深度解析CNCF社区⾸首个基于Kubernetes的边缘计算平台KubeEdge� 向新勇� https://github.com/edisonxiang� Introduce� ➔ 华为开源社区⼯工程师� ➔ KubeEdge社区Member� ➔ Kubernetes社区Member� ➔ OpenSDS社区Memeber� ➔ OpenStack社区数据保护项⽬目联合发起⼈人� OpenStack社区数据保护项⽬目联合发起⼈人� Outline� ➔ 边缘计算 & 应⽤用场景 & ⾯面临的挑战� ➔ Why KubeEdge & 基础架构 & 设备管理理 & 实战� ➔ 后续规划 & 社区贡献 & 技术交流� 边缘计算� 云计算是集中化的，离终端设备（如摄像头、传感器器等）和⽤用户较远，对于实时性要求⾼高的计算需求，把计算放在云上会引起较⻓长的⽹网络延 时、⽹网络拥塞、服务质量量下降等问题 。� ➔ 管理理：边缘节点的资源管理理与边缘应⽤用⽣生命周期管理理。� ➔ 扩展：⾼高度分布和⼤大规模的可扩展性。� ➔ 异构：边缘侧异构AI硬件接⼊入。� Why KubeEdge� KubeEdge通过更更优的架构和技术实现，完美应对边缘计算遇到的挑战：� ➔ 通过将AI能⼒力力、⼤大数据能⼒力力等延伸到边缘，解决与云上服务的数据协同、任务协同、管理理协同、安全协同诉求。�

云原生边云协同AI框架实践 普杰 华为云边缘云创新Lab 高级工程师 KubeEdge SIG AI Tech Lead 目 录 Edge AI现状与趋势 01 Sedna：边云协同AI框架 02 Sedna-GM：K8S Operator 03 实践案例 04 Edge AI现状与趋势 第一部分 Why Edge AI？ • Cloud中心化的AI计算范式不足以应对端上AI 1. 边缘资源碎片化 2. 边缘数据孤岛 3. 边缘样本少 4. 边缘数据异构 分布式协同AI 技术挑战 边云协同AI框架 第二部分 首个分布式协同AI开源项目Sedna 基于KubeEdge提供的边云协同能力，支持现有AI类应用无缝下沉到边缘 为分布式协同机器学习服务 ✓ 降低构建与部署成本 ✓ 提升模型性能 ✓ 保护数据隐私 SIG成员近年发表分 布式协同AI顶会论文 联邦学习 ✓ 终身学习 训练推理框架 ✓ 主流AI框架 ✓ 模块算法 ✓ 可扩展算法接口 ✓ …… 兼容性 项目地址：https://github.com/kubeedge/sedna 开源分布式协同AI框架KubeEdge-Sedna 1. GlobalCoordinator ⚫ 统一边云协同AI任务管理 ⚫ 跨边云协同管理与协同 ⚫ 中心配置管理 2. LocalController

场景操作系统版本，统一基于 Linux Kernel 5.10 构建，对外接口遵循 POSIX 标准，具备天然协同基础。同时 openEuler 22.03 LTS 版本集成分布式软总线、KubeEdge + 边云 协同框架等能力，进一步提升数字基础设施协同能力，构建万物互联的基础。 面向未来，社区将持续创新、社区共建、繁荣生态，夯实数字基座。 引领内核创新 • 云原生调度增强：针对云场景在线和离线业务混合部署场景，创新 eggo：ARM/x86 双平面混合集群 OS 高效一键式安装，百节点部署时间 <15min。 新场景 • 边缘计算：发布面向边缘计算场景的版本 openEuler 22.03 LTS Edge，支持 KubeEdge + 边云协同框架，具备边云 应用统一管理和发放等基础能力。 • 嵌入式： 发布面向嵌入式领域的版本 openEuler 22.03 LTS Embedded，镜像大小 <5M，启动时间 <5S。 、数据管理成本等方面愈发显得 捉襟见肘，难以适应数据频繁交互需求，边缘计算价值凸显。 openEuler 发布的面向边缘计算的版本 openEuler 22.03 LTS Edge，集成 KubeEdge + 边云协同框架，具备边云应用 统一管理和发放等基础能力，并将通过增强智能协同提升 AI 易用性和场景适应性，增强服务协同实现跨边云服务发现和流 量转发，以及增强数据协同提升南向服务能力。

tikv/tikv 1900.5971171139700 2408 2 tikv/tikv 18928 587 1439 4147 1027 3 kubeedge/kubeedge 1132.2193445010600 1653 3 kubeedge/kubeedge 4317 318 582 1369 397 4 oam-dev/kubevela 1006.0651186399000 2135 4 oam-dev/kubevela tikv/tikv 1900.5971171139700 2408 2 tikv/tikv 18928 587 1439 4147 1027 3 kubeedge/kubeedge 1132.2193445010600 1653 3 kubeedge/kubeedge 4317 318 582 1369 397 4 oam-dev/kubevela 1006.0651186399000 2135 4 oam-dev/kubevela CNCF PingCAP 2018 年 8 月 2019 年 5 月 2020 年 9 月 Dragonfly Linux 基金会 CNCF 阿里 2018 年 10 月 2020 年 4 月 KubeEdge Linux 基金会 CNCF 华为 2019 年 3 月 2020 年 9 月 ChubaoFS Linux 基金会 CNCF 京东 2020 年 1 月 Volcano Linux 基金会

Edge computing: openEuler 21.09 Edge is released for edge computing scenarios. It integrates the KubeEdge+ edge-cloud synergy framework to provide unified management, provisioning of edge and cloud applications costs. In short, edge computing is vital to many industries. openEuler 21.09 Edge integrates the KubeEdge+ framework to provide unified management and provisioning of edge applications. It enhances intelligent Description openEuler 21.09 Edge comprises the following features: Unified edge-cloud synergy framework KubeEdge+. This means it not only provides basic capabilities such as edge-cloud application management

eggo：ARM/X86 双平面混合集群 OS 高效一键式安装，百节点部署时间 <15min。 探索场景创新 边缘计算：发布面向边缘计算场景的版本 openEuler 21.09 Edge，集成 KubeEdge+ 边云协同框架，具备边云应用 统一管理和发放等基础能力。 • 嵌入式： 发布面向嵌入式领域的版本 openEuler 21.09 Embedded，镜像大小 <5M，启动时间 <5S。 6ZB，集中式云计算在带宽负载、网络延时、数据管理成本等方面将愈发显 得捉襟见肘，难以适应数据频繁交互需求，边缘计算价值凸显。 openEuler 发布面向边缘计算的版本 openEuler 21.09 Edge，集成 KubeEdge+ 边云协同框架，具备边云应用统一 管理和发放等基础能力，并将通过增强智能协同提升 AI 易用性和场景适应性，增强服务协同实现跨边云服务发现和流量转发， 以及增强数据协同提升南向服务能力。 Local- Controller 智能协同 管理协同 边缘南向服务 服务协同 数据协同 网络协同 K8S OS Core 通信Kit 容器引擎 KubeEdge(Cloud) EdgeMesh Agent KubeEdge(Edge) Sedna(Edge) CloudCore DynamicController EdgeCore EdgeOM Runtime EdgeDataService

TOC 来处理。⽬ 前该阶段的项⽬有 Argo、Buildpacks、CloudEvents、CNI、Contour、Cortex、CRI- O、Dragonfly、Falco、gRPC、KubeEdge、Linkerd、NATS、Notary、Open Policy Agent、OpenTracing、Operator Framework、SPIFFE、SPIRE、Thanos 等。  设置。其主要⽬标是简化操作，保留 Prometheus 的可靠性。  kubeedge/kubeedge 上述三个项⽬的开发者⼯作时间分布图，都具有明显的时区聚集性。其中，kubernetes 的开 发者⼤部分位于 UTC-5 时区附近，即美洲地区，⽽ thanos 的开发者中则⼤部分是欧 洲的开发者，kubeedge 的开发者则以亚太地区开发者为主。在 kubeedgede 的⼯作时

发布面向服务器、云原生、边缘和嵌入式场景的全场景操作系统版本，统一基于 Linux Kernel 6.6 构建， 对外接口遵循POSIX标准，具备天然协同基础。同时openEuler 24.03 LTS版本集成分布式软总线、KubeEdge+边云协同框架等能力， 进一步提升数字基础设施协同能力，构建万物互联的基础。 面向未来，社区将持续创新、社区共建、繁荣生态，夯实数字基座。 夯实云化基座 • 容器操作系统 KubeOS：云原生场景，实现 eggo：Arm/x86 双平面混合集群 OS 高效一键式安装，百节点部署时间 <15min。 新场景 • 边缘计算：发布面向边缘计算场景的版本 openEuler 24.03 LTS Edge，支持 KubeEdge+ 边云协同框架，具备边云应用统一管 理和发放等基础能力。 • 嵌入式： 发布面向嵌入式领域的版本 openEuler 24.03 LTS Embedded，镜像大小 < 5M，启动时间 < iSula 容器，可以实现在嵌入式上部署 openEuler 或其他操作系统容器，简化应用移植和部署。支 持生成嵌入式容器镜像，最小大小可到 5MB，可以部署在其他支持容器的操作系统之上。支持 Kubeedge，可以更好地实现“云 - 边 - 端”协同。 UniProton 是一款实时操作系统，具备极致的低时延和灵活的混合关键性部署特性，可以适用于工业控制场景，既支持微控 制器 MCU，也支持算力强的多核

于 3000+ 家公司生产实践环境。 成为 ASF 顶级项目 35 / 87 1 1 渠成开源社区成立两周年 字节跳动开源 Shmipc 开源开发者事件回顾 CNCF 社区首个，KubeEdge 达到软件供应链 SLSA L3 等级 Kuasar 是华为云全新的云原生开源项目。 在保留传统容器运行时功能的基础上，Kuasar 通过全面 Rust 化以及优化 管理模型和框架等手段， 量治理框架，Kmesh 通过将 L4、L7 能力卸载到内核，使 得转发性能分别提升 50%、 60%，开销降低 70%。 TinyEngine 低代码引擎正式发布 KubeEdge 社区已于 2022 年 7 月份完成整个 KubeEdge 项 目的第三方安全审计，并已发布 云原生边缘计算安全威胁分析和 防护白皮书。 CloudWeGo-Shmipc 是字节跳 动服务框架团队研发的高性能 进程间通讯库。它基于共享内 该版本带来了值得大家关注的新功能以及增强：扩大对 Kubernetes 的支 持范围，最新稳定性支持 1.26；重构告警策略架构，解耦为告警规则与 规则组；提升集群别名展示权重，减少原集群名称不可修改导致的管理问 题；升级 KubeEdge 组件到 v1.13 等。 Apache SeaTunnel Web 是 SeaTunnel 项目下的一个新组件，专为那些希 望通过图形化界面管理和监控其大数据流处理任务的用户设计。不再需要

发布面向服务器、云原生、边缘和嵌入式场景的全场景操作系统版本，统一基于 Linux Kernel 5.10 构建， 对外接口遵循 POSIX 标准，具备天然协同基础。同时 openEuler 22.09 版本集成分布式软总线、KubeEdge+ 边云协同框架等 能力，进一步提升数字基础设施协同能力，构建万物互联的基础。 面向未来，社区将持续创新、社区共建、繁荣生态，夯实数字基座。 引领内核创新 • 云原生调度增强：针对云场景在线和离线业务混合部署场景，创新 eggo：ARM/x86 双平面混合集群 OS 高效一键式安装，百节点部署时间 <15min。 新场景 • 边缘计算：发布面向边缘计算场景的版本 openEuler 22.09 Edge，支持 KubeEdge+ 边云协同框架，具备边云应用统 一管理和发放等基础能力。 • 嵌入式： 发布面向嵌入式领域的版本 openEuler 22.09 Embedded，镜像大小 < 5M，启动时间 <5S。