工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計算 課件 任務(wù)3.3 邊云協(xié)同平臺部署

——工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計算——模塊3部署邊云協(xié)同系統(tǒng)架構(gòu)和平臺架構(gòu)目錄CONTENTS邊云協(xié)同與項目整體方案設(shè)計任務(wù)3.1邊云協(xié)同系統(tǒng)部署任務(wù)3.2邊云協(xié)同平臺部署任務(wù)3.3系統(tǒng)高并發(fā)性與高可用性配置任務(wù)3.4數(shù)據(jù)平臺與邊緣網(wǎng)關(guān)協(xié)同案例任務(wù)3.5任務(wù)3.3邊云協(xié)同平臺部署3.3.1邊云協(xié)同整體架構(gòu)從部署模式上看，邊緣可以包含兩級邊緣節(jié)點——邊緣網(wǎng)關(guān)層和邊緣云層，均部署在靠近終端設(shè)備的地方。邊緣網(wǎng)關(guān)層部署在工業(yè)現(xiàn)場，是第一級邊緣節(jié)點，在傳統(tǒng)路由轉(zhuǎn)發(fā)功能的基礎(chǔ)上對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，降低海量數(shù)據(jù)造成的網(wǎng)絡(luò)壓力和計算壓力。邊緣云層部署在5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)中，是第二級邊緣節(jié)點，對邊緣網(wǎng)關(guān)初步處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，結(jié)果通過邊緣網(wǎng)關(guān)反饋給終端設(shè)備，保證對終端設(shè)備精準(zhǔn)控制的時延要求。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行云中心層部署，有公有云部署和私有云部署兩種不同的方案。小型企業(yè)考慮經(jīng)濟(jì)成本問題，通常從阿里云、騰訊云、華為云等云計算供應(yīng)商處租用公有云資源部署云中心層。但具有一定經(jīng)濟(jì)實力的大中型企業(yè)從數(shù)據(jù)安全和個性化定制等角度出發(fā)，也會選擇在企業(yè)內(nèi)部構(gòu)建專供員工使用的私有云系統(tǒng)。3.3.1邊云協(xié)同整體架構(gòu)云中心層部署方案選定以后，基于邊云協(xié)同系統(tǒng)部署進(jìn)行邊云協(xié)同平臺部署，整體架構(gòu)如圖所示。3.3.1邊云協(xié)同整體架構(gòu)從服務(wù)模式的角度看：提供SaaS和PaaS兩種不同類型的服務(wù)；SaaS類型的服務(wù)將應(yīng)用平臺里的眾多應(yīng)用以云端軟件的形式提供給企業(yè)中包括產(chǎn)線員工、工程師、產(chǎn)品人員、銷售人員、部門經(jīng)理在內(nèi)的各類人員使用，在這種模式下，企業(yè)員工在企業(yè)內(nèi)部可以通過多種終端靈活接入云端應(yīng)用，而且實時同步云端應(yīng)用的迭代升級，不必進(jìn)行本地更新；PaaS類型的服務(wù)主要提供給企業(yè)中的開發(fā)人員使用，可以讓企業(yè)中的開發(fā)人員通過可視化界面靈活快速地實現(xiàn)對容器集群的節(jié)點管理、組件管理、服務(wù)管理、服務(wù)編排、資源調(diào)度、資源監(jiān)控，實現(xiàn)對SaaS平臺中各種應(yīng)用的快速部署和全生命周期管理。3.3.1邊云協(xié)同整體架構(gòu)從硬件架構(gòu)的角度看：以虛擬化技術(shù)為支撐，將物理硬件虛擬化成資源池的形式，通過資源池的形式屏蔽物理硬件的復(fù)雜性，實現(xiàn)上層應(yīng)用和下層資源的解耦合，實現(xiàn)物理資源的充分利用；在這種形式下，資源池上的虛擬機(jī)成為圖示系統(tǒng)架構(gòu)的新的載體。3.3.1邊云協(xié)同整體架構(gòu)從系統(tǒng)架構(gòu)的角度看：以容器技術(shù)和集群技術(shù)為支撐，通過容器技術(shù)為服務(wù)運行提供輕量級的隔離環(huán)境，通過集群技術(shù)對容器服務(wù)進(jìn)行調(diào)度編排、實現(xiàn)容器服務(wù)的橫向擴(kuò)展和動態(tài)部署；在這種形式下，虛擬機(jī)上的容器集群成為圖示平臺架構(gòu)的新的依托。3.3.1邊云協(xié)同整體架構(gòu)從平臺架構(gòu)的角度看：通過“平臺+應(yīng)用”的架構(gòu)體系為企業(yè)提供各類業(yè)務(wù)服務(wù)，整體架構(gòu)基于微服務(wù)理念，采用高內(nèi)聚、低耦合、易于擴(kuò)展、服務(wù)化的設(shè)計原則，構(gòu)建百花齊放的觸點應(yīng)用，靈活快速支撐多端業(yè)務(wù)迭代創(chuàng)新。3.3.1邊云協(xié)同整體架構(gòu)從數(shù)據(jù)接入的角度看：將SaaS平臺細(xì)分為數(shù)據(jù)平臺和應(yīng)用平臺，數(shù)據(jù)平臺部署一個物聯(lián)網(wǎng)平臺，即IoT平臺，南向接收邊緣網(wǎng)關(guān)初步處理后的數(shù)據(jù)，北向為應(yīng)用平臺里各項應(yīng)用提供支撐。3.3.1邊云協(xié)同整體架構(gòu)從落地實踐的角度看：某企業(yè)根據(jù)實際需要設(shè)計了邊緣計算管理平臺和邊緣網(wǎng)關(guān)管理平臺兩大平臺。3.3.1邊云協(xié)同整體架構(gòu)邊緣計算管理平臺是架構(gòu)中PaaS平臺的一種落地形式。既可以部署在云中心層的云服務(wù)上，對多地邊緣集群進(jìn)行統(tǒng)一管理；也可以部署在邊緣云層的管理節(jié)點上，對所屬邊緣集群進(jìn)行本地管理。作用既包括邊緣集群的節(jié)點管理、組件管理、服務(wù)管理、服務(wù)編排、資源調(diào)度、資源監(jiān)控，也包括SaaS平臺中各種應(yīng)用的快速部署和全生命周期管理。3.3.1邊云協(xié)同整體架構(gòu)邊緣網(wǎng)關(guān)管理平臺是架構(gòu)中IoT平臺的一種落地形式。部署在邊緣集群的工作節(jié)點上。作用是南向接收邊緣網(wǎng)關(guān)初步處理后的數(shù)據(jù)，北向為應(yīng)用平臺里各項應(yīng)用提供支撐，通過進(jìn)一步開發(fā)部署，亦可實現(xiàn)邊緣云層與邊緣網(wǎng)關(guān)之間的資源協(xié)同、服務(wù)協(xié)同、應(yīng)用協(xié)同，實現(xiàn)邊緣云層與邊緣網(wǎng)關(guān)之間的全面協(xié)同。3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例導(dǎo)入某企業(yè)根據(jù)實際需要在多地開設(shè)工廠。各工廠在園區(qū)內(nèi)網(wǎng)部署邊緣網(wǎng)關(guān)和MEC服務(wù)器兩級邊緣節(jié)點。以MEC集群為邊緣集群，落地時基于K3S架構(gòu)和kube-virt架構(gòu)部署兩種不同類型的集群。K3S集群以容器為單位，在MEC集群中進(jìn)行容器編排調(diào)度；kube-virt集群以虛機(jī)為單位，在MEC集群中進(jìn)行虛機(jī)編排調(diào)度。一方面，可以在邊緣集群的工作節(jié)點上部署邊緣網(wǎng)關(guān)管理平臺，實現(xiàn)MEC集群與邊緣網(wǎng)關(guān)的全面協(xié)同。一方面，可以在邊緣集群的管理節(jié)點上部署邊緣計算管理平臺，實現(xiàn)MEC集群的本地管理。進(jìn)一步，該企業(yè)可以根據(jù)實際需求，在集團(tuán)總部搭建云中心層，在云中心層部署邊緣計算管理平臺，實現(xiàn)多工廠MEC集群的統(tǒng)一管理，如圖所示。接下來，在某臺物理服務(wù)器上，通過該企業(yè)提供的精簡版安裝包，模擬邊緣計算管理平臺的部署過程和以K3S集群為例的MEC集群的部署過程，部署完成以后，基于邊緣計算管理平臺實現(xiàn)以K3S集群為例的MEC集群的統(tǒng)一管理。3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例1.基礎(chǔ)配置——（1）安裝物理機(jī)操作系統(tǒng)1）選擇CentOS7操作系統(tǒng)，假設(shè)IP地址設(shè)置為29。2）關(guān)閉物理機(jī)操作系統(tǒng)的防火墻、SELinux、swap分區(qū)。3）修改物理機(jī)操作系統(tǒng)的yum源，比如使用阿里云官網(wǎng)上面為CentOS7操作系統(tǒng)提供的yum源。3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例1.基礎(chǔ)配置——（2）準(zhǔn)備安裝包1）上傳該企業(yè)提供的精簡版安裝包到該物理服務(wù)器，安裝包名稱為k3ssingle.zip。2）解壓縮安裝包，因為壓縮包是zip格式，所以需要先下載unzip工具再解壓。#yuminstall-yunzip#exportUNZIP_DISABLE_ZIPBOMB_DETECTION=TRUE#unzipk3s\single.zip3）進(jìn)入解壓后的目錄。#cdk3s\single3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例1.基礎(chǔ)配置——（2）準(zhǔn)備安裝包4）查看解壓后的文件。解壓后的文件包括三個子目錄：cuda-deploy目錄，platform-deploy目錄，node-deploy目錄。cuda-deploy目錄中的文件用于安裝顯卡驅(qū)動，沒有的話可以跳過這個步驟。platform-deploy目錄中的文件用于安裝邊緣計算管理平臺。node-deploy目錄中的文件用于安裝K3S集群管理節(jié)點。5）將解壓后的文件移動到root用戶的家目錄下。#mv./*..6）回到root用戶的家目錄下。#cd..3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例2.安裝邊緣計算管理平臺——（1）安裝說明1）將邊緣計算管理平臺安裝到該物理服務(wù)器上。2）將Harbor倉庫也安裝到該物理服務(wù)器上。3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例2.安裝邊緣計算管理平臺——（2）進(jìn)入安裝路徑1）進(jìn)入platform-deploy目錄。#cdplatform-deploy/2）查看platform-deploy目錄下的文件。3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例2.安裝邊緣計算管理平臺——（3）執(zhí)行安裝操作1）執(zhí)行harbor.sh腳本。#shharbor.sh29注：后面跟的IP地址為Harbor倉庫的IP地址，也就是該物理服務(wù)器的IP地址。2）執(zhí)行platform.sh腳本。#shplatform.sh29注：后面跟的IP地址為邊緣計算管理平臺的IP地址，也就是該物理服務(wù)器的IP地址。3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例2.安裝邊緣計算管理平臺——（4）查看1）通過命令查看該物理服務(wù)器上運行的容器，命令為dockerps。3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例2.安裝邊緣計算管理平臺——（4）查看2）通過瀏覽器登錄Harbor倉庫，地址為29:8888。3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例2.安裝邊緣計算管理平臺——（4）查看登錄后默認(rèn)進(jìn)入項目管理界面。3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例2.安裝邊緣計算管理平臺——（4）查看3）通過瀏覽器登錄邊緣計算管理平臺，地址為29:20000/ecp/。3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例2.安裝邊緣計算管理平臺——（4）查看登錄后默認(rèn)進(jìn)入MEC管理界面。3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例2.安裝邊緣計算管理平臺——（4）查看4）回到root用戶的家目錄下。#cd..3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例3.安裝以K3S集群為例的MEC集群——（1）安裝說明1）將K3S集群管理節(jié)點安裝到該物理服務(wù)器上。2）該K3S集群管理節(jié)點同時具有K3S集群工作節(jié)點的功能。3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例3.安裝以K3S集群為例的MEC集群——（2）進(jìn)入安裝路徑1）進(jìn)入node-deploy目錄。#cdnode-deploy/2）查看node-deploy目錄下的文件。3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例3.安裝以K3S集群為例的MEC集群——（2）進(jìn)入安裝路徑3）進(jìn)入yamls目錄。#cdyamls/4）查看yamls目錄下的文件。3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例3.安裝以K3S集群為例的MEC集群——（2）進(jìn)入安裝路徑5）修改calico.yaml文件，將interface修改為該物理服務(wù)器的網(wǎng)卡前綴。注：該物理服務(wù)器的網(wǎng)卡前綴可以通過ipashow|more命令查看。6）回到node-deploy目錄下。#cd..3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例3.安裝以K3S集群為例的MEC集群——（3）執(zhí)行安裝操作1）執(zhí)行deploy.sh腳本。#HARBOR_ADDRESS=29sourcedeploy.sh01注：前面跟的IP地址為Harbor倉庫的IP地址，也就是該物理服務(wù)器的IP地址。2）執(zhí)行yamls目錄下的所有yaml文件。#forlinein‘lsyamls’;dokubectlapply-fyamls/$line;sleep10;done3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例3.安裝以K3S集群為例的MEC集群——（4）查看1）通過命令查看該物理服務(wù)器上運行的pod，命令為kubectlgetpods-A。3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例3.安裝以K3S集群為例的MEC集群——（4）查看2）通過命令查看K3S集群的token，命令為shget-token.sh。3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例3.安裝以K3S集群為例的MEC集群——（4）查看3）回到root用戶的家目錄下。#cd..3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例4.邊緣計算管理平臺上添加以K3S集群為例的MEC集群——（1）添加K3S集群管理節(jié)點1）進(jìn)入【系統(tǒng)配置】-【MEC管理】，單擊“添加”，彈出【新增MEC】窗口，填寫相應(yīng)內(nèi)容。3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例4.邊緣計算管理平臺上添加以K3S集群為例的MEC集群——（1）添加K3S集群管理節(jié)點2）完成后。3.3.2邊緣計算管理平臺部署案例4.邊緣計算管理平臺上添加以K3S集群為例的MEC集群——（2）查看K3S集群工作節(jié)點1）進(jìn)入【節(jié)點管理】。3.3.3基于邊緣計算管理平臺的應(yīng)用部署案例導(dǎo)入邊緣計算管理平臺部署完成以后，既可以進(jìn)行邊緣集群的節(jié)點管理、組件管理、服務(wù)管理、服務(wù)編排、資源調(diào)度、資源監(jiān)控，也可以進(jìn)行各種應(yīng)用的快速部署和全生命周期管理。接下來，登錄某企業(yè)云中心層邊緣計算管理平臺，通過邊緣計算管理平臺向該企業(yè)某工廠的MEC集群中部署應(yīng)用。3.3.3基于邊緣計算管理平臺的應(yīng)用部署案例1.登錄某企業(yè)云中心層邊緣計算管理平臺——（1）登錄1）通過瀏覽器登錄某企業(yè)云中心層邊緣計算管理平臺。3.3.3基于邊緣計算管理平臺的應(yīng)用部署案例1.登錄某企業(yè)云中心層邊緣計算管理平臺——（1）登錄2）進(jìn)入【系統(tǒng)配置】-【MEC管理】，查看所有MEC集群。3.3.3基于邊緣計算管理平臺的應(yīng)用部署案例1.登錄某企業(yè)云中心層邊緣計算管理平臺——（1）登錄3）進(jìn)入【節(jié)點管理】，查看選定MEC集群下的工作節(jié)點。3.3.3基于邊緣計算管理平臺的應(yīng)用部署案例2.部署容器應(yīng)用到MEC集群工作節(jié)點——（1）以nginx為例，部署容器應(yīng)用1）進(jìn)入【應(yīng)用管理】-【容器應(yīng)用