DFI EC70A-KU 及 GHF51 為 Ubuntu 認證產品，可無痛地、在沒有相容性包袱的前提下透過 MicroK8s 及相關套件輕鬆建立及管理周邊節點，完成跨主機叢集的自動部署、擴充以及執行應用程式容器，將應用的開發及維運成本皆降至極低。
產業 : 零售 , 工廠 , AIoT
應用 : IoT 節點佈署、負載平衡與備援
解決方案 : EC70A-KU, GHF51
隨著 AIoT 裝置在工商業應用的逐漸普及，萬物聯網對生產及業務營運的效率帶來明顯提升，從為數眾多的邊緣裝置裡搜集到的大數據也讓執行的政策得以不斷修正，在雲端與終端間順暢溝通，形成效率上的正循環。
同時，近年來各種場域對無人值守作業方式的青睞以及迫切需求，迫使不少企業積極導入私有雲的架設，透過遠端控制來實現高度的管理彈性。如何快速地建立及部署終端裝置、並且在私有雲端進行統一管理已經是跨應用的顯學。
負載平衡及高可靠度是維持私有雲運作效率的兩大基礎，也是評估生產及業務模式成熟度的基本指標。高可靠度的定義為在一定的時間範圍內，服務或生產力的上線比例標準，負載平衡則則是維持高可靠度的常見手段，旨在分擔不同裝置間的負載，並且在另一個裝置失效時提供備援，也就是「接力」，避免「掉球」。
不論是便利商店的 Kiosk，或是廠房端的生產設備，若未實現負載平衡，就很可能會因為軟硬體因素出現服務或生產力中斷的情況，這代表可靠度降低，對下游廠商而言，造成在營利或成本上的損失；就上游廠商來說，流失客戶對其解決方案的信賴基礎。
透過虛擬化達成負載平衡及高可靠度
我們處在一個高度倚賴硬體虛擬化的時代，而且這個趨勢不會走回頭路。充沛的硬體效能使得在單一裝置內佈署多個容器變得可能，若每個容器代表一個服務的虛擬化實體，比如便利商店的交貨便，就算每個容器中的軟體崩潰了，系統可馬上呼叫另一個容器的服務來接手。
容器可分散在多台裝置中。另一個應用實例：機場航廈的航班顯示，用來顯示航班的是一台 Panel PC，此 Panel PC 會向負責統整航班資訊的資料庫用主機索取資料。若資料庫主機斷電或出現硬體錯誤，Panel PC 會存取另一台備援的資料庫主機，讓航班資訊的顯示不致於中斷。
負載平衡在工廠自動化中尤其常見。試想某條產線上有 10 隻攝影機用來負責瑕疵檢測，後端做 AI 推論的有 2 台邊緣伺服器。如果其中 1 台伺服器已經負擔了 5 隻攝影機的資料量，當第 6 隻攝影機上線時，系統便可分派給尚未有負載、或是負載較低的第 2 台伺服器，避免第 1 台伺服器的負載過重，因而影響 AI 推論效能。
聽起來非常理想，對吧？然而，以往要把應用手動部署到容器之中且進行跨裝置的管理，是一件很繁瑣的事。工程師們必須在每台裝置上做容器的新增或刪除，而且容器之間也不會有自動備援的機能，或者是自動擴展的能耐。
拿零售商店的收銀機來作比方。在亞洲的多數國家，便利商店都是 24 小時運行的，收銀系統幾乎不會有喘息的時間。您有遇過結帳時，剛好收銀機的軟體正在更新嗎？像這種幾乎零停機的服務，必須靠滾動式的更新來將軟體維持在最新狀態。
假設某間大賣場裡有 20 台收銀機，每 5 台會連到後端的 1 台主機汲取價格資料。在黑色星期五搶購節時突然發現有 Bug 需要處理，此時不可能全部停機來進行這個動作。後方的主機可先由主機中的部份容器進行更新、部份容器仍進行運作，來將風險及對營運的衝擊降至最低。
先進的容器管理機能帶有自動擴展機制，自動依裝置的數量、容量及效能來調整最佳負載。這點在真正有利用雲服務來開發應用的工程師來說，印象一定最為深刻。如果我們租了五台雲端主機，就能透過容器的管理來把這五處雲視成一個虛擬平台，於其上運行 IoT 服務，讓管理框架自動去判斷每台機器的負載，最大化的整合硬體資源。
以上應用，都是極度簡化後的範例，實際上面對有龐大數量的 IoT 裝置時，透過容器的控管可更輕易的達成持續整合（CI，Consistent Integrating）與持續開發、傳遞及部署（CD，Consistent Development/Delivery/Deployment），降低大規模而複雜的環境中牽一髮而動全身的風險。
用 MicroK8s 快速而方便的佈署及管理容器
容器只是虛擬化的一種表徵，如何管理這些容器、把這些容器連結起來成為一個叢集？ Kerbernetes(K8s) 是最著名的、不少 Google 雲端服務都在用的架構，只是它有一定難度，學習曲線較為陡峭。目前 Ubuntu 上的 MicroK8s 框架算是集實用性及便利性於一身的首選。當然了，各種應用皆有其最適用的框架，在 Ubuntu 系統上也都能輕鬆安裝，以免「用牛刀殺雞」，目前泛用性最高的仍是 MicroK8s。
MicroK8s 的安裝極為簡單，前提是要有 Linux 系統，透過簡易的指令就能把整個微型容器叢集建立起來，整個過程甚至可以花不到一分鐘，在終端輕量級的應用中非常受歡迎。加上對 GPU 的支援，在容器中進行機器學習並非難事。
負載平衡機制的簡略示意，左方為需求端，右方為處理端，中間為負載平衡器，負載平衡器得依照不同的負載狀況來調性調配資源，並確保服務不中斷。
在 MicroK8s 的架構裡，可把每台伺服器視為一個節點 (node)，節點裡包含 Pod 做為資源的共享單位，Container 則是運行服務的真正核心。一個 Pod 掛點了，另一個 Pod 就會自動被建立。
然而，Linux 系統對硬體的驅動支援仍是不少整合方案在設計時會先碰到的難題，進而讓開發者在實作上感到恐懼。DFI 持續在垂直面上加深與 Canonical 的合作，並在產品與應用面上做水平延伸，EC70A-KU 小型系統及工業級 Pi － GHF51 開發板即為已經通過 Ubuntu 認證的產品，在驅動及套件的支援上無後顧之憂，可節省不少除錯時間及成本，用最快速的方式佈署 IoT 運行環境，享受 MicroK8s 帶來的無限便利。
通過 Ubuntu 認證的重要性
Linux 系統固然安全可靠，維護成本亦低，然而對驅動程式的相容性以及軟體的相依性向來是難解的原罪。驅動程式問題不單會在安裝作業系統時遇到，只要作業系統一有更新，很可能就得再面對一次。近年來，Ubuntu 對於硬體的支援程度已有很大進步，可謂十分成熟，不過，天底下沒有 100% 內建所有硬體驅動的作業系統，即使是 Windows 也是如此。
通過 Ubuntu 認證的產品，在佈署作業系統至裝置以及日後更新時便能無後顧之憂，且享有優先支援的權利。這對終端應用供應商來說無疑是多了一份保障，可以更快速且安心的導入硬體產品，在解決方案的應對時程上也會更加敏捷。
使用 EC70A-KU 及 GHF51 建立起 MicroK8s 環境的運作示意。
在 MicroK8s 的管理介面裡，可以看到每個節點、Pods 的運行狀況，以及機器的負載。
全球最小的 x86 開發板－ GHF51
有工業界的 Pi 之稱的 GHF51 是專為 AIoT 應用而推出的超小型主機板，面積只有 1.8 吋，有著與 Rasberry Pi 相同的袖珍體積，同時直接相容於 x86 開發環境。這代表在軟體套件的選擇上會為廣泛，也不必由於跨平台問題而需費心移植，開發者在設計應用時也可更精準的評估效能。
工業級的設計也使得 GHF51 得以在較寬廣的溫度範圍運行，內建的 Mini-PCIe 模組提供 Wi-Fi 或 5G 網路的支援，非常適合用於開發終端的 IoT 應用。
帶有豐沛 I/O 的 EC70A-KU
與周邊裝置的連動能力是工業級電腦與消費型產品線最大的不同之一。工業級生產設備的價格昂貴，服役年限較長，而且不少經過特製化的設備很難汰舊換新，因此工業電腦在埠口標準的支援上需要有較長的生命周期，傳統的、或是主流的傳輸型類型都要支援。
序列埠的支援就是一例。有鑑於此，DFI EC70A-KU 在空間極為有限的前後面板上做了最緊湊的配置，光是序列埠口就高達 6 個，在整決方案時可大幅度減少需要再外接額外擴充塢口的機率。
DFI 積極並持續開發相容於各種認證的產品，加速解決方案的整合與導入
垂直解決方案整合商常需費心於相容性及安全規範等問題，不同的國家更是需考量到運作環境。DFI 從產品設計階段便以各種場域容易產生的需求來定義最大公約數，推出符合市場主流的標準產品，並積極通過各項安規及認證，協助客戶以最快的時間整合及導入各種應用。
針對有特殊需求的客戶，DFI 提供高度客製化服務，結合一站式ODM打造專屬於您的產品。
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