云原生+边缘计算项目实战-KubeEdge打造边缘管理平台，实战云边端一体化设计
《云原生 2.0 白皮书》预测,未来 5 年,越来越多的公司会使用边缘计算,对于边缘设备也通过 Kubernetes来统一纳管,同时需要支持边缘节点的极致轻量、高可靠性、高安全性、大规模管理等特性,并且实现统一计算调度。
而边缘计算具有覆盖范围广、带宽成本高、受环境影响大等部署难点,如果要将云原生技术拓展到边缘,边缘节点将通过公网和云端连接,从公网的不稳定性以及成本等因素考虑,边缘要求断网状态或者弱网状态下边缘业务仍可以持续运行,对系统的可用性提出了更高的要求。
由华为云于2018年11月开源的云原生边缘计算平台项目KubeEdge,就是将Kubernetes原生的容器编排和调度能力拓展到边缘,并为边缘应用部署、云与边缘间的元数据同步、边缘设备管理等提供基础架构支持。KubeEdge于2019年3月正式进入CNCF成为沙箱级项目(Sandbox),也成为CNCF首个云原生边缘计算项目,并于2020年9月晋级为孵化项目。其名字来源于Kube + Edge,是一个开源的云原生边缘计算平台,它基于Kubernetes原生的容器编排和调度能力之上,扩展实现了云边协同、计算下沉、海量边缘设备管理、边缘自治等能力,完整的打通了边缘计算中云、边、设备协同的场景。目前已广泛应用智能交通、智慧城市、智慧园区、智慧能源、智慧工厂、智慧银行、智慧工地、CDN等行业,为用户提供一体化的边端云协同解决方案。
KubeEdge 对 Kubernetess 模块化解耦、精简,使边缘节点最低运行内存仅需 70MB,并且实现了云边协同通信、边缘离线自治等功能,可将本机容器化应用编排和管理扩展到边缘端设备。它构建在 Kubernetes之上,为网络和应用程序提供核心基础架构支持,并在云端和边缘端部署应用,同步元数据。KubeEdge 能够 100% 兼容 Kubernetes 原生 API,可以使用原生 Kubernetes API 管理边缘节点和设备。此外,KubeEdge 还支持 MQTT 协议,允许开发人员编写客户逻辑,并在边缘端启用设备通信的资源约束。
总的来说,Kubernetes 给边缘计算提供了先进的运维思路,但单纯的原生 Kubernetes 并不能满足边缘侧业务的所有需求。而集成了 Kubernetes 云原生管理能力的 KubeEdge,同时对边缘业务部署和管理提供了很好的支持, 因此被广泛应用于基础设施数字化需求的边云协同与数据采集场景。
经过社区团队的运营和打磨,项目目前已更新 10+ 个特性版本,最新版本为 v1.8.2,在代码托管平台Github上累计获得 4600+ Star,1300+ Fork。
KubeEdge 社区在开放协作的理念下蓬勃发展,已有全球800多名开发者参与代码贡献,有超过60家企业与科研机构参与项目合作,合作伙伴包括华为、中国信息通信研究院、ARM、中国移动、浙大SEL实验室、DaoCloud、中国南方电网等。此外,KubeEdge社区已成立AI、 Device/IoT、MEC、Robotics 4个特别兴趣小组(SIG, Special Interest Group)和1个社区工作组Wireless(WG, Working Group)。其中,从 AI SIG 还诞生出了基于 KubeEdge 的边云协同 AI 平台子项目 Sedna,Device-IOT SIG孵化出了全新架构的Mapper,方便了开发者将设备接入KubeEdge,项目详情可参考官方网站[1]和Github代码仓库[2]。