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EdgeMesh

介绍

EdgeMesh 作为 KubeEdge 集群的数据面组件，为应用程序提供了简单的服务发现与流量代理功能，从而屏蔽了边缘场景下复杂的网络结构。

备注：KubeEdge-EdgeMesh 数据面组件与 edgemesh 公司及其提供的电商服务无任何关系。edgemesh 公司的网站是 edgemesh.com。

背景

KubeEdge 基于 Kubernetes 构建，将云原生容器化应用程序编排能力延伸到了边缘。但是，在边缘计算场景下，网络拓扑较为复杂，不同区域中的边缘节点往往网络不互通，并且应用之间流量的互通是业务的首要需求，而 EdgeMesh 正是对此提供了一套解决方案。

优势

EdgeMesh 满足边缘场景下的新需求（如边缘资源有限、边云网络不稳定、网络结构复杂等），即实现了高可用性、高可靠性和极致轻量化：

高可用性
- 利用 LibP2P 提供的能力，来打通边缘节点间的网络
- 将边缘节点间的通信分为局域网内和跨局域网
  - 局域网内的通信：直接通信
  - 跨局域网的通信：打洞成功时 Agent 之间建立直连隧道，否则通过中继转发流量
高可靠性（离线场景）
- 元数据通过 KubeEdge 边云通道下发，无需访问云端 apiserver
- EdgeMesh 内部集成轻量的节点级 DNS 服务器，服务发现不依赖云端 CoreDNS
极致轻量化
- 每个节点有且仅有一个 Agent，节省边缘资源

用户价值

使用户具备了跨越不同局域网边到边/边到云/云到边的应用互访能力
相对于部署 CoreDNS + Kube-Proxy + CNI 这一套组件，用户只需要在节点部署一个 Agent 就能完成目标

关键功能

功能	子功能	实现度
服务发现	/	✓
流量治理	HTTP	✓
	TCP	✓
	Websocket	✓
	HTTPS	✓
	UDP	✓
负载均衡	随机	✓
	轮询	✓
	会话保持	✓
边缘网关	外部访问	✓
边缘网关	多网卡监听	✓
跨子网通信	跨边云通信	✓
跨子网通信	跨局域网边边通信	✓
边缘CNI	跨子网Pod通信	✓(beta)

注：

✓ EdgeMesh 版本所支持的功能
+ EdgeMesh 版本不具备的功能，但在后续版本中会支持
- EdgeMesh 版本不具备的功能，或已弃用的功能

架构

EdgeMesh v1.12.0 之后，edgemesh-server 的能力合并到 edgemesh-agent 的 tunnel 模块中，使得具备中继能力的 edgemesh-agent 能够自动成为中继服务器，为其他节点提供协助打洞与中继转发的功能。EdgeMesh v1.12.0 之前的架构图

edgemesh-agent 的核心组件包括：

Proxier: 负责配置内核的 iptables 规则，将请求拦截到 EdgeMesh 进程内
DNS: 内置的 DNS 解析器，将节点内的域名请求解析成一个服务的集群 IP
LoadBalancer: 负载均衡器，通过丰富的负载均衡策略将请求转发到对应的后端实例
Controller: 通过访问 Kubernetes 或 KubeEdge 的 apiserver 获取 Service、Endpoints、Pod 等元数据
Tunnel: 基于 LibP2P 实现，利用自动中继、MDNS和打洞来提供跨子网通讯的能力