KubeEdge及其在多址边缘计算中的作用--新协议栈

2020-06-24 13:19:55

KubeEdge是云原生计算基金会(CNCF)沙盒项目,旨在将Kubernetes从云扩展到边缘。它为在边缘节点上部署和协调云原生服务以及与云同步元数据提供基本的基础设施支持。

KubeEdge在云端有一个控制平面,在边缘端有工作节点。本地容器应用程序可以从云到边缘进行编排。云和边缘节点是松耦合的,当云和边缘之间出现网络连接故障时,边缘的代理可以自主管理边缘的服务和物联网设备。恢复云与边缘的网络连接后,可以重新同步元数据以确保持久化。KubeEdge 1.2版本包括额外的网络增强功能,以确保云和边缘之间更可靠的消息传递和数据传输。

Futurewei专注于先进的ICT领域的研究,这些领域将使智能和数字社会受益。通过专注于传统ICT行业以外的开放创新,我们的目标是通过标准化、开源协作和与工业生态系统的合作,将这些技术推进到现实世界的解决方案中。

边缘的模块化计算平台。Beehive被用作消息传递框架,基于Go-Channels用于KubeEdge模块之间的通信。EdgeMesh在边缘提供ServiceMesh,支持运行在不同Pod、节点和位置上的服务。

KubeEdge集成了Kubernetes CRI、CSI、CNI接口,连接到运行时、存储和网络资源。此外,KubeEdge可以与其他CNCF项目集成,如特使、普罗米修斯和等。

最近于2020年5月发布的KubeEdge1.3增加了更多功能,提升云中边缘节点的POD日志记录、监控、管理和可维护性。

KubeEdge解决的关键挑战之一是管理地理上分散的边缘节点。KubeEdge实现了对远程边缘节点及其上运行的应用程序的“集中管理”。这是一项重要的远程管理功能。

展望未来,KubeEdge项目团队将包括边缘到边缘通信和边缘数据分析框架等新功能。

基于Kubernetes,KubeEdge具有高度的广泛性。在运行期间,边缘上的当前代理内存占用量约为10MB。边缘硬件可以小到Raspberry PI,也可以大到多核服务器或群集。KubeEdge使用实现MQTT协议的Eclipse Mosquito Message Broker,这使得它适合物联网消息传递(如低功耗传感器)或移动设备(如电话、嵌入式计算机或微控制器)。

多路访问边缘计算(MEC),以前称为移动边缘计算,由欧洲电信标准协会(ETSI)定义。它是一个网络架构概念,使云计算和IT功能能够在网络边缘运行。在离最终用户更近的边缘节点上运行的应用程序或服务,而不是在云上运行的应用程序或服务,可以享受更低延迟和增强最终用户体验的好处。MEC有大量潜在的垂直和水平使用案例,如自动驾驶车辆(AV)、增强现实(AR)和虚拟现实(VR)、游戏与人工智能(AI)、机器学习(ML)和深度学习(DL)支持的应用,如自动导航、通过自然语言处理(NLP)或面部识别进行远程监控、视频分析等。

MEC提供对无线接入网络(RAN)的实时、低延迟接入,这为电信公司向新的生态系统和价值链开放其网络和区域数据中心资源提供了极好的机会。在过去几年中,超大规模云提供商正在超越其公共云,将其云功能和服务扩展到边缘(通过网关和本地服务器/数据中心边缘)甚至设备边缘(受限的设备边缘或运行具有某些应用逻辑的物联网设备的智能设备边缘)。例如Microsoft Azure IoT Edge和AWS IoT Greengrass。最近,我们看到超大规模云提供商和电信公司结成合作伙伴关系,以应对MEC带来的机遇。例如,谷歌和AT&;T,微软和AT&;T,以及AWS和Verizon。

虽然所有这些超大规模的专有公共云都在利用MEC提供的机会,但KubeEdge提供了一个可行的开源边缘解决方案来支持MEC。

Akraino是一个Linux Foundation Edge项目,旨在创建和发布适用于各种用户案例(例如5G、AI、Edge IaaS/PaaS和物联网)的“经过充分测试的”开源电信边缘堆栈,以满足提供商和企业边缘域的需求。这是通过社区贡献和测试的蓝图实现的,随后AkrainoAPI小组委员会发布了带有测试蓝图的API白皮书,供业界采用。

2020年4月,由ARM、中国移动、Futurewei和Signalogic的提交者组成的工作组提出了“Akraino KubeEdge边缘服务家族(类型1:ML推理卸载)”蓝图,展示了在MEC环境(同时支持Intel X86和ARM架构)中利用KubeEdge的端到端ML推理卸载解决方案栈,并被成功接受为Akraino孵化项目。

Akraino KubeEdge服务可以部署在企业边缘,也可以作为连接到电信公司核心网络的云边缘扩展。它为以下使用情形提供支持:

蓝图将提出端到端边缘堆栈解决方案,并解决以下MEC挑战:

边缘占用空间有限-随着更多业务逻辑在边缘运行,边缘将生成大量数据。

这个蓝图项目还处于起步阶段,欢迎大家的支持和参与。它的目标是创建一个每个人都可以使用的开源MEC解决方案。