El 29 de septiembre de 2022, hora de Beijing, KubeEdge lanzó la versión 1.12 . La nueva versión agrega una serie de mejoras, que han mejorado mucho la escalabilidad, la estabilidad y la seguridad . En esta importante actualización de toda la arquitectura KubeEdge, la función de administración de dispositivos DMI propuesta por "DaoCloud Daoke" el año pasado y que ha estado profundamente involucrada en la investigación y el desarrollo ha recibido expectativas y evaluaciones muy altas por parte de la comunidad.
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Notas de la versión de KubeEdge v1.12
Nueva interfaz de administración de dispositivos Edge DMI (alfa)
La interfaz DMI permite la administración de dispositivos IoT de KubeEdge de forma nativa en la nube, y sus funciones cubren la administración del ciclo de vida del dispositivo, la operación del dispositivo y la administración de datos del dispositivo.
Gestión del ciclo de vida del dispositivo: simplifique las operaciones y haga que la gestión del ciclo de vida del dispositivo IoT sea tan fácil como gestionar un Pod.
Operación de dispositivos: brinda la capacidad de operar dispositivos a través de la API de Kubernetes.
Gestión de datos de dispositivos: separados de la gestión de dispositivos, los datos pueden ser utilizados por aplicaciones locales o sincronizados con la nube a través de un túnel especial.
A través de la interfaz DMI, los desarrolladores solo necesitan implementar el mapeador del protocolo correspondiente de acuerdo con el estándar de interfaz DMI y ejecutar las operaciones API correspondientes en la nube para conectar el dispositivo a KubeEdge y disfrutar de los dispositivos nativos de la nube que ofrece KubeEdge edge. plataforma informática Gestionar la experiencia.
Se lanza oficialmente la próxima generación de Edge: apta para más escenarios
El módulo Edged es un motor de aplicación de contenedor liviano en el borde, que se utiliza para realizar la gestión del ciclo de vida de las aplicaciones Edge Pod, así como la capacidad de recopilar e informar el estado del nodo. Para garantizar la ligereza del perímetro, la nueva versión de Edged se ha optimizado y adaptado en el Kubelet nativo, y ha mantenido el historial de confirmaciones. El nuevo Edged seguirá comunicándose con la nube a través de un túnel de transmisión fiable.
Presentamos el modo de alta disponibilidad para EdgeMesh
En comparación con el modo de retransmisión centralizado anterior, el modo EdgeMesh HA puede configurar varios nodos de retransmisión. Cuando algunos nodos de retransmisión fallan, otros nodos de retransmisión pueden continuar brindando servicios de retransmisión, evitando un punto único de falla y mejorando en gran medida la estabilidad del sistema.
Además, si el nodo de retransmisión está demasiado lejos, provocará una alta latencia. La capacidad del nodo de retransmisión HA puede proporcionar nodos intermedios y acortar el retraso. mDNS permite que los nodos dentro de una red de área local se comuniquen entre sí sin conectarse a una red externa.
Compatibilidad con la actualización de nodos perimetrales desde la nube (alfa)
La API NodeUpgradeJob v1alpha1 se agregó en la versión 1.12 para actualizar los nodos perimetrales desde la nube. Con la API y el controlador de NodeUpgradeJob, los usuarios pueden:
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Actualice los nodos perimetrales seleccionados desde la nube mediante la API NodeUpgradeJob ;
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Si la actualización falla, vuelva a la versión original.
Admite autorización de Kube-API de extremo lateral (alfa)
Del lado del borde, el componente EdgeCore proporciona capacidades de interfaz nativa del borde externamente a través del módulo MetaServer. Para consolidar y fortalecer la seguridad del borde, cuando los usuarios usan la interfaz nativa del borde para acceder a la API nativa de K8, las solicitudes de los usuarios deben autenticarse y autenticarse.
La nueva versión de MetaServer puede iniciar y proporcionar servicios a través de HTTPS. Las solicitudes de los usuarios deben ser autenticadas por Token. Las solicitudes autenticadas o no autenticadas no serán accesibles. Por razones de seguridad, el método de autenticación de Token en la versión actual requiere que los nodos perimetrales permanezcan en línea, y las solicitudes de autenticación en escenarios fuera de línea se rechazarán de forma predeterminada.
Nuevo mapeador GigE
Proporciona un mapeador de dispositivos GigE con implementación de Golang para acceder a cámaras con protocolo GigE Vision.
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Gestión de dispositivos perimetrales
Interfaz de gestión de dispositivos
El diseño de KubeEdge para la gestión de dispositivos es muy ligero. Los componentes de control relacionados incluyen el componente Device Controller en "Cloud Core" y el componente Device Twin en "Edge Core". La administración de dispositivos perimetrales resuelve de manera efectiva problemas como la recopilación de datos, la limpieza de datos, la migración de datos a la nube y la seguridad de los datos. Sin embargo, en escenarios de uso reales, todavía tiene algunos contenidos para optimizar y mejorar:
1. Acoplamiento de los datos del plano de gestión de dispositivos y el plano empresarial
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Hay problemas de rendimiento en escenarios a gran escala.
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Ocupar el canal de borde de la nube ws
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Cuello de botella en el rendimiento de lectura y escritura de Etcd
2. Capacidad insuficiente para administrar la información de configuración del dispositivo
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La información del dispositivo se envía al mapeador a través de configmap
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Configmap y CRD tienen redundancia de información
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Hay redundancia de información en el procesamiento de mensajes mqtt de Mapper
3. La interfaz del dispositivo no es perfecta
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El método de acceso de Mapper es solo mqtt
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Las interfaces de los dispositivos no son uniformes y la adaptación del acceso es difícil
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El manejo de datos es inflexible
Con el fin de resolver y evitar los problemas mencionados anteriormente, en el Foro de computación de borde nativo en la nube del año pasado, "DaoCloud Daoke" presentó una propuesta para integrar y reconstruir la interfaz de administración de dispositivos y, al mismo tiempo, proporcionó una arquitectura de referencia e implementó en la siguiente función Participación profunda en debates e investigación y desarrollo. Al final, "DaoCloud Daoke" y la comunidad propusieron un nuevo modo de administración de dispositivos, Interfaz de administración de dispositivos (DMI, por sus siglas en inglés) , que se utiliza para integrar interfaces de administración de dispositivos, optimizar las capacidades de administración de dispositivos en escenarios informáticos de borde y crear aplicaciones nativas en la nube. basado en tecnología, que cubre la gestión de dispositivos, la plataforma de gestión de gemelos digitales de dispositivos de datos de dispositivos; al mismo tiempo, se define una entrada de conexión unificada entre EdgeCore y Mapper, y EdgeCore y Mapper respectivamente realizan el servidor y el cliente del flujo de datos ascendente y descendente flujo de datos, y llevan las funciones específicas de DMI.
Incluye principalmente las siguientes características:
Nativo de la nube: como recurso de K8, el dispositivo genera un gemelo digital virtualizado, que se puede simular en función de K8.
Administración de dispositivos: administre el ciclo de vida de los dispositivos, como administrar pods, y simplifique las operaciones para los usuarios.
Operación de equipos: Hay dos entradas para la operación de equipos.K8 (hombre-máquina, máquina-máquina) y capacidades de control de interacción de equipos también se proporcionan para el despliegue.
Datos del dispositivo: la implementación en el borde puede obtener los datos correspondientes y, en algunos casos, los datos del dispositivo se cargan en la nube.
Diagrama de arquitectura:
El posicionamiento de DMI en la arquitectura KubeEdge se muestra en la figura. DMI es similar a CNI, CSI, CRI y otras interfaces de Kubernetes, y define un conjunto de interfaces API internas entre EdgeCore y Mapper y una interfaz API unificada para que las aplicaciones externas accedan a Mapper. La capa inferior de la interfaz interna se implementa combinando gRPC con UDS, y la interfaz API externa admite dos métodos de acceso: mqtt y REST.
No importa qué tipo de soporte y método de implementación use Mapper, siempre que implemente las interfaces de datos de enlace ascendente y descendente definidas en DMI, se puede conectar a la plataforma de computación perimetral nativa de la nube KubeEdge y administrar dispositivos de forma nativa en la nube.
Contribución y participación de "DaoCloud Taoke"
En esta versión, "DaoCloud Daoke" aportó principalmente los módulos de gestión de Mapper y gestión de dispositivos de la versión DMI Alpha y la correspondiente Demo de Mapper . Las funciones específicas son las siguientes:
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Implementé la interfaz DeviceManager en DMI para completar la adición, eliminación y modificación de dispositivos;
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Tomando como ejemplo el protocolo del dispositivo Modbus, se implementa una demostración completa de Mappers;
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Reemplace el componente mqtt original y use gRPC para comunicarse con Kubeedge;
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La versión Go de Mappers se actualizó a 1.17 y es compatible con Kubeedge v1.12;
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Ajuste la estructura del proyecto de Mappers y continúe optimizándolo, lo que proporciona un buen soporte para el desarrollo posterior de Mappers.
La versión Alpha incluye principalmente los siguientes contenidos:
1. Los datos del plano de gestión se separan de los datos del plano de negocios.
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Los datos del plano de gestión se almacenan en el ETCD de KubeEdge con pocos cambios.
2. Los datos de gestión incluyen:
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metadatos
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Atributos
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configuración
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estado
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ciclo vital
3. Gestión de la información del dispositivo:
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Caché en KubeEdge sqlite;
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Especifique Mapper a través de nodo+protocolo;
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Inicialice a través del valor de retorno de la interfaz de registro de Mapper;
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Envíelo a Mapper agregando o eliminando interfaces de dispositivos.
4. Mapper implementa el método de acceso REST a través de grpc+UDS.
A continuación, seguiremos participando en el desarrollo de la versión Beta y cooperando con la comunidad en el desarrollo en profundidad del módulo de gestión de datos del dispositivo.
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autor de este artículo
liu chenlin
Ingeniero de I + D de back-end de DEC de "DaoCloud Daoke" actual
Miembro de KubeEdge
Referencias: