쿠버네티스 지원 엣지 플랫폼에서 Akri로 엣지 디바이스 쉽게 발견하기

Akri 프레임워크는 IoT 디바이스를 리소스로 노출하고 쿠버네티스 클러스터에서 각 디바이스에 대한 서비스를 생성합니다.

IoT가 빠르게 성장함에 따라 IoT 디바이스 가까이에서 정보 처리를 가능하게 하는 엣지 컴퓨팅의 필요성도 커지고 있습니다. 쿠버네티스는 엣지에 배치된 수많은 애플리케이션의 운영 및 기술적 우려를 해결하는 검증된 파괴적 오픈소스 기술입니다. 오늘날 K3s, KubeEdge, MicroK8s 등 여러 쿠버네티스 배포판이 있어 엣지 요구사항을 빠르게 시작할 수 있습니다.

엣지 노드는 다양한 규모의 디바이스입니다. 산업용 IoT의 경우 한 부서에, 리테일 체인의 경우 매장에 있는 무거운 엣지 서버가 있습니다. 가벼운 엣지 서버는 엔드 IoT 디바이스에 연결된 작은 서버입니다. 무거운 서버와 가벼운 서버는 하드웨어 용량 덕분에 쿠버네티스 클러스터의 일부가 될 수 있습니다. 하지만 단일 기능에 전념하고 데이터를 수집하기 위한 작은 임베디드 애플리케이션을 호스팅하는 엔드 IoT 디바이스가 쿠버네티스 클러스터의 일부가 되는 것은 어렵습니다. 예를 들어 센서나 비디오 카메라를 들 수 있습니다. 이러한 디바이스가 쿠버네티스 아키텍처의 일부가 되어 출력을 엣지나 클라우드를 통해 원활하게 얻을 수 있는 것이 중요합니다.

증가하는 엣지 디바이스 관리 과제

이러한 엣지 디바이스가 늘어나면서 쿠버네티스 클러스터를 호스팅하는 후속 엣지 서버를 관리하는 것이 더 어려워집니다. 새 디바이스의 추가와 제거는 운영자에게 더 많은 일을 초래합니다. 그들은 아키텍처 내에서 리소스를 찾고 할당하며 가용성을 모니터링해야 합니다. 또한 어느 시점에는 더 많은 엣지 디바이스를 처리하기 위해 더 많은 서버를 추가해야 할 것입니다. 이러한 문제는 쿠버네티스 클러스터에서 엣지 IoT 디바이스의 존재를 처리할 엣지 디바이스를 위한 더 나은 지능을 요구합니다. Akri가 이를 수행합니다. 마이크로소프트가 발표한 오픈소스 프로젝트입니다.

Akri 프레임워크는 IoT 디바이스를 리소스로 노출하고 쿠버네티스 클러스터에서 각 디바이스에 대한 서비스를 생성합니다. 이를 통해 애플리케이션이 디바이스로부터 입력을 소비할 수 있게 합니다. Akri는 IoT 디바이스의 자동 포함 및 제거, 리소스 할당 및 할당 해제를 처리해 클러스터를 더 잘 최적화합니다. Akri의 힘으로 원하는 만큼 많은 IoT 디바이스를 동적으로 추가하고, 그 디바이스로부터 데이터를 처리할 추론 노드를 추가할 수 있습니다. 게다가 더 많은 엣지 IoT 디바이스를 추가하기 위한 요구사항이 있을 때 새로운 서버 환경을 원활하게 도입할 수 있습니다.

Akri는 IP 카메라, 컨트롤러, POS(판매 시점) 단말기 같은 네트워크 연결 IoT 엣지 디바이스와 쿠버네티스 노드를 통해 로컬로 연결된 USB 센서 같은 디바이스 처리를 지원합니다. 쿠버네티스 클러스터에서 디바이스 가용성을 기반으로 워크로드를 스케줄링합니다. 컨테이너 네트워크 인터페이스(CNI)와 같은 추상화 계층을 사용합니다. 하지만 기본 네트워크 세부사항을 추상화하는 대신, 디바이스 찾기, 활용, 가용성 모니터링 작업을 제거합니다. 따라서 쿠버네티스 관리자와 개발자가 하는 작업량을 대폭 줄여줍니다.

Akri는 쿠버네티스 디바이스 플러그인 프레임워크를 기반으로 하며, 이는 공급업체가 정적 리소스에 사용하여 추가 코드 작성 없이 리소스를 광고하고 모니터링할 수 있게 합니다. Akri는 이 프레임워크를 엣지로 확장해, 다양한 디바이스 세트와 그 엣지 IoT 디바이스와 모니터링 및 통신하기 위한 다양한 프로토콜을 가진 환경을 지원합니다.

Akri 아키텍처

일반적인 쿠버네티스 엣지 클러스터에서 4가지 구성요소를 추가합니다: Akri 컨트롤러, Akri 에이전트(쿠버네티스 디바이스 플러그인 프레임워크 구현), 두 개의 CDR(사용자 정의 리소스 정의)(구성용과 인스턴스용). 이 구성요소들은 함께 작동해 엣지 IoT 디바이스를 찾고 그들 간 워크로드를 스케줄링합니다. Akri 에이전트는 각 새 워커 엣지 노드에 배포될 수 있습니다.

요약

• Akri는 엣지 IoT 디바이스의 출현과 사라짐을 처리하고 클러스터에서 워크로드를 스케줄링합니다.
• Akri는 구성 CDR을 사용해 구성을 제공하는 인터페이스를 제공하며, Akri가 나머지를 처리합니다.
• 다른 노드가 다운되어도 엣지 노드의 고가용성을 운영자에게 보장합니다.
• Akri가 각 엣지 IoT 디바이스에 대해 쿠버네티스 서비스를 생성하므로, 애플리케이션은 파드나 엣지 노드 상태를 추적할 필요가 없습니다.

GitHub에서 Akri 프로젝트에 기여하고 그들의 슬랙 채널에서 토론에 참여할 수 있습니다.

결론

엣지에 쿠버네티스를 사용하는 것은 애플리케이션 정책의 일관성, 엔드투엔드 자동화, 더 빠른 서비스 배포와 확장을 엄청나게 가능하게 하는 흥미로운 발전입니다. Akri는 쿠버네티스 관리자와 개발자의 삶을 더 쉽게 만들어주며, 엣지 지원 네트워크의 모든 부분에 대한 더 많은 제어를 허용하는 더 단순화된 접근법을 가져옵니다.