Edge-apparaten Eenvoudig Ontdekken met Akri op Kubernetes-Enabled Edge Platforms

Het Akri-framework helpt IoT-apparaten als resources beschikbaar te maken en creëert diensten voor elk apparaat in Kubernetes-clusters.

IoT groeit snel, en zo ook de behoefte aan edge computing die de verwerking van informatie dichterbij IoT-apparaten mogelijk maakt. Kubernetes is de bewezen en disruptieve open source-technologie voor operators en developers die operationele en technische zorgen van het beheren van tonnen applicaties gedeployed aan de edge adressert. Vandaag hebben we verschillende Kubernetes-distributies zoals K3S, KubeEdge of MicroK8S die je kunt gebruiken om snel te beginnen met edge-vereisten.

Edge-knooppunten zijn apparaten van verschillende schaal. Er zijn zware edge-servers die in één afdeling zitten in het geval van industriële IoT of in winkels in een retailketen. Een lichte edge-server is een kleine server die verbonden is met eind-IoT-apparaten. Zware en lichte servers kunnen deel uitmaken van een Kubernetes-cluster vanwege de hardwarecapaciteiten die ze hebben. Maar het is moeilijk voor eind-IoT-apparaten om deel te worden van Kubernetes-clusters, die toegewijd zijn aan een enkele functie en kleine embedded applicaties hosten om data te verzamelen. Neem bijvoorbeeld sensoren of videocamera's. Het is belangrijk dat deze apparaten deel uitmaken van de Kubernetes-architectuur zodat outputs via edge of cloud naadloos verkregen kunnen worden.

Lees ook: Hoe Kubernetes en Containers Hoog Schaalbare CI Applicaties Possibiliteren

Met het groeiende aantal dergelijke edge-apparaten wordt het harder om de daaropvolgende edge-servers die Kubernetes-clusters hosten te beheren. De toevoeging en verwijdering van nieuwe apparaten veroorzaken meer werk voor operators. Ze moeten resources vinden en toewijzen en beschikbaarheid monitoren binnen de architectuur. Ook, op een gegeven moment, zul je meer servers moeten toevoegen om meer edge-apparaten te hanteren. Zulke issues roepen om betere intelligentie voor edge-apparaten die de aanwezigheid van edge IoT-apparaten in Kubernetes-clusters zullen hanteren. Akri doet dat. Het is een open-source project uitgegeven door Microsoft.

Het Akri-framework helpt IoT-apparaten als resources beschikbaar te maken en creëert diensten voor elk apparaat in Kubernetes-clusters. Dat maakt het mogelijk voor applicaties om de inputs van de apparaten te consumeren. Akri hanteert de automatische inclusie en verwijdering van IoT-apparaten, alsook de toewijzing en onttrekking van resources om de clusters beter te optimaliseren. Met de kracht van Akri is het mogelijk om zoveel IoT-apparaten dynamisch toe te voegen en inferencing-knooppunten om data van die apparaten te verwerken. Bovendien kun je naadloos een nieuwe serveromgeving introduceren wanneer er meer vereisten zijn om edge IoT-apparaten toe te voegen.

Akri ondersteunt het hanteren van netwerkverbonden IoT edge-apparaten zoals IP-camera's, controllers, PoS (point of sale) terminals, en apparaten lokaal verbonden via Kubernetes-knooppunten zoals USB-verbonden sensoren. Het scheduelt workloads gebaseerd op de beschikbaarheid van apparaten aan het Kubernetes-cluster. Het gebruikt de abstractielaag die lijkt op een Container Network Interface (CNI). Maar in plaats van de onderliggende netwerkdetails te abstraheren, verwijdert het het werk van het vinden, benutten en monitoren van de beschikbaarheid van apparaten. Dus drastisch vermindert het werk dat door Kubernetes-admins en developers gedaan wordt.

Akri is gebaseerd op het Kubernetes device plugin framework, dat door leveranciers gebruikt wordt voor statische resources waardoor ze hun resources kunnen adverteren en monitoren zonder additionele code te schrijven. Akri breidt dit framework uit naar de edge in een omgeving die verschillende sets apparaten en verschillende protocollen heeft om die edge IoT-apparaten te monitoren en communiceren.

In een typische Kubernetes edge-cluster voegt het vier componenten toe: Akri Controller, Akri Agent (Kubernetes device plugin framework implementatie), en twee CDRs (Custom Resource Definition) (voor configuratie en instantie). Deze componenten werken samen om edge IoT-apparaten te vinden en workloads te scheduelen onder hen. De Akri-agent kan gedeployed worden naar elke nieuwe worker edge-knooppunt.

In een notendop:

• Akri hanteert het verschijnen en verdwijnen van edge IoT-apparaten en scheduelt workloads in een cluster
• Akri biedt de interface waar je de configuratie geeft met configuratie CRDs, en Akri doet de rest.
• Operators zijn verzekerd van hoge beschikbaarheid van edge-knooppunten voor het geval andere knooppunten uitvallen.
• Omdat Akri Kubernetes-diensten creëert voor elk edge IoT-apparaat, hoeven applicaties de staat van pods of edge-knooppunten niet te traceren.

Je kunt bijdragen aan het Akri-project op Github en de discussie op hun Slack-kanaal volgen.

Conclusie

Kubernetes gebruiken voor de edge is een opwindende ontwikkeling die enorm consistentie in applicatiebeleid, end-to-end automatisering en snellere dienstimplementatie en schaling mogelijk maakt. Akri brengt een meer vereenvoudigde benadering die meer controle op alle delen van het edge-enabled netwerk toestaat en het leven makkelijker maakt voor Kubernetes-admins en developers.