工业互联网边缘计算 课件 任务3.3 边云协同平台部署

——工业互联网边缘计算——模块3部署边云协同系统架构和平台架构目录CONTENTS边云协同与项目整体方案设计任务3.1边云协同系统部署任务3.2边云协同平台部署任务3.3系统高并发性与高可用性配置任务3.4数据平台与边缘网关协同案例任务3.5任务3.3边云协同平台部署3.3.1边云协同整体架构从部署模式上看，边缘可以包含两级边缘节点——边缘网关层和边缘云层，均部署在靠近终端设备的地方。边缘网关层部署在工业现场，是第一级边缘节点，在传统路由转发功能的基础上对海量数据进行初步处理，降低海量数据造成的网络压力和计算压力。边缘云层部署在5G网络基础设施架构中，是第二级边缘节点，对边缘网关初步处理后的数据进行智能分析，结果通过边缘网关反馈给终端设备，保证对终端设备精准控制的时延要求。在此基础上进行云中心层部署，有公有云部署和私有云部署两种不同的方案。小型企业考虑经济成本问题，通常从阿里云、腾讯云、华为云等云计算供应商处租用公有云资源部署云中心层。但具有一定经济实力的大中型企业从数据安全和个性化定制等角度出发，也会选择在企业内部构建专供员工使用的私有云系统。3.3.1边云协同整体架构云中心层部署方案选定以后，基于边云协同系统部署进行边云协同平台部署，整体架构如图所示。3.3.1边云协同整体架构从服务模式的角度看：提供SaaS和PaaS两种不同类型的服务；SaaS类型的服务将应用平台里的众多应用以云端软件的形式提供给企业中包括产线员工、工程师、产品人员、销售人员、部门经理在内的各类人员使用，在这种模式下，企业员工在企业内部可以通过多种终端灵活接入云端应用，而且实时同步云端应用的迭代升级，不必进行本地更新；PaaS类型的服务主要提供给企业中的开发人员使用，可以让企业中的开发人员通过可视化界面灵活快速地实现对容器集群的节点管理、组件管理、服务管理、服务编排、资源调度、资源监控，实现对SaaS平台中各种应用的快速部署和全生命周期管理。3.3.1边云协同整体架构从硬件架构的角度看：以虚拟化技术为支撑，将物理硬件虚拟化成资源池的形式，通过资源池的形式屏蔽物理硬件的复杂性，实现上层应用和下层资源的解耦合，实现物理资源的充分利用；在这种形式下，资源池上的虚拟机成为图示系统架构的新的载体。3.3.1边云协同整体架构从系统架构的角度看：以容器技术和集群技术为支撑，通过容器技术为服务运行提供轻量级的隔离环境，通过集群技术对容器服务进行调度编排、实现容器服务的横向扩展和动态部署；在这种形式下，虚拟机上的容器集群成为图示平台架构的新的依托。3.3.1边云协同整体架构从平台架构的角度看：通过“平台+应用”的架构体系为企业提供各类业务服务，整体架构基于微服务理念，采用高内聚、低耦合、易于扩展、服务化的设计原则，构建百花齐放的触点应用，灵活快速支撑多端业务迭代创新。3.3.1边云协同整体架构从数据接入的角度看：将SaaS平台细分为数据平台和应用平台，数据平台部署一个物联网平台，即IoT平台，南向接收边缘网关初步处理后的数据，北向为应用平台里各项应用提供支撑。3.3.1边云协同整体架构从落地实践的角度看：某企业根据实际需要设计了边缘计算管理平台和边缘网关管理平台两大平台。3.3.1边云协同整体架构边缘计算管理平台是架构中PaaS平台的一种落地形式。既可以部署在云中心层的云服务上，对多地边缘集群进行统一管理；也可以部署在边缘云层的管理节点上，对所属边缘集群进行本地管理。作用既包括边缘集群的节点管理、组件管理、服务管理、服务编排、资源调度、资源监控，也包括SaaS平台中各种应用的快速部署和全生命周期管理。3.3.1边云协同整体架构边缘网关管理平台是架构中IoT平台的一种落地形式。部署在边缘集群的工作节点上。作用是南向接收边缘网关初步处理后的数据，北向为应用平台里各项应用提供支撑，通过进一步开发部署，亦可实现边缘云层与边缘网关之间的资源协同、服务协同、应用协同，实现边缘云层与边缘网关之间的全面协同。3.3.2边缘计算管理平台部署案例导入某企业根据实际需要在多地开设工厂。各工厂在园区内网部署边缘网关和MEC服务器两级边缘节点。以MEC集群为边缘集群，落地时基于K3S架构和kube-virt架构部署两种不同类型的集群。K3S集群以容器为单位，在MEC集群中进行容器编排调度；kube-virt集群以虚机为单位，在MEC集群中进行虚机编排调度。一方面，可以在边缘集群的工作节点上部署边缘网关管理平台，实现MEC集群与边缘网关的全面协同。一方面，可以在边缘集群的管理节点上部署边缘计算管理平台，实现MEC集群的本地管理。进一步，该企业可以根据实际需求，在集团总部搭建云中心层，在云中心层部署边缘计算管理平台，实现多工厂MEC集群的统一管理，如图所示。接下来，在某台物理服务器上，通过该企业提供的精简版安装包，模拟边缘计算管理平台的部署过程和以K3S集群为例的MEC集群的部署过程，部署完成以后，基于边缘计算管理平台实现以K3S集群为例的MEC集群的统一管理。3.3.2边缘计算管理平台部署案例1.基础配置——（1）安装物理机操作系统1）选择CentOS7操作系统，假设IP地址设置为29。2）关闭物理机操作系统的防火墙、SELinux、swap分区。3）修改物理机操作系统的yum源，比如使用阿里云官网上面为CentOS7操作系统提供的yum源。3.3.2边缘计算管理平台部署案例1.基础配置——（2）准备安装包1）上传该企业提供的精简版安装包到该物理服务器，安装包名称为k3ssingle.zip。2）解压缩安装包，因为压缩包是zip格式，所以需要先下载unzip工具再解压。#yuminstall-yunzip#exportUNZIP_DISABLE_ZIPBOMB_DETECTION=TRUE#unzipk3s\single.zip3）进入解压后的目录。#cdk3s\single3.3.2边缘计算管理平台部署案例1.基础配置——（2）准备安装包4）查看解压后的文件。解压后的文件包括三个子目录：cuda-deploy目录，platform-deploy目录，node-deploy目录。cuda-deploy目录中的文件用于安装显卡驱动，没有的话可以跳过这个步骤。platform-deploy目录中的文件用于安装边缘计算管理平台。node-deploy目录中的文件用于安装K3S集群管理节点。5）将解压后的文件移动到root用户的家目录下。#mv./*..6）回到root用户的家目录下。#cd..3.3.2边缘计算管理平台部署案例2.安装边缘计算管理平台——（1）安装说明1）将边缘计算管理平台安装到该物理服务器上。2）将Harbor仓库也安装到该物理服务器上。3.3.2边缘计算管理平台部署案例2.安装边缘计算管理平台——（2）进入安装路径1）进入platform-deploy目录。#cdplatform-deploy/2）查看platform-deploy目录下的文件。3.3.2边缘计算管理平台部署案例2.安装边缘计算管理平台——（3）执行安装操作1）执行harbor.sh脚本。#shharbor.sh29注：后面跟的IP地址为Harbor仓库的IP地址，也就是该物理服务器的IP地址。2）执行platform.sh脚本。#shplatform.sh29注：后面跟的IP地址为边缘计算管理平台的IP地址，也就是该物理服务器的IP地址。3.3.2边缘计算管理平台部署案例2.安装边缘计算管理平台——（4）查看1）通过命令查看该物理服务器上运行的容器，命令为dockerps。3.3.2边缘计算管理平台部署案例2.安装边缘计算管理平台——（4）查看2）通过浏览器登录Harbor仓库，地址为29:8888。3.3.2边缘计算管理平台部署案例2.安装边缘计算管理平台——（4）查看登录后默认进入项目管理界面。3.3.2边缘计算管理平台部署案例2.安装边缘计算管理平台——（4）查看3）通过浏览器登录边缘计算管理平台，地址为29:20000/ecp/。3.3.2边缘计算管理平台部署案例2.安装边缘计算管理平台——（4）查看登录后默认进入MEC管理界面。3.3.2边缘计算管理平台部署案例2.安装边缘计算管理平台——（4）查看4）回到root用户的家目录下。#cd..3.3.2边缘计算管理平台部署案例3.安装以K3S集群为例的MEC集群——（1）安装说明1）将K3S集群管理节点安装到该物理服务器上。2）该K3S集群管理节点同时具有K3S集群工作节点的功能。3.3.2边缘计算管理平台部署案例3.安装以K3S集群为例的MEC集群——（2）进入安装路径1）进入node-deploy目录。#cdnode-deploy/2）查看node-deploy目录下的文件。3.3.2边缘计算管理平台部署案例3.安装以K3S集群为例的MEC集群——（2）进入安装路径3）进入yamls目录。#cdyamls/4）查看yamls目录下的文件。3.3.2边缘计算管理平台部署案例3.安装以K3S集群为例的MEC集群——（2）进入安装路径5）修改calico.yaml文件，将interface修改为该物理服务器的网卡前缀。注：该物理服务器的网卡前缀可以通过ipashow|more命令查看。6）回到node-deploy目录下。#cd..3.3.2边缘计算管理平台部署案例3.安装以K3S集群为例的MEC集群——（3）执行安装操作1）执行deploy.sh脚本。#HARBOR_ADDRESS=29sourcedeploy.sh01注：前面跟的IP地址为Harbor仓库的IP地址，也就是该物理服务器的IP地址。2）执行yamls目录下的所有yaml文件。#forlinein‘lsyamls’;dokubectlapply-fyamls/$line;sleep10;done3.3.2边缘计算管理平台部署案例3.安装以K3S集群为例的MEC集群——（4）查看1）通过命令查看该物理服务器上运行的pod，命令为kubectlgetpods-A。3.3.2边缘计算管理平台部署案例3.安装以K3S集群为例的MEC集群——（4）查看2）通过命令查看K3S集群的token，命令为shget-token.sh。3.3.2边缘计算管理平台部署案例3.安装以K3S集群为例的MEC集群——（4）查看3）回到root用户的家目录下。#cd..3.3.2边缘计算管理平台部署案例4.边缘计算管理平台上添加以K3S集群为例的MEC集群——（1）添加K3S集群管理节点1）进入【系统配置】-【MEC管理】，单击“添加”，弹出【新增MEC】窗口，填写相应内容。3.3.2边缘计算管理平台部署案例4.边缘计算管理平台上添加以K3S集群为例的MEC集群——（1）添加K3S集群管理节点2）完成后。3.3.2边缘计算管理平台部署案例4.边缘计算管理平台上添加以K3S集群为例的MEC集群——（2）查看K3S集群工作节点1）进入【节点管理】。3.3.3基于边缘计算管理平台的应用部署案例导入边缘计算管理平台部署完成以后，既可以进行边缘集群的节点管理、组件管理、服务管理、服务编排、资源调度、资源监控，也可以进行各种应用的快速部署和全生命周期管理。接下来，登录某企业云中心层边缘计算管理平台，通过边缘计算管理平台向该企业某工厂的MEC集群中部署应用。3.3.3基于边缘计算管理平台的应用部署案例1.登录某企业云中心层边缘计算管理平台——（1）登录1）通过浏览器登录某企业云中心层边缘计算管理平台。3.3.3基于边缘计算管理平台的应用部署案例1.登录某企业云中心层边缘计算管理平台——（1）登录2）进入【系统配置】-【MEC管理】，查看所有MEC集群。3.3.3基于边缘计算管理平台的应用部署案例1.登录某企业云中心层边缘计算管理平台——（1）登录3）进入【节点管理】，查看选定MEC集群下的工作节点。3.3.3基于边缘计算管理平台的应用部署案例2.部署容器应用到MEC集群工作节点——（1）以nginx为例，部署容器应用1）进入【应用管理】-【容器应用