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2020 年是非常特別的一年,各行各業都非常艱難,但是有一股力量逆勢增長,不斷迎來新的突破,那就是開源。即使是資本寒冬,一些開源公司如EMQ也能逆勢融資,Rancher也能和SUSE強強聯合,開源充滿無限可能,這是屬於開源的最好的時代,每一位開發者都是星星之火,星星之火可以燎原。

1.KubeEdge

專案介紹:

KubeEdge 名字來源於 Kube + Edge,是面向邊緣計算場景、專為邊雲協同設計的業界首個雲原生邊緣計算框架,在 Kubernetes 原生的容器編排排程能力之上實現了邊雲之間的應用協同、資源協同、資料協同和裝置協同等能力,完整打通了邊緣計算中雲、邊、裝置協同的場景。

KubeEdge 於 2019 年 3 月正式進入 CNCF 成為沙箱級專案(Sandbox),也成為 CNCF 首個雲原生邊緣計算專案。並於 2020 年 9 月晉升為孵化級專案(Incubating),成為 CNCF 首個孵化的雲原生邊緣計算專案。

2020 年大事記

2020 年 9 月 KubeEdge 晉升為 CNCF 孵化級專案(Incubating),標誌著專案已進入大規模生產落地期。目前已在包括 CDN、工業、能源、園區、交通等在內的多個行業迅速發展並生產落地,落地使用者包括聯通沃雲、諧雲、時速雲、中移線上、瑞斯康達等組織。

截至 2020 年 12 月,KubeEdge 社群累計吸引全球開發者 6 萬+,其中來自超過 40 個企業組織的 550 多名開發者參與了社群的核心程式碼貢獻,社群合作伙伴包括 Arm、三星電子、法國電信、中國移動、中國聯通、中國電信、華為雲、時速雲、KubeSphere、EMQ 等。

相關介紹

KubeEdge 架構上分為雲、邊、端三個層次。雲端負責應用和配置的校驗、下發,邊緣側負責執行邊緣應用和管理接入的裝置,裝置端執行各種邊緣裝置。KubeEdge 完整打通了邊緣計算中雲、邊、裝置協同的場景。

其核心能力包括:

支援複雜的邊雲網絡環境:雙向多路複用邊雲訊息通道提供應用層可靠增量同步機制,支援高時延、低質量網路環境。應用/資料邊緣自治:支援邊緣離線自治及邊緣資料處理工作流邊雲一體資源排程和流量協同:支援邊雲節點混合管理、應用流量統一排程支援海量邊緣裝置管理:資源佔用業界同類最小;提供可插拔裝置管理框架,支援自定義外掛擴充套件開放生態:100%相容 Kubernetes 原生能力;支援 MQTT、Modbus、Bluetooth、Wifi、ZigBee 等業界主流裝置通訊協議。

未來 KubeEdge 將持續以雲原生技術為基礎、結合邊緣計算場景,將雲原生技術無縫擴充套件到邊緣,打造最好用的雲原生邊緣計算平臺。

官網:https://kubeedge.io

Github:https://github.com/kubeedge

2.Starlingx

專案介紹:

StarlingX,一個專注於對低延遲和高效能應用進行最佳化的開源邊緣計算及物聯網雲平臺,StarlingX 專案旨在為邊緣計算重新配置經過驗證的雲技術,在大規模分散式計算環境中提供成熟且穩健的雲平臺。StarlingX 是適用於裸機、虛擬機器和容器化部署環境的完整邊緣雲基礎設施平臺,適用於對高可用性(HA)、服務質量(QoS)、效能和低延遲等有嚴格要求的應用場景。

2020 年大事記

2020 年 8 月正式釋出 4.0 版本。社群將對 Kata Containers 的支援新增為一個容器執行時,集成了 OpenStack 的 Ussuri 版本,將剩餘的平臺服務容器化,以列出對軟體的一些增強。

2020 年,StarlingX 專案被批准為開源基礎設施基金會的頂級專案之一。在這一年中,有 111 位貢獻者將 2237 項程式碼更改合併到了程式碼庫中。這還不包括提交到平臺整合的相鄰專案的程式碼庫中的更改(例如 Kubernetes)。

相關介紹

StarlingX 提供了可部署、可擴充套件和高度可靠的邊緣基礎設施軟體平臺,用以構建關鍵任務邊緣雲。作為完整的堆疊進行測試和釋出,StarlingX 利用了其他開源專案的元件,例如 Ceph、Linux、KVM、OpenStack 和 Kubernetes,並透過配置和故障管理等新服務對其進行了補充。StarlingX 社群針對安全性,超低延遲,超高服務正常執行時間以及面向邊緣和 IoT 用例的簡化操作優化了解決方案。

StarlingX的應用場景包括遠端或最後一英里,以及應用用例,例如工廠中的內部雲、工業物聯網、自動駕駛汽車和其他基於運輸的物聯網應用,多訪問邊緣計算(MEC)和虛擬無線電接入網路(vRAN)、5G、智慧建築和城市、增強和虛擬現實、高畫質媒體內容交付、監控、醫療影像以及通用客戶前提裝置(uCPE),在今後的幾年中將會呈現高速的增長。

官網:www.starlingx.io

Github:https://github.com/starlingx

3.K3s

專案介紹

k3s 是首個進入 CNCF 沙箱專案的 K8S 發行版,同時也是當前全球使用者量最大的 CNCF 認證輕量級 K8S 發行版。自 2019 年 3 月釋出以來,備受全球開發者們關注,至今 GitHub Star 數已超過 15,500,成為了開源社群最受歡迎的邊緣計算 K8S 解決方案。截至目前,K3s 全球下載量超過 100 萬次,每週平均被安裝超過 2 萬次,其中 30%的下載量來自中國。

k3s 專為在資源有限的環境中執行 Kubernetes 的研發和運維人員設計,將滿足日益增長的在邊緣計算環境中執行在 x86、ARM64 和 ARMv7 處理器上的小型、易於管理的 Kubernetes 叢集需求。k3s 的釋出,為開發者們提供了以“Rancher 2.X + k3s”為核心的從資料中心到雲到邊到端的 K8S 即服務(Kubernetes-as-a-Service),推動 KubernetesEverywhere。

2020 大事記

2020 年 8 月,K3s 加入 CNCF 沙箱專案,是首個進入 CNCF 沙箱專案的 Kubernetes 發行版,同時也是當前全球使用者量最大的 CNCF 認證輕量級 Kubernetes 發行版。

2020 年 10 月,Rancher 中國團隊正式釋出並開源了 K3s 自動化工具專案 AutoK3s, 它是一款輕量級工具,用於在多個雲供應商上快速建立和管理 K3s 叢集。它可以幫助使用者快速完成 K3s 叢集的個性化配置,同時整合 Kubectl 以提供便捷的叢集訪問功能。

相關介紹

當組織同時使用 Rancher 和 K3s 時,組織將擁有一個在邊緣執行 Kubernetes 的簡單且完整的解決方案。

透過消除安裝 Kubernetes 的複雜性和學習成本,K3s 極大地簡化了邊緣部署。K3s 與架構無關,並且佔用空間極小。K3s 的易用性使組織可以從堆疊中獲得更高的價值,將叢集部署至數百甚至數千個地點,並快速啟動這些叢集。Rancher 透過 Rancher 持續交付(Continuous Delivery)幫助 K3s 使用者管理大量叢集,Rancher 為使用者提供了一個控制器,使他們能夠在邊緣高效地管理 Kubernetes。K3s 為邊緣部署提供動力,並推動組織實現真正的數字化轉型。

官網:https://www.rancher.cn/k3s/

Github:https://github.com/k3s-io/k3s

4.EdgeX Foundry

專案介紹:

EdgeX Foundry 是由 Linux 基金會運營的廠商中立的開放原始碼專案,旨在為物聯網邊緣計算建立公共開放的框架。該專案的核心是基於與硬體和作業系統完全無關的參考軟體平臺建立的互操作框架,使能即插即用的元件生態系統,統一市場,加速物聯網方案的部署。

EdgeX Foundry 使有意參與的各方在開放與互操作的物聯網方案中自由協作,無論他們是使用公開標準或私有方案。Edgex Foundry 由 LF Edge 運營,目前有 60 多家全球企業參與,150 多名工程師貢獻程式碼。EdgeX 中國專案於 2019 年底成立,負責運營中國區的技術推廣並吸引更多的程式碼貢獻。VMware 和 Intel 是 EdgeX 中國專案的聯合維護單位。

大事記

2020 年 EdgeX 全球下載量累計達到 800 萬次,來自中國的下載排名全球第二,像 Dell、惠普、埃森哲、Intel、Wipro、TIBCO 這樣的全球企業都推出了基於 EdgeX 的行業解決方案。中國今年有 1000 多名專業人士參與社群活動。估計代表了約 200 家各類機構,其中有 30-40 家活躍組織,有 10 家以上的公司(研華科技、京東、中科創達、江行智慧、新華三、贊同科技、雲創遠景等)公佈了基於 EdgeX 的商業技術解決方案,並已經有大量專案落地客戶。

官網:https://www.edgexfoundry.org/

Github:https://github.com/edgexfoundry/

5.EdgeGallery

專案介紹

EdgeGallery 是由裝置廠商、運營商,垂直行業夥伴等聯合發起的一個 5G 邊緣計算開源專案。目的是打造一個符合 5G MEC“聯接+計算”特點的邊緣計算公共平臺,實現網路能力(尤其是 5G 網路)開放的標準化和 MEC 應用開發、測試、遷移和執行等生命週期流程的通用化。

EdgeGallery 不僅是一個 MEP 平臺,未來更是一個面向應用和開發者的端到端解決方案,將為應用開發者、邊緣運營及運維人員提供一站式服務。

2020 大事記

2020 年 7 月 30 日,來自中國資訊通訊研究院、中國移動、中國聯通、華為、騰訊、紫金山實驗室、九州雲和安恆資訊的代表召開首屆 EdgeGallery 開源社群董事會,標誌著聚焦 5G 邊緣計算場景的 EdgeGallery 開源專案籌備工作完成,社群正式成立,社群治理進入董事會領導下的規範運作新階段。

2020 年 8 月 6 日,業界首個 5G 邊緣計算開源平臺 EdgeGallery 宣佈在碼雲上正式開源。9 月 30 日,EdgeGallery 社群正式釋出了第二個版本 Blue release。

相關介紹

EdgeGallery 針對邊緣計算場景提供了設計、分發以及執行的 E2E 平臺以及工具鏈。為了繁榮邊緣計算生態,EdgeGallery 還不斷豐富樣例應用、聯邦商城、5G 實驗室等:

E2E 應用開發部署平臺:a) API 能力中心:面向 APP 開發者,提供更加豐富的開放能力 b) 開發調測換環境:提供 5G MEC 開發調測沙箱以及外場環境 c) 5G 網路整合:UPF 對接、提供 DNS、流量等規則配置能力APP Store 聯邦以及 APP 生態共建:a) 3rd APP Store 管理:提供三方 APP 倉庫的註冊管理功能 b) APP Store 分散式聯邦:實現與三方 APP 倉庫的 APP 推送共享 c) APP 身份證:提供 APP 認證平臺,運營商可定製測試用例邊緣節點視覺化管理:a) 邊緣節點 GIS 管理:提供基於線上地圖的邊緣節點以及資源管理,提供街道級別的 MEP 詳細拓撲 b) 5G UPF 分流規則配置:UPF 流量轉發規則,DNS 規則的視覺化配置邊緣應用與服務視覺化:a) 本地 Portal:新增 MEP 單節點管理介面,用以管理應用和服務,實現基本的服務治理視覺化能力 b) 節點服務治理:提供單節點服務的 health check,多節點服務隔離,5G 網路整合等能力在未來的版本中,社群計劃持續提升 EdgeGallery 平臺的使用者體驗、穩定性、安全性以及提供更豐富的開放能力。

在未來的版本中,社群計劃持續提升EdgeGallery平臺的使用者體驗、穩定性、安全性以及提供更豐富的開放能力。

官網:http://www.edgegallery.org/

Github:https://gitee.com/edgegallery

6.Akraino

專案介紹

Akraino 是針對 Edge 的一組開放式基礎架構和應用藍圖,涵蓋了廣泛的用例,包括針對提供商和企業邊緣域的 5G,AI,Edge IaaS / PaaS,IoT。這些藍圖是由 Akraino 社群建立的,專門針對各種形式的邊緣。所有這些藍圖的統一之處在於它們已經由社群進行了測試,可以按原樣使用,或者用作自定義新邊緣藍圖的起點。

2020 大事記

2020 年 8 月批准的Akraino版本3(R3)包括6個新的藍圖:

① 5G MEC / Slice系統,支援雲遊戲,高畫質影片和現場直播藍圖

②AI Edge:教育影片安全監控;

④IEC型別3:Arm伺服器上的AndroidCloud本機應用程式邊緣

⑤IEC型別5:用於整合邊緣雲的SmartNIC

⑥輕量級5G電信邊緣上的企業應用程式

官網:https://www.lfedge.org/projects/akraino/

Github:https://gerrit.akraino.org/

7.Baetyl

專案介紹

Baetyl,原名 OpenEdge,最早是由百度智慧雲打造的邊緣計算平臺,於 2018 年 12 月 6 日正式對外開源,也是是中國首個全面開源的邊緣計算平臺。在 2019 年 9 月 23 日,百度宣佈將 BAETYL 捐贈給 Linux 基金會旗下社群,是中國首個 LF Edge 捐贈專案。2020-07-08,Baetyl 2.0 正式釋出,同步開源了邊緣計算雲管平臺 Baetyl-Cloud。

Baetyl 旨在將雲計算能力拓展至使用者現場。提供臨時離線、低延時的計算服務,包括資料接入、訊息路由、函式計算、流式計算、AI 推斷等功能。配合最新開源的雲管平臺 Baetyl-Cloud,可以實現應用部署、配置下發、系統監控等功能。提供了完整的“雲管理、邊執行”的一體化解決方案。

大事記

2020-07-08,Baetyl 2.0 正式釋出,Baetyl2.0 最重要的亮點包括:

o 增加全新的遠端管理系統 Baetyl-Cloud,支援對多個邊緣節點的管理。

o 邊緣和遠端管理框架全部向雲原生演化,已支援執行在原生 Kubernetes 或 K3S 之上。

o 引入宣告式的設計,透過裝置影子實現端雲同步。

o 升級內部架構,支援未來升級到邊緣叢集。

相關介紹

雲端管理套件和邊緣計算框架

雲端管理套件

雲端管理套件(Cloud Management Suite)負責管理所有資源,包括節點、應用、配置、部署等。所有功能的實現都外掛化,方便功能擴充套件和第三方服務的接入,提供豐富的應用。雲端管理套件的部署非常靈活,即可部署在公有云上,又可部署在私有化環境中,還可部署在普通裝置上,支援 K8S/K3S 部署,支援單租戶和多租戶。開源版雲端管理套件提供的基礎功能如下:邊緣節點管理線上安裝端雲同步(影子)節點資訊節點狀態應用狀態應用部署管理容器應用函式應用節點匹配(自動)配置管理普通配置函式配置密文證書映象庫憑證開源版本包含上述所有功能的 RESTful API,暫不包含前端介面(Dashboard)。

邊緣計算框架

邊緣計算框架(Edge Computing Framework)執行在邊緣節點的 Kubernetes 上, 管理和部署節點的所有應用,透過應用服務提供各式各樣的能力。應用包含系統應用和普通應用,系統應用全部由 Baetyl 官方提供,使用者無需配置。目前有如下幾個系統應用:baetyl-init:負責啟用邊緣節點到雲端,並初始化 baetyl-core,任務完成後就會退出。baetyl-core:負責本地節點管理(node)、端雲資料同步(sync)和應用部署(engine)。baetyl-function: 所有函式執行時服務的代理模組,函式呼叫都到透過這個模組。目前框架支援 Linux/amd64、Linux/arm64、Linux/armv 如果邊緣節點的資源有限,可考慮使用輕量版 Kubernetes:K3S。

官網:https://baetyl.io/

Github:https://github.com/baetyl

8. OpenYurt

專案介紹

OpenYurt 是業界首個開源的非侵入式邊緣計算雲原生平臺,秉承“Extending your native Kubernetes to Edge”的非侵入式設計理念,擁有可實現邊緣計算全場景覆蓋的能力。

使用 OpenYurt(Yurt,/jɜːrt/,蒙古包)作為開源專案名稱,期望以其“形”來表示邊緣計算側重於建立一個集中管理但物理分佈的基礎設施,並支援自動/自治執行操作的含義。OpenYurt 主打“非侵入式雲邊一體化”概念,依託原生 Kubernetes 強大的容器編排、排程能力,透過眾多邊緣計算應用場景錘鍊,實現了一整套對原生 Kubernetes“零”侵入的邊緣雲原生方案,提供諸如邊緣自治、高效運維通道、邊緣單元化管理、邊緣流量拓撲管理,安全容器、邊緣 Serverless/FaaS、異構資源支援等能力。OpenYurt 能幫使用者解決在海量邊、端資源上完成大規模應用交付、運維、管控的問題,並提供中心服務下沉通道,實現和邊緣計算應用的無縫對接。

在短短一年內,作為公共雲服務 ACK@Edge 的核心框架,OpenYurt 已實現全網覆蓋和本地覆蓋的全場景落地,全網覆蓋的應用場景如 CDN、音影片直播、物聯網、物流、工業大腦、城市大腦等;本地覆蓋的應用場景和案例如阿里雲 LinkEdge、優酷、盒馬、AIBox、銀泰商城等。

大事記

2020 年 5 月 OpenYurt 正式對外開源,釋出 v0.1.0 版本,成為業界首個開源的非侵入式邊緣計算雲原生平臺。

2020 年 8 月,開源雲邊隧道功能併發布 v0.2.0 版本

2020 年 9 月,開源 3 個月後經過社群一起努力 OpenYurt 正式成為 CNCF 沙箱級別專案,標誌著 OpenYurt 在邊緣計算場景中構建雲原生基礎設施的能力受到了行業的廣泛認可

2020 年 12 月,社群活躍度繼續攀升,經 intel,諧雲科技等外部同學一起合作努力,開源邊緣單元化功能,併發布 v0.3.0 版本

相關介紹

OpenYurt 的主要元件包括:

YurtHub:Kubernetes 叢集中節點上執行的守護程式,它的作用是作為(Kubelet,Kubeproxy,CNI 外掛等)的出站流量的代理。它在邊緣節點的本地儲存中快取 Kubernetes 節點守護程序可能訪問的所有資源的狀態。如果邊緣節點離線,則這些守護程式可以幫助節點在重新啟動後恢復狀態。

YurtController Manager:在各種不同的邊緣計算用例中 Yurt Controller Manager 負責管理一個節點控制器( NodeController )。舉例來說即使節點心跳丟失,處於自治模式的節點中的 Pod 也不會從 API Server 中被驅逐( evicted )。

YurtApp Manager:它管理 OpenYurt 中引入的兩個 CRD 資源。NodePool 和 UnitedDeployment. 前者為位於同一區域的節點池提供了便利的管理方法。後者定義了一種新的邊緣應用模型以節點池為單位來管理工作負載。

YurtTunnel (server/agent):TunnelServer 透過反向代理與在每個邊緣節點中執行的 TunnelAgent 守護程序建立連線並以此在公共雲的控制平面與 處於 企業內網(Intranet)環境的邊緣節點之間建立安全的網路訪問。

作為首個對原生 Kubernetes 完整生態全部相容的智慧開放平臺,OpenYurt 將以更靈活和可擴充套件的體系結構方向發展,不斷增強開源開發者友好體驗。OpenYurt 還將基於行業場景與 5G、AI、大資料、區塊鏈等新興技術結合,驅動企業業務加速創新。未來 OpenYurt 將與社群並肩、與生態同行,致力於推進雲原生技術在邊緣計算領域的生態建設與普及,與全球開發者一起拓展雲原生的邊界。

官網:https://openyurt.io

Github:https://github.com/alibaba/openyurt

9.SuperEdge

專案介紹

2020 年 12 月 19 日,SuperEdge 專案由騰訊、Intel、VMware、虎牙直播、寒武紀、首都線上和美團聯合宣佈開源,在 github 上釋出首個版本。

SuperEdge 是 Kubernetes 原生的邊緣容器方案,它將 Kubernetes 強大的容器管理能力擴充套件到邊緣計算場景中,針對邊緣計算場景中常見的技術挑戰提供瞭解決方案,如:單叢集節點跨地域、雲邊網路不可靠、邊緣節點位於 NAT 網路等。這些能力可以讓應用很容易地部署到邊緣計算節點上,並且可靠地執行。

相關介紹

SuperEdge 支援所有 Kubernetes 資源型別、API 介面、使用方式、運維工具,無額外的學習成本。也相容其他雲原生專案,如:Promethues,使用者可以結合其他所需的雲原生專案一起使用。

SuperEdge 擁有如下特性:

Kubernetes 原生:SuperEdge 基於 Kubernetes 強大的容器編排、排程能力加強構建,其易於整合的特性使開發者無需對 Kubernetes 進行復雜的結構性修改即可輕鬆部署,SuperEdge 還能完全相容 Kubernetes 的所有原生 API 及其他資源。

邊緣自治:SuperEdge 能夠實現節點級邊緣自治,當邊緣節點處於離線狀態或者與雲端網路連線不穩定時,邊緣節點和網路依然可以自主執行和工作,這能夠有效化解網路不可靠所帶來的不利影響。

分散式節點健康監測:SuperEdge 是業內首個將健康監測帶到邊緣側的開源容器管理系統,這意味著 SuperEdge 能夠在邊緣側持續守護程序,並收集節點的故障資訊,實現更加快速和精準的問題發現與報告。此外,其分散式的設計還可以實現多區域、多範圍的監測和管理。

內建服務網格框架:SuperEdge 能夠自動部署多區域的微服務,方便管理在伺服器上執行的數量龐大的微服務,從而減少管理和程式設計成本。同時,網格內閉環服務可以有效減少執行負載,提高系統的容錯能力和可用性。

內網穿透:SuperEdge 能夠保證 Kubernetes 節點在有無公共網路的情況下都可以連續執行和維護,並且同時支援傳輸控制協議(TCP)、超文字傳輸協議(HTTP)和超文字傳輸安全協議(HTTPS)。

Github:https://github.com/superedge/superedge

10.Azure IoT Edge

專案介紹

Azure IoT Edge 是基於物聯網 (IoT) 中心構建的 IoT 服務。此服務供想要在裝置上 (也稱為“在邊緣上”)而不是在雲中分析資料的客戶使用。透過將部分工作負荷移至邊緣,裝置將訊息傳送到雲所花費的時間可以更少,並且裝置可以對狀態更改更快地做出響應。

Azure IoT Edge 主要將基於雲的分析和定製的業務邏輯轉移到邊緣裝置,使企業能夠專注於洞察商業機會而非資料管理。微軟表示,這些裝置現在將能夠立即採取實時資料行動。藉助開源的 Azure IoT Edge,開發人員可以更靈活地控制自己的邊緣解決方案,以及執行時或除錯問題。

相關介紹

為了解決 Azure IoT Edge 大規模部署的安全問題,Azure IoT Edge 深入集成了裝置調配服務,以安全地配置數以萬計的裝置和 Azure IoT Edge 安全管理員,這些管理員可以用來保護邊緣裝置及其元件。自動裝置管理(ADM)可以基於裝置元資料將大型物聯網邊緣模組部署到裝置。

Azure IoT Edge 支援 C#,C,Node.js,Python 和 Java 等程式語言。它還提供 VSCode 模組開發,測試和部署工具,以及帶 VSTS 的 CI/CD 管道。部署 Azure IoT Edge 有三個必要元件,即 Azure IoT Edge Runtime,Azure IoT Hub 和 Edge 模組。Azure IoT Edge Runtime 是免費且開源的,但客戶必須使用付費的 Azure IoT Hub 例項進行擴充套件。邊緣裝置的管理和部署也將基於 Azure 服務或客戶使用的 Edge 模組。

Github:https://github.com/Azure/iotedge

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