LF Edge eKuiper 是輕量級物聯網資料分析和流處理軟體，通常在邊緣端執行。它提供了一個[管理儀表板](https://github.com/lf-edge/ekuiper/blob/master/docs/zh_CN/manager-ui/overview.md)來管理一個或多個 eKuiper 例項。通常，儀表板部署在雲節點中，用於管理跨多個邊緣節點的 eKuiper 例項。

在大多數情況下，出於安全或其他考慮，邊緣節點在物理上無法從雲節點訪問。這使得部署變得困難，並且無法進行雲到邊緣管理。[OpenYurt](https://github.com/openyurtio/openyurt) 改變了這種情況。OpenYurt 基於原生 Kubernetes 構建，可以對其進行擴充套件以無縫支援邊緣計算。簡而言之，OpenYurt 使使用者能夠管理在邊緣基礎設施中執行的應用程式，就像它們在雲基礎設施中執行一樣。

從 v0.4.0 版本開始，OpenYurt 將正式支援部署和管理 eKuiper。**在本教程中，我們就將為大家講解如何在 OpenYurt 叢集中部署 eKuiper 及其儀表板，並利用 yurt 隧道實現從雲到邊緣的管理。** 為了模擬雲節點和邊緣節點可能位於不同網路區域的真實場景，我們使用了一個兩節點的 kubernetes 叢集。eKuiper 例項將部署到邊緣節點，儀表板將部署到雲節點。

![使用 OpenYurt 部署和管理 eKuiper](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/717f409f7b31447980fae577e6947f71~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)

## 先決條件

在本教程中，雲節點和邊緣節點都必須安裝 kubernetes 及其依賴項。在雲節點中，需要使用 OpenYurt 和 helm 等工具來部署 eKuiper。

確保雲節點具有外部 ip，以便邊緣節點可以訪問它。還要確保邊緣節點是內部結點，以便雲節點無法訪問它。

### 雲節點安裝工作

首先，安裝 kubeadm 及其依賴項，如 docker 引擎。詳情請檢視[安裝 kubeadm 的官方文件](https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/install-kubeadm/)。**注意，OpenYurt 不支援高於 1.20 的 kubernetes 版本，所以請安裝 1.20.x 或以下版本。** 對於類似 debian 的系統，使用如下命令安裝：

```
sudo apt-get install -y kubelet=1.20.8-00 kubeadm=1.20.8-00 kubectl=1.20.8-00
```

接下來，安裝 [Golang](https://golang.org/doc/install)，然後構建 [OpenYurt](https://github.com/openyurtio/openyurt#getting-started)。

最後，安裝 [helm](https://helm.sh/docs/intro/install/)，因為我們將透過 helm chart 部署 eKuiper。

在本教程中，雲節點的主機名是 `cloud-node`。您可以修改您的主機名以匹配此名稱，或者您必須將本教程中所有出現的 `cloud-node` 替換為您的雲節點主機名。

### 邊緣節點安裝工作

只需在邊緣節點中安裝 `kubeadm`。

在本教程中，邊緣節點的主機名是 `edge-node`。您可以修改您的主機名以匹配此名稱，或者您必須將本教程中所有出現的 `edge-node` 替換為您的邊緣節點主機名。

## 設定 Kubernetes 叢集

我們將透過 `kubeadm` 配置 kubernetes 叢集，並讓邊緣節點加入叢集。

假設您的雲節點的外部 IP 是 `34.209.219.149`。在雲節點中，輸入以下命令，我們將得到類似下面的結果。

```
# sudo kubeadm init --control-plane-endpoint 34.209.219.149 --kubernetes-version stable-1.20
[init] Using Kubernetes version: v1.20.8
...
Your Kubernetes control-plane has initialized successfully!

To start using your cluster, you need to run the following as a regular user:
  
  mkdir -p $HOME/.kube
  sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
  sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

Alternatively, if you are the root user, you can run:

export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

You should now deploy a pod network to the cluster.
Run "kubectl apply -f [podnetwork].yaml" with one of the options listed at:
  https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/

You can now join any number of control-plane nodes by copying certificate authoritiesand service account keys on each node and then running the following as root:
  
  kubeadm join 34.209.219.149:6443 --token i24p5i.nz1feykoggszwxpq \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:3aacafdd44d1136808271ad4aafa34e5e9e3553f3b6f21f972d29b8093554325 \
    --control-plane

Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:

kubeadm join 34.209.219.149:6443 --token i24p5i.nz1feykoggszwxpq \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:3aacafdd44d1136808271ad4aafa34e5e9e3553f3b6f21f972d29b8093554325
```

透過命令，我們指定外部 ip 作為控制平面端點，以便邊緣節點可以訪問，並將 kubernetes 版本指定為 1.20，這是 OpenYurt 中支援的最新版本。

按照輸出中的說明設定 kubeconfig。然後複製要在邊緣節點中使用的 `kubeadm join` 命令。

在邊緣節點，執行復制的命令：

```
sudo kubeadm join 34.209.219.149:6443 --token i24p5i.nz1feykoggszwxpq \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:3aacafdd44d1136808271ad4aafa34e5e9e3553f3b6f21f972d29b8093554325
```

如果一切順利，返回雲節點並輸入以下命令以獲取 k8s 節點列表，確保您可以獲得 2 個節點：

```
$ kubectl get nodes -o wide
NAME         STATUS     ROLES                  AGE   VERSION   INTERNAL-IP     EXTERNAL-IP   OS-IMAGE             KERNEL-VERSION     CONTAINER-RUNTIME
cloud-node   NotReady   control-plane,master   17m   v1.20.8   172.31.6.118    <none>        Ubuntu 20.04.2 LTS   5.4.0-1045-aws     docker://20.10.7
edge-node    NotReady   <none>                 17s   v1.20.8   192.168.2.143   <none>        Ubuntu 20.04.2 LTS   5.4.0-77-generic   docker://20.10.7
```

如果節點狀態為 'NotReady'，則可能是未配置容器網路。我們可以按照[此處](https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/)的描述安裝 kubernetes 網路外掛。例如，安裝 Weave Net 外掛：

```
$ kubectl apply -f "https://cloud.weave.works/k8s/net?k8s-version=$(kubectl version | base64 |tr -d '\n')"
```

幾分鐘後，執行 `kubectl get nodes -o wide`，節點應該已準備就緒。

至此，我們已經建立了一個具有兩個節點的 k8s 叢集：cloud-node 和 edge-node。

### 使雲節點可訪問

在 `kubectl get nodes -o wide` 返回的結果中，如果 cloud-node 的內部 IP 不是可訪問的外部 IP，我們需要使其可訪問。您可以為節點指定外部 IP。但是，在大多數像 AWS  這樣的雲平臺，機器沒有外部 IP，我們需要新增 iptables 規則，將內部 IP 的訪問轉化到外部 IP。假設雲節點的內部 IP 為 `172.31.0.236`，在雲節點中新增 iptables 規則。

```
$ sudo iptables -t nat -A OUTPUT -d 172.31.0.236 -j DNAT --to-destination 34.209.219.149
```

在邊緣節點中新增另一個 iptables 規則。

```
$ sudo iptables -t nat -A OUTPUT -d 172.31.0.236 -j DNAT --to-destination 34.209.219.149
```

透過執行 `ping 172.31.0.236`，確保在邊緣節點中可以訪問 `172.31.0.236`。

## 將 eKuiper 例項部署到邊緣

eKuiper 作為邊緣流處理軟體，通常部署在邊緣端。我們將使用 eKuiper helm chart 來加速部署。

```
$ git clone https://github.com/lf-edge/ekuiper
$ cd ekuiper/deploy/chart/Kuiper
```

為了將 eKuiper 部署到 edge-node，我們將修改 helm chart 中的模板檔案。編輯 `template/StatefulSet.yaml` 第 38 行以新增 nodeName 和 hostNetwork，如下所示。其中， `edge-node` 是邊緣節點的主機名字，如果您的主機名不同，請更改以匹配您的邊緣主機名。

```
...
spec:
    nodeName: edge-node
    hostNetwork: true
    volumes:
        {{- if not .Values.persistence.enabled }}
...
```

儲存更改並透過 helm 命令部署 eKuiper：

```
$ helm install ekuiper .
```

您將執行兩個新服務。

```
$ kubectl get services
NAME               TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)              AGE
ekuiper            ClusterIP   10.99.57.211     <none>        9081/TCP,20498/TCP   22h
ekuiper-headless   ClusterIP   None             <none>        <none>               22h
```

透過驗證 pod，ekuiper 應該在 `edge-node` 中執行。

```
$ kubectl get pods -o wide
NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE         NOMINATED NODE   READINESS GATES
ekuiper-0                   1/1     Running   0          22h   10.244.1.3   edge-node    <none>           <none>
```

`ekuiper` rest 服務在叢集內執行，埠為 9081。我們可以透過在邊緣節點中鍵入以下命令來檢查服務連線，其中 `192.168.2.143` 是邊緣節點內網 ip。

```
$ curl http://192.168.2.143:9081
{"version":"1.2.0","os":"linux","upTimeSeconds":81317}
```

## 將 eKuiper 儀表板部署到雲端

我們將使用 [kmanager.yaml](https://github.com/lf-edge/ekuiper/blob/master/docs/zh_CN/deploy/kmanager.yaml) 和 kubectl 工具在雲節點中部署 ekuiper 儀表板。eKuiper manager 是一個基於 web 的使用者介面。在配置檔案中，我們為 eKuiper manager 定義了部署和服務。

首先，我們需要確保檔案中使用的儀表盤版本跟 eKuiper 版本相匹配。開啟並修改 kmanager.yaml 第21行，確保版本正確。

```
...
containers:
    - name: kmanager
      image: emqx/kuiper-manager:1.2.1
...
```

然後，執行 kubectl 命令

```
$ kubectl apply -f kmanager.yaml
```

執行 get 服務，你將得到如下結果：

```
$kubectl get svc
NAME               TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)              AGE
ekuiper            ClusterIP   10.99.57.211    <none>        9081/TCP,20498/TCP   120m
ekuiper-headless   ClusterIP   None            <none>        <none>               120m
kmanager-http      NodePort    10.99.154.153   <none>        9082:32555/TCP       15s
kubernetes         ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP              33h
```

儀表板在埠 `32555` 的雲節點中執行。因此，在瀏覽器中使用 url [http://34.209.219.149:32555](http://34.209.219.149:32555) 開啟儀表板。使用預設使用者名稱和密碼登入：admin/public。

我們的目標是在邊緣節點管理 eKuiper 例項。因此，我們將在上一節中設定的邊緣節點中新增一個 eKuiper 服務作為儀表板中的服務。

1、建立 `Add Service` 並填寫如下表格。

![建立 Add Service](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/978d9dc03c9a403391b738b211ca053c~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)

2、服務建立完成後，點選服務名稱 `ekuiper` 並切換到 `system` 頁面。連線應該被斷開，這樣我們就會得到關於連線的錯誤資訊。那是因為 `http://192.168.2.143:9081/` 是邊緣端 eKuiper 服務的內網地址， 不能直接從雲端訪問。

在下一節中，我們將設定 yurt 隧道，讓儀表板管理 edge 端的 eKuiper 例項。

## 設定 yurt 隧道

我們將使用 OpenYurt 將隧道設定為雲和邊緣節點之間的通訊管道。因為我們需要連線到邊緣的 `9081` 埠，我們必須在 yurt 隧道中設定埠對映。

在雲節點中，開啟 `openyurt/config/setup/yurt-tunnel-server.yaml` 檔案，編輯 configmap 第31行 `yurt-tunnel-server-cfg`，新增 nat-ports-pair，如下所示。

```
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: yurt-tunnel-server-cfg
  namespace: kube-system
data:
  dnat-ports-pair: "9081=10264"
```

然後編輯第 175 行以新增 cloud-node 外部 ip 作為證書 ip。僅當雲節點沒有公共 ip 和使用 [NAT 規則設定](https://github.com/lf-edge/ekuiper/blob/master/docs/zh_CN/deploy/openyurt_tutorial.md#使雲節點可訪問)時才需要這樣做。

```
...
args:
  - --bind-address=$(NODE_IP)
  - --insecure-bind-address=$(NODE_IP)
  - --proxy-strategy=destHost
  - --v=2
  - --cert-ips=34.209.219.149
...
```

然後，我們將 kubernetes 叢集轉換為 OpenYurt 叢集。

```
$ _output/bin/yurtctl convert --cloud-nodes cloud-node --provider kubeadm
```

接下來我們將透過分別部署 yurt-tunnel-server 和 yurt-tunnel-agent 手動設定 yurt 隧道。

在設定 yurt 隧道伺服器之前，我們先給雲節點新增一個標籤。

```
$ kubectl label nodes cloud-node openyurt.io/is-edge-worker=false
```

然後，我們可以部署 yurt 隧道伺服器：

```
$ kubectl apply -f config/setup/yurt-tunnel-server.yaml
```

接下來，我們可以設定 yurt 隧道代理。和之前一樣，我們給邊緣節點新增一個標籤，允許在邊緣節點上執行 yurt 隧道代理：

```
kubectl label nodes edge-node openyurt.io/is-edge-worker=true
```

並且，應用 yurt-tunnel-agent. yaml 檔案：

```
kubectl apply -f config/setup/yurt-tunnel-agent.yaml
```

代理和伺服器執行後，我們應該可以從儀表板管理 ekuiper。返回瀏覽器中的儀表板，單擊服務名稱 `ekuiper` 並切換到 `system` 選項卡，我們應該會發現該服務是健康的，如下圖所示：

![ekuiper儀表板](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/3267225196ae4316a5de0bf05fb45a6e~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)

很棒！現在我們可以透過儀表板在邊緣管理 eKuiper，就像它部署在雲端一樣。參照 [manager ui 教程](https://github.com/lf-edge/ekuiper/blob/master/docs/zh_CN/manager-ui/overview.md)，可以從雲端建立和管理 eKuiper 的流、規則和外掛以及任何類似的管理工作。

## 擴充套件閱讀

如果您想了解 LF Edge eKuiper 或者 OpenYurt 的更多特性，請閱讀下面的參考資料：

- [eKuiper Github 程式碼庫](https://github.com/lf-edge/ekuiper/)
- [eKuiper 參考指南](https://github.com/lf-edge/ekuiper/blob/edgex/docs/en_US/reference.md)
- [OpenYurt 教程](https://github.com/openyurtio/openyurt/tree/master/docs/tutorial)
- [eKuiper 管理控制檯教程](https://github.com/lf-edge/ekuiper/blob/master/docs/zh_CN/manager-ui/overview.md)

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高效邊緣流處理方案：使用 OpenYurt 部署和管理 eKuiper

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