Akri，一个用于建立Kubernetes和边缘计算连接的开源项目

Akri 使您可以轻松地将异构叶子设备（例如IP摄像机和USB设备）公开为Kubernetes集群中的资源，同时还支持公开嵌入式硬件资源（例如GPU和FPGA）。 Akri不断检测有权访问这些设备的节点，并根据这些节点调度工作负载。

Why Akri

在边缘，有各种各样的传感器，控制器和MCU类设备正在产生数据并执行动作。为了使Kubernetes成为可行的边缘计算解决方案，Kubernetes集群需要轻松利用这些异构的“叶子设备”。但是，许多此类叶子设备太小，无法自行运行Kubernetes。 Akri 是一个开源项目，将这些叶设备公开为Kubernetes集群中的资源。它利用并扩展了 Kubernetes设备插件框架，该框架是在考虑云的基础上创建的，并专注于静态资源，例如GPU和其他系统硬件。 Akri采用了此框架并将其应用于边缘，边缘包含一组具有独特通信协议和间歇可用性的叶子设备。

Akri专为边缘设计，可处理叶子设备的动态创建和销毁情况。 Akri提供了类似于CNI的抽象层，但是它没有对底层网络详细信息进行抽象。操作员只需要将Akri配置应用于集群，即可指定发现协议（例如ONVIF）和应部署的Pod（例如视频帧服务器）。然后剩下的事，Akri来完成。操作员还可以允许多个节点使用分支设备，从而在节点脱机的情况下提供高可用性。此外，Akri将为每种类型的叶子设备（或Akri Configuration）自动创建Kubernetes服务，从而无需使用应用程序来跟踪Pod或节点的状态。

最重要的是，Akri被构建为可扩展的。我们目前拥有ONVIF和udev发现协议，并且正在努力实现OPC UA，同时社区成员可以轻松添加更多协议。 Akri支持的协议越多，Akri可以发现的叶子设备的范围越广。

Akri 工作原理

Akri的架构由四个关键组件组成：

• Akri Configuration CRD
• Akri Instance CRD
• Agent( 一个设备插件实现)
• 一个自定义控制器

您可以在第一个自定义资源Akri Configuration中对其进行命名。这告诉Akri应该寻找哪种设备。 Akri的设备插件实现会使用Akri的第二个自定义资源Akri Instance查找设备并跟踪其可用性。找到设备后，Akri Controller可以帮助您使用它。它查看每个Akri实例（代表叶子设备），并部署一个“broker” Pod，该Pod知道如何连接到资源并加以利用。

关于该架构深度解析，大家可以参考官方文档。

示例

我们通过官方的一个示例，来加深对Arki的理解。

作为处理动态共享叶设备的示例，已经为ONVIF摄像机协议创建了一个实现。 ONVIF是许多IP摄像机使用的标准，它定义了RTSP摄像机流的发现和访问。除了用于ONVIF的协议实现外，Akri还提供了ONVIF配置和示例代理（akri-onvif-video-broker），它充当帧服务器。 使用Akri的默认ONVIF配置来发现和利用ONVIF摄像机如下所示：

• 操作员将ONVIF配置应用于集群。
• Akri Agent 使用ONVIF协议发现IP摄像机，并为每个发现的摄像机创建实例。
• Akri控制器将看到实例并部署在配置中指定的akri-onvif-video-broker pod。控制器还将为每个ONVIF摄像机创建一个Kubernetes服务，并为所有ONVIF摄像机创建一个服务。

该项目由微软开源主导，可以完美配合k3s 等基于k8s实现的边缘框架。项目实现语言为rust。