邊緣計(jì)算是云計(jì)算的一種變體，在邊緣計(jì)算的設(shè)計(jì)中是將用于計(jì)算、存儲(chǔ)和聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)在物理上更靠近生成數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備?？梢哉f(shuō)，這消除了數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)中心之間的“往返路程”，提高了服務(wù)的可用性。自推出以來(lái)，邊緣計(jì)算已經(jīng)成為一種行之有效的運(yùn)行時(shí)平臺(tái)，可以幫助解決電信、媒體、運(yùn)輸、物流、農(nóng)業(yè)、零售和其他領(lǐng)域中的獨(dú)特挑戰(zhàn)。

與此同時(shí)，Kubernetes也迅速成為邊緣計(jì)算的關(guān)鍵要素。通過(guò)使用Kubernetes，企業(yè)可以在邊緣運(yùn)行容器并最大化利用資源、簡(jiǎn)化測(cè)試，而且由于許多組織能夠在現(xiàn)場(chǎng)使用和分析更多數(shù)據(jù)進(jìn)而讓DevOps團(tuán)隊(duì)能夠更快、更有效地進(jìn)行遷移。

在當(dāng)今信息大爆炸時(shí)代，數(shù)據(jù)正在以前所未有的速度不斷更新，企業(yè)必須考慮如何經(jīng)濟(jì)地將數(shù)據(jù)從邊緣傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，以及在本地過(guò)濾和預(yù)處理數(shù)據(jù)是否性?xún)r(jià)比更高。如果工作負(fù)載沒(méi)有低延遲的約束，那么應(yīng)該繼續(xù)由云解決方案提供服務(wù)。但是，新用例浪潮的到來(lái)要求運(yùn)營(yíng)商重新思考網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，而這就是邊緣計(jì)算的用武之地。

邊緣計(jì)算提供了3種好處。首先，低延遲，通過(guò)提高現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的性能，使其不僅能夠更快地響應(yīng)，而且能夠響應(yīng)更多事件。其次，低流量，這有助于降低成本并提高總體吞吐量，從而使核心數(shù)據(jù)中心能夠支持更多的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。最后，對(duì)于單機(jī)應(yīng)用程序，在邊緣和數(shù)據(jù)中心之間存在網(wǎng)絡(luò)中斷的情況下，則更具備高可用性。

物聯(lián)網(wǎng)中智能設(shè)備的數(shù)量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，5G網(wǎng)絡(luò)的到來(lái)對(duì)邊緣計(jì)算也產(chǎn)生了重大影響，以及在邊緣執(zhí)行人工智能任務(wù)的重要性日益增長(zhǎng)，從而驅(qū)動(dòng)了企業(yè)對(duì)邊緣計(jì)算的關(guān)注——因?yàn)樗羞@些都需要具備處理彈性需求和轉(zhuǎn)移工作負(fù)載的能力。因此，國(guó)際著名咨詢(xún)機(jī)構(gòu)Gartner表示，到2025年，在傳統(tǒng)集中式數(shù)據(jù)中心或云外部創(chuàng)建和處理企業(yè)生成的數(shù)據(jù)量將從如今(2019年)的10%猛增至75%。

邊緣云至少有兩層——盡管每一層的構(gòu)造都不同，但這兩者都將最大限度地提高運(yùn)維效率和開(kāi)發(fā)人員的生產(chǎn)力。

第一層是基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)層。除了提供計(jì)算和存儲(chǔ)資源外，IaaS層還能滿(mǎn)足超低延遲和高帶寬的網(wǎng)絡(luò)性能需求。

第二層包含了Kubernetes，它已經(jīng)成為在數(shù)據(jù)中心和公有云中協(xié)調(diào)容器化工作負(fù)載的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。Kubernetes已經(jīng)成為邊緣計(jì)算的極其重要的基礎(chǔ)。雖然在這一層使用Kubernetes并不是必須的，但事實(shí)證明，對(duì)于那些從事邊緣計(jì)算的組織來(lái)說(shuō)，它是一個(gè)有效的平臺(tái)。由于Kubernetes在物理資源(計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò))上提供了通用的抽象層，因此開(kāi)發(fā)人員或DevOps工程師可以在任何地方(包括邊緣)以標(biāo)準(zhǔn)方式部署應(yīng)用程序和服務(wù)。

Kubernetes還能使開(kāi)發(fā)人員簡(jiǎn)化它們的DevOps實(shí)踐并最大限度地減少與異構(gòu)操作環(huán)境集成所花費(fèi)的時(shí)間，從而使開(kāi)發(fā)人員和運(yùn)維人員感到滿(mǎn)意。Rancher Labs于2019年2月推出的k3s是一款適用于邊緣計(jì)算場(chǎng)景以及IoT場(chǎng)景的輕量級(jí)Kubernetes發(fā)行版。自發(fā)布至今，備受全球開(kāi)發(fā)者關(guān)注，Github上的Star數(shù)已達(dá)12,000，成為了開(kāi)源社區(qū)最受歡迎的邊緣計(jì)算Kubernetes解決方案。k3s大小小于70MB，在小于512MB的RAM中即可運(yùn)行，并且k3s同時(shí)支持x86_64、ARM64和ARMv7架構(gòu)。這意味著它可以十分靈活地跨任何邊緣基礎(chǔ)架構(gòu)工作。此外，為了滿(mǎn)足“離線(xiàn)管理”的需求，k3s簡(jiǎn)化了安裝流程，僅需一條命令即可完成安裝或升級(jí)。

那么組織應(yīng)該如何部署這些層呢?

第一步，考慮物理基礎(chǔ)架構(gòu)以及什么技術(shù)能夠有效地管理基礎(chǔ)架構(gòu)，并將原始硬件轉(zhuǎn)換為IaaS層。因此，需要可用于硬件發(fā)現(xiàn)的操作原語(yǔ)(primitives)，從而提供靈活性，使得能夠分配計(jì)算資源并動(dòng)態(tài)地重新利用它們。此外，還需要基于KVM pod自動(dòng)創(chuàng)建邊緣云的技術(shù)，該技術(shù)有效地使運(yùn)維人員能夠使用預(yù)定義的資源集(RAM、CPU、存儲(chǔ)和超額預(yù)訂比率)創(chuàng)建虛擬機(jī)。

邊緣云的物理基礎(chǔ)架構(gòu)的發(fā)現(xiàn)和配置完成后，第二步是選擇一個(gè)編排工具，該工具可輕松在邊緣基礎(chǔ)架構(gòu)上安裝Kubernetes或任何軟件。然后，即可開(kāi)始部署環(huán)境并啟用和驗(yàn)證應(yīng)用程序。隨著越來(lái)越多的組織在未來(lái)幾年中采用這種模式，將非常有趣。