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邊緣計(jì)算云原生開源方案選型比較

云知道邊緣計(jì)算

隨著Kubernetes已經(jīng)成為容器編排和調(diào)度的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn) ， 各大公有云廠商都已經(jīng)基于Kubernetes提供了完善的Kubernetes云上托管服務(wù) 。同時(shí)也看到越來越多的企業(yè)、行業(yè)開始在生產(chǎn)中使用Kubernetes, 擁抱云原生 。在各行各業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和上云過程中 ， 公有云廠商也在主動(dòng)擁抱傳統(tǒng)線下環(huán)境 ， 在思考各種各樣的解決方案使云上能力向邊緣(或線下)延伸 。而Kubernetes由于屏蔽了底層架構(gòu)的差異性 ， 可以幫助應(yīng)用平滑地運(yùn)行在不同的基礎(chǔ)設(shè)施上的特性 ， 云上的Kubernetes服務(wù)也在考慮拓展其服務(wù)邊界 ， 云原生和邊緣計(jì)算結(jié)合的想法自然就呼之欲出了 。目前國(guó)內(nèi)各個(gè)公有云廠商也都開源了各自基于Kubernetes的邊緣計(jì)算云原生項(xiàng)目 。如華為云的KubeEdge ， 阿里云的OpenYurt ， 騰訊云的SuperEdge 。目前網(wǎng)上很少有從技術(shù)視角來介紹這幾個(gè)項(xiàng)目?jī)?yōu)缺點(diǎn)的文章 ， 本文試著從技術(shù)視角 ， 從開源視角來分析這幾個(gè)項(xiàng)目 ， 希望可以給大家做項(xiàng)目選型時(shí)提供一些借鑒 。01比較思路這幾個(gè)項(xiàng)目都是云邊一體 ， 云邊協(xié)同的架構(gòu) ， 走的是Kubernetes和邊緣計(jì)算結(jié)合的路數(shù) ， 因此決定從以下幾點(diǎn)比較:（1） 各個(gè)項(xiàng)目的開源狀況：比如開源項(xiàng)目的背景、開源的時(shí)間、是否進(jìn)入了CNCF等；（2）Kubernetes架構(gòu):

  • 先對(duì)比與Kubernetees的架構(gòu)差異：主要關(guān)注是否修改Kubernetes ， 和；Kubernetes一鍵式轉(zhuǎn)換等
  • 根據(jù)架構(gòu)差異對(duì)比和Kubernetes的能力增強(qiáng)點(diǎn)；主要關(guān)注邊緣自治 ， 邊緣單元化 ， 輕量化等能力
  • 【邊緣計(jì)算云原生開源方案選型比較】最后看一下架構(gòu)差異可能帶來的影響: 主要關(guān)注運(yùn)維監(jiān)控能力 ， 云原生生態(tài)兼容性 ， 系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面
（3）對(duì)邊緣計(jì)算場(chǎng)景支持能力:
  • 主要關(guān)注是否具備端設(shè)備的管理能力
接下來以項(xiàng)目的開源順序 ， 從上述幾個(gè)方面來介紹各個(gè)項(xiàng)目 。02邊緣云原生開源項(xiàng)目對(duì)比2.1KubeEdge（1）開源狀況KubeEdge是華為云于2018年11月份開源的 ， 目前是CNCF孵化項(xiàng)目 。其架構(gòu)如下:

邊緣計(jì)算云原生開源方案選型比較


（2）與Kubernetes的架構(gòu)差異首先從架構(gòu)圖可以看到 ， 云端(k8s master)增加了Cloud Hub組件和各類controller ， 而在邊緣端(k8s worker)沒有看到原生的kubelet和kube-proxy ， 而是一個(gè)對(duì)原生組件進(jìn)行重寫了EdgeCore組件 。從架構(gòu)圖看EdgeCore是基于kubelet重構(gòu)的 ， 為了保證輕量化 ， 裁剪了原生kubelet的部分能力 ， 同時(shí)也增加了很多適配邊緣場(chǎng)景的能力 。具體如下:
  • Cloud Hub+EdgeHub模塊: 拋棄了原生kubernetes 的組件間數(shù)據(jù)同步list/watch機(jī)制 ， 改成基于websocket/quic協(xié)議從云端往邊緣推送模式 。
  • 節(jié)點(diǎn)元數(shù)據(jù)緩存模塊(MetaManager): 把節(jié)點(diǎn)維度的數(shù)據(jù)持久化在本機(jī)的SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)中 ， 當(dāng)云邊網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定時(shí)Edged模塊將從本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中獲取數(shù)據(jù)用于業(yè)務(wù)的生命周期管控 。
  • DeviceController+設(shè)備管理模塊(DeviceTwin): 把設(shè)備管理能力直接集成到EdgeCore中 ， 為用戶提供原生的設(shè)備管理能力 。
上述的架構(gòu)設(shè)計(jì) ， 對(duì)比Kubernetes的能力增強(qiáng)點(diǎn)主要有：