Entdecken Sie Edge-Geräte intelligent mit Akri in Kubernetes-Powered Edges

Das Akri-Framework hilft dabei, IoT-Geräte als Ressourcen bereitzustellen und erstellt Dienste für jedes Gerät in Kubernetes-Clustern.

Das IoT wächst schnell und damit auch der Bedarf an Edge-Computing, das die Verarbeitung von Informationen näher an IoT-Geräten ermöglicht. Kubernetes ist die bewährte und bahnbrechende Open-Source-Technologie für Betreiber und Entwickler, die sich mit betrieblichen und technischen Problemen bei der Verwaltung unzähliger Anwendungen befasst, die am Edge bereitgestellt werden. Heute haben wir mehrere Kubernetes-Distributionen wie K3S, KubeEdge oder MicroK8S, mit denen Sie schnell loslegen können, um Edge-Anforderungen zu bewältigen.

Edge-Knoten sind Geräte unterschiedlicher Größe. Es gibt schwere Edge-Server, die im Falle des industriellen IoT in einer Abteilung oder in den Geschäften einer Einzelhandelskette stehen. Ein Light-Edge-Server ist ein kleiner Server, der mit IoT-Endgeräten verbunden ist. Schwere und leichte Server können aufgrund ihrer Hardwarekapazitäten Teil eines Kubernetes-Clusters sein. Aber es ist schwierig für IoT-Endgeräte, Teil von Kubernetes-Clustern zu werden, die einer einzigen Funktion gewidmet sind und kleine eingebettete Anwendungen zum Sammeln von Daten hosten. Nehmen wir zum Beispiel Sensoren oder Videokameras. Es ist wichtig, dass diese Geräte Teil der Kubernetes-Architektur sind, damit Ausgaben nahtlos über Edge oder Cloud abgerufen werden können.

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Mit der wachsenden Anzahl solcher Edge-Geräte wird es schwieriger, nachfolgende Edge-Server zu verwalten, die Kubernetes-Cluster hosten. Das Hinzufügen und Entfernen neuer Geräte verursacht mehr Arbeit für Bediener. Sie müssen Ressourcen finden und zuweisen und die Verfügbarkeit innerhalb der Architektur überwachen. Außerdem müssen Sie irgendwann weitere Server hinzufügen, um mehr Edge-Geräte zu verarbeiten. Solche Probleme erfordern eine bessere Intelligenz für Edge-Geräte, die das Vorhandensein von Edge-IoT-Geräten in Kubernetes-Clustern handhaben. Akri macht das. Es ist ein Open-Source-Projekt, das von Microsoft veröffentlicht wurde.

Das Akri-Framework hilft dabei, IoT-Geräte als Ressourcen bereitzustellen und erstellt Dienste für jedes Gerät in Kubernetes-Clustern. Dadurch können Anwendungen die Eingaben von den Geräten konsumieren. Akri übernimmt die automatische Aufnahme und Entfernung von IoT-Geräten sowie die Zuweisung und Freigabe von Ressourcen, um die Cluster besser zu optimieren. Mit der Leistungsfähigkeit von Akri ist es möglich, beliebig viele IoT-Geräte dynamisch hinzuzufügen und Knoten zu inferieren, um Daten von diesen Geräten zu verarbeiten. Darüber hinaus können Sie nahtlos eine neue Serverumgebung einführen, wenn mehr Anforderungen zum Hinzufügen von Edge-IoT-Geräten bestehen.

Akri unterstützt die Handhabung von netzwerkverbundenen IoT-Edge-Geräten wie IP-Kameras, Controllern, PoS-Terminals (Point of Sale) und Geräten, die lokal über Kubernetes-Knoten wie USB-verbundene Sensoren verbunden sind. Es plant die Workloads basierend auf der Verfügbarkeit von Geräten im Kubernetes-Cluster. Es verwendet die Abstraktionsschicht, die einer ContainerNetwork-Schnittstelle (CNI) ähnelt. Aber anstatt die zugrunde liegenden Netzwerkdetails zu abstrahieren, entfällt die Arbeit, die Verfügbarkeit von Geräten zu finden, zu nutzen und zu überwachen. Reduzieren Sie so den Arbeitsaufwand von Kubernetes-Administratoren und -Entwicklern drastisch.

Akri basiert auf dem Deviceplugin-Framework von Kubernetes, das von Anbietern für statische Ressourcen verwendet wird, sodass sie ihre Ressourcen ankündigen und überwachen können, ohne zusätzlichen Code schreiben zu müssen. Akri erweitert dieses Framework auf eine Edge-Umgebung, die über verschiedene Gerätesätze und verschiedene Protokolle verfügt, um diese Edge-IoT-Geräte zu überwachen und mit ihnen zu kommunizieren.

In einem typischen Kubernetes-Edge-Cluster werden vier Komponenten hinzugefügt:Akri Controller, Akri Agent (Implementierung des Kubernetes-Geräte-Plugin-Frameworks) und zwei CDRs (Custom Resource Definition) (für Konfiguration und Instanz). Diese Komponenten arbeiten zusammen, um Edge-IoT-Geräte zu finden und Planen Sie Arbeitsbelastungen darunter. Der Akri-Agent kann auf jedem neuen Worker-Edge-Knoten bereitgestellt werden.

Kurz gesagt,

• Akri kümmert sich um das Erscheinen und Verschwinden von Edge-IoT-Geräten und plant Workloads im Cluster
• Akri stellt die Schnittstelle bereit, an der Sie die Konfiguration mithilfe von Konfigurations-CRDs bereitstellen, und Akri erledigt den Rest.
• Betreiber können sich auf eine hohe Verfügbarkeit von Edge-Knoten verlassen, falls andere Knoten ausfallen.
• Da Akri Kubernetes-Dienste für jedes Edge-IoT-Gerät erstellt, benötigen Anwendungen keine Verfolgung des Status von Pods oder Edge-Knoten.

Sie können zum Akri-Projekt auf Github beitragen und sich an der Diskussion auf ihrem Slack-Kanal beteiligen.

Schlussfolgerung

Die Nutzung von Kubernetes für Edge ist eine aufregende Entwicklung, die eine enorme Konsistenz in Anwendungsrichtlinien, End-to-End-Automatisierung und eine schnellere Bereitstellung und Skalierung von Diensten ermöglicht. Akri bietet einen vereinfachten Ansatz, der mehr Kontrolle über alle Teile des Edge-fähigen Netzwerks ermöglicht und Kubernetes-Administratoren und -Entwicklern das Leben erleichtert.