摘要：本篇文章将從KubeEdge架構設計理念、KubeEdge代碼目錄概覽、KubeEdge叢集部署三方面帶大家認識KubeEdge。
KubeEdge即Kube+Edge，顧名思義就是依托K8s的容器編排能力和排程能力，實作雲邊協同、計算下沉、海量裝置的平滑接入。本篇文章将從KubeEdge架構設計理念、KubeEdge代碼目錄概覽、KubeEdge叢集部署三方面帶大家認識KubeEdge。
這裡是一個經典的K8s架構，K8s相信大家已經了解比較多了，它主要是分為控制面和資料面，而現在K8s的生态已經非常火爆了，關于應用管理和容器管理已經形成了一套标準，這裡列舉了它的一些優勢：
隻有API server可以通路etcd
元件通過 API Server 通路叢集狀态
API采用聲明式設計
API對象彼此互補、可組合
優先使用事件監聽而不是輪詢
…
核心優勢主要有4方面：
容器化應用封裝現在已經成為應用傳遞的一個趨勢，我可以把我的應用打包到容器裡，我隻打包一次，可以跑在各種地方，這種如果應用到我們IOT領域，我們傳統有很多IOT嵌入式裝置，它其實很多硬體和軟體強相關的，如果換一個硬體，可能軟體就要更改，如果說我這個容器化封裝以後，裝置可支援容器runtime,我可以将容器跑在任何IOT裝置上。
通用應用抽象定義：K8s的API，包括development、pod現在其實在業内已經形成一套标準，大家都比較了解和認可，其實我們基于這些應用做這個平台，大家也更能容易接受。
松耦合架構：它的可擴充性比較好，比如我們基于K8s之上可以通過CRD來定義一些API，像我們通過裝置管理CRD來定義一些IOT裡device的一些API，到時候我們可以直接通過K8s的一些方式來管理這些裝置；還有一些可擴充，比如它的CIA可以對接各種runtime,我們有些邊緣節點它的資源非常有限，我們就可以對接一些輕量化的runtime。
其關鍵痛點有：
1）資源有限
網關裝置，128MB記憶體
K8s叢集需要至少1G記憶體
2）網絡不暢
邊緣位于私有網絡，無公網IP
雲邊跨越公網，帶寬有限，延遲高
K8s的List-watch需要資料中心網絡
3）邊緣如何離線自治
網絡不穩，随時可能離線
邊緣業務離線可工作
邊緣離線可故障恢複
4）裝置接入和管理
缺少邊緣裝置抽象
缺少邊緣裝置接入協定支援
我們這個架構主要是分了雲、邊、端三部分，雲上邊就是我們的控制面，邊就是我們的邊緣節點，端就是跑了我們的一些端側裝置，雲上左邊是一個K8s的master，是沒有做過改動的原生的K8s控制面，後邊我們加了我們的一個元件叫CloudCore，它雲上的元件主要是會拿一些K8s控制面上的東西，通過EdgeController和DeviceController做一些處理，然後通過下邊的Cloud Hub，Cloud Hub主要是跟邊端通信的，邊端有個EdgeHub和Cloud Hub通信，然後把資料拿下來。
邊端是主要做了一個應用管理和裝置管理的能力，應用管理左邊會有一個Edged，右邊有DeviceTwin、EventBus,分别是應用管理和裝置管理，左邊有個DataStore，就是我們說的本地自治的能力，比如說我們這應用或者裝置的元素從雲上分發下來，我們是先把它存到一個資料庫裡，然後再到它的Edged或者裝置裡邊，這樣就能保證雲邊網絡斷開或者邊緣節點重新開機了以後我應用的Edged它可以從資料庫裡把應用源資料拿出來，這樣就能保證在故障的情況下業務可以正常恢複。
核心理念：
1）雲邊可靠協同
雙向多路複用消息通道，支援邊緣節點位于私有網絡
Websocket + 消息封裝，大幅減少通信壓力，高時延下仍可正常工作
雲邊消息校驗，網絡不穩定時不丢資料
2）邊緣離線自治
節點中繼資料持久化，實作節點級離線自治
節點故障恢複無需List-watch，降低網絡壓力，快速ready
3）邊緣極緻輕量
重組Kubelet功能子產品，極緻輕量化（~70mb記憶體占用）
支援CRI內建Containerd、CRI-O，優化runtime資源消耗
4）邊緣裝置管理
雲端通過Kubernetes API管理邊緣Device
KubeEdge緻力于将Kubernetes的能力拓展到邊緣
業界首個邊緣容器平台項目
Apache 2.0協定
2019年3月捐給CNCF基金會
2020年9月晉級為孵化級托管項目
K8s IoT Edge WG參考架構
基于Kubernetes建構，100%相容K8s API
9個特性版本，最新版本為v1.4.0
3100+ Star，810+ Fork，500+貢獻者
目前成立Device/IoT與MEC兩個SIG
參與社群貢獻的企業包括：中國聯通，ARM，中國移動，諧雲，中國電信，時速雲，http://JD.com，浙大SEL實驗室，EMQ，InfoBlox，Inovex，Midokura等
ADOPTERS就是我們社群的一些采納者,比如說你用了KubeEdge，并且想成為參與者，建議者，你可以提一個PR，把你們寫到這個ADOPTER裡面去，下面的這些就是代碼目錄，主要就是cloud（雲端）、edge（邊緣端）、mappers（接入裝置的mapper端），還有OWNERS是我們項目的一些matiner，主要負責核代碼，比如你對我們社群貢獻比較多，我們可以把你加到OWNERS，幫我們核代碼和檢視代碼。
這個是借鑒了K8s的Kubeadm，可以一鍵部署KubeEdge叢集，在部署KubeEdge叢集時，要先裝一個K8s的master，這個master用任何符合K8s的标準都可以，這個 keadm是基于K8s之上部署KubeEdge系統。
子指令參數：
init：部署雲端元件
join：部署邊緣端元件
gettoken：從雲端擷取邊緣端啟動憑據
reset：重置KubeEdge叢集的雲端和邊緣端
在已經裝好的master上裝我們的雲端，用 init即可：
重要參數：
--kube-config：連接配接K8s Master的憑據
--advertise-address：簽發到邊緣證書裡的IP位址
邊緣端主要用我們的join指令：
--token：邊緣端啟動時通路雲端的憑據
--cloudcore-ipport：邊緣端通路的雲端IP位址
本文分享自華為雲社群《KubeEdge架構解讀：雲原生的邊緣計算平台》，原文作者：技術火炬手。
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