Kubernetes 기반 에지에서 Akri를 사용하여 지능적으로 에지 장치 검색

Akri 프레임워크는 IoT 장치를 리소스로 노출하고 Kubernetes 클러스터의 각 장치에 대한 서비스를 생성하는 데 도움이 됩니다.

IoT가 빠르게 성장함에 따라 IoT 장치에 더 가까운 정보 처리를 가능하게 하는 에지 컴퓨팅에 대한 필요성도 커지고 있습니다. Kubernetes는 에지에 배포된 수많은 애플리케이션을 관리하는 운영 및 기술 문제를 해결하는 운영자 및 개발자를 위한 입증되고 파괴적인 오픈 소스 기술입니다. 현재 K3S, KubeEdge 또는 MicroK8S와 같은 여러 Kubernetes 배포를 사용하여 에지 요구 사항을 처리하기 위해 빠르게 시작할 수 있습니다.

에지 노드는 규모가 다른 장치입니다. 산업용 IoT의 경우 한 부서 또는 소매 체인의 매장에 무거운 에지 서버가 있습니다. 라이트 에지 서버는 엔드 IoT 장치에 연결되는 소형 서버입니다. 헤비 및 라이트 서버는 하드웨어 용량 때문에 Kubernetes 클러스터의 일부가 될 수 있습니다. 그러나 최종 IoT 장치가 단일 기능에 전념하고 데이터 수집을 위해 작은 임베디드 애플리케이션을 호스팅하는 Kubernetes 클러스터의 일부가 되기는 어렵습니다. 예를 들어 센서나 비디오 카메라를 사용합니다. 에지 또는 클라우드를 통해 원활하게 출력을 얻을 수 있도록 이러한 장치가 Kubernetes 아키텍처의 일부가 되는 것이 중요합니다.

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이러한 에지 장치의 수가 증가함에 따라 Kubernetes 클러스터를 호스팅하는 후속 에지 서버를 관리하기가 더 어려워집니다. 새 장치를 추가하거나 제거하면 운영자에게 더 많은 작업이 발생합니다. 그들은 리소스를 찾아 할당하고 아키텍처 내에서 가용성을 모니터링해야 합니다. 또한 어느 시점에서 더 많은 에지 장치를 처리하기 위해 더 많은 서버를 추가해야 합니다. 이러한 문제는 Kubernetes 클러스터에서 에지 IoT 장치의 존재를 처리할 에지 장치에 대한 더 나은 인텔리전스를 요구합니다. 아크리가 해냅니다. Microsoft에서 출시한 오픈 소스 프로젝트입니다.

Akri 프레임워크는 IoT 장치를 리소스로 노출하고 Kubernetes 클러스터의 각 장치에 대한 서비스를 생성하는 데 도움이 됩니다. 이를 통해 응용 프로그램이 장치의 입력을 사용할 수 있습니다. Akri는 IoT 장치의 자동 포함 및 제거는 물론 클러스터 최적화를 위한 리소스 할당 및 할당 해제를 처리합니다. Akri의 힘으로 많은 IoT 장치를 동적으로 추가하고 해당 장치의 데이터를 처리하는 노드를 추론할 수 있습니다. 또한 Edge IoT 장치를 추가해야 하는 요구 사항이 더 많아지면 새로운 서버 환경을 원활하게 도입할 수 있습니다.

Akri는 IP 카메라, 컨트롤러, PoS(Point of Sale) 터미널과 같은 네트워크 연결 IoT 에지 장치 및 USB 연결 센서와 같은 Kubernetes 노드를 통해 로컬로 연결된 장치의 처리를 지원합니다. Kubernetes 클러스터의 장치 가용성에 따라 워크로드를 예약합니다. CNI(ContainerNetwork Interface)와 같은 추상화 계층을 사용합니다. 그러나 기본 네트워크 세부 정보를 추상화하는 대신 장치의 가용성을 찾고 활용하고 모니터링하는 작업을 제거합니다. 따라서 Kubernetes 관리자와 개발자가 수행하는 작업의 양을 크게 줄입니다.

Akri는 Kubernetes 장치 플러그인 프레임워크를 기반으로 하며, 정적 리소스에 대해 공급업체에서 사용하여 추가 코드를 작성하지 않고도 리소스를 광고하고 모니터링할 수 있습니다. Akri는 이 프레임워크를 다양한 디바이스 세트와 다양한 프로토콜이 있는 에지 환경으로 확장하여 이러한 에지 IoT 디바이스를 모니터링하고 통신합니다.

일반적인 Kubernetes 에지 클러스터에서는 Akri Controller, Akri Agent(Kubernetes 장치 플러그인 프레임워크 구현) 및 2개의 CDR(Custom Resource Definition)(구성 및 인스턴스용)의 4가지 구성 요소를 추가합니다. 이러한 구성 요소는 함께 작동하여 에지 IoT 장치 및 그 중에서 워크로드를 예약합니다. Akri 에이전트는 각각의 새로운 작업자 에지 노드에 배포할 수 있습니다.

간단히 말해서,

• Akri는 에지 IoT 기기의 출현과 소멸을 처리하고 클러스터에서 워크로드를 예약합니다.
• Akri는 구성 CRD를 사용하여 구성을 제공하고 나머지는 Akri에서 제공하는 인터페이스를 제공합니다.
• 운영자는 다른 노드가 다운될 경우에 대비하여 에지 노드의 고가용성을 보장합니다.
• Akri는 각 에지 IoT 기기에 대해 Kubernetes 서비스를 생성하므로 애플리케이션에는 포드 또는 에지 노드의 추적 상태가 필요하지 않습니다.

Akri 프로젝트 Github에 기여하고 Slack 채널에서 토론에 참여할 수 있습니다.

결론

에지에 Kubernetes를 사용하는 것은 애플리케이션 정책의 일관성, 종단 간 자동화, 더 빠른 서비스 배포 및 확장을 가능하게 하는 흥미로운 개발입니다. Akri는 에지 지원 네트워크의 모든 부분에 대한 더 많은 제어를 허용하고 Kubernetes 관리자와 개발자의 삶을 더 쉽게 만드는 보다 단순화된 접근 방식을 제공합니다.