KubeEdge

摘要： 边缘计算技术快速发展，5G MEC边云协同成为最新的发展趋势。 前言 边缘计算技术快速发展，5G MEC进入商业部署快车道，边云协同成为MEC的普遍诉求，KubeEdge社区洞悉这一趋势，按照CNCF成熟治理模式，成立MEC SIG。 在MEC场景下，通过对边云协同面临的挑战分析，MEC SIG从应用管理、网络、开放生态等几个角度，提出了相应的解决方案，主要是5G网络结合的跨边云的应用部署、服务发现、微服务流量治理、能力开放和生态集成。 最后，MEC SIG表示希望能联合运营商和开发者共同推广5G MEC技术，实现产业共赢。 背景介绍 根据Frost&Sullivan报告，多接入边缘计算(MEC)市场预计将以惊人的复合年增长率157.4%增长，预计到2024年将从2019年的6410万美元获得72.3亿美元的收入。 Gartner发布基础设施和运营领域10大技术趋势[1]. 认为边缘计算是在未来五年内成为主流、对I&O产生最大影响的十项技术之一。边缘计算技术快速发展，5G MEC边云协同成为最新的发展趋势。 下面对5G边云协同发展现状进行简单分析： OTT视角 AWS发布软硬一体化边缘云服务Wavelength切入5G网络边缘，提供5G边缘网络和边缘云服务，与Version、Vodafone、SK Telecom、KDDI 等运营商合作，并在美国，欧洲，韩国，日本逐步推出。

What is Edge Computing The contribution of Edge Computing 推动边缘计算快速发展的四大因素： • 低时延 – 为满足低时延的要求，靠近业务现场的边缘构建解决方案，减少业务处理时延 • 海量数据 – 物联网时代边缘数据爆炸性增长，全部上云成本高昂，数据在本地进行分析和过滤，节省带宽 • 隐私安全 – 数据涉及到企业生产和经营活动安全，在边缘处理企业保密信息和个人隐私 • 本地自治 – 不依赖云端的离线处理能力和自我恢复能力 What is KubeEdge 1. 基于k8s构建边缘计算平台 2. 云端基于k8s master，边缘节点对k8s进行裁剪，轻量化kubelet，去掉其内置的存储驱动，同时选用生命周期管理的模块 3. 致力于将Kubernetes的能力拓展到边缘 4. 基于Kubernetes构建，100%兼容k8s API Core Idea 云边协同 • 云、边采用双向多路复用消息通道，支持边缘节点位于私有网络 • 采用Websocket + 消息封装，大幅减少通信压力，高时延下仍可正常工作 边缘离线自治 • 节点元数据持久化，实现节点级离线自治 • 节点故障恢复无需List-watch，降低网络压力，快速ready 极致轻量 • 重组Kubelet功能模块，极致轻量化（约10mb内存占用） 移除内嵌存储驱动

由华为云、CNCF联合主办的“创原会•云原生技术精英沙龙”今日成功举办，云原生的新时代已经到来。 2011年，Netscape公司创始人马克·安德森提出：“软件正在吞噬世界”；2014年，OpenStack基金会创始人Jonathan Bryce又补充说：“世界的一切源于开源”；随后，业内普遍认同“云计算已改变了天空的颜色”；如今，“云原生正在吞噬世界”已经成为一种新趋势。 近年来，云原生的发展与普及，使得容器、Kubernetes、微服务等在各行业加速落地。来自Gartner的预测显示，到2022年全球75%的企业将在生产系统中使用容器，其中50%是以混合云容器形态使用；无独有偶，IDC也预计，到2022年，90%的新应用将采用微服务架构，35%的生产环境应用是云原生。 如今，几乎所有的主流IT企业都已经加入到云原生浪潮中来，技术的进化和应用的普及也推动云原生从1.0进入2.0时代。 在云原生2.0时代，云原生与底层计算、网络、存储等资源的融合日趋深入，通过构筑弹性、敏捷、可靠的IT基础设施，也将进一步推动云原生的落地，从而加速企业数字化转型，并给华为云与英特尔在云原生领域开辟新的合作空间。 从1.0到2.0 云原生将如何进化？ 在企业加速推进数字化转型的今天，上云与否已经不是问题，如何最大程度释放云的价值成为企业关注的焦点。 来自中国信通院《云原生发展白皮书（2020）》指出

Kubernetes是起源于Google、在最近三五年里大热的容器编排工具。战胜了其他竞争对手之后，Kubernetes现在毋庸置疑地在云计算环境中占据垄断地位。在收购了Heptio、Bitnami等颇有影响的初创公司之后，VMware成为Kubernetes全球社区中举足轻重的贡献者。2020年3月，VMware发布了Cloud Foundation 4，内置革命性的Tanzu平台，全面支持Kubernetes在云中更高效透明的运维管理。 与此同时，相当多的用户和厂商在不断尝试将Kubernetes应用于边缘计算环境中。然而，边缘计算毕竟不同于云计算，很多云中习以为常的基本假设，在边缘上是不成立、或者成本过高以至于不现实的。 本篇将浅析其中的原委，并比较不同技术方案的优缺点。这里专注于设备层的探讨，而不是云边缘（Cloud Edge）或移动边缘计算（MEC）。对于Kubernetes来讲，后两者的技术环境与云中相比差别不大，基本可以无缝迁移。 第六篇 设备集群上的Kubernetes 原生Kubernetes的基本假设 Kubernetes原本设计是在云计算环境中运行，所以它的基本假设就是云计算资源、基础设施即服务（IaaS）的特性，包括： - 计算是充分的、可分布式部署的 - 网络是稳定的、可双向联通的 - 存储是易失的、本地的，或持久化的、网络化的 - 管理是远程的、自动化的

近日，在2019华为全球分析师大会期间，华为云PaaS首席科学家熊英博士在+智能，见未来（华为云&大数据）的分论坛上，从云计算行业发展谈起，深入云原生发展趋势，对华为云智能应用平台做了深度解读。 熊英博士为大家分享了云原生技术和平台发展的新趋势，重点介绍了华为云智能应用平台。熊英博士提出云原生技术使能企业数字化转型的三个关键点：多云解决方案、泛在的容器和智能边缘。 IT投资投资趋势 数字化转型取代传统应用 云原生技术成为技术驱动力 根据市场调查和预测，企业近些年来在传统应用程序方面的投资正在下降，取而代之的是对云原生应用的投资。现阶段大部分企业已经开始新一轮的数字化转型，即由传统IT应用时代进入云原生应用时代。 开源社区洞悉 云原生技术惠及企业数字化转型 关注度骤升 云原生计算基金会（Cloud Native Computing Foudation，CNCF）2018年报数据显示： • 2018年，云原生技术在生产中的使用翻了一番； • 2018年，正评估及准备使用云原生的企业用户增长了3倍以上； • 从2016年到2018年，CNCF主办的云原生技术大会KubeCon + CloudNativeCon的出席人数，增长了近3倍。 熊英博士表示：在我20余年的IT从业经验中，以上这种增长无疑是少见的，由此可见云原生技术受企业的欢迎程度。 另一份来自CNCF的调查数据表明

【推荐】2019 Java 开发者跳槽指南.pdf(吐血整理) >>> 11月21日视频直播了KubeEdge系列课程的第二课《KubeEdge云边协同&云端组件设计》，课程首先回顾了KubeEdge的云、边、端三层整体架构。再针对KubeEdge的云上部分，分析了云端组件与K8s Master的关系、各个云端组件的设计原理，Device API的设计原理、云边消息可靠协同的设计原理等，详情见本次课程回放。 回放地址： 媒体中心 Q1：云端环境部署好后，状态处于Notready，云端检测边缘端状态流程是怎样的？（k8s版本 1.15.0，docker -ce 1.18，ubuntu 最新版本） A1：云端 检测边缘节点状态的工作流程：1. 边缘节点通过Edgehub->Cloudhub->EdgeController->KubeAPIserver将节点状态信息上报到K8s中。之后流程与K8s原生架构一致， 根据上报的状态信息，K8s通过原生的node-controller来设置node的状态。 云端环境部署好后，状态处于Notready，可能的情况是云边的通道（Cloudhub与Edgehub）通信失败，考虑网络地址或证书配置有问题。 Q2 ：能否简单对比KubeEdge与国内外的主流同类型平台产品 A2： 1 . 同类平台里的EdgeX Foundry偏重于端侧设备的管理

【推荐】2019 Java 开发者跳槽指南.pdf(吐血整理) >>> 关于华为开发者大会（HDC 2020） 华为开发者大会2020（Cloud）将于2020年2月11日-12日在深圳举办，这是华为面向ICT（信息与通信）领域全球开发者的年度顶级旗舰活动。大会旨在搭建一个全球性的交流和实践平台，开放华为30年积累的ICT技术和能力，以“鲲鹏+昇腾”硬核双引擎，为开发者提供澎湃动力，改变世界，变不可能为可能。 **本次大会设有两场主题演讲、数十个Codelab、上百场技术论坛、30000+平米展区、15000+开发者、2000+合作伙伴、热门开源项目、创新大赛、初创公司与投资者对接会、黑客松、音乐节等活动，面向企业开发者、初创公司、学生等群体提供个性化内容体验。**我们期待与你在一起，梦飞扬！ 大会官网： 华为开发者大会HDC.Cloud-华为云 贡献者活动介绍 **此次贡献者活动将送出20张价值￥2048的华为开发者大会（2020）门票，只要参与社区贡献就有机会获得门票。**这里提到的社区贡献不仅仅是指贡献代码， 您能想到的任何方式例如提交代码修改、发掘Bug、代码review、提交文档修改、提交Issue、发表博客、完善测试用例、反馈需求、增加使用案例等都属于社区贡献。 参与活动的项目包括：KubeEdge、Volcano。 活动规则 鉴于本次活动接受多种贡献方式

【推荐】2019 Java 开发者跳槽指南.pdf(吐血整理) >>> 12月5日视频直播了KubeEdge系列课程的第四课《KubeEdge设备管理设计原理》，课程首先回顾了KubeEdge的云、边、端三层整体架构。再针对KubeEdge的设备管理部分，分析了Device API的设计原理及DeviceTwin、EventBus、Mapper的设计原理，最后梳理了设备管理的整体流程，演示了如何利用KubeEdge来管理边缘温度传感器，本次课程详情见以下回放。 回放地址： 媒体中心 课后问题： Q1 ：k8s集群在己方以master作为cloud，但边是在客户方，是几十个arm板子，kubeEdge可以在这样的场景下运行算法、同步数据吗？？ A1： 只要客户端的arm设备能够运行KubeEdge边缘节点（256M内存、运行容器），且能够连接到云端，就可以使用KubeEdge来管理。 Q2：课程中提到的mapper连接设备，那它连接的是什么设备呢？mapper存在哪里？ A2: 1. Mapper可以连接任何形式的设备，能将从设备读取的数据转化为MQTT协议的数据，Publish到MQTT broker中，KubeEdge的就可以从 MQTT broker中拿到设备数据。 2. Mapper运行在边缘节点上，接入边缘节点上的设备。 Q3 ： 边 缘节点要是处在用户的私有网络里如何管理

【推荐】2019 Java 开发者跳槽指南.pdf(吐血整理) >>> 11月28日视频直播了KubeEdge系列课程第三课《KubeEdge边缘自治设计原理》。 课程首先回顾了KubeEdge的云、边、端三层整体架构。再针对KubeEdge的边缘应用管理部分，分析了EdgeCore中模块间通信原理及Edgehub、MetaManager、EdgeD三个模块的设计原理，最后演示了如何利用KubeEdge管理应用及在云边网络断开、边缘节点重启等情况下如何实现边缘自治，本次课程详情见以下回放。 本次课程的回放地址： 媒体中心 问1 ：KubeEdge中容器编排是通过云上的controller manager来进行编排的吗？除了下发边缘完整的api对象期望状态，边缘发送ack来实现消息一致性外，边缘容器的状态还是要上报到云端，这个一致性是如何实现的？ 答1 ：KubeEdge构建在K8s原生的调度与编排能力之上，它负责将应用的元数据可靠的下发到边缘节点。边缘端周期性上报状态node、pod信息，会不断重试上报，因此目前还未计划实现排队及ACK校验等功能。 问2 ：如何加入社区，参与一些工作？ 答2 ：如果是新人刚开始参与社区，可以做一些简单的工作，例如补齐文档、添加测试用例等，社区会有标签为“help wanted”或“good first issue”的issue，都适用于新手开发者。

【推荐】2019 Java 开发者跳槽指南.pdf(吐血整理) >>> 2019年11月14日视频直播了KubeEdge系列课程的第一课《KubeEdge架构与核心技术》，课程首先介绍了云原生、边缘计算的发展历程，从持续狂热的Kubernetes到飞速发展的边缘计算。再针对边缘计算网络不稳定、资源有限等条件下，分析了KubeEdge项目如何将云原生生态的众多标准与优势带到边缘计算。包括在K8s的应用编排、调度能力之上，构建的云边协同、边缘自治、应用管理、设备管理等能力。 本次课程的回放地址： 媒体中心​huaweicloud.bugu.mudu.tv 课后如下问题讲师进行了详细解答： Q1 ：KubeEdge云和边的数据协同有什么优势？ A1 ： K8s的原生架构中， Node (Kubelet) 是通过List-watch机制主动与Master通信。 List-watch机制有几个特点： 1.事件传输没有ACK类的校验机制，要依赖数据中心稳定的网络保证不丢事件 2. 每次网络断开，Node侧都会从新执行List操作(取回所有数据)，要依赖数据中心稳定的网络保证长连接不频繁断开，否则对Master及网络都是很大的损耗。 在边缘场景下，众所周知网络都是很不稳定的，包括丢失数据、连接断开等。 针对不稳定的网络，在KubeEdge云边协同的设计中： 1. 我们把List