Funcionamiento de AKS Edge Essentials

  • 6 minutos

Aquí obtendrá información sobre todas las partes de AKS Edge Essentials y cómo usa Windows IoT Enterprise para implementar una plataforma ligera de Kubernetes con kernel a soporte técnico en la nube:

  • Clústeres y nodos
  • Redes
  • El esquema de implementación
  • Storage
  • Interoperabilidad con aplicaciones Windows
  • Administración de Azure Arc
  • Compatibilidad del kernel con la nube

Clústeres y nodos

Al crear una implementación de AKS Edge Essentials, AKS Edge Essentials crea una máquina virtual para cada nodo implementado. Puede definir la cantidad de recursos de CPU y memoria que quiere asignar para cada una de las máquinas virtuales. Esta asignación estática le permite controlar cómo se usan los recursos y garantiza que las aplicaciones que se ejecutan en el host tengan los recursos necesarios. AKS Edge Essentials administra el ciclo de vida, la configuración y las actualizaciones de las máquinas virtuales.

Diagrama que muestra las máquinas virtuales en AKS Edge Essentials.

Tipos de nodo

Las implementaciones solo pueden crear una máquina virtual Linux y una máquina virtual Windows en una máquina host determinada. La máquina virtual Linux puede actuar como el nodo del plano de control y como un nodo de trabajo en función de las necesidades de implementación. La ejecución de un nodo de Windows es opcional y puede crear un nodo de trabajo de Windows si necesita implementar contenedores de Windows.

Opciones de implementación de clúster

Después de configurar las máquinas, puede implementar AKS Edge Essentials en las siguientes configuraciones:

  • Clúster de una sola máquina: Ejecuta nodos de Kubernetes en una sola máquina para crear un único clúster de máquinas. Esta implementación usa un conmutador de red interno para habilitar la comunicación entre los nodos. Esta implementación solo admite un nodo de Linux y un nodo de Windows, ambos que se ejecutan en una sola máquina.
  • Clúster escalable: Permite crear un clúster de Kubernetes de varios nodos que puede escalarse entre varias máquinas.

Diagrama que muestra escenarios de implementación de AKS Edge Essentials.

Redes

Para establecer un canal de comunicación entre el sistema operativo host de Windows y las máquinas virtuales Linux y Windows, AKS Edge Essentials usa una pila de redes de Hyper-V. Para obtener más información sobre las redes de Hyper-V, consulte Conceptos básicos de redes de Hyper-V.

En un único clúster de máquina, el instalador y el mecanismo de implementación controlan toda la configuración de red necesaria y no se necesitan pasos o configuraciones adicionales para implementar el clúster. En las implementaciones de clústeres escalables, los nodos que se ejecutan dentro de los distintos dispositivos deben comunicarse entre sí, por lo tanto, todos los nodos deben estar conectados a la misma red y para lograr esta comunicación de nodo a nodo entre dispositivos, las implementaciones de clúster escalables de AKS Edge Essentials usan conmutadores virtuales externos.

Clúster de una sola máquina

Las implementaciones de una sola máquina usan un conmutador virtual interno para administrar las redes. Este tipo de implementación debe tener un nodo de Linux; el nodo de Windows es opcional. En el diagrama siguiente se muestra una única arquitectura de implementación de máquina mediante un conmutador virtual interno:

Diagrama que muestra la arquitectura de red mediante el conmutador virtual interno en un único clúster de máquinas.

Clúster escalable

Las implementaciones de clúster escalables usan conmutadores virtuales externos para administrar las redes. Una vez finalizada la implementación, todos los nodos y el sistema operativo host de Windows están conectados a la red externa mediante el mismo conmutador virtual externo. En el diagrama siguiente se muestra una arquitectura de implementación de clúster escalable mediante conmutadores virtuales externos:

Diagrama que muestra la arquitectura de red mediante el conmutador virtual externo en un clúster de varios nodos.

El esquema de implementación

El esquema de implementación de AKS Edge Essentials proporciona una manera flexible y escalable de implementar y administrar aplicaciones en contenedores en dispositivos perimetrales. Después de instalar AKS Edge Essentials, puede encontrar el archivo de esquema JSON completo en C:\Program Files\AksEdge\aksedge-dcschema.json. En la tabla siguiente se describen algunos de los valores que puede definir en el esquema (para obtener una lista completa, consulte Implementación de parámetros JSON de configuración):

Attribute Tipo de valor Descripción Valor predeterminado Tipos de implementación aplicables
SchemaVersion String Especifica la versión del esquema o formato del JSON. 1.9 Implementación completa y de una única máquina
Version 1.0 Especifica la versión de la instancia del JSON. 1.0 Implementación completa y de una única máquina
DeploymentType [SingleMachineCluster / ScalableCluster] Especifica el tipo de implementación. En ScalableCluster, puede agregar más máquinas a la infraestructura del clúster. SingleMachineCluster Implementación completa y de una única máquina
Arc.ClusterName String Nombre preferido para que el clúster se muestre en Azure Portal. <Machinename>-cluster Implementación completa y de una única máquina
Network.NetworkPlugin [calico / flannel] Elección del complemento CNI para el modelo de red de Kubernetes. En el caso del clúster K8s, use siempre calico y para el clúster K3s, use siempre flannel. flannel Implementación completa y de una única máquina
Machines[].LinuxNode.ControlPlane Booleano Especifica si quiere que esta nueva implementación sea un plano de control. Si false, se trata de un nodo de trabajo. Solo para las máquinas virtuales Linux. false Implementación completa y de una única máquina
Machines[].LinuxNode.CpuCount [2-x] Número de núcleos de CPU reservados para una o varias máquinas virtuales. 2 Implementación completa y de una única máquina
Machines[].LinuxNode.MemoryInMB [2048-2x] RAM en MB reservada para máquinas una o varias máquinas virtuales. 2048 Implementación completa y de una única máquina
Machines[].LinuxNode.DataSizeInGB Número Tamaño de la partición de datos. En el caso de las aplicaciones grandes, se recomienda aumentar este número. Solo para las máquinas virtuales Linux. 10 Implementación completa y de una única máquina
Machines[].LinuxNode.Ip4Address A.B.C.x Especifica la dirección IP que toma la máquina virtual. Implementación completa y de una única máquina
Machines[].WindowsNode.CpuCount [2-x] Número de núcleos de CPU reservados para una o varias máquinas virtuales. 2 Implementación completa y de una única máquina
Machines[].WindowsNode.MemoryInMB [2048-2x] RAM en MB reservada para una o varias máquinas virtuales (múltiplo de 2). 2048 Implementación completa y de una única máquina
Machines[].WindowsNode.Ip4Address A.B.C.x Especifica la dirección IP que toma la máquina virtual. Implementación completa y de una única máquina

Storage

Es posible que las aplicaciones que se ejecutan en AKS Edge Essentials necesiten almacenar y recuperar datos. Las soluciones de almacenamiento persistentes permiten almacenar datos de aplicaciones de manera externa desde el pod que ejecuta cada aplicación y le facilita el mantener los datos de las aplicaciones, incluso si se produce un error en el pod de una aplicación. El aprovisionamiento de rutas de acceso local proporciona una manera de que los usuarios de Kubernetes usen el almacenamiento local en cada nodo habilitando la capacidad de crear notificaciones de volumen persistentes mediante el almacenamiento local en el nodo correspondiente.

También es posible desacoplar la disponibilidad del ciclo de vida del nodo mediante proveedores de almacenamiento externos como NFS. Para obtener más información sobre el complemento NFS, consulte nfs-subdir-external-provisioner.

Interoperabilidad con aplicaciones Windows

Windows proporciona un amplio sistema ecológico de aplicaciones, experiencia de usuario y una sólida seguridad, y potencia gran parte de la infraestructura para tecnología operativa (OT) actual, desde HMI, robots, PLC, dispositivos médicos, etc. Muchas de las cargas de trabajo nativas de la nube se basan en Linux, por lo que se enfrenta al desafío de tener que introducir sistemas Linux para aprovechar las ventajas de las soluciones nativas de la nube. AKS Edge Essentials ofrece interoperabilidad entre las aplicaciones nativas de Windows y las cargas de trabajo contenedorizadas de Linux. Esta interoperabilidad le permite usar un amplio conjunto de funcionalidades de inteligencia artificial para innovar rápidamente e impulsar la innovación perimetral hacia delante con la menor interrupción.

Diagrama que muestra la interoperabilidad de AKS Edge Essentials con aplicaciones de Windows.

Administración de Azure Arc

Los clústeres de AKS Edge Essentials se pueden habilitar y administrar como un recurso de Azure desde Azure Portal. Una vez que el clúster de AKS Edge Essentials está conectado a Azure Arc, extiende la plataforma Azure al perímetro con servicios principales como gobernanza, supervisión, aplicación, aprendizaje automático y servicios de datos. También ayuda a incorporar prácticas de DevOps en cualquier lugar y crear iterativamente mediante GitOps y Flux para administrar sin problemas las implementaciones de aplicaciones.

Compatibilidad del kernel con la nube

AKS Edge Essentials está disponible en varias ediciones de Windows, incluidas Windows 10/11 (IoT Enterprise / Enterprise / Pro) o Windows (Server / Server IoT) 2019/2022. La máquina virtual Linux está totalmente administrada y se basa en una imagen CBL-Mariner seleccionada, que es una imagen ligera que ayuda a reducir la superficie expuesta a ataques, garantiza un mejor rendimiento y proporciona menos sobrecarga para aplicar revisiones a vulnerabilidades. Puede administrar todos los contenedores y configuraciones de Kubernetes en la nube y en el entorno local con Kubernetes habilitado para Arc. Este enfoque multicapa garantiza que toda la pila de software sea segura y actualizada para que las aplicaciones empresariales puedan ejecutarse de forma confiable.

Windows IoT Enterprise se centra en escenarios de OT y experiencias como características avanzadas de bloqueo, modos de operador de pantalla completa y dual, funcionalidades de optimización de imágenes de dispositivo y un canal de mantenimiento a largo plazo (LTSC) de 10 años. Windows IoT Enterprise, junto con Kubernetes habilitado para Linux y Arc en el perímetro con AKS Edge Essentials, le ofrece la ventaja de tener una pila totalmente compatible del kernel a la nube.