在 Kubernetes 支持的边缘中使用 Akri 智能地发现边缘设备

Akri 框架有助于将 IoT 设备公开为资源，并为 Kubernetes 集群中的每个设备创建服务。

物联网正在快速增长，因此对边缘计算的需求也使得信息处理更接近物联网设备。 Kubernetes 是经过验证的颠覆性开源技术，适用于运营商和开发人员，可解决管理部署在边缘的大量应用程序的运营和技术问题。今天，我们有几个 Kubernetes 发行版，例如 K3S、KubeEdge 或 MicroK8S，您可以使用它们来快速开始处理边缘需求。

边缘节点是不同规模的设备。在工业物联网的情况下，或者在零售链的商店中，有大量的边缘服务器位于一个部门。轻型边缘服务器是连接到终端物联网设备的小型服务器。重型和轻型服务器可以成为 Kubernetes 集群的一部分，因为它们具有硬件容量。但终端物联网设备很难成为 Kubernetes 集群的一部分，Kubernetes 集群专用于单一功能并托管小型嵌入式应用程序以收集数据。例如，使用传感器或摄像机。重要的是这些设备是 Kubernetes 架构的一部分，以便可以通过边缘或云无缝获得输出。

另见： Kubernetes 和容器如何实现高度可扩展的 CI 应用程序

随着此类边缘设备数量的不断增加，管理托管 Kubernetes 集群的后续边缘服务器变得更加困难。新设备的添加和移除给操作员带来了更多的工作量。他们必须在架构中找到并分配资源并监控可用性。此外，在某个时间点，您将需要添加更多服务器来处理更多边缘设备。这些问题要求边缘设备提供更好的智能，以处理 Kubernetes 集群中边缘物联网设备的存在。阿克里就是这样做的。它是微软发布的一个开源项目。

Akri 框架有助于将 IoT 设备公开为资源，并为 Kubernetes 集群中的每个设备创建服务。这使得应用程序可以使用来自设备的输入。 Akri 处理物联网设备的自动包含和删除，以及资源的分配和释放，以更好地优化集群。借助 Akri 的强大功能，可以动态添加尽可能多的 IoT 设备和推理节点来处理来自这些设备的数据。此外，当需要添加边缘物联网设备时，您可以无缝引入新的服务器环境。

Akri 支持处理网络连接的物联网边缘设备，如 IP 摄像头、控制器、PoS（销售点）终端，以及通过 Kubernetes 节点本地连接的设备，如 USB 连接的传感器。它根据 Kubernetes 集群中设备的可用性来调度工作负载。它使用类似于 ContainerNetwork 接口 (CNI) 的抽象层。但它不是抽象底层网络细节，而是消除了查找、利用和监控设备可用性的工作。因此，大大减少了 Kubernetes 管理员和开发人员的工作量。

Akri 基于 Kubernetes deviceplugin 框架，供应商将其用于静态资源，允许他们宣传他们的资源并对其进行监控，而无需编写额外的代码。 Akri 将此框架扩展到边缘环境，该环境具有不同的设备集和各种协议，用于监控并与这些边缘 IoT 设备通信。

在一个典型的 Kubernetes 边缘集群中，它增加了四个组件：Akri Controller、Akri Agent（Kubernetes 设备插件框架实现）和两个 CDR（自定义资源定义）（用于配置和实例）。这些组件协同工作以查找边缘 IoT 设备和安排其中的工作量。 Akri 代理可以部署到每个新的工作边缘节点。

简而言之，

• Akri 处理边缘 IoT 设备的出现和消失，并在集群中调度工作负载
• Akri 提供了一个接口，您可以在其中使用配置 CRD 提供配置，其余的工作由 Akri 完成。
• 运营商确保边缘节点的高可用性，以防其他节点出现故障。
• 由于 Akri 为每个边缘 IoT 设备创建 Kubernetes 服务，应用程序不需要跟踪 pod 或边缘节点的状态。

您可以在 Github 上为 Akri 项目做出贡献，并在他们的 Slack 频道上加入讨论。

结论

将 Kubernetes 用于边缘是一项令人兴奋的发展，它极大地实现了应用程序策略的一致性、端到端自动化以及更快的服务部署和扩展。 Akri 带来了一种更简化的方法，允许对支持边缘的网络的所有部分进行更多控制，并使 Kubernetes 管理员和开发人员的生活更轻松。