Page 37 - 网络电信2020年8月刊下
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解  决  方  案

              图8 Azure IoT Edge架构图                                图9 KubeEdge的架构




















            态添加或删除边缘计算应用。由于相同的编程模型，Azure机器
            学习和Azure数据流分析等Azure云服务也可以部署到IoTEdge模
            块，此特性便于在网络边缘部署复杂的人工智能应用，加快了                          Controller: Device Controller是一个扩展的Kubernetes控制
            开发过程。                                                器，管理边缘设备，确保设备信息、设备状态的云边同步。
                ②IoTEdge运行时。IoTEdge运行时由IoTEdge中心和                    边缘部分：Meta  Manager:Meta  Manager模块后端对应一
            IoTEdge代理2个组件构成，前者负责通信功能，后者负责部署                      个本地的数据库（sqlLite），是边缘节点自治能力的关键；
            和管理IoTEdge模块，并监测控制模块的运行。IoT中心是在                      Edged:是运行在边缘节点的代理，用于管理容器化的应用程
            Azure云上的消息管理中心，IoTEdge中心与IoT中心连接并充当                  序。算是个重新开发的轻量化Kubelet，实现Pod，Volume，
            其代理。IoTEdge中心通过MQTT、高级消息队列协议（AMQP）和                  Node等Kubernetes资源对象的生命周期管理。EventBus:Event
            HTTPS协议获取来自传感器和设备的数据，实现设备接入的功                        Bus是一个与MQTT服务器（mosquitto）交互的MQTT客户端，为
            能。此外，IoTEdge中心作为消息中转站，连接IoTEdge模块之                   其他组件提供订阅和发布功能。Service  Bus:  Service  Bus是
            间的消息通信。IoTEdge代理从IoTHub接收IoTEdge模块的部署                一个运行在边缘的HTTP客户端，接受来自云上服务的请求，与
            信息，实例化该模块，并保证该模块的正常运行，如对故障模                          运行在边缘端的HTTP服务器交互，提供了云上服务通过HTTP协
            块进行重启，并将各模块的运行状态报告至IoT中心。                            议访问边缘端HTTP服务器的能力。Device  Twin:  Device  Twin
                ③IoT云界面。云界面提供了设备管理的功能。用户通过云                      负责存储设备状态并将设备状态同步到云，它还为应用程序提
            界面进行添加设备，部署应用和监测控制设备等操作，为用户                          供查询接口。
            大规模部署边缘计算应用提供了方便。                                        （4）Link IoT Edge
                （3）CNCFKubeEdge                                      物联网边缘计算，又名Link IoT Edge，是阿里云能力在边
                KubeEdge是首个基于Kubernetes扩展的，提供云边协同能               缘端的拓展，专为物联网开发者推出，继承了阿里云安全、存
            力的开放式智能边缘平台，也是CNCF在智能边缘领域的首个正                        储、计算、人工智能的能力，可部署于不同量级的智能设备和
            式项目。它构建在Kubernetes之上，为网络和应用程序提供核                     计算节点中，提供稳定、安全、多样的边缘到IoT设备的通信连
            心基础架构支持，并在云端和边缘端部署应用，同步元数据。                          接，同时可以结合阿里云的大数据、AI学习、语音、视频等能
            100%兼容K8SAPI，可以使用K8SAPI原语管理边缘节点和设备。                  力，打造出云边端三位一体的计算体系。此外，Link  Edge还支
            KubeEdge还支持MQTT协议，允许开发人员编写客户逻辑，并在                    持设备接入、函数计算、规则引擎、路由转发、断网续传等功
            边缘端启用设备通信的资源约束。                                      能。
                KubeEdge架构如图9所示，清晰地分为3层，分别是：云                        物联网边缘计算组件主要涉及设备端、边缘计算端和云端3
            端、边缘和设备层，这是一个从云到边缘再到设备的完整开源                          个部分，架构示意图如图10所示。
            边缘云平台。                                                   ①设备端：开发者使用设备接入SDK，将非标设备转换成标
                KubeEdge由以下组件构成。                                 准物模型，就近接入网关，从而实现设备的管理和控制。
                云端通信：Cloud  Hub:  Cloud  Hub是一个Web  Socket服          ②边缘计算端：设备连接到网关后，网关可以实现设备数
            务端，用于大量的edge端基于web  socket或者quic协议连接上                据的采集、流转、存储、分析和上报设备数据至云端，同时网
            来。负责监听云端的变化，缓存并发送消息到Edge  Hub。Edge                   关提供规则引擎、函数计算引擎，方便场景编排和业务扩展。
            Hub:是一个Web  Socket客户端，负责将接收到的信息转发到各                      ③云端：设备数据上传云端后，可以结合阿里云功能，如
            edge端的模块处理；同时将来自个edge端模块的消息通过隧道                      大数据、AI学习等，通过标准API接口，实现更多功能和应用。
            发送到cloud端。提供可靠和高效的云边信息同步。
                云上部分：Edge  Controller:用于控制Kubernetes                 五、结束语
            API  Server与边缘的节点、应用和配置的状态同步。Device                      从文中归纳的边缘云开源项目在功能和架构上的不同，可

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