ms-ai-architect/skills/ms-ai-infrastructure/references/hybrid-edge/kubernetes-edge-aks-edge.md

Kubernetes-Based AI at the Edge (AKS Edge)

Last updated: 2026-02 Status: GA Category: Hybrid Cloud & Edge AI Type: reference

---

Innhold

• Introduksjon
• Kjernekomponenter
• AKS Edge Essentials Deployment
• Container Orchestration at Edge
• Multi-Node Edge Clusters
• Service Mesh for Edge
• Norsk offentlig sektor
• Beslutningsrammeverk
• For arkitekten

Introduksjon

AKS Edge Essentials er Microsofts lettvekts Kubernetes-distribusjon for edge-scenarier, designet for a kjore containeriserte arbeidsbelastninger pa PC-klasse hardware. I motsetning til AKS i skyen eller AKS pa Azure Local, er AKS Edge Essentials optimalisert for statiske, forhands-definerte konfigurasjoner pa enheter med begrenset kapasitet — fra industrielle PC-er til gateway-enheter.

For AI-arbeidsbelastninger pa edge muliggjor AKS Edge Essentials deployment av ML-modeller, inferensservere, og AI-pipelines som Kubernetes-pods med GPU-akselerasjon (via GPU-PV). Tilkoblet Azure Arc gir sentralisert administrasjon, GitOps-basert deployment, og integrasjon med Azure ML, Azure Monitor og Azure Policy.

For norsk offentlig sektor er AKS Edge Essentials relevant for distribuert AI pa lokale stasjoner (veisensorer, helseutstyr, energimalere) der Kubernetes-basert orkestrering gir standardisert deployment og oppdatering av AI-modeller pa tvers av geografisk spredte enheter.

---

Kjernekomponenter

Komponent	Formal	Teknologi
AKS Edge Essentials	Lettvekts Kubernetes pa edge	K8s/K3s
CBL-Mariner Linux VM	Managed Linux VM for containere	Microsoft Mariner
Azure Arc	Sentralisert administrasjon fra sky	Kubernetes management
GitOps (Flux)	Deklarativ applikasjons-deployment	Git-basert CD
GPU-PV	GPU-deling mellom host og VM	Paravirtualisering
KAITO	AI-modell deployment operator	Kubernetes operator
Helm	Pakkehandtering for Kubernetes	Chart-basert

---

AKS Edge Essentials Deployment

Systemkrav

Komponent	Minimum	Anbefalt for AI
OS	Windows 10/11 IoT Enterprise	Windows 11 IoT Enterprise
CPU	4 kjerner	8+ kjerner
RAM	4 GB (K3s) / 8 GB (K8s)	16+ GB for AI-workloads
Disk	40 GB	100+ GB SSD
GPU	Ikke pakrevd	NVIDIA T4/A2 for inferens
Nettverk	1 Gbps	10 Gbps for modell-nedlasting

Installasjon og klynge-oppsett

# Steg 1: Installer AKS Edge Essentials
# Last ned MSI fra Microsoft
Start-BitsTransfer -Source "https://aka.ms/aks-edge/k8s-msi" `
  -Destination "AksEdge-K8s.msi"
msiexec /i AksEdge-K8s.msi /passive

# Steg 2: Importer PowerShell-moduler
Import-Module AksEdge

# Steg 3: Generer konfigurasjonsfil
New-AksEdgeConfig -DeploymentType SingleMachineCluster `
  -NodeType Linux `
  -outFile .\aksedge-config.json

// aksedge-config.json — Konfigurert for AI-workloads
{
  "SchemaVersion": "1.14",
  "Version": "1.0",
  "DeploymentType": "SingleMachineCluster",
  "Init": {
    "ServiceIPRangeSize": 10
  },
  "Network": {
    "NetworkPlugin": "flannel",
    "InternetDisabled": false
  },
  "User": {
    "AcceptEula": true,
    "AcceptOptionalTelemetry": false
  },
  "Machines": [
    {
      "LinuxNode": {
        "CpuCount": 8,
        "MemoryInMB": 12288,
        "DataSizeInGB": 40,
        "Mtu": 1500
      }
    }
  ]
}

# Steg 4: Valider og deploy klynge
Test-AksEdgeNetworkParameters -JsonConfigFilePath .\aksedge-config.json
New-AksEdgeDeployment -JsonConfigFilePath .\aksedge-config.json

# Steg 5: Verifiser deployment
kubectl get nodes -o wide
kubectl get pods --all-namespaces -o wide

Tilkobling til Azure Arc

# Koble AKS Edge Essentials til Azure Arc
$arcParams = @{
    ClusterName = "edge-ai-station-01"
    ResourceGroupName = "rg-edge-ai-norway"
    Location = "norwayeast"
    SubscriptionId = "<subscription-id>"
    TenantId = "<tenant-id>"
}

# Installer Arc-agenter pa klyngen
Install-AksEdgeArc @arcParams

# Verifiser Arc-tilkobling
kubectl get pods -n azure-arc
az connectedk8s show --name edge-ai-station-01 --resource-group rg-edge-ai-norway

---

Container Orchestration at Edge

AI-inferens deployment med Kubernetes

# ONNX Runtime inferensserver pa AKS Edge
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: onnx-inference-server
  namespace: ai-workloads
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: onnx-inference
  template:
    metadata:
      labels:
        app: onnx-inference
    spec:
      containers:
        - name: inference
          image: mcr.microsoft.com/onnxruntime/server:latest
          args:
            - "--model_path"
            - "/models/anomaly_detector.onnx"
            - "--http_port"
            - "8001"
          ports:
            - containerPort: 8001
              name: http
          resources:
            requests:
              memory: "512Mi"
              cpu: "500m"
            limits:
              memory: "2Gi"
              cpu: "2"
          volumeMounts:
            - name: model-storage
              mountPath: /models
          livenessProbe:
            httpGet:
              path: /health
              port: 8001
            initialDelaySeconds: 30
            periodSeconds: 10
          readinessProbe:
            httpGet:
              path: /ready
              port: 8001
            initialDelaySeconds: 10
            periodSeconds: 5
      volumes:
        - name: model-storage
          persistentVolumeClaim:
            claimName: ai-models-pvc
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: onnx-inference-svc
  namespace: ai-workloads
spec:
  selector:
    app: onnx-inference
  ports:
    - port: 8001
      targetPort: 8001
  type: ClusterIP

GitOps-basert modelloppdatering med Flux

# Flux Kustomization for AI-modell deployment
apiVersion: kustomize.toolkit.fluxcd.io/v1
kind: Kustomization
metadata:
  name: ai-models
  namespace: flux-system
spec:
  interval: 5m
  path: ./edge-ai/models
  prune: true
  sourceRef:
    kind: GitRepository
    name: edge-ai-config
  healthChecks:
    - apiVersion: apps/v1
      kind: Deployment
      name: onnx-inference-server
      namespace: ai-workloads
  timeout: 10m
---
# Git-repository som kilde for konfigurasjon
apiVersion: source.toolkit.fluxcd.io/v1
kind: GitRepository
metadata:
  name: edge-ai-config
  namespace: flux-system
spec:
  interval: 1m
  url: https://dev.azure.com/org/project/_git/edge-ai-config
  branch: main
  secretRef:
    name: git-credentials

---

Multi-Node Edge Clusters

Skalerbar klynge pa tvers av maskiner

# Steg 1: Generer multi-node konfigurasjon
New-AksEdgeConfig -DeploymentType ScalableCluster `
  -NodeType Linux `
  -outFile .\multinode-config.json

# Steg 2: Deploy primaer node
New-AksEdgeDeployment -JsonConfigFilePath .\multinode-config.json

# Steg 3: Hent join-token for ekstra noder
$token = Get-AksEdgeNodeJoinToken

# Steg 4: Pa sekundaer maskin — join klyngen
New-AksEdgeScaleConfig -ScaleType AddNode `
  -NodeType Linux `
  -LinuxNodeIp "192.168.1.102" `
  -outFile .\scale-config.json

Add-AksEdgeNode -JsonConfigFilePath .\scale-config.json

Multi-node arkitektur for AI

┌─────────────────────────────────────┐
│         Edge AI Cluster             │
│                                     │
│  ┌───────────┐  ┌───────────┐      │
│  │  Node 1   │  │  Node 2   │      │
│  │ (Control  │  │ (Worker)  │      │
│  │  + Worker) │  │           │      │
│  │            │  │ - AI      │      │
│  │ - API      │  │   inferens│      │
│  │   server   │  │ - GPU     │      │
│  │ - etcd     │  │   workload│      │
│  │ - Scheduler│  │           │      │
│  └───────────┘  └───────────┘      │
│         ↕             ↕             │
│     [Flannel/Calico networking]     │
│                                     │
│  ┌───────────┐                      │
│  │  Node 3   │    Azure Arc ←→ Sky  │
│  │ (Worker)  │                      │
│  │           │                      │
│  │ - Data    │                      │
│  │   pipeline│                      │
│  │ - Storage │                      │
│  └───────────┘                      │
└─────────────────────────────────────┘

---

Service Mesh for Edge

Lettvekts service mesh pa edge

For AI-arbeidsbelastninger pa edge med flere mikrotjenester (inferens, datainntak, API-gateway) kan en lettvekts service mesh gi observabilitet og trafikkstyring:

# Envoy-basert sidecar for AI-inferens (lettvekts alternativ)
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: ai-inference-with-proxy
  namespace: ai-workloads
spec:
  template:
    spec:
      containers:
        # AI-inferens container
        - name: inference
          image: myregistry/anomaly-model:v2
          ports:
            - containerPort: 8080

        # Envoy sidecar for observabilitet
        - name: envoy-proxy
          image: envoyproxy/envoy:v1.28-latest
          ports:
            - containerPort: 9901  # Admin
            - containerPort: 10000 # Ingress
          volumeMounts:
            - name: envoy-config
              mountPath: /etc/envoy
          resources:
            requests:
              memory: "64Mi"
              cpu: "50m"
            limits:
              memory: "128Mi"
              cpu: "100m"
      volumes:
        - name: envoy-config
          configMap:
            name: envoy-edge-config

Canary deployment for modellversjoner

# Canary deployment: Gradvis utrulling av ny AI-modell
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: ai-inference-canary
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/canary: "true"
    nginx.ingress.kubernetes.io/canary-weight: "20"  # 20% til ny modell
spec:
  rules:
    - host: inference.edge.local
      http:
        paths:
          - path: /predict
            pathType: Prefix
            backend:
              service:
                name: inference-v2  # Ny modellversjon
                port:
                  number: 8080

---

Norsk offentlig sektor

Distribusjonsstrategi for norske edge-stasjoner

Stasjon	Antall	Hardware	AKS Edge-konfig	AI-workload
Veisensorer	~200	Industrial PC	Single-node K3s	Trafikk-analyse
Tunnelverkaking	~50	Rack-server	Multi-node K8s	Brann/ventilasjon
Ferjekaier	~30	Rugged PC	Single-node K3s	Bildetelling
Ladestajoner	~500	IoT gateway	K3s minimal	Energi-prediksjon

Sikkerhets- og administrasjonskrav

• Azure Arc for sentralisert forvaltning fra Norway East
• GitOps for sporbar og audit-bar deployment
• Network policies for nettverkssegmentering
• Pod security policies/standards for container-isolasjon
• KMS-plugin for kryptering av secrets i etcd

---

Beslutningsrammeverk

Scenario	Anbefaling	Begrunnelse
Enkelt-enhet AI	AKS Edge Essentials single-node (K3s)	Lavest ressursbruk
Multi-workload edge	AKS Edge Essentials single-node (K8s)	Full K8s-kompatibilitet
Redundant edge-klynge	AKS Edge multi-node (K8s)	Hoy tilgjengelighet
GPU-akselerert AI	AKS Edge + GPU-PV + NVIDIA plugin	Container-basert GPU-inferens
Skalerbar fleet-management	AKS Edge + Azure Arc + GitOps	Sentralisert administrasjon
Windows + Linux workloads	AKS Edge med bade Linux og Windows VM	Interop-scenarier

---

For arkitekten

• AKS Edge Essentials er den foretrukne loesningen for container-basert AI pa edge — det gir Kubernetes-standarder pa PC-klasse hardware med minimal fotavtrykk (4 GB RAM for K3s)
• Azure Arc + GitOps gir sentralisert forvaltning — anbefal dette for organisasjoner med mange edge-stasjoner som trenger sporbar, automatisert deployment av AI-modeller
• K3s vs K8s: Velg K3s for enkle AI-scenarier med 1-3 containere, og K8s nar du trenger full Kubernetes-funksjonalitet som network policies og Pod security standards
• GPU-PV muliggjor delt GPU-tilgang mellom Windows-host og Linux VM — bruk dette for edge-servere med NVIDIA GPU som kjorer bade tradisjonelle Windows-applikasjoner og AI-containere
• For norsk offentlig sektor: AKS Edge + Arc + GitOps gir en standardisert plattform for AI-deployment pa tvers av etater og lokasjoner — definer felles Helm charts og Flux-konfigurasjoner for a sikre konsistent og revisjonsvennlig deployment