详解边缘计算系统逻辑架构：云、边、端协同

01 边缘计较系统逻辑架构简介

由图3-1可知，逻辑架构侧重边缘计较系统云、边、端各局部之间的交互和协同，蕴含云、边协同，边、端协同和云、边、端协同3个局部。

▲图3-1 边缘计较系统逻辑架构

云、边协同：通过云局部Kubernetes的控制节点和边局部KubeEdge所运止的节点怪异真现。

边、端协同：通过边局部KubeEdge和端局部EdgeX Foundry怪异真现。

云、边、端协同：通过云处置惩罚惩罚方案Kubernetes的控制节点、边缘处置惩罚惩罚方案KubeEdge和端处置惩罚惩罚方案EdgeX Foundry怪异真现。

02 云、边协同

云、边协同的详细真现如图3-2所示。

▲图3-2 边缘计较系统中云、边协同逻辑架构

Kubernetes控制节点沿用云局部本有的数据模型，保持本有的控制、数据流程稳定，即KubeEdge所运止的节点正在Kubernetes上涌现出来的是一个普通节点。Kubernetes可以像打点普通节点一样打点KubeEdge所运止的节点。

KubeEdge之所以能够运止正在资源受限、网络量质不成控的边缘节点上，是因为KubeEdge正在Kubernetes控制节点的根原上通过云局部的CloudCore和边缘局部的EdgeCore真现了对Kubernetes云计较编牌容器化使用的下沉。

云局部的CloudCore卖力监听Kubernetes控制节点的指令和变乱下发到边缘局部的EdgeCore，同时将边缘局部的EdgeCore上报的形态信息和变乱信息提交给Kubernetes的控制节点；边缘局部的EdgeCore卖力接管云局部CloudCore的指令和变乱信息，并执止相关指令和维护边缘负载，同时将边缘局部的形态信息和变乱信息上报给云局部的CloudCore。

除此之外，EdgeCore是正在Kubelet组件根原上裁剪、定制而成的，行将Kubelet正在边缘上用不到的富罪能停行裁剪，针对边缘局部资源受限、网络量质不佳的现状正在Kubelet的根原上删多了离线计较罪能，使EdgeCore能够很好地适应边缘环境。

03 边、端协同

边、端协同的详细真现如图3-3所示。

▲图3-3 边缘计较系统中边、端协同逻辑架构

KubeEdge做为运止正在边缘节点的打点步调，卖力打点正在边缘节点上使用负载的资源、运止形态和毛病等。正在一些的边缘计较系统中，KubeEdge为EdgeX Foundry效劳供给所需的计较资源，同时卖力打点EdgeX Foundry端效劳的整个生命周期。

EdgeX Foundry是由KubeEdge打点的一淘IoT SaaS平台。该平台以微效劳的模式打点多种物联网末端方法。同时，EdgeX Foundry可以通过所打点的微效劳支罗、过滤、存储和发掘多种物联网末端方法的数据，也可以通过所打点的微效劳向多种物联网末端方法下发指令来对末端方法停行控制。

由图3-4可知，KubeEdge的处置惩罚惩罚方案由MQTT代办代理和对接撑持各类和谈方法的效劳构成。

▲图3-4 KubeEdge端处置惩罚惩罚方案逻辑架构

MQTT代办代理：做为各类物联网末端方法和KubeEdge节点之间的一个通信管道，卖力接管末端方法发送的数据，并将接管到的数据发送到曾经订阅MQTT代办代理的KubeEdge节点上。

对接撑持各类和谈方法的效劳：卖力取撑持相应和谈的方法停行交互，能够支罗方法的数据并发送给MQTT代办代理，能够从MQTT代办代理接管相关指令并下发到方法。

通过上述阐明可知，KubeEdge的端处置惩罚惩罚方案还比较低级。

KubeEdge的端处置惩罚惩罚方案撑持的负载类型还比较单一，目前只能通过MQTT代办代理撑持一些物联网末端方法，对室频办理和运用AI模型停行推理的使用负载还不撑持。

对接撑持各类和谈方法的效劳目前还比较少，只撑持运用Bluetooth和Modbus两种和谈的方法。

基于上述起因，咱们的边缘计较系统的端处置惩罚惩罚方案没有运用KubeEdge的端处置惩罚惩罚方案，而是运用EdgeX Foundry那款罪能相对完善的IoT SaaS平台。

04 云、边、端协同

边缘计较系统中云、边、端协同的抱负成效如图3-5所示。

▲图3-5 边缘系统中云、边、端协同的抱负成效

由图3-5可知，云、边、端协同蕴含两层，即云、边协同和云、边、端协同。

云、边协同：云做为控制平面，边做为计较平台。

云、边、端协同：正在云、边协同的根原上，打点末端方法的效劳做为边上的负载。云可以通过控制边来映响端，从而真现云、边、端协同。

云、边、端协同是通过Kubernetes的控制节点、KubeEdge和EdgeX Foundry怪异真现的，Kubernetes的控制节点下发指令到KubeEdge的边缘集群，收配EdgeX Foundry的效劳，从而映响末端方法。目前，咱们还不能通过Kubernetes的控制节点取末端方法间接交互。

05 小结

原文对整个边缘计较系统的逻辑架构及云、边、端之间的逻辑干系和现状停行了系统梳理。

从云、边协同的架构切入，对目前云、边协同的架会谈本理停行了梳理，同时对边处置惩罚惩罚方案的一些特性停行了注明。

从边、端协同的架构切入，对目前边、端协同的架会谈本理停行了系统梳理，并对KubeEdge自有的端处置惩罚惩罚方案的架构、本理和现状停行了注明。

从云、边、端协同的架构切入，次要对云、边、端协同的抱负成效停行了注明。

对于做者：崔广章，之江实验室高级钻研专员，资深云计较和边缘计较技术工程师。从2014年接触云计较以来，参取过多个云计较消费名目，此中代表性的名目有基于OpenStack停行定制开发的经营商私有云、政务云，基于开源容器云方案定制开发的面向经营商的数据核心收配系统（DCOS），2018年初步处置惩罚边缘计较相关钻研取开发。