Serverless 工程实践｜自建 Apache OpenWhisk 平台

作者 | 刘宇（江昱）

前言：OpenWhisk 是一个开源、无服务器的云平台，可以在运行时容器中通过执行扩展的代码响应各种事件，而无须用户关心相关的基础设施架构。

OpenWhisk 简介

OpenWhisk 是基于云的分布式事件驱动的编程服务。OpenWhisk 提供一种编程模型，将事件处理程序注册到云服务中，以处理各种不同的服务。其可以支持数千触发器和调用，可以对不同规模的事件进行响应。

OpenWhisk 是由许多组件构建的，这些组件让 OpenWhisk 成为一款优秀的开源 FaaS 平台。

Apache OpenWhisk 组件结构

OpenWhisk 部署

实验机器操作系统为 Ubuntu 18.04 Desktop。使用 GitHub 上所提供的 incubator-openwhisk 进行安装，如果本机没有安装 Git，需要先安装 Git：

apt install git

接下来克隆 repo 到本地目录：

git clone https://github.com/apache/incubator-openwhisk.git openwhisk

克隆完成之后，显示如图所示。

Apache OpenWhisk 项目 Clone

进入 OpenWhisk 目录，并且执行脚本。OpenWhisk 是由 Scala 开发的，运行需要安装 Java 环境。下面的脚本实现了 Java 环境的安装，以及其他的所需要的软件：

cd openwhisk && cd tools/ubuntu-setup && ./all.sh

Apache OpenWhisk 安装配置如图所示。

Apache OpenWhisk 安装配置

OpenWhisk 使用 ansible 进行部署，环境变量定义在 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) }}"

上面程序定义了 OpenWhisk 在系统中的限制。

• invocationsPerMinute 表示同一个 Namespace 每分钟调用 Action 的数量。
• concurrentInvocations 表示同一个 Namespace 的并发调用数量。
• concurrentInvocationsSystem 表示系统中所有 Namespace 的并发调用数量。
• firesPerMinute 表示同一个 Namespace 中每分钟调用 Trigger 的数量。
• sequenceMaxLength 表示 Action 的最大序列长度。

如果需要修改上述的默认值，可以把修改后的值添加到文件 ansible/environments/local/group_vars/all 的末尾。例如，Action 的最大序列长度为 100，可以将 sequenceMaxLength: 120 添加到文件的末尾。

接下来，为 OpenWhisk 配置一个持久存储的数据库，有 CouchDB 和 Cloudant 可选。以 CouchDB 为例，配置环境：

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 目录下，运行脚本，如图所示。

ansible-playbook -i environments/local/ setup.yml

执行脚本过程

接下来使用 CouchDB 部署 OpenWhisk，确保本地已经有了 db_local.ini。在 openwhisk/ 目录下执行部署命令：

./gradlew distDocker

如果部署过程中出现问题（如下图所示），可能是没有安装 npm 导致的，此时可以执行如下指令。

部署过程可能报错示例

apt install npm

稍等片刻，可以看到 Build 成功页面，如图所示。

Build 成功示例

接下来进入 openwhisk/ansible 目录：

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

执行脚本过程如图所示。

图片执行脚本过程

部署成功后，OpenWhisk 会在系统中启动几个 Docker 容器。我们可以通过 docker ps 来查看：

docker ps --format "{{.Image}} \t {{.Names }}"

安装成功后的容器列表如图所示。

安装成功后的容器列表

开发者工具

OpenWhisk 提供了一个统一的命令行接口 wsk。生成的 wsk 在 openwhisk/bin 下。其有两个属性需要配置。

• API host 用于部署 OpenWhisk 的主机名或 IP 地址的 API。
• Authorization key（用户名或密码）用来授权操作 OpenWhisk 的 API。

设置 API host，在单机配置中的 IP 应该为 172.17.0.1，如图所示。

./bin/wsk property set --apihost '172.17.0.1'

设置 API host

设置 key：

./bin/wsk property set --auth `cat ansible/files/auth.guest

权限设置如图所示。

图片设置权限

OpenWhisk 将 CLI 的配置信息存储在 ~/.wskprops 中。这个文件的位置也可以通过环境变量 WSK_CONFIG_FILE 来指定。

验证 CLI：

wsk action invoke /whisk.system/utils/echo –p message hello –result
{
    "message": "hello"
}

体验测试

创建简单的动作（action），代码如下：

# 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)

创建动作：

/bin/wsk action create myfunction ./test.py  --insecure

函数创建如图所示。

创建函数

触发动作：

./bin/wsk -i action invoke myfunction --result --blocking --param nember 20

得到结果，如图所示。

执行函数

至此，我们完成了 OpenWhisk 项目的部署以及测试。