edge 并运行应用程序，为什么您也考虑将 Kubernetes 用于 Device Edge？ Kubernetes作为云和数据中心使用的软件而诞生，最初是用分布式系统的思想来实现的，从某种意义上说，它从一开始就是对边缘具有高度亲和力的软件。因此，当将边缘视为云的延伸时，Kubernetes 似乎不可避免。另一方面，主战场是边缘设备的开发者对 Kubernetes 有什么期待？根据案例和与客户的交谈，我以自己的方式整理，总结为以下三点。
Kubernetes 作为应用程序管理的自动化软件
这只是对软件本身价值的一种期望，Kubernetes。从 Device Edge 应用开发者的角度来看，无需考虑从头实现很容易实现高效的应用生命周期管理，比如 Kubernetes 的基于 API 的应用部署功能和滚动更新等更新自动化功能。
Kubernetes 作为云的内核
这是对云原生趋势很强大的开发人员的需求。 Kubernetes 是一种软件，它将应用程序和计算资源的管理标准化为云的内核，就像硬件上的操作系统一样。正如我们设计一个以 Kubernetes 为中心的一致操作平台，即使在多云和混合云中，我们也希望确保以 Kubernetes 为中心的云和边缘操作之间的一致性。
即使在边缘，我也想使用云原生开源
这也是对云原生趋势比较强的开发者的需求。例如，人们想要跨边缘设备配置服务网格，想要实现无服务器平台，想要在边缘使用 CNCF 等推动的开源。
边缘计算未来技术方向（基础设施视角）
引入边缘计算的方式有很多种，但我个人认为Device Edge才是边缘计算的真正价值所在。如果这样的设备边缘和云围绕 Kubernetes 集成，边缘和云的一致操作成为可能，我们将看到一个计算真正融入网络的世界。
分布式系统，分散的计算环境通过线路连接成一个组，形成一个单一的大型逻辑计算资源的兴奋从未停止。
Eclipse 基金会的 Edge Native 工作组提出了“EdgeOps”的概念11我们正在推广的概念
参考）https://cedalo.com/wp-content/uploads/2021/06/Eclipse-Foundation-EdgeOps-White-Paper.pdf
有一个开源的叫做“ioFog”作为实现EdgeOps的开源。 ioFog 是由北美边缘平台初创公司 Edgeworx 领导的开源项目。罢工。爱它被用作边缘 PaaS 的基础，例如ioFog的核心理念正是将计算资源作为一组边缘设备进行综合管理死亡，跨边缘设备配置服务网格这是一个平台，可以每个边缘设备和边缘设备上的微服务都由控制平面集中管理。这样，边缘计算的未来方向是一个集成控制平面和数据平面、边缘和云的平面平台我相信是的。
参考）https://iofog.org/docs/2/getting-started/architecture.html
概括
在本文中，基于 Kubernetes for Device Edge 的趋势，我们总结了“为什么边缘设备需要 Kubernetes？”这是另一个例子！或者，出于其他原因使用 Kubernetes！有兴趣的可以联系我哦~感谢您阅读到最后！
-
https://www.redhat.com/ja/blog/red-hat-and-intel-collaborate-advance-industry-40-ecosystem ↩
-
https://www.slideshare.net/JunKaiYong/integrating-service-mesh-with-kubernetesbased-connected-vehicle-platform ↩
-
https://www.slideshare.net/FujitaTomoya/rosros2-distributed-system-with-kubernetes ↩
-
https://medium.com/@cfatechblog/edge-computing-at-chick-fil-a-7d67242675e2 ↩
-
https://static.sched.com/hosted_files/kccncna19/20/3%20Manesh%20and%20Siram%20New%20V2.pptx.pdf ↩
-
https://www.universetoday.com/152751/ibm-space-tech-wants-to-democratize-space-with-endurance/ ↩
-
https://cedalo.com/wp-content/uploads/2021/06/Eclipse-Foundation-EdgeOps-White-Paper.pdf ↩
原创声明：本文系作者授权爱码网发表，未经许可，不得转载;
原文地址：https://www.likecs.com/show-308627992.html