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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。

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：北京时间 5 月 29 日，在阿里云容器服务 ACK@Edge（边缘集群托管服务） 上线一周年之际，阿里巴巴正式宣布将其核心能力开源，并向社区贡献完整的边缘计算云原生项目 -- OpenYurt。

边缘云计算是基于云计算技术的核心和边缘计算的能力，构筑在边缘基础设施之上的新型计算平台，并正在成为行业的新焦点。OpenYurt 作为阿里巴巴首个边缘计算云原生开源项目，汇聚了阿里巴巴众多边缘计算业务团队的深厚技术积累，深度挖掘了边缘计算 + 云原生落地实施诉求。

两年前，OpenYurt 作为公共云服务 ACK@Edge 的核心框架，就已经应用于 CDN、音视频直播、物联网、物流、工业大脑、城市大脑等实际应用场景中，并服务于阿里云 LinkEdge、盒马、优酷、视频云（视频点播、视频直播、实时通信、视频监控、智能视觉）等多个业务或项目中。

阿里巴巴云原生开源负责人、云原生应用平台资深技术专家李响表示：“随着边缘计算的场景和需求不断增加，‘云边协同’、‘边缘云原生’正在逐渐成为新的技术焦点。OpenYurt 开源项目实践‘云边一体化’概念，依托原生 Kubernetes 强大的容器编排、调度能力，实现完全边缘计算云原生基础设施架构，帮助开发者轻松完成在海量边、端资源上的大规模应用的交付、运维、管控。我们希望 OpenYurt 开源能推动社区在云原生和边缘计算交叉领域的协同发展。”