KubeEdge 架构设计及其环境搭建(KubeEdge基础篇)

类比

架构设计图

云边通信方式

• 云: Cloud Hub(公网)
• 边: Edge Hub(局域网)
• 通信方式: Websocket ( 双向通信 )
• 通信数据: 配置数据 + 业务数据

云端架构设计

• EdgeController

• DeviceController

边缘端架构设计

Edged

Pod 管理

• Pod Management
• Container Management

Pod 监控

• Probe Management
• Pod Status Management
• Pod Lifecycle Event Generator

Edge 卷管理

• Volume Management
• Secret Management
• ConfigMap Management

Pod 垃圾回收

• Container Garbage Collection
• Image Garbage Collection

元数据管理

• MetaClient

MetaManager

• 数据库缓存, 用于存储边缘端的元数据信息
• 通过 MetaClient 与 Edged 通信
• 通过 EdgeHub 与 EdgeController 通信
• 用的是 sqlite3 数据库(轻量级)
• 解决的是 EdgeController 与 Edged 通信的问题(网络不稳定, 通信不可靠)
• 这个解决的是 Pod 的运行问题

DeviceTwin

• 用于存储边缘端的设备信息
• 通过 EdgeHub 与 EdgeController 通信
• 用的是 sqlite3 数据库(轻量级)
• 实现原理和 MetaManager 一样
• 上面两个数据库都是 sqlite3 数据库, 为什么不合并呢?
  • MetaManager 用于存储边缘端的元数据信息
  • DeviceTwin 用于存储边缘端的设备信息
  • 两者的数据结构不一样, 不能合并
• 这个解决的是 边缘端介入设备 的运行问题

EventBus/SeriveBus

• 用于存储边缘端的事件信息
• 起到一个消息队列的作用
• 通过 EdgeHub 与 EdgeController 通信
• 因为有实时性的需求, 所以就不需要用缓存了

K8S VS KubeEdge

Kubernetes 架构设计

• 1. 用户创建 Pod , Deployment , Service 等资源
• 2. kube-apiserver 接收到用户的请求, 将资源信息存储到 etcd 中
• 3. kube-controller-manager 通过 kube-apiserver 从 etcd 中获取资源信息, 并将资源信息同步到 kubelet 中
• 4. Scheduler 根据节点的运行情况, 将 Pod 分配到某个节点
• 5. kubelet 通过 kube-apiserver 从 etcd 中获取资源信息, 并将资源信息同步到 kube-proxy 中, 通过 CRI 创建 Pod

从 Kubernetes 向 KubeEdge 演进

30%的人观点

70%的人观点

KubeEdge 植入 Kubernetes

• KubeEdge 实现了 Kubernetes 的功能并向边缘端下沉.

Kubernetes环境搭建(进阶)

K8S 版本升级 (KubeEdge 控制面环境安装)

Master 节点

• 实验机器上面默认没有防火墙 所以将其注释了 如果需要手动取消注释即可

Node 节点

• 加入集群的命令在 /var/log/install_k8s.log

修改过期时间

查看证书过期时间

• https://github.com/kubernetes/kubernetes
• https://github.com/kubernetes/kubernetes/releases/tag/v1.21.6

KubeEdge 云端环境安装

KubeEdge 边缘端环境安装

• 若无法正常加载, 请点击查看 PDF 网页版本: 如何阅读KubeEdge框架源代码？框架源代码.pdf