Kubernetes é bem-sucedido em ambientes centralizados, no entanto, surgem desafios maiores em relação ao tamanho, escalabilidade, segurança e interoperabilidade ao ser implementado em ambientes distribuídos na borda. Abaixo são apresentadas algumas estratégias para lidar com essas questões.
As Kubernetes e a computação de borda estão prontas para impulsionar a próxima geração de aplicações, quer seja em conjunto ou de forma independente. Prevê-se que o mercado empresarial de computação de borda cresça de quatro a cinco vezes mais rápido do que os gastos em equipamentos de rede e TI empresarial a nível global. Ao mesmo tempo, o Kubernetes é a opção preferida para supervisionar a gestão de aplicações em contêineres em ambientes de TI convencionais. Um número recorde de 96% das organizações afirmaram estar utilizando ou considerando adotar o Kubernetes – representando um grande aumento em relação aos 83% em 2020 e 78% em 2019.
Unir os dois traria grandes oportunidades em diversos setores, desde varejo e hospitalidade até energia renovável e petróleo e gás. Com o aumento de dispositivos conectados e equipamentos que geram grandes volumes de dados, a análise e processamento que antes eram realizados na nuvem estão migrando cada vez mais para a borda. Além disso, com a maioria dos novos softwares sendo gerenciados em contêineres, Kubernetes se tornou a opção padrão para implantar, manter e expandir esses softwares.
No entanto, o processo de emparelhamento apresenta desafios devido às características das implementações de borda. Isso inclui questões como localização remota, ambientes distribuídos, preocupações de segurança, redes instáveis e a falta de profissionais de TI qualificados nesse campo. Essas particularidades entram em conflito com os princípios básicos do Kubernetes, que é mais adequado para data centers centralizados e não é facilmente escalável para a borda distribuída. Além disso, o Kubernetes não oferece suporte ideal para nós de borda menores nem possui modelos de segurança robustos, como o de confiança zero.
Aqui estão quatro questões frequentes sobre a adoção do Kubernetes em ambientes periféricos, juntamente com algumas abordagens práticas para lidar com elas.
Preocupação principal: Kubernetes é considerado excessivamente volumoso para ser usado na periferia.
Embora tenha sido inicialmente criado para ser utilizado em larga escala em ambientes de nuvem, os princípios básicos do Kubernetes – contenção, orquestração, automação e portabilidade – também são atraentes para redes distribuídas de borda. Assim, embora uma solução direta de um para um não faça sentido, os desenvolvedores podem escolher a distribuição de Kubernetes mais adequada para atender aos requisitos de hardware e implantação na borda. Distribuições mais leves, como o K3s, possuem menor consumo de memória e CPU, porém podem não ser ideais para necessidades de escalabilidade elástica. A flexibilidade desempenha um papel fundamental nesse contexto. As empresas devem buscar por parceiros que ofereçam suporte a qualquer distribuição do Kubernetes pronta para uso na borda, com configurações otimizadas, integrações e ecossistemas.
Preocupação número dois: Dimensionando o Kubernetes em ambientes periféricos.
É frequente que um administrador que trabalha com Kubernetes na nuvem tenha de lidar com três a cinco clusters que suportam até 1.000 nós ou mais. No entanto, a situação é geralmente diferente na periferia, com milhares de clusters operando com apenas três a cinco nós cada, o que sobrecarrega as atuais ferramentas de gestão.
Existem várias estratégias distintas para expandir o uso do Kubernetes em ambientes periféricos. Em uma situação, as organizações buscam manter um conjunto controlável de clusters por meio de instâncias de orquestração fragmentada. Essa abordagem é recomendada para usuários que desejam explorar as funcionalidades principais do Kubernetes ou que possuem expertise interna na plataforma.
No segundo caso, você aplicaria fluxos de trabalho do Kubernetes em um ambiente que não é Kubernetes. Neste método, você leva um gráfico Helm do Kubernetes e o implementa em um ambiente de gerenciamento de contêineres diferente, como o EVE-OS, um sistema operacional de código aberto criado como parte do consórcio LF Edge da Fundação Linux, que oferece suporte para a execução de máquinas virtuais e contêineres em ambientes de campo.
Preocupação número três: Prevenindo ataques de software e firmware.
Deslocar dispositivos para fora de um centro de dados centralizado ou da nuvem para a borda amplia significativamente a área de ataque e os expõe a várias ameaças de segurança, incluindo acesso físico aos dados e dispositivos. As precauções de segurança na borda devem abranger não apenas os contêineres Kubernetes, mas também os próprios dispositivos e qualquer software que esteja sendo executado neles.
Uma solução de infraestrutura adequada para essa situação seria a EVE-OS, desenvolvida especificamente para atender às necessidades da borda distribuída. Essa solução lida com desafios típicos da borda, como proteger contra ataques de software e firmware, assegurar segurança e consistência em ambientes com conexões de rede inseguras ou limitadas, e implementar e atualizar aplicativos em grande escala mesmo em locais com largura de banda restrita ou instável.
Preocupação número 4: As exigências de compatibilidade e eficiência podem diferir.
A variedade de tarefas e a quantidade de sistemas e fornecedores de hardware e software presentes em aplicações distribuídas na borda e em todo o ecossistema da borda estão aumentando a pressão para assegurar a compatibilidade de tecnologia e recursos, além de atingir os padrões de desempenho desejados. Uma solução de código aberto se mostra como a melhor opção nesse contexto, pois evita a dependência de um único fornecedor e facilita a interoperabilidade em um ecossistema de borda aberto.
Kubernetes e edge computing: Uma harmoniosa convergência.
Ainda não se sabe se o Kubernetes será totalmente adequado para todos os projetos de computação de borda no futuro, ou se será tão eficaz na borda quanto é na nuvem. No entanto, já foi demonstrado que a combinação de Kubernetes e a computação de borda é viável, podendo muitas vezes oferecer benefícios como maior escala, segurança e interoperabilidade.
O segredo para obter êxito com Kubernetes na borda envolve planejar com antecedência, antecipar possíveis problemas e estar disposto a fazer concessões para adaptar uma solução às necessidades específicas. Isso pode significar aproveitar as ferramentas de orquestração e gerenciamento de fornecedores para desenvolver uma infraestrutura na borda que atenda de forma ideal às demandas das aplicações na borda.
Com um planejamento detalhado e a utilização adequada de ferramentas, é possível integrar Kubernetes e computação de borda de maneira eficaz, possibilitando o desenvolvimento de aplicações conectadas, escaláveis e seguras em diversas áreas. O potencial dessas tecnologias é promissor, à medida que mais empresas aprendem a utilizá-las com êxito.
Michael Maxey ocupa o cargo de vice-presidente de desenvolvimento de negócios na ZEDEDA.
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