1. 基于云原生技术打造智能边缘计算 深信服云计算 赵振阳

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3. 01 云原生助力边缘计算蓬勃发展 云原生与边缘计算的发展 DIRECTORY 目 录 02 深信服边缘计算的设计与实现 深信服边缘计算的架构及核心技术 03 深信服边缘计算应用举例 客户案例分享

4. 物联网、云原生、边缘计算 比尔盖茨首次提出 物联网概念 1995年《未来之 路》 引用物联网报告，并给出完 整定义 物联网被正式列为国家 2005年 ITU互联网报告 五大新型战略产业之一 2009年9月温家宝提出 “感知中国” 1990年物联网起源 冰可乐事件 1999年MIT 咖啡壶事件 提出物联网早期概念 2009年1月IBM提出“智 慧地球” 提出智慧地球概念，智 慧地球=互联网+物联网 云计算进入2.0阶段，进 欧洲ETSI发布“移 入云原生时代 动边缘计算白皮书” 2018年 K8S成为容器编 2015年ETSI 排事实标准 2013年 边缘计算 美国太平洋⻄北国家 实验室提出“边缘计 算”的概念 2017年“万物智能 新纪元 AIOT未来峰会” 中国首次提出AIOT概念 物联网 单机智能 互联智能 主动智能 云计算 云计算1.0 云原生 边缘原生 边缘计算 技术储备期 快速发展期 稳健发展期 OpenYurt在2020年5月开 源，9月进入CNCF沙箱 2020年9月OpenYurt入选 CNCF sandbox 2019年3月华为将KubeEdge 捐献给CNCF KubeEdge完全兼容K8S的 API，实现云边协同

5. 云原生重塑边缘计算 边 端 云 SaaS Edge SaaS 数据采集 设备控制 预测性维护 智慧园区 自动驾驶 智慧港口 Edge PaaS 1.服务协同 AI模型训练 自动驾驶中心控制 2.业务管理协同 智慧校 园中心 PaaS 应用实例、AI（容器化） 3.应用管理协同 业务编排 应用治理（生命周期管理） 4.智能协同 应用生命周期管理 5.数据协同 大数据平台、中心 数据治理 日志、监控、编排 AI训练中心 IaaS Edge IaaS 边缘基础设施资源及调度管理 6.资源协同 云资源管理 边缘节点生命周期管理 边缘基础设施管理 时延：1-5ms，小于10ms 边缘node 下沉 中心cluster

6. 深信服边缘计算 算力向低延时、贴近数据源的地方下沉 现场边缘 终端 近场边缘 智慧路口 边缘计算一体机 （SIEB） 智慧矿山 智慧电厂 智慧水务 智慧灯杆 中间件服务目录 （AI算法、数据采集分析等） WIFI/5G/LORA/NB- IOT/zigbee/RS485/ RS232/ SD-WAN 边缘节点 边缘计算管理平台 （SIEP） AI 平台 边缘运维 边缘安全 节点纳管 应用编排 神经网络 编译器 监控日志 接入安全 节点管理 生命周期 管理 GPU加速 设备管理 数据安全 节点升级 镜像管理 组件仓库 权限管理 容器安全 节点模板 应用配置 AI-DevOps 资产报表 态势感知 边缘应用 (Eth/4G/5G/WIFI) (Eth/4G/5G/WIFI) 边 一 缘 体 节 机 点 边缘 容器 边缘管理 面板 边缘AI推理计算平台 安全证书 监控日志 TEE可信计算环境 安全管理 视频硬编 硬解 … SD-WAN (Eth/4G/5G/WIFI) KubeManager管理台 驱动适配 操作系统适配（Ubuntu、Debian） 硬件适配（arm/x86、NVIDIA/BM/寒武纪） 各类I/O接口 边缘云/SDDC O T 中心云/托管云 I T 运算结果向延时不敏感、高算力的云汇聚、分析

7. 深信服边缘计算架构 pod VIP keepalived pod pod keepalived apiserver PostgreSql Harbor Cluster SIEP apiserver etcd etcd Cluster Master kubelet edge node SF-AI- RT IOT yurt protocol kubelet edge node SF-AI- RT IOT apiserver yurt protocol etcd yurt-mgr 云原生 多集群 多租户

8. 将一个node部署在边缘端，会发生哪些问题？ ● 一个边缘节点宕机了，K8S该做什么？ ● 边缘节点与中心集群的网络断了，中心该做什么，边缘该做什么？

9. 云边协同与OpenYurt OpenYurt ● 云原生 ● 边缘节点自治 深度参与OpenYurt社区 基于OpenYurt开发云边协同

10. 不同的边缘节点，环境和网络相同吗？

11. 实际的网络拓扑 理想是这样的 中心云/托管云 边缘云 边缘一体机 边缘一体机 现实是这样的

12. 深信服云边网络方案 Worker Master etcd flanneld operator apiserver cloud-agent Worker flanneld POD flanneld POD cloud-agent ... ... cloud-agent ... ... ... ... GW-Worker VxLan flanneld connector IPSEC Edge network-agent AI-RT flanneld Edge POD IOT ... ... network-agent AI-RT flanneld Edge POD IOT ... ... network-agent AI-RT flanneld POD IOT ... ...

13. POD to POD：云 to 边 Worker节点 GW-Worker节点 访问edge pod 的流量指向主 机默认网关 POD (主机网络) POD POD POD POD cni0 cni0 flannel.1 (Vxlan口) flannel.1 (Vxlan口) ipsec 模块 eth0 边端 访问edge pod的 流量经flannel.1引 流至gw节点 vxlan隧道网络 访问edge pod 的流量进入 ipsec封包 云端 POD (主机网络) IP Se c 隧 道 edge节点(tunnel) eth0 集群内网 互联网 核心思路：将pod流量经vxlan隧道路由至gw节点，解vxlan包， 流量再经ipsec隧道到达边端 eth0 flannel.1 (Vxlan口) ipsec模块 cni0 POD (主机网络) POD POD 节点 路由 Nat xfrm worker节点 dst:{edge_pod_cidr} via {gw_flannel.1_ip} dev flannel.1 无 无 gw节点 dst:{edge_pod_cidr} via {default_gw} dev eth0 无 src: {cloud_pod_cidrs} dst:{edge_pod_cidr} edge节点 无 无 无 注：红色为work_pod to edge_pod的配置 绿色为work/gw_pod to edge_pod的配置

14. POD to POD：边 to 云 Worker节点 GW-Worker节点 POD (主机网络) POD POD POD POD POD (主机网络) vxlan隧道网络 cni0 cni0 flannel.1 (Vxlan口) flannel.1 (Vxlan口) ipsec 模块 eth0 云端 边端 IP Se c 隧 道 edge节点(tunnel) eth0 集群内网 互联网 访问cloud pod 的流量进入 ipsec封包 eth0 flannel.1 (Vxlan口) ipsec模块 访问cloud pod 的流量指向主机 默认网关 cni0 POD (主机网络) POD POD 核心思路：将pod流量经ipsec隧道到gw节点，解ipsec包，再经 flannel的vxlan隧道到达work节点 Nat xfrm 节点 路由 worker节点 无 无 无 gw节点 复用flannel路由 无 无 edge节点 dst:{cloud_pod_cidrs} via {default_gw} dev eth0 无 src: {edge_pod_cidr} dst: {cloud_pod_cidrs}

15. 如何快速的开发智能应用？

16. SF-AI-RT C++ SDK JAVA SDK 单模型调度 Python SDK Http 多模型并行调 GRPC ... 多模型串行调度 业务应用 解码 预处 理 opencv DeepStream CPU预处理 Gstreamer FFmpeg CPU解 码 英伟达NX/AGX TensorRT SFRT TVM RKNN BmRT OnnxRT OpenVino Tengine CPU推理 GPU推理 NPU推理 TPU推理 GPU预处理 VPU解 码 比特大陆 后处 理 推理 瑞芯微 寒武纪 sink mqtt-sink CPU后处理 http-sink CMD-Sink GPU后处理 video-sink 英特尔 ... 业务应用

17. 案例分享 深信服已交付典型案例分享

18. 企业 某监管园区项目 哨 兵 一 体 机 哨兵AI 业务 应用 AI算法 数据库 适配 层 哨兵安全 哨兵IoT 哨兵组网 接入安全 IoT分析 云边通信安全 IoT接入 VPN 组网 系统防护 数据审计 两重点一重大 监管部⻔ 政务外网 下一代防火墙 （安监、应急、环保、能源） 园区 闸机 下一代防火墙 服务器 数据交换区 甲类仓库 危化品运输⻋辆 服务器 企业NVR 物流出入口 哨兵一体机 交换机 防火墙 下一代防火墙 集中管控平台 感知接入区 核心交换机 大屏展示 液压传感器 应用防火墙 可燃气体传感器 DCS系统 数据库审计 网闸 服务器负载均衡 化工园区安全⻛险 智能化管控平台 红外传感器 ✓ 原始数据不出企业，监管数据上传可视可控 ✓ 边缘AI现场推理分析，有效降低带宽成本，提高了事件预警的及时性 ✓ 灵活部署，云边协同，大幅减少运维成本 边缘计算管理平台 园区云 客户端

19. 某化工园区安全生产监管 边缘计算一体机部署在企业内网环境中就近采集数据，接入重点防范区域的摄像头实时视频流，通过AI算法进行实时视频的智能分析，并根据算 法预设规则对视频分析结果进行业务后处理，将异常事件上报到园区管委会，满足安全生产的监管需求。 园区管委会数据中心 安全作业监测 烟火检测预警 危险源统计 跑冒滴漏检测 安全生产监控管理平台 VPN/SD-WAN 摄像机 企 业 侧 液压传感器 边缘计算 一体机 PLC 可燃气体 传感器 …… 交换机

20. 某煤矿安全生产项目 边缘机房 智慧矿井系统 U 5G基站 矿 道 边缘一体机 摄像机 人员标签 卡 水位传感 器 交换机 环境传感 器 设备传感 器 ✓ APP运行在边缘端，通过AI、IOT实现智能自动控制，实现井下无人 ✓ 本地化处理，保证实时性，减少传输时延和传输流量 ✓ 云边一体化运维，实现边缘设备、边缘应用能力灵活更新，降低整理运维成本

21. 某新能源场站设备预测维护 将边缘数据采集装置部署在接口机后，采集全量设备的运行数据，包括温度、湿度、震动频率等，根据前端设备协议类型，从边缘计算管理平台 推送相应的协议插件实现设备统一接入；将采集到的数据传输到数据转发服务装置，实现数据预处理及标准化，将治理后的数据上报至集控中 心，结合大数据、AI技术实时对设备进行综合监控、预测分析和优化改进。 安全 II 区 安全 I 区 安全 III 区 集 控 侧 运维大屏 运维监控平台 AI平台 场 站 侧 物联网安全态势 安全生产监测 大数据平台 单向隔离装置 防火墙 数据采集装置 数据转发装置

22. 回顾 云原生技术，使得边缘计算发展进入快⻋道，边缘计算随着云计算蓬勃发展 云边协同与边缘自治，是当前边缘计算要解决的核心问题，是现代边缘计算的基础 边缘计算必须解决复杂的边缘组网问题，并且提供安全、可靠的接入、传输 以AI和IOT技术为代表，开发在数据源的智能应用服务于各行各业

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24. 谢谢聆听 让每个用户的数字化更简单、更安全 ！