Serverless 工程實踐｜自建 Apache OpenWhisk 平台
- 2021 年 11 月 1 日
- 筆記
- Serverless, 雲原生, 開源, 阿里雲
作者 | 劉宇（江昱）
前言：OpenWhisk 是一個開源、無服務器的雲平台，可以在運行時容器中通過執行擴展的代碼響應各種事件，而無須用戶關心相關的基礎設施架構。
OpenWhisk 簡介
OpenWhisk 是基於雲的分佈式事件驅動的編程服務。OpenWhisk 提供一種編程模型，將事件處理程序註冊到雲服務中，以處理各種不同的服務。其可以支持數千觸發器和調用，可以對不同規模的事件進行響應。
OpenWhisk 是由許多組件構建的，這些組件讓 OpenWhisk 成為一款優秀的開源 FaaS 平台。
Apache OpenWhisk 組件結構
OpenWhisk 部署
實驗機器操作系統為 Ubuntu 18.04 Desktop。使用 GitHub 上所提供的 incubator-openwhisk 進行安裝，如果本機沒有安裝 Git，需要先安裝 Git：
apt install git
接下來克隆 repo 到本地目錄：
git clone //github.com/apache/incubator-openwhisk.git openwhisk
克隆完成之後，顯示如圖所示。
Apache OpenWhisk 項目 Clone
進入 OpenWhisk 目錄，並且執行腳本。OpenWhisk 是由 Scala 開發的，運行需要安裝 Java 環境。下面的腳本實現了 Java 環境的安裝，以及其他的所需要的軟件：
cd openwhisk && cd tools/ubuntu-setup && ./all.sh
Apache OpenWhisk 安裝配置如圖所示。
Apache OpenWhisk 安裝配置
OpenWhisk 使用 ansible 進行部署，環境變量定義在 ansible/environments/group_vars/all 下：
limits:
invocationsPerMinute: "{{ limit_invocations_per_minute | default(60) }}"
concurrentInvocations: "{{ limit_invocations_concurrent | default(30) }}"
concurrentInvocationsSystem: "{{ limit_invocations_concurrent_system | default
(5000) }}"
firesPerMinute: "{{ limit_fires_per_minute | default(60) }}"
sequenceMaxLength: "{{ limit_sequence_max_length | default(50) }}"
上面程序定義了 OpenWhisk 在系統中的限制。
- invocationsPerMinute 表示同一個 Namespace 每分鐘調用 Action 的數量。
- concurrentInvocations 表示同一個 Namespace 的並發調用數量。
- concurrentInvocationsSystem 表示系統中所有 Namespace 的並發調用數量。
- firesPerMinute 表示同一個 Namespace 中每分鐘調用 Trigger 的數量。
- sequenceMaxLength 表示 Action 的最大序列長度。
如果需要修改上述的默認值，可以把修改後的值添加到文件 ansible/environments/local/group_vars/all 的末尾。例如，Action 的最大序列長度為 100，可以將 sequenceMaxLength: 120 添加到文件的末尾。
接下來，為 OpenWhisk 配置一個持久存儲的數據庫，有 CouchDB 和 Cloudant 可選。以 CouchDB 為例，配置環境：
export OW_DB=CouchDB
export OW_DB_USERNAME=root
export OW_DB_PASSWORD=PASSWORD
export OW_DB_PROTOCOL=http
export OW_DB_HOST=172.17.0.1
export OW_DB_PORT=5984
在 openwhisk/ansible 目錄下，運行腳本，如圖所示。
ansible-playbook -i environments/local/ setup.yml
執行腳本過程
接下來使用 CouchDB 部署 OpenWhisk，確保本地已經有了 db_local.ini。在 openwhisk/ 目錄下執行部署命令：
./gradlew distDocker
如果部署過程中出現問題（如下圖所示），可能是沒有安裝 npm 導致的，此時可以執行如下指令。
部署過程可能報錯示例
apt install npm
稍等片刻，可以看到 Build 成功頁面，如圖所示。
Build 成功示例
接下來進入 openwhisk/ansible 目錄：
ansible-playbook -i environments/local/ couchdb.yml
ansible-playbook -i environments/local/ initdb.yml
ansible-playbook -i environments/local/ wipe.yml
ansible-playbook -i environments/local/ apigateway.yml
ansible-playbook -i environments/local/ openwhisk.yml
ansible-playbook -i environments/local/ postdeploy.yml
執行腳本過程如圖所示。
圖片執行腳本過程
部署成功後，OpenWhisk 會在系統中啟動幾個 Docker 容器。我們可以通過 docker ps 來查看：
docker ps --format "{{.Image}} \t {{.Names }}"
安裝成功後的容器列表如圖所示。
安裝成功後的容器列表
開發者工具
OpenWhisk 提供了一個統一的命令行接口 wsk。生成的 wsk 在 openwhisk/bin 下。其有兩個屬性需要配置。
- API host 用於部署 OpenWhisk 的主機名或 IP 地址的 API。
- Authorization key（用戶名或密碼）用來授權操作 OpenWhisk 的 API。
設置 API host，在單機配置中的 IP 應該為 172.17.0.1，如圖所示。
./bin/wsk property set --apihost '172.17.0.1'
設置 API host
設置 key：
./bin/wsk property set --auth `cat ansible/files/auth.guest
權限設置如圖所示。
圖片設置權限
OpenWhisk 將 CLI 的配置信息存儲在 ~/.wskprops 中。這個文件的位置也可以通過環境變量 WSK_CONFIG_FILE 來指定。
驗證 CLI：
wsk action invoke /whisk.system/utils/echo –p message hello –result
{
"message": "hello"
}
體驗測試
創建簡單的動作（action），代碼如下：
# test.py
def main(args):
num = args.get("number", "30")
return {"fibonacci": F(int(num))}
def F(n):
if n == 0:
return 0
elif n == 1:
return 1
else:
return F(n - 1) + F(n - 2)
創建動作：
/bin/wsk action create myfunction ./test.py --insecure
函數創建如圖所示。
創建函數
觸發動作：
./bin/wsk -i action invoke myfunction --result --blocking --param nember 20
得到結果，如圖所示。
執行函數
至此，我們完成了 OpenWhisk 項目的部署以及測試。
