Mit DFIs EC70A-KU und GHF51, beide Ubuntu-zertifiziert, kann MicroK8s einfach eingerichtet werden und flexibel in industriellen und kommerziellen Betriebsumgebungen eingesetzt werden

Erreichen von Lastausgleich und hoher Zuverlässigkeit durch Virtualisierung

Wir befinden uns in einer Zeit, die stark auf Hardware-Virtualisierung angewiesen ist. Und dieser Trend wird sich noch verstärken. Dank der hohen Leistungsfähigkeit der Hardware können mehrere Container in einem einzigen Gerät eingesetzt werden. Wenn jeder Container eine virtualisierte Diensteinheit darstellt, wie z. B. die Paketzustellung in einem Ladengeschäft, kann das System selbst bei einem Ausfall der Software in jedem Container sofort den Dienst eines anderen Containers aufrufen, um diesen zu übernehmen.

Ein Container kann auf mehrere Geräte aufgeteilt werden. Ein weiteres Anwendungsbeispiel: Ein Panel PC wird zur Anzeige von Flügen in der Fluganzeige eines Flughafenterminals verwendet. Dieser Panel PC fordert Informationen vom Datenbank-Host an, der für die Integration der Fluginformationen zuständig ist. Wenn der Datenbank-Host ausgeschaltet wird oder ein Hardware-Fehler auftritt, greift der Panel-PC auf einen Backup-Datenbank-Host zu, damit die Anzeige der Fluginformationen nicht unterbrochen wird.

Der Lastausgleich ist besonders in der Fabrikautomation üblich. Angenommen, es gibt 10 Kameras in einer Produktionslinie, die zur Fehlererkennung eingesetzt werden, und es gibt 2 Edge-Server für die AI-Inferenz im Backend. Wenn einer der Server bereits das Datenvolumen von 5 Kameras trägt, kann das System, wenn die 6. Kamera online geht, dem zweiten Server zugewiesen werden, der noch keine oder nur eine geringe Last hat. So wird vermieden, dass der erste Server zu stark belastet wird und die Leistung der AI-Inferenz beeinträchtigt wird.

Das klingt doch ideal, oder? In der Vergangenheit waren jedoch die manuelle Bereitstellung von Anwendungen in Containern und die geräteübergreifende Verwaltung eine mühsame Aufgabe. Die Techniker mussten auf jedem Gerät Container hinzufügen oder entfernen. Außerdem gab es keine automatische Backup-Funktion oder automatische Erweiterungsfunktion zwischen den Containern.

Denken Sie als Analogie an die Registrierkasse in einem Einzelhandelsgeschäft. In den meisten asiatischen Ländern sind Convenience Stores 24 Stunden am Tag in Betrieb, was bedeutet, dass das Kassensystem fast keine Ruhezeiten hat. Haben Sie schon einmal eine Aktualisierung der Kassensoftware erlebt, während Sie an der Kasse waren? Dienstleistungen wie diese, bei denen es fast keine Ruhezeiten gibt, müssen sich auf rollende Updates verlassen, um die Software auf dem neuesten Stand zu halten.

Nehmen wir an, in einem Verbrauchermarkt gibt es 20 Registrierkassen; 5 dieser Kassen sind mit einem Host im Backend verbunden, um Preisdaten zu erhalten. Plötzlich wird während des großen Andrangs am Schwarzen Freitag ein Fehler entdeckt, der behoben werden muss. Der Backend-Host kann zunächst mit einigen Containern des Hosts aktualisiert werden, während die anderen Container weiter in Betrieb sind, um das Risiko und die Auswirkungen auf den Betrieb zu minimieren.

Die erweiterte Container-Verwaltungsfunktionalität verfügt über einen automatischen Erweiterungsmechanismus, der die optimale Auslastung je nach Anzahl, Kapazität und Leistung der Geräte automatisch anpassen kann. Dies ist wohl der beeindruckendste Punkt für Ingenieure, die tatsächlich Cloud-Dienste nutzen, um Anwendungen zu entwickeln. Wenn wir fünf Cloud-Hosts mieten, können wir diese fünf Hosts mit Hilfe der Container-Verwaltung als virtuelle Plattform behandeln und IoT-Dienste auf ihnen ausführen und es dem Management-Framework ermöglichen, die Last jedes Geräts automatisch zu bestimmen, um die Integration von Hardwareressourcen zu maximieren.

Bei den oben genannten Anwendungen handelt es sich um extrem vereinfachte Beispiele. Bei einer großen Anzahl von IoT-Geräten ist es sogar noch einfacher, durch die Steuerung von Containern eine konsistente Integration (CI) und eine konsistente Entwicklung/Auslieferung/Deployment (CD) zu erreichen, um das Risiko zu verringern, dass sich eine kleine Änderung auf das gesamte Unternehmen in einer großen und komplexen Umgebung auswirkt.

In der MicroK8s-Architektur kann jeder Server als Knoten betrachtet werden. Der Knoten enthält einen Pod, der eine Einheit zur gemeinsamen Nutzung von Ressourcen ist, und der Container ist der eigentliche Kern, auf dem der Dienst läuft. Wenn ein Pod ausfällt, wird automatisch ein neuer Pod erstellt.

Das kleinste x86-Entwicklungsboard der Welt - der GHF51

Das GHF51, in der Branche als "Pi" bekannt, ist ein ultrakleines Motherboard, das speziell für AIoT-Anwendungen entwickelt wurde. Mit einer Fläche von nur 1,8 Zoll hat es die gleiche handliche Größe wie der Raspberry Pi und ist direkt mit der x86-Entwicklungsumgebung kompatibel. Das bedeutet, dass eine große Auswahl an Softwarepaketen zur Verfügung steht und dass man sich keine Gedanken über die Portierung aufgrund von plattformübergreifenden Problemen machen muss. Außerdem können Entwickler die Leistung bei der Entwicklung von Anwendungen mit höherer Präzision bewerten.

Dank des industrietauglichen Designs kann das GHF51 in einem breiten Temperaturbereich betrieben werden. Das integrierte Mini-PCIe-Modul bietet Unterstützung für Wi-Fi- oder 5G-Netzwerke, was sich perfekt für die Entwicklung von IoT-Anwendungen eignet.

EC70A-KU mit reichlich E/A

Die Fähigkeit, sich mit Peripheriegeräten zu verbinden, ist einer der größten Unterschiede zwischen Industriecomputern und Verbraucherprodukten. Industrietaugliche Produktionsanlagen sind teuer und haben eine lange Lebensdauer; außerdem lassen sich viele Spezialgeräte nur schwer aktualisieren und ersetzen. Daher müssen Industriecomputer einen langen Lebenszyklus haben, was die Unterstützung von Anschlussstandards angeht, und traditionelle oder gängige Übertragungsarten müssen unterstützt werden.

Die Unterstützung der seriellen Schnittstelle ist ein solches Beispiel. In Anbetracht dessen hat DFI mit dem EC70A-KU die kompakteste Konfiguration an der Vorder- und Rückseite mit extrem wenig Platz geschaffen. Es stehen bis zu 6 serielle Schnittstellen zur Verfügung, was die Wahrscheinlichkeit, dass zusätzliche Erweiterungen in der Gesamtlösung benötigt werden, erheblich reduziert.