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如何配置 IoT Edge 模块的容器创建选项

项目
04/11/2024

适用于： IoT Edge 1.5 IoT Edge 1.4

重要

IoT Edge 1.5 LTS 和 IoT Edge 1.4 LTS 是受支持的版本。 IoT Edge 1.4 LTS 的生命周期结束日期为 2024 年 11 月 12 日。如果你使用的是较低的版本，请参阅更新 IoT Edge。

使用部署清单中的 createOptions 参数可以在运行时配置模块容器。此参数扩展了你对模块的控制，可用于执行如下所述的任务：允许或限制模块对主机设备资源的访问，或配置网络。

IoT Edge 模块在 IoT Edge 设备上作为 Docker 兼容的容器实现。 Docker 提供许多用于创建容器的选项，而这些选项也适用于 IoT Edge 模块。有关详细信息，请参阅 Docker 容器创建选项。

设置创建选项的格式

IoT Edge 部署清单接受 JSON 格式的创建选项。以每个 edgeHub 模块自动包含的创建选项为例：

"createOptions": {
  "HostConfig": {
    "PortBindings": {
      "5671/tcp": [
        {
          "HostPort": "5671"
        }
      ],
      "8883/tcp": [
        {
          "HostPort": "8883"
        }
      ],
      "443/tcp": [
        {
          "HostPort": "443"
        }
      ]
    }
  }
}

此 edgeHub 示例使用 HostConfig.PortBindings 参数将容器上公开的端口映射到主机设备上的端口。

如果使用适用于 Visual Studio 或 Visual Studio Code 的 Azure IoT Edge 扩展，可以在 deployment.template.json 文件中以 JSON 格式编写创建选项。然后，当你使用扩展来生成 IoT Edge 解决方案或生成部署清单时，该扩展会以 IoT Edge 运行时预期的格式将 JSON 字符串化。例如：

"createOptions": "{\"HostConfig\":{\"PortBindings\":{\"5671/tcp\":[{\"HostPort\":\"5671\"}],\"8883/tcp\":[{\"HostPort\":\"8883\"}],\"443/tcp\":[{\"HostPort\":\"443\"}]}}}"

重要

Azure IoT Edge Visual Studio Code 扩展处于维护模式。 iotedgedev 工具是推荐用于开发 IoT Edge 模块的工具。

编写创建选项时，一个技巧是使用 docker inspect 命令。在开发过程中，使用 docker run <container name> 在本地运行模块。在模块按预期方式运行后，运行 docker inspect <container name>。此命令以 JSON 格式输出模块详细信息。找到配置的参数，并复制 JSON。例如：

常见方案

容器创建选项可以实现许多方案，下面是在生成 IoT Edge 解决方案时最常用的一些方案：

授予模块对主机存储的访问权限
将主机端口映射到模块端口
限制模块内存和 CPU 使用率
GPU 优化 IoT Edge 模块

将主机端口映射到模块端口

如果模块需要与 IoT Edge 解决方案外部的服务通信，但不使用消息路由进行通信，你需要将主机端口映射到模块端口。

提示

对于同一设备上的模块到模块通信，不需要进行这种端口映射。如果模块 A 需要查询模块 B 上托管的 API，无需进行任何端口映射即可实现此目的。模块 B 需在其 dockerfile 中公开一个端口，例如：EXPOSE 8080。然后模块 A 可以使用模块 B 的名称来查询 API，例如：http://ModuleB:8080/api。

首先，请确保已公开模块中的某个端口来侦听连接。为此，可以在 dockerfile 中使用 EXPOSE 指令。例如，EXPOSE 8080。如果未指定 expose 指令，则其默认值为 TCP 协议；你也可以指定 UDP。

然后，在 Docker 容器创建选项的 HostConfig 组中使用 PortBindings 设置，将模块中公开的端口映射到主机设备上的端口。例如，如果在模块中公开了端口 8080，并想要将其映射到主机设备的端口 80，则 template.json 文件中的创建选项将如以下示例所示：

"createOptions": {
  "HostConfig": {
    "PortBindings": {
      "8080/tcp": [
        {
          "HostPort": "80"
        }
      ]
    }
  }
}

将部署清单字符串化后，相同的配置将如以下示例所示：

"createOptions": "{\"HostConfig\":{\"PortBindings\":{\"8080/tcp\":[{\"HostPort\":\"80\"}]}}}"

限制模块内存和 CPU 使用率

可以声明一个模块可以使用的主机资源量。这种控制有助于确保一个模块不能使用过多的内存或 CPU，并防止其他进程在设备上运行。可以在 HostConfig 组中使用 Docker 容器创建选项来管理这些设置，包括：

内存：内存限制（字节）。例如，268435456 字节 = 256 MB。
MemorySwap：总内存限制（内存 + 交换）。例如，536870912 字节 = 512 MB。
NanoCpus：以 10^-9（十亿分之一）CPU 为单位的 CPU 配额。例如，250000000 nanocpus = 0.25 CPU。

采用 template.json 格式时，这些值如以下示例所示：

"createOptions": {
  "HostConfig": {
    "Memory": 268435456,
    "MemorySwap": 536870912,
    "NanoCpus": 250000000
  }
}

将最终部署清单字符串化后，这些值如以下示例所示：

"createOptions":"{\"HostConfig\":{\"Memory\":268435456,\"MemorySwap\":536870912,\"CpuPeriod\":25000}}"

GPU 优化 IoT Edge 模块

如果要在 GPU 优化的虚拟机上运行 IoT Edge 模块，还可以启用 IoT Edge 模块以连接到 GPU。若要使用现有模块执行此操作，请将一些规范添加到 createOptions：

{"HostConfig": {"DeviceRequests": [{"Count": -1,"Capabilities": [["gpu"]]}]}}

若要确认这些设置已成功添加，请使用 Docker 检查命令查看 JSON 打印输出中的新设置。

sudo docker inspect <YOUR-MODULE-NAME>

若要详细了解设备和虚拟机如何连接到 GPU，请参阅配置、连接和验证 GPU 的 IoT Edge 模块。

后续步骤

有关创建选项的运作方式的更多示例，请参阅以下 IoT Edge 示例：

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