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      KubeEdge使用文档

      KubeEdge将Kubernetes的能力延伸到了边缘场景中,为云和边缘之间的网络,应用部署和元数据同步提供基础架构支持。KubeEdge在使用上与Kubernetes保持完全一致,除此之外还扩展了对边缘设备的管理与控制。本节将通过一个简单的例子向用户演示如何通过KubeEdge完成设备边云协同任务。

      1. 准备工作

      选用示例:KubeEdge Counter Demo

      计数器是一个伪设备,用户无需任何额外的物理设备即可运行此演示。计数器在边缘侧运行,用户可以从云侧在Web中对其进行控制,也可以从云侧在Web中获得计数器值。原理图如下:

      详细文档参考:https://github.com/kubeedge/examples/tree/master/kubeedge-counter-demo

      1)本示例要求KubeEdge版本必须是v1.2.1+,此次选择最新版的KubeEdge v1.8.0

      [root@ke-cloud ~]# kubectl get node
      NAME       STATUS   ROLES        AGE   VERSION
      ke-cloud   Ready    master       13h   v1.20.2
      ke-edge1   Ready    agent,edge   64s   v1.19.3-kubeedge-v1.8.0
      
      说明:本文接下来的验证将使用边缘节点ke-edge1进行,如果你参考本文进行相关验证,后续边缘节点名称的配置需要根据你的实际情况进行更改。
      

      2)确保k8s apiserver开启了以下配置:

      --insecuret-port=8080
      --insecure-bind-address=0.0.0.0
      

      可以通过修改/etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml文件,并重启k8s-apiserver组件的pod来进行更改。

      3)下载示例代码:

      [root@ke-cloud ~]# git clone https://github.com/kubeedge/examples.git $GOPATH/src/github.com/kubeedge/examples
      

      2. 创建device model和device

      1)创建device model

      [root@ke-cloud ~]# cd $GOPATH/src/github.com/kubeedge/examples/kubeedge-counter-demo/crds
      [root@ke-cloud crds~]# kubectl create -f kubeedge-counter-model.yaml
      

      2)创建device

      根据你的实际情况修改matchExpressions:

      [root@ke-cloud ~]# cd $GOPATH/src/github.com/kubeedge/examples/kubeedge-counter-demo/crds
      [root@ke-cloud crds~]# vim kubeedge-counter-instance.yaml
      apiVersion: devices.kubeedge.io/v1alpha1
      kind: Device
      metadata:
        name: counter
        labels:
          description: 'counter'
          manufacturer: 'test'
      spec:
        deviceModelRef:
          name: counter-model
        nodeSelector:
          nodeSelectorTerms:
          - matchExpressions:
            - key: 'kubernetes.io/hostname'
              operator: In
              values:
              - ke-edge1
      
      status:
        twins:
          - propertyName: status
            desired:
              metadata:
                type: string
              value: 'OFF'
            reported:
              metadata:
                type: string
              value: '0'
      
      [root@ke-cloud crds~]# kubectl create -f kubeedge-counter-instance.yaml
      

      3. 部署云端应用

      1)修改代码

      云端应用web-controller-app用来控制边缘端的pi-counter-app应用,该程序默认监听的端口号为80,此处修改为8089,如下所示:

      [root@ke-cloud ~]# cd $GOPATH/src/github.com/kubeedge/examples/kubeedge-counter-demo/web-controller-app
      [root@ke-cloud web-controller-app~]# vim main.go
      package main
      
      import (
              "github.com/astaxie/beego"
              "github.com/kubeedge/examples/kubeedge-counter-demo/web-controller-app/controller"
      )
      
      func main() {
              beego.Router("/", new(controllers.TrackController), "get:Index")
              beego.Router("/track/control/:trackId", new(controllers.TrackController), "get,post:ControlTrack")
      
              beego.Run(":8089")
      }
      

      2)构建镜像

      注意:构建镜像时,请将源码拷贝到GOPATH对应的路径下,如果开启了go mod请关闭。

      [root@ke-cloud web-controller-app~]# make all
      [root@ke-cloud web-controller-app~]# make docker
      

      3)部署web-controller-app

      [root@ke-cloud ~]# cd $GOPATH/src/github.com/kubeedge/examples/kubeedge-counter-demo/crds
      [root@ke-cloud crds~]# kubectl apply -f kubeedge-web-controller-app.yaml
      

      4. 部署边缘端应用

      边缘端的pi-counter-app应用受云端应用控制,主要与mqtt服务器通信,进行简单的计数功能。

      1)修改代码与构建镜像

      需要将Makefile中的GOARCH修改为amd64才能运行该容器。

      [root@ke-cloud ~]# cd $GOPATH/src/github.com/kubeedge/examples/kubeedge-counter-demo/counter-mapper
      [root@ke-cloud counter-mapper~]# vim Makefile
      .PHONY: all pi-execute-app docker clean
      all: pi-execute-app
      
      pi-execute-app:
              GOARCH=amd64 go build -o pi-counter-app main.go
      
      docker:
              docker build . -t kubeedge/kubeedge-pi-counter:v1.0.0
      
      clean:
              rm -f pi-counter-app
      
      [root@ke-cloud counter-mapper~]# make all
      [root@ke-cloud counter-mapper~]# make docker
      

      2)部署Pi Counter App

      [root@ke-cloud ~]# cd $GOPATH/src/github.com/kubeedge/examples/kubeedge-counter-demo/crds
      [root@ke-cloud crds~]# kubectl apply -f kubeedge-pi-counter-app.yaml
      
      说明:为了防止Pod的部署卡在`ContainerCreating`,这里直接通过docker save、scp和docker load命令将镜像发布到边缘端
      
      [root@ke-cloud ~]# docker save -o kubeedge-pi-counter.tar kubeedge/kubeedge-pi-counter:v1.0.0
      [root@ke-cloud ~]# scp kubeedge-pi-counter.tar root@192.168.1.56:/root
      [root@ke-edge1 ~]# docker load -i kubeedge-pi-counter.tar
      

      5. 体验Demo

      现在,KubeEdge Demo的云端部分和边缘端的部分都已经部署完毕,如下:

      [root@ke-cloud ~]# kubectl get pods -o wide
      NAME                                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP             NODE       NOMINATED NODE   READINESS GATES
      kubeedge-counter-app-758b9b4ffd-f8qjj   1/1     Running   0          26m     192.168.1.66   ke-cloud   <none>           <none>
      kubeedge-pi-counter-c69698d6-rb4xz      1/1     Running   0          2m      192.168.1.56   ke-edge1   <none>           <none>
      

      我们现在开始测试一下该Demo运行效果:

      1)执行ON命令 在web页面上选择ON,并点击Execute,可以在edge节点上通过以下命令查看执行结果:

      [root@ke-edge1 ~]# docker logs -f counter-container-id
      

      2)查看counter STATUS 在web页面上选择STATUS,并点击Execute,会在Web页面上返回counter当前的status。

      3)执行OFF命令 在web页面上选择OFF,并点击Execute,可以再edge节点上通过以下命令查看执行结果:

      [root@ke-edge1 ~]# docker logs -f counter-container-id
      

      6. 其它

      1)更多的KubeEdge官方示例请参考 https://github.com/kubeedge/examples

      名称描述
      LED-RaspBerry-PiControlling a LED light with Raspberry Pi using KubeEdge platform
      Data Analysis @ EdgeAnalyzing data at edge by using Apache Beam and KubeEdge
      Security@EdgeSecurity at edge using SPIRE for identity management
      Bluetooth-CC2650-demoControlling a CC2650 SensorTag bluetooth device using KubeEdge platform
      Play Music @Edge through WeChatPlay music at edge based on WeChat and KubeEdge
      Play Music @Edge through WebPlay music at edge based on Web and KubeEdge
      Collecting temperature @EdgeCollecting temperature at edge based KubeEdge
      Control pseudo device counter and collect dataControl pseudo device counter and collect data based KubeEdge
      Play Music @Edge through TwitterPlay music at edge based on Twitter and KubeEdge.
      Control Zigbee @Edge through cloudFace detection at cloud using OpenCV and using it to control zigbee on edge using Kubeedge.

      2)使用EdgeMesh做边缘服务发现

      https://github.com/kubeedge/edgemesh

      3)自定义云边消息路由

      https://kubeedge.io/en/docs/developer/custom_message_deliver/

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      ● 表述不通顺,但不影响理解;

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      ● 图形、表格、文字等晦涩难懂;

      ● 逻辑不清晰,该分类、分项、分步骤的没有给出;

      正确性

      ● 技术原理、功能、规格等描述和软件不一致,存在错误;

      ● 原理图、架构图等存在错误;

      ● 命令、命令参数等错误;

      ● 代码片段错误;

      ● 命令无法完成对应功能;

      ● 界面错误,无法指导操作;

      风险提示

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      内容合规

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