背景介绍

在云边协同场景下，虽然云端已经具备了较为全面的云原生能力，但边缘侧由于特定的网络环境及应用场景的限制，往往无法提供像云端一样丰富的能力，而实际上用户业务应用的主战场却在边缘侧， 这就导致边缘侧在使用云原生能力的时候或多或少存在一些gaps，而如何解决这些gaps也成为云边协同基础设施软件力求解决的关键问题。本文针对边缘侧服务暴露给集群外访问的场景，来探讨一下在 OpenYurt边缘侧解决上述问题的方法，希望能起到抛砖引玉的效果。

在原生Kubernetes集群中，如果想将服务暴露出来供集群外部访问，通常可以考虑以下几种方式：

• HostNetwork
• ExternalIPs
• NodePort
• LoadBalancer
• Ingress

其中前三种方式，由于自身存在一定的局限性，在条件允许的情况下，通常用户更倾向于选择后两种方式。而对Ingress方式而言，云端Ingress功能通常会搭配云端SLB服务一起使用， SLB负责从用户请求到节点维度的负载均衡，而Ingress负责从节点到pod维度的负载均衡，这样就实现了从用户请求到应用pod的全链路的负载均衡功能。然而在云边协同场景下，由于边缘侧并不具备云端SLB服务的能力，边缘Ingress或边缘应用无法暴露LoadBalancer类型的服务供集群外访问，这也成为了边缘侧对外暴露服务的一大痛点。

为了解决上述痛点，目前在开源社区，有几个方案可供选择：MetalLB, PureLB和OpenELB。

• MetalLB: https://github.com/metallb
• PureLB: https://github.com/purelb
• OpenELB: https://github.com/openelb

关于三个项目之间的比较，可以从网上查到一些相关介绍，整体来说，它们实现的功能大同小异，从项目成熟度及流行度的角度考虑，我们选择以MetalLB为例，探讨一下如何通过MetalLB在OpenYurt 边缘侧实现对LoadBalancer类型service的支持。

打开openYurt的README.md，在简单介绍之后就是Getting started:

 yurtctl convert --provider [minikube|kubeadm|kind] // To convert an existing Kubernetes cluster to an OpenYurt cluster
 yurtctl revert // To uninstall and revert back to the original cluster settings

简单一行命令就可体验OpenYurt了，感觉非常方便。

稍等！为什么是 convert/revert 而不是 install/uninstall ?

这个命令对集群做了什么？

看来，在执行它之前有必要搞清楚它到底做了什么。

Service Topology enables a service to route traffic based on the Node topology of the cluster. For example, a service can specify that traffic be preferentially routed to endpoints that are on the same Node as the client, or in the same available NodePool.

The following picture shows the general function of the service topology.

To use service topology, the EndpointSliceProxying feature gate must be enabled, and kube-proxy needs to be configured to connect to Yurthub instead of the API server.

You can set the topologyKeys values of a service to direct traffic as follows. If topologyKeys is not specified or empty, no topology constraints will be applied.

1.背景介绍

OpenYurt是业界首个非侵入的边缘计算云原生开源项目，通过边缘自治，云边协同，边缘单元化，边缘流量闭环等能力为用户提供云边一体化的使用体验。不少用户在使用OpenYurt的时候，经常需要把存量的使用InClusterConfig访问kube-apiserver的Pod通过OpenYurt迁移到边缘环境中。如下图所示：

在OpenYurt集群中，提供了使用InClusterConfig的业务Pod零修改就可以运行在边缘环境的能力。

OpenYurt如何解决边缘自治问题

想要实现将 Kubernetes 系统延展到边缘计算场景，那么边缘节点将通过公网和云端连接，网络连接有很大不可控因素，可能带来边缘业务运行的不稳定因素，这是云原生和边缘计算融合的主要难点之一。

解决这个问题，需要使边缘侧具有自治能力，即当云边网络断开或者连接不稳定时，确保边缘业务可以持续运行。在 OpenYurt 中，该能力由 yurt-controller-manager 和 YurtHub 组件提供。

随着边缘计算的快速发展，越来越多的数据需要到网络的边缘侧进行存储、处理和分析，边缘的设备和应用呈爆发式增长。如何高效的管理边缘侧的资源和应用是业界面临的一个主要问题。当前，采用云原生的方法，将云计算的能力下沉到边缘并在云端做统一调度、管控的云边端一体化架构得到了业界的广泛认可。

2020 年 5 月，阿里巴巴开源首个 Kubernetes 无侵入的边缘计算云原生项目 OpenYurt，并于同年 9 月份进入 CNCF SandBox。OpenYurt 针对边缘场景中网络不稳定、云边运维困难等问题，对原生 Kubernetes 无侵入地增强，重点提供了边缘节点自治、云边运维通道、边缘单元化的能力。

如图下所示，

本文通过在云端部署 Kubernetes 集群的控制面，并将树莓派接入集群来搭建云管边场景。基于这个环境演示 OpenYurt 的核心能力，带大家快速上手 OpenYurt。

导读：OpenYurt是阿里巴巴开源的云边协同一体化架构，与同类开源方案相比，OpenYurt拥有可实现边缘计算全场景覆盖的能力。

• OpenYurt是如何在弱网和断网环境下实现边缘自治的——YurtHub
• OpenYurt另一个核心能力——云边通信，以及相关组件Yurttunnel

导读：OpenYurt 自开源以来，以非侵入式的架构设计融合云原生和边缘计算两大领域，引起了不少行业内同学的关注。阿里云推出开源项目 OpenYurt，一方面是把阿里云在云原生边缘计算领域的经验回馈给开源社区，另一方面也希望加速云计算向边缘延伸的进程，并和社区共同探讨未来云原生边缘计算架构的统一标准。 本文主要介绍了 OpenYurt 中组件 YurtHub 的扩展能力。

导读：OpenYurt 开源两周以来，以非侵入式的架构设计融合云原生和边缘计算两大领域，引起了不少行业内同学的关注。阿里云推出开源项目 OpenYurt，一方面是把阿里云在云原生边缘计算领域的经验回馈给开源社区，另一方面也希望加速云计算向边缘延伸的进程，并和社区共同探讨未来云原生边缘计算架构的统一标准。 本文将详细介绍OpenYurt的边缘自治能力的设计细节。

随着物联网技术以及 5G 技术的高速发展，将云计算的能力延伸至边缘设备端，并通过中心进行统一交付、管控，已成为云计算的重要发展趋势。为服务更多开发者把握这一趋势，5月29日，阿里巴巴正式对外开源了基于 ACK@Edge（边缘集群托管服务）的云原生边缘计算框架 —— OpenYurt

自 OpenYurt 开源以来受到了开发者的关注，今天这篇文章将带大家快速上手 OpenYurt ，介绍如何使用 OpenYurt 提供的命令行管理工具 Yurtctl， 高效快速地部署 OpenYurt 集群。