Легкое обнаружение периферийных устройств с Akri на Kubernetes-платформах для Edge

Фреймворк Akri помогает выставлять IoT-устройства как ресурсы и создавать сервисы для каждого устройства в Kubernetes-кластерах.

IoT растет быстро, и с ним растет потребность в периферийных вычислениях, позволяющих обрабатывать информацию ближе к IoT-устройствам. Kubernetes — проверенная и революционная open-source технология для операторов и разработчиков, решающая операционные и технические проблемы управления тоннами приложений, развернутых на периферии. Сегодня у нас несколько дистрибутивов Kubernetes — K3S, KubeEdge, MicroK8S — которые можно использовать для быстрого старта с edge-требованиями.

Периферийные узлы — устройства разного масштаба. Есть тяжелые edge-серверы, сидящие в одном отделе в случае промышленного IoT или в магазинах ритейл-сети. Легкий edge-сервер — небольшой сервер, подключенный к конечным IoT-устройствам. Тяжелые и легкие серверы могут быть частью Kubernetes-кластера благодаря своим аппаратным возможностям. Но конечным IoT-устройствам трудно стать частью Kubernetes-кластеров, которые посвящены одной функции и размещают небольшие встроенные приложения для сбора данных. Например, возьмите сенсоры или видеокамеры. Важно, чтобы эти устройства были частью архитектуры Kubernetes, чтобы выходы можно было получать через edge или облако бесшовно.

См. также: Как Kubernetes и контейнеры обеспечивают высокомасштабируемые CI-приложения

С растущим числом таких периферийных устройств становится сложнее управлять последующими edge-серверами, хостящими Kubernetes-кластеры. Добавление и удаление новых устройств вызывает больше работы для операторов. Они должны находить и выделять ресурсы и мониторить доступность в архитектуре. Также в какой-то момент потребуется добавить больше серверов для обработки большего числа edge-устройств. Такие проблемы требуют лучшего интеллекта для edge-устройств, который будет управлять присутствием edge IoT-устройств в Kubernetes-кластерах. Akri делает это. Это open-source проект, выпущенный Microsoft.

Фреймворк Akri помогает выставлять IoT-устройства как ресурсы и создавать сервисы для каждого устройства в Kubernetes-кластерах. Это делает возможным для приложений потреблять входы от устройств. Akri обрабатывает автоматическое включение и удаление IoT-устройств, а также выделение и освобождение ресурсов для лучшей оптимизации кластеров. С силой Akri возможно добавлять столько IoT-устройств динамически и инференс-узлов для обработки данных с этих устройств. Более того, можно бесшовно вводить новую серверную среду, когда есть больше требований добавить edge IoT-устройств.

Akri поддерживает обработку сетевых IoT edge-устройств: IP-камеры, контроллеры, POS-терминалы (точки продаж) и локально подключенные через Kubernetes-узлы устройства, такие как USB-сенсоры. Он планирует рабочие нагрузки на основе доступности устройств в Kubernetes-кластере. Он использует уровень абстракции, похожий на Container Network Interface (CNI). Но вместо абстрагирования базовых сетевых деталей, он убирает работу по поиску, использованию и мониторингу доступности устройств. Таким образом, драстически снижает объем работы, выполняемой Kubernetes-админами и разработчиками.

Akri основан на фреймворке Kubernetes device plugin, который используется вендорами для статических ресурсов, позволяя им афишировать свои ресурсы и мониторить их без написания дополнительного кода. Akri расширяет этот фреймворк до edge в среде, имеющей разные наборы устройств и различные протоколы для мониторинга и коммуникации с этими edge IoT-устройствами.

В типичном Kubernetes edge-кластере он добавляет четыре компонента: Akri Controller, Akri Agent (реализация фреймворка Kubernetes device plugin) и два CDR (Custom Resource Definition) (для конфигурации и экземпляра). Эти компоненты работают вместе, чтобы находить edge IoT-устройства и планировать рабочие нагрузки среди них. Akri agent может быть развернут на каждом новом рабочем edge-узле.

Короче:

• Akri обрабатывает появление и исчезновение edge IoT-устройств и планирует рабочие нагрузки в кластере
• Akri предоставляет интерфейс, где вы даете конфигурацию через configuration CRDs, и Akri делает остальное.
• Операторы уверены в высокой доступности edge-узлов, если другие узлы падают.
• Поскольку Akri создает Kubernetes-сервисы для каждого edge IoT-устройства, приложениям не нужно отслеживать состояние подов или edge-узлов.

Вы можете внести вклад в проект Akri на Github и присоединиться к обсуждению в их Slack-канале.

Заключение

Использование Kubernetes для edge — это захватывающее развитие, которое огромно обеспечивает согласованность в политиках приложений, end-to-end автоматизацию и более быстрые развертывание и масштабирование сервисов. Akri приносит более упрощенный подход, позволяющий больше контроля над всеми частями edge-опознанной сети и делающий жизнь проще для Kubernetes-админов и разработчиков.