Descubra Facilmente Dispositivos de Borda com Akri em Plataformas de Borda Habilitadas para Kubernetes

A estrutura Akri ajuda a expor dispositivos IoT como recursos e cria serviços para cada dispositivo em clusters Kubernetes.

IoT está crescendo rápido, e também a necessidade de computação de borda que permite o processamento de informações mais próximo aos dispositivos IoT. Kubernetes é a tecnologia open source comprovada e disruptiva para operadores e desenvolvedores que aborda preocupações operacionais e técnicas de gerenciar toneladas de aplicações implantadas na borda. Hoje, temos várias distribuições Kubernetes como K3S, KubeEdge ou MicroK8S que você pode usar para começar rapidamente a lidar com requisitos de borda.

Nós de borda são dispositivos de diferentes escalas. Existem servidores de borda pesados que ficam em um departamento no caso de IoT industrial ou nas lojas de uma rede de varejo. Um servidor de borda leve é um pequeno servidor conectado a dispositivos IoT finais. Servidores pesados e leves podem fazer parte de um cluster Kubernetes por causa das capacidades de hardware que eles têm. Mas é difícil para dispositivos IoT finais se tornarem parte de clusters Kubernetes, que são dedicados a uma única função e hospedam pequenos aplicativos embarcados para coletar dados. Por exemplo, pegue sensores ou câmeras de vídeo. É importante que esses dispositivos façam parte da arquitetura Kubernetes para que saídas possam ser obtidas via borda ou nuvem perfeitamente.

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Com o número crescente de tais dispositivos de borda, fica mais difícil gerenciar servidores de borda subsequentes que hospedam clusters Kubernetes. A adição e remoção de novos dispositivos causam mais trabalho para operadores. Eles devem encontrar e alocar recursos e monitorar disponibilidade dentro da arquitetura. Também, em algum momento, você precisará adicionar mais servidores para lidar com mais dispositivos de borda. Tais questões pedem por melhor inteligência para dispositivos de borda que lidarão com a presença de dispositivos IoT de borda em clusters Kubernetes. Akri faz isso. É um projeto open-source lançado pela Microsoft.

A estrutura Akri ajuda a expor dispositivos IoT como recursos e cria serviços para cada dispositivo em clusters Kubernetes. Isso torna possível para aplicações consumirem as entradas dos dispositivos. Akri lida com a inclusão e remoção automática de dispositivos IoT, bem como a alocação e desalocação de recursos para otimizar melhor os clusters. Com o poder do Akri, é possível adicionar quantos dispositivos IoT dinamicamente e nós de inferência para processar dados daqueles dispositivos. Além disso, você pode introduzir perfeitamente um novo ambiente de servidor quando há mais requisitos para adicionar dispositivos IoT de borda.

Akri suporta o manuseio de dispositivos IoT de borda conectados em rede como câmeras IP, controladores, terminais PoS (ponto de venda) e dispositivos conectados localmente através de nós Kubernetes como sensores conectados via USB. Ele agenda cargas de trabalho baseadas na disponibilidade de dispositivos no cluster Kubernetes. Ele usa a camada de abstração que é como uma Interface de Rede de Container (CNI). Mas em vez de abstrair os detalhes de rede subjacentes, remove o trabalho de encontrar, utilizar e monitorar a disponibilidade de dispositivos. Assim, reduz drasticamente a quantidade de trabalho feita por admins e desenvolvedores Kubernetes.

Akri é baseado no framework de plugin de dispositivo Kubernetes, que é usado por fornecedores para recursos estáticos permitindo que eles anunciem seus recursos e os monitorem sem escrever códigos adicionais. Akri estende este framework para borda em um ambiente que tem diferentes conjuntos de dispositivos e vários protocolos para monitorar e comunicar com aqueles dispositivos IoT de borda.

Em um cluster de borda Kubernetes típico, ele adiciona quatro componentes: Controlador Akri, Agente Akri (implementação do framework de plugin de dispositivo Kubernetes), e dois CDRs (Definição de Recurso Personalizado) (para configuração e instância). Esses componentes trabalham juntos para encontrar dispositivos IoT de borda e agendar cargas de trabalho entre aqueles. O agente Akri pode ser implantado em cada novo nó worker de borda.

Em resumo,

• Akri lida com o aparecimento e desaparecimento de dispositivos IoT de borda e agenda cargas de trabalho em um cluster
• Akri fornece a interface onde você fornece a configuração usando CDRs de configuração, e o Akri faz o resto.
• Operadores têm garantia de alta disponibilidade de nós de borda caso outros nós caiam.
• Como Akri cria serviços Kubernetes para cada dispositivo IoT de borda, aplicações não precisam rastrear estado de pods ou nós de borda.

Você pode contribuir para o projeto Akri no Github e participar da discussão no canal Slack deles.

Conclusão

Usar Kubernetes para borda é um desenvolvimento empolgante que enormemente permite consistência em políticas de aplicação, automação ponta a ponta e implantação e escalonamento de serviços mais rápidos. Akri traz uma abordagem mais simplificada que permite mais controle em todas as partes da rede habilitada para borda e torna a vida mais fácil para admins e desenvolvedores Kubernetes.