简介：云计算的呈现促使物联网实现爆炸式增长。在设施规模和业务复杂度一直攀升的趋势之下，边缘计算因其可能将计算能力更凑近网络边缘和设施，从而带来云性能老本的升高，也在这波浪潮之下失去疾速倒退。
作者 | OpenYurt 社区
云计算的呈现促使物联网实现爆炸式增长。在设施规模和业务复杂度一直攀升的趋势之下，边缘计算因其可能将计算能力更凑近网络边缘和设施，从而带来云性能老本的升高，也在这波浪潮之下失去疾速倒退。
诚然，物联网边缘计算尚处倒退初期，有许多挑战须要被解决。比方在大量软件及通信协议极为简单的设施异构环境下，须要具备疾速解决业务数据，并对异常情况作出疾速响应的能力；另外，在大多数状况下，出于平安或其余思考，边缘节点在物理上无奈从云节点间接拜访，使部署变得艰难，也无奈实现云到边缘的治理。这些问题都使业务的连续性、稳定性和可用性蒙受威逼。
当初，企业和开发者通过开源社区就可能找到应答以上问题的解决方案。近日，OpenYurt 与开源我的项目 eKuiper 正式达成单干，实现了集成对接：从 v0.4.0 版本开始，OpenYurt 将正式反对部署和治理 eKuiper，单方将独特帮忙开发者轻松、高效地解决物联网边缘计算场景下流式数据处理和运维挑战。
eKuiper: 轻量级 IoT 数据分析和流解决开源软件
物联网边缘计算很多场景下须要流式数据处理能力。所谓流数据是指一组程序、大量、疾速、间断达到的数据序列。个别状况下，流数据可被视为一个随工夫连续而有限增长的动态数据汇合，它能够帮忙用户实时理解零碎设施的状态，并对异常情况做出疾速响应。
在边缘端，计算资源（CPU，内存等）不像在云端个别丰盛，因而传统的流式数据处理框架相似于 Apache Spark 或者 Apache Flink 等，因为其安装包过大，或者部署构造与过程过于简单、运行时的高耗费等起因，并不适宜于在这些资源受限的边缘设施（工控机、网关，或者配置不高的 X86 或者 ARM 服务器等设施）上运行。而 eKuiper 就是为了解决在物联网边缘设施上的这些问题而设计开发。
eKuiper 的前身是由开源物联网数据基础设施软件供应商 EMQ 于 2019 年正式开源的 Kuiper 我的项目。2021 年 6 月，Kuiper 我的项目退出 LF Edge 基金会并更名为 eKuiper，开始作为独立的我的项目经营。eKuiper 的实质是一个轻量级物联网数据分析和流处理软件，能够运行在各类资源受限的边缘设施上，心愿使边缘端的流式数据处理领有如 Spark 与 Flink 的能力。
如下图所示，eKuiper 整体架构大抵分为三局部：
- 左侧为 Sources，代表数据起源的地位，数据起源可能是 OpenYurt 里部署边缘端的 MQTT Broker，也可能是音讯队列、文件和数据库等；
- 右侧为 Sinks，代表数据处理实现后所要存储的地位，也就是指标零碎，指标能够是 MQTT，能够将其存到文件、数据库外面，也能够调用 HTTP 服务；
- 两头局部为 eKuiper 的运行时，最上层为数据业务逻辑解决，这个层面提供了 SQL 与规定解析器，SQL 处理器进行解决后并将其转化成 SQL 执行打算；上面层为流运行时和 SQL 运行时, 运行最终执行进去的执行打算；最底层为存储，存储在运行过程中须要长久化的一些信息。
在 eKuiper 中，用户可通过治理仪表板来治理一个或多个 eKuiper 实例。通常，这些仪表板部署在云节点中，用于治理跨多个边缘节点的 eKuiper 实例。正如前文所述，因为大多数状况下边缘节点在物理上无奈从云节点拜访，使得部署变得艰难，无奈进行高效的 eKuiper 云边治理。
OpenYurt 则扭转了这种状况。
OpenYurt：非侵入式的边缘云原生智能平台
云原生技术曾经无处不在，并被利用于“新的利用负载”，“新的计算状态”和“新的物理边界”。作为云原生的技术基石，容器和 Kubernetes 正在通过越来越多的计算状态承载，丰盛的状态也开始从传统的核心云走向边缘计算、走向终端。
通常来说，边缘场景下计算规模宏大、业务简单，采取原生 Kubernetes 的 workload 治理模型远不能满足事实中云原生边缘计算的落地需要；并且云边网络通过公网相连，网络连接有很大不可控因素，可能带来边缘业务运行的不稳固因素，而且因为边缘节点个别位于用户网络的防火墙外部，会造成云边网络只能单向连通的客观条件，给原生的 Kubernetes 运维监控带来很大挑战；最初，无可避免地要面对边缘资源品种的多样、异构，使边缘标准化反对面临艰难。
OpenYurt 基于原生 Kubernetes 构建，是业界首个对 Kubernetes 无侵入的边缘计算云原生开源平台。OpenYurt 是阿里云容器服务产品 ACK@Edge 的外围框架，由阿里云于 2020 年 5 月以开源的形式反哺业界，并通过捐献给 CNCF，实现更加中立、凋谢的社区环境，成为生态兼容场景下边缘云原生平台首选我的项目。
如下图所示，OpenYurt 的架构设计十分简洁，是一个典型的“核心 - 边缘”模式。在云端 (K8s Master) 上通过减少 Yurt Controller Manager, Yurt App Manager 以及 Tunnel Server 组件。而在边缘端 (K8s Worker) 上减少了 YurtHub 和 Tunnel Agent 组件：
这样的架构设计给边缘场景下的原生 Kubernetes 能力取得以下加强：
- 边缘单元化：通过 Yurt App Manager 组件，从单元化的视角，治理扩散在不同地区的边缘资源，并对各地区单元内的业务提供独立的生命周期治理、降级、扩缩容、流量闭环等能力；且业务无需进行任何适配或革新
- 边缘自治: 因为每个边缘节点减少了具备缓存能力的通明代理 YurtHub，从而能够保障云边网络断开，如果节点或者业务重启时，能够利用本地缓存数据复原业务
- 云边协同 (运维监控)：通过 Tunnel Server/Tunnel Agent 的配合，为位于防火墙外部的边缘节点提供平安的云边双向认证的加密通道，即便边到云网络单向连通的边缘计算场景下，用户仍可运行原生 kubernetes 运维命令(如 kubectl proxy/logs/exec/port-forward/attach 等)。同时核心式的运维监控零碎(如 prometheus, metrics-server 等) 也能够通过云边通道获取到边缘的监控数据
- 云原生生态兼容：所有性能均是通过 Add-on 或者 controller 模式来加强 Kubernetes，因而保障对 Kubernetes 以及云原生社区生态的 100% 兼容；另外，OpenYurt 还提供了一个 YurtCtl 工具，能够用于原生 Kubernetes 和 OpenYurt 集群的一键式转换
简而言之，OpenYurt 使用户可能治理在边缘基础设施中运行的应用程序，就像它们在云基础设施中运行一样。
应用 OpenYurt 部署和治理 eKuiper
从 v0.4.0 版本开始，OpenYurt 我的项目正式反对部署 eKuiper 及其仪表板，用户能够利用 yurt- tunnel 云边隧道，通过 eKuiper 的 Web 治理控制台实现对 eKuiper 实例进行配置管理，实现高效、轻量的 IoT 边缘流解决能力。
eKuiper 和 eKuiper Dashboard 组件采纳原生 Helm Chart 间接部署，其中 eKuiper 组件整个运行在边缘端，而 ekuiper Dashboard 运行在云端(管控端)。同时 OpenYurt 的 Yurt-Tunnel 组件通过 dns 和 iptables dnat 等机制，会主动拦挡云边网络通信。因而 eKuiper 组件能够在对云边隧道无感知状态下实现云端对边缘端的指令下发。
基于以上形式，用户能够间接在 OpenYurt 平台上通过仪表板，在边缘场景下轻松治理 eKuiper，并且在浏览器中通过仪表板来及时查看服务是否衰弱：
社区单干布局
将来，单方还将面向 IoT 行业持续摸索高效的云原生边缘中间件解决方案，并吸引更多轻量级 IoT 相干中间件退出 OpenYurt 生态，使边缘中间件真正以云原生的形式取得部署反对。此外，作为 eKuiper 的贡献者，EMQ 也将继阿里云、VMWare、Intel 后，正式成为由 OpenYurt 发动的云原生 IoT SIG 企业成员。
心愿更多开发者反对并退出 OpenYurt 和 eKuiper 社区，共建面向云原生 IoT 开源生态。
扩大浏览
如果您想理解 LF Edge eKuiper 与 CNCF OpenYurt 的更多个性，请浏览上面的参考资料：
- eKuiper Github 代码库
- eKuiper 参考指南
- OpenYurt Github 代码库
- OpenYurt 官网
- OpenYurt 教程
- eKuiper 治理控制台教程
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