為什么Kubernetes在邊緣計算中如此關鍵？

作者：k3s中文社區(qū) 2020-05-06 22:20:48

云計算

邊緣計算 Kubernetes已經(jīng)成為邊緣計算的關鍵要素。通過使用Kubernetes，企業(yè)可以在邊緣運行容器并最大化利用資源、簡化測試，而且由于許多組織能夠在現(xiàn)場使用和分析更多數(shù)據(jù)進而讓DevOps團隊能夠更快、更有效地進行遷移。

創(chuàng)新互聯(lián)于2013年開始，先為安國等服務建站，安國等地企業(yè)，進行企業(yè)商務咨詢服務。為安國企業(yè)網(wǎng)站制作PC+手機+微官網(wǎng)三網(wǎng)同步一站式服務解決您的所有建站問題。

邊緣計算是云計算的一種變體，在邊緣計算的設計中是將用于計算、存儲和聯(lián)網(wǎng)的基礎架構服務在物理上更靠近生成數(shù)據(jù)的現(xiàn)場設備?？梢哉f，這消除了數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)中心之間的“往返路程”，提高了服務的可用性。自推出以來，邊緣計算已經(jīng)成為一種行之有效的運行時平臺，可以幫助解決電信、媒體、運輸、物流、農(nóng)業(yè)、零售和其他領域中的獨特挑戰(zhàn)。

與此同時，Kubernetes也迅速成為邊緣計算的關鍵要素。通過使用Kubernetes，企業(yè)可以在邊緣運行容器并最大化利用資源、簡化測試，而且由于許多組織能夠在現(xiàn)場使用和分析更多數(shù)據(jù)進而讓DevOps團隊能夠更快、更有效地進行遷移。

在當今信息大爆炸時代，數(shù)據(jù)正在以前所未有的速度不斷更新，企業(yè)必須考慮如何經(jīng)濟地將數(shù)據(jù)從邊緣傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，以及在本地過濾和預處理數(shù)據(jù)是否性價比更高。如果工作負載沒有低延遲的約束，那么應該繼續(xù)由云解決方案提供服務。但是，新用例浪潮的到來要求運營商重新思考網(wǎng)絡架構，而這就是邊緣計算的用武之地。

邊緣計算提供了3種好處。首先，低延遲，通過提高現(xiàn)場設備的性能，使其不僅能夠更快地響應，而且能夠響應更多事件。其次，低流量，這有助于降低成本并提高總體吞吐量，從而使核心數(shù)據(jù)中心能夠支持更多的現(xiàn)場設備。最后，對于單機應用程序，在邊緣和數(shù)據(jù)中心之間存在網(wǎng)絡中斷的情況下，則更具備高可用性。

物聯(lián)網(wǎng)中智能設備的數(shù)量呈指數(shù)級增長，5G網(wǎng)絡的到來對邊緣計算也產(chǎn)生了重大影響，以及在邊緣執(zhí)行人工智能任務的重要性日益增長，從而驅(qū)動了企業(yè)對邊緣計算的關注——因為所有這些都需要具備處理彈性需求和轉(zhuǎn)移工作負載的能力。因此，國際著名咨詢機構Gartner表示，到2025年，在傳統(tǒng)集中式數(shù)據(jù)中心或云外部創(chuàng)建和處理企業(yè)生成的數(shù)據(jù)量將從如今(2019年)的10%猛增至75%。

邊緣云至少有兩層——盡管每一層的構造都不同，但這兩者都將最大限度地提高運維效率和開發(fā)人員的生產(chǎn)力。

第一層是基礎設施即服務(IaaS)層。除了提供計算和存儲資源外，IaaS層還能滿足超低延遲和高帶寬的網(wǎng)絡性能需求。

第二層包含了Kubernetes，它已經(jīng)成為在數(shù)據(jù)中心和公有云中協(xié)調(diào)容器化工作負載的事實標準。Kubernetes已經(jīng)成為邊緣計算的極其重要的基礎。雖然在這一層使用Kubernetes并不是必須的，但事實證明，對于那些從事邊緣計算的組織來說，它是一個有效的平臺。由于Kubernetes在物理資源(計算、存儲和網(wǎng)絡)上提供了通用的抽象層，因此開發(fā)人員或DevOps工程師可以在任何地方(包括邊緣)以標準方式部署應用程序和服務。

Kubernetes還能使開發(fā)人員簡化它們的DevOps實踐并最大限度地減少與異構操作環(huán)境集成所花費的時間，從而使開發(fā)人員和運維人員感到滿意。Rancher Labs于2019年2月推出的k3s是一款適用于邊緣計算場景以及IoT場景的輕量級Kubernetes發(fā)行版。自發(fā)布至今，備受全球開發(fā)者關注，Github上的Star數(shù)已達12,000，成為了開源社區(qū)最受歡迎的邊緣計算Kubernetes解決方案。k3s大小小于70MB，在小于512MB的RAM中即可運行，并且k3s同時支持x86_64、ARM64和ARMv7架構。這意味著它可以十分靈活地跨任何邊緣基礎架構工作。此外，為了滿足“離線管理”的需求，k3s簡化了安裝流程，僅需一條命令即可完成安裝或升級。

那么組織應該如何部署這些層呢?

第一步，考慮物理基礎架構以及什么技術能夠有效地管理基礎架構，并將原始硬件轉(zhuǎn)換為IaaS層。因此，需要可用于硬件發(fā)現(xiàn)的操作原語(primitives)，從而提供靈活性，使得能夠分配計算資源并動態(tài)地重新利用它們。此外，還需要基于KVM pod自動創(chuàng)建邊緣云的技術，該技術有效地使運維人員能夠使用預定義的資源集(RAM、CPU、存儲和超額預訂比率)創(chuàng)建虛擬機。

邊緣云的物理基礎架構的發(fā)現(xiàn)和配置完成后，第二步是選擇一個編排工具，該工具可輕松在邊緣基礎架構上安裝Kubernetes或任何軟件。然后，即可開始部署環(huán)境并啟用和驗證應用程序。隨著越來越多的組織在未來幾年中采用這種模式，將非常有趣。

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