Docker контейнери с Balena на вградени Linux устройства - TuxCon 2024

Docker контейнери с Balena на
вградени Linux устройства
Атанас Бунчев
atanas.bunchev@konsulko.com
atanas.bunchev@gmail.com
TuxCon 2024

TuxCon 2024, Атанас Бунчев
Експерти в софтуерната разработка,
отдадени на Linux и Open Source
●
Основана през 2012 от Embedded Linux инженери с дълга история в
Open Source Software екосистемата и пазара за вградени системи
●
Десетилетия практика в разработката и развитието на
системи сотворен код и комерсиални продукти базирани на Linux
●
Експерти на системно ниво. Сътрудници на OpenEmbedded,
Yocto Project, U-Boot, Automotive Grade Linux (AGL) и Linux ядрото
●
Главен офис в Сан Хосе, Калифорния. Глобално разпределен екип от
инженери в Северна Америка и Европа
●
https://www.konsulko.com

Съдържание
●
Какво е Balena?
●
Как се използва Balena?
●
Как работи Balena?
●
The Yocto Project
●
Интеграция на balenaOS за phyBOARD AM62x

Какво е Balena?
●
Сигурен базиран на контейнери стек с отворен
код за разработка и управление на флотилии от
IoT Linux устройства
●
Поддържа над 100+ вида устройства
●
Използва модифицирана и оптимизирана за
вградени устройства версия на Docker Engine
●
https://www.balena.io/
Fin

Контейнери – виртуализация на системно ниво
●
Контейнерът е пакет на приложение
заедно със всичко, което му е необходимо,
за да работи – конфигурация, системни
библиотеки, други приложения, дори цяла
Linux дистрибуция.
●
Приложенията в контейнерите се
изпълняват от Linux ядрото на главната
система, но са изолирани от самата
система и останалите контейнери.
●
Контейнерите улесняват разработката и
пакетирането на приложения.
Те предоставят абстракция от конкретния
хардуер и операционна система.
●
Разходите в производителността за
контейнеризация са сравнително малки.

Как се използва Balena?
1. Регистрация на https://www.balena.io/
2. Създаване на нова флотилия
3. Добавяне на ново устройство към флотилия
4. Стартиране на „Hello World“ приложение
Снимките в презентацията са за phyBoard AM62x, но процедурата е
идентична за всеки от поддържаните от Balena типове устройства.

Бизнес модел при разработка на отворен код
●
Операционната система, стартирана на устройствата, е с отворен
код. Интеграцията за дадена платка е с отворен код според
желанието на производителя.
●
OpenBalena – версия с отворен код на сървърския софтуер, като при
нея липсват някои функции.
(например бинарни делта обновления)
●
Различни абонаментни планове за употреба на BalenaCloud,
вариращи от 30 до над 110+ устройства, брой потребители с различни
роли, както и време за отговор от екипа за поддръжка.
●
Безплатен план с до 10 устройства с пълна функционалност.

Регистрация в BalenaCloud
Можете да регистрирате
акаунт и да използвате Balena
на 10 устройства безплатно.
https://www.balena.io/

Флотилии – ефективно управление на
множество устройства
●
Флотилията (fleet) представлява група от устройства
с еднаква конфигурация и едни и същи стартирани
приложения.
●
Флотилиите са ефективен подход за лесно
управление и организация на множество устройства
●
Няколко потребителя могат да имат достъп до една
флотилия, като са възможни различни нива на
достъп: Администратор, Разработчик, Оператор и
Наблюдател

Създаване на флотилия

Създаване на флотилия
Избираме тип по подразбиране
за устройствата във флотлията.

Страница на флотилия

Добавяне на ново устройство
Преди да добавите
устройство можете да
конфигурирате неговата
мрежова връзка и да
изберете дали искате
система подходяща за
разработка или продукция.
Когато добавите ново
устройство ще получите
image с операционна
система, който трябва да
запишете на подходящ
носител (например
microSD карта) и да
стартирате устройството
от него.

Записване на image на microSD карта
След като добавите ново устройство и
свалите генерирания за него image,
използвайте командите показани по-
долу под Linux, за да запишете вашия
image на microSD картата.
Заместете <your_image>.img.zip с
името на изтегления файл и /dev/sdX с
адреса на microSD картата.
...или използвайте BalenaEtcher, удобен
графичен инструмент създаден за тази
цел, който работи и под Windows.
r

Страница на флотилия – 1 свързано устройство

Страница на устройство
Информация за устройството
Натоварване
на системата
Съобщения от
системата и
контейнерите
Конзола за
отстраняване
на грешки

Информация за устройството
●
Универсален идентификатор и тип на
платката
●
Версия на BalenaOS и Supervisor
●
Възможност за спиране,
рестартиране и идентифициране на
платката (чрез светодиод)
●
Информация за мрежовата връзка и
възможност за включване на
публичен адрес на устройството
●
Тагове, които могат да се използват
от автоматизирани системи.

Стартиране на „Hello World“ приложение
●
Когато се „Deploy“-ват приложенията се компилират на сървърите
на Balena, след което биват качени и стартирани на всички
устройства в избраната флотилия
●
Използва се специален конзолен инструмент наречен balena-cli,
който предоставя възможност за управление на флотилия от
конзола или друга автоматизирана система:
https://github.com/balena-io/balena-cli/
●
В примера използвам примерно приложение,
което стартира nodejs уеб сървър на платката:
https://github.com/balena-io-examples/balena-nodejs-hello-world/

balena-cli:
Влизане в balena.io профил от конзолата
1. Изтегляте последната версия
на balena-cli като архив
2. Разархивирате архива, след
което стартирате от
конзолата ./balena login
3. Избирате Web authorization и
потвърждавате достъпа чрез
браузъра
●
Като алтернатива може да
изберете Credentials и да
въведете директно вашите
потребителско име и парола

Компилиране и стартиране на „Hello World“
приложение на вграденото устройство
След като сте удостоверили
balena-cli трябва само да
изтеглите хранилището със кода
на примерното приложение и да
го стартирате на вашата флотилия.
Това може да направите от
конзолата със тези команди:
След като balena push приключи
приложението balena-hello-world
ще се покаже в списъка със сервизи:

Домонстрация на „Hello World“ приложението

Как работи Balena?
●
A/B обновления на хост системата.
Обновления с бинарна делта (binary delta).
●
balenaEngine
●
The Yocto Project
●
Автоматизирано тестване на всяка промяна
●

A/B обновления
●
Два идентични rootfs дяла – A и B
●
Системата стартирана от A инсталира обновление в B
●
При рестартиране Bootloader-ът избира активния дял
Делта обновления – по мрежата се прехвърля само разликата между
новата и старата версия на системата, което пести много трафик.

balenaEngine
●
Олекотена версия на Docker, оптимизирана за вградени
системи.
●
Делта обновления на контейнери, което намаля трафика от
10 до 70 пъти
●
Удължава живота на флаш паметта като разархивира
данните докато ги тегли
●
Атомарни обновления на Docker контейнери
●
Оптимизиран за минимална употреба на памет по време на
обновления

The Yocto Project / OpenEmbedded
●
Съвместен проект на Linux Foundation
●
Предоставя гъвкави и удобни инструменти за изготвяне
на специализирани Linux дистрибуции
●
bitbake – построява отделни пакети или цялостна
система използвайки мета данни
●
Poky – референтна дистрибуция изградена само от
мета данни, която може да се използва като основа за
бързо изграждане на дистрибуция за специфична
машина

●
balenaOS е наименованието на операционната система, която се
инсталира на устройствата. Тя е базирана на Yocto, като за всяка
фамилия платки се създава отделно хранилище в GitHub
организацията balena-os
●
phyBOARD AM62x е платка за разработка на IoT устройства
произвеждана от PHYTEC, задвижвана от процесор от ARM
фамилията Sitara на TI.
●
phyBOARD AM62x включва множество интерфейси, което я прави
изключително удобна за разработка и развитие на всякакви IoT
устройства.

phyBOARD AM62x
https://www.phytec.com/product/phyboard-am62x/
SoM: phyCORE-AM62x
CPU: TI AM623, TI AM625
EEPROM: 4 KB
RAM: 2/4 GB DDR4
EMMC: 16/128 GB max
NOR: 64 MB up to 256 MB
(Octal SPI/Dual SPI Flash)
SD/SDIO/MMC Interfaces:
1x microSD Connector
USB: 2x 2.0 Dual Role
CAN: 2x5 Header
RS-232: 2x5 Header
Ethernet: 2x 10/100/1000
WiFi: 802.11 b/g/n (ac) 2.4 / 5 GHz *
Bluetooth: BLE 4.2 *
* (M.2 Connector Header)
Display: OLDI/LVDS (4 lanes – 2x)
and Parallel Display (24bpp)
Camera: 1x MIPI CSI-2
Audio: 1x Speaker Out,
1x Stereo Line-In,
1x Stereo Line-Out

●
Yocto слой за интеграция на phyBOARD AM62x
https://github.com/balena-os/balena-phytec
●
Насоки за интеграция на Balena
https://docs.balena.io/reference/OS/customer-board-support/
●
AutoKit – система за автоматизирано тестване
върху реален хардуер

AutoKit (Automation Kit)
●
AutoKit е система за автоматизирана
интеракция с хардуерни устройства.
●
AutoKit е пакет от софтуер и хардуер
с лесен за употреба интерфейс.
●
AutoKit се използва за тестване на
всяка нова версия на balenaOS на
всички поддържани видове
устройства.
●
За да бъде добавена поддръжка на
Balena за дадно устройство то трябва
да премине серията тестове
извършвани с AutoKit.

Снимка на AutoKit,
с който тестваме phyBOARD AM62x

Благодаря Ви!
Полезни връзки:
●
https://www.yoctoproject.org/
●
https://balena.io/
●
Balena: Running Containerized Applications on phyBOARD-AM62x
https://www.konsulko.com/balena-phyboard-am62x
●
From PR to Release; OS Testing at balena
https://blog.balena.io/from-pr-to-release-os-testing-at-balena/

Docker контейнери с Balena на вградени Linux устройства - TuxCon 2024

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Docker контейнери с Balena на вградени Linux устройства - TuxCon 2024

Similar to Docker контейнери с Balena на вградени Linux устройства - TuxCon 2024 (20)

Docker контейнери с Balena на вградени Linux устройства - TuxCon 2024