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Rancher社区总监:Kubernetes会充分激发物联网的潜力!

边缘计算k3s社区 | 40 2020-10-15 04:46 0 0 0

本文转载自 CNCF,点击此处查看原文


作者简介

Adrian Goins,Rancher Labs社区和布道总监


5G无线技术的到来,常常被吹捧为它将给智能手机用户带来数量级的带宽提升,以及如何使他们的生活更加美好,但更直接、更可预见的影响是它对物联网(IoT)的影响。


自动驾驶汽车、电网、远程医疗和监控系统,将从第五代无线技术中获益良多。而能让它发挥作用的是Kubernetes吗?


物联网在过去十年中得到了长足的发展,通过恒温器、报警系统和Alexa等智能家居设备,让很多人都对物联网很熟悉,但物联网主要包括传感器和设备的网络,为交通控制、天气系统和医疗保健等公共服务提供服务。


物联网设备会产生大量的数据,但它们也往往是低功耗的,计算能力有限。要让它们达到能够整理信息并传递最相关数据以帮助决策的地步,取决于获取处理能力并更接近地管理这些设备。


虽然5G可以实现必要的连接,但为了尽可能实时地将正确的信息传递到正确的地方,像Kubernetes这样的容器化编排系统是必要的。


Kubernetes在物联网的角色


物联网已经产生了数量惊人的数据,随着5G网络的部署,这些数据还将呈指数级增长。因此,管理和使用这些数据是一个巨大的挑战。


交通摄像头、气象传感器、电表等所产生的信息会与智能城市环境中其他摄像头和传感器的数据相结合,这些数据量极为庞大而无法在一个中心位置进行集中处理,特别是要求设备会对事件做出及时反应时。


更有效的方法是基于单一目标,关注这些来源的小片段,并通过自动化流程管理一切。


例如,在一个市中心地区,交通灯摄像头和道路传感器可以跟踪一个街区某点的汽车通过率。如果通过的车辆数量达到了一个阈值,这些信息就可以被解析,并向网络链的上一级发送。并且可以在那里做出决定,例如,重新安排交通路线或改变灯的时间。Kubernetes编排系统可以实现这一点,分布式处理能力被安置在软件容器中,这些容器是自动化的、可重复的软件单元,总是以相同的方式执行。


将容器与传感器耦合,并管理它们的交互,是将处理能力直接放在网络边缘的关键。


那些智能城市摄像头也可能在做其他事情,比如寻找闯红灯或非法转弯的人,甚至观察人流。


它们可以在做这些事情的同时,还可以监控拥堵情况,因为Kubernetes将网络上设备的操作分解成离散的功能单元。每个功能都可以在面向服务的架构中单独管理,或者说SOA。


如果你是以管理型的流程图的形式来看一个SOA,每个容器将负责某些关键任务。然后,根据网络边缘的容器收集或处理的数据,它们会向链上更高的其他容器报告关键信息。


这些容器将利用收集到的数据执行新的功能,然后发送自己的报告。最终,一个被编程为具有更多管理功能的容器将收集到足够的数据,从而能够做出可靠的决策或执行某个动作。


从这个例子中可以看出,Kubernetes代表了管理计算机化工作负载的下一步发展。编排工具允许更好的数据管理和决策,能够将相关信息反馈给人工智能或其他分析系统,有效地围绕输入添加决策处理结构。


自2015年亮相以来,Kubernetes已经成为云容器编排的事实标准,并且也被应用到其他环境中。它并不能完成物联网或云系统所涉及的分析或处理工作,但它能让它们变得更高效、更可扩展、更可管理。


物联网内部


物联网包括连接到网络(也可能连接到互联网)的物理和数字设备,这些设备可以自己传输和接收数据,而无需人工干预。


据估计,如今物联网设备有200亿个,而且正以每秒127个新事物的速度增长。到2025年,将有约410亿个,到2030年,约500亿个。升级到5G不仅会推动设备的更快增长,也会推动这些设备产生的数据量。 


5G的出现,有望让物联网的很多未来主义愿景成为现实。从消费者的角度来看,近乎无限的带宽和不会停滞或过早结束的信号将使人们更容易下载和观看电影,参与增强或虚拟现实游戏,以及与家用电器、健康监测器和智能饮水杯等个人设备互动。


而人们最近不得不习惯的那些虚拟会议也将会好用很多。


的确,5G将极大地提高无线速度,最终为智能手机提供约10千兆比特/秒的速度,信号更强,延迟更低,在偏远地区和密集的城市环境中都能得到更好的覆盖。但真正的消费者利益可能还没有实现。


同样,由于5G和其他技术的发展,物联网也会有不可预见的活动,但至少在某些领域,我们也有一些下一步的计划。


在医疗领域,远程医疗、病人监测,甚至远程机器人支持的手术等解决方案都已经日渐普及。在工业领域,机器对机器的通信和分析带来的可能性,以及大量的机器人技术,是提高生产力和性能的步骤之一。


在交通领域,物联网将从本质上为自动驾驶汽车实际可靠安全地工作铺设必要的智能道路、信号灯和交通管理系统。灵活、反应迅速的公交时刻表或更高效的机场形式的公共交通也将受益。而监控系统——无论是被视为对安全的巨大提升还是对隐私的严重侵犯——都将变得更加强大。


适用于各种规模


电信公司已经在全国范围内逐步推出5G网络,2018年和2019年已经在一些城市开始提供服务,并计划在2020年进行更广泛的推广。最终,5G将提供更快的速度、瞬时连接以及几乎无处不在的网络连接设备的能力。


而这时,管理这些设备的能力——更重要的是,管理它们产生的数据——就变得至关重要。


物联网规模越大、功能越强大,对精确管理的需求就越大。除了在分布式系统中管理容器和容器集群之外,Kubernetes还能够随着更大规模的部署进行扩展。


例如,一个城市开发了一个非常高效的交通管理系统,该系统配备了大量传感器和有效的分析软件,通过5G网络连接,由Kubernetes管理。


如果有人想把这个系统推广到其他100个城市,他们就需要生产大量相同的克隆产品,这些产品在其他任何城市都能像在自己的城市一样工作。


如果这些克隆被当作单独的系统,它们就会开始漂移,每个都可能以自己的方式运行。Rancher Labs今年年初发布的海量Kubernetes集群管理项目Fleethttps://github.com/rancher/fleet),就是为了将集群组作为一个单一的单元来处理。如果任何容器开始漂移,Fleet将它们重置,确保每个容器和集群按照预期操作。目前,Fleet已经集成至Rancher 2.5中,欢迎试用体验。


电信公司自己也开始在5G网络中使用Kubernetes,希望尽可能采用软件定义的方式。


AT&T承诺使用Kubernetes和OpenStack作为其5G网络的基础,其他电信公司可能会效仿。无线供应商仍然必须为他们的5G网络安装天线和其他硬件,但是使用开源的Kubernetes基础设施将允许更大的可伸缩性、互操作性和无缝升级。


总 结


5G革命正如火如荼,物联网不断增加数十亿种新传感器和设备。但它将需要一个专门为这些独特环境设计的编排系统,来开发和释放创新应用程序的真正潜力,最终将在其中蓬勃发展。


与物联网和5G适应数字通信的未来一样,Kubernetes似乎也准备在这些环境的运行和管理中扮演同样重要的角色。据Gartner估计,到2025年,超过75%的企业生成数据可以在传统数据中心和云之外创建和处理,像Kubernetes这样的编排系统前景光明,它已经被证明是完成这一任务的最佳工具。



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