בניית שרתים משלנו על בסיס Fn

מחשוב ללא שרת הוא אחד הטרנדים הבולטים במחשוב ענן. עקרון הפעולה הבסיסי הוא שתשתיות אינן עניינו של DevOps, אלא של ספק השירות. קנה מידה של משאבים מותאם אוטומטית לטעינה ובעל קצב שינוי גבוה.

מאפיין נפוץ נוסף הוא הנטייה למזער ולמקד קוד, וזו הסיבה שמחשוב ללא שרת נקרא לפעמים פונקציה כשירות (FaaS).

היסטורית, ספקית הענן הראשונה שהציעה FaaS עם AWS Lambda הייתה אמזון, ומכאן השם. גם ספקי שירותי ענן אחרים מציעים כאלה:

• פונקציות ענן מגוגל
• Azure Functions מבית Microsoft

כל החברות הללו מספקות מחשוב נטול שרתים, קנה מידה אוטומטי ומשלמים רק על מה שאתה משתמש בפועל, אבל הן נועלות לקוחות למוצר הקנייני שלהן. עם זאת, ישנן חלופות חינמיות וקוד פתוח עבור מחשוב ללא שרת. זה לא שווה כלום:

• פּלַטפוֹרמָה Apache OpenWhisk, שפותח בחממה על ידי IBM,
• פונקציות ענן אביב, כחלק ממערכת אקולוגית עשירה למדי של Spring Framework, שיכולה לשמש גם כחזית עבור AWS Lambda, Azure Functions ו-OpenWhisk,
• פרויקט Fn, נתמך על ידי אורקל.

כולם בלתי תלויים לחלוטין בעננים, כלומר ניתן להתקין אותם בכל ענן, כולל משלכם, ציבורי או פרטי וכמובן ב-Exoscale.

כיצד פועל פרויקט Fn

Fn מבוסס לחלוטין על Docker, מורכב משני מרכיבים עיקריים:

• תוכנית CLI שנועדה לנהל את כל ההיבטים של תשתית Fn, ומקיימת אינטראקציה עם שרת Fn,
• שרת ה-Fn עצמו הוא יישום רגיל שנארז בקונטיינר של Docker.

הפונקציות הפרוסות ב-Fn מבוצעות גם בקונטיינרים נפרדים, מה שמאפשר לך לתמוך בהרבה שפות תכנות, למשל... Clojure!

ארגומנטים של פונקציה מועברים לקלט סטנדרטי (STDIN), תוצאות נכתבות לפלט סטנדרטי (STDOUT). אם הארגומנטים או ערכי ההחזרה אינם ערכים פשוטים (כגון אובייקט JSON), ניתן להמיר אותם באמצעות שכבת הפשטה שסופקה על ידי Fn עצמה בצורה של ערכת פיתוח פונקציות (FDK).

לנוחות, ערכות מובנות של תבניות מוצעות כדי להקל על הפריסה של FaaS ברשימה נרחבת של שפות שונות וגרסאותיהן (Go, גרסאות שונות של Java, Python וכו').

יצירת FaaS קלה על ידי ביצוע התרשים הזה:

• פריסת הפונקציה באמצעות Fn CLI: נוצר קובץ תצורה של יישום עבור Fn בהתבסס על התבנית שנבחרה.
• אנו מגלגלים פונקציה משלנו, שוב באמצעות CLI Fn: תמונת המיכל ממוקמת במאגר מסוים, ולאחר מכן מודיעים לשרת על קיומה ומיקומה של תמונה זו.

העיקרון של העברת פונקציות ל-Fn

התקנה ובדיקה מקומית של פונקציות ללא שרת

בואו נתחיל להתקין Fn במחשב המקומי. ראשית, Docker מותקן, כנדרש על ידי Fn. בהנחה שאנחנו ב-Debian/Ubuntu:

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install docker.io

לחלופין, השתמש ב-build מנהל חבילות/Docker בהתאם למערכת שלך. אז אתה יכול ללכת ישר להתקנת ה-Fn CLI. לדוגמה, באמצעות תלתל:

$ curl -LSs https://raw.githubusercontent.com/fnproject/cli/master/install | sh

אם אתה ב-OSX עם Homebrew מותקן, אתה יכול ללכת בדרך אחרת:

$ brew install fn

==> Downloading https://homebrew.bintray.com/bottles/fn-0.5.8.high_sierra.bottle.tar.gz
==> Downloading from https://akamai.bintray.com/b1/b1767fb00e2e69fd9da73427d0926b1d1d0003622f7ddc0dd3a899b2894781ff?__gda__=exp=1538038849~hmac=c702c9335e7785fcbacad1f29afa61244d02f2eebb
######################################################################## 100.0%
==> Pouring fn-0.5.8.high_sierra.bottle.tar.gz
  /usr/local/Cellar/fn/0.5.8: 5 files, 16.7MB

כעת אנו מוכנים לפרוס תחילה את הפונקציה שלנו באמצעות ה-CLI. למען הפשטות, נשתמש בסביבת השקה מובנית, כגון Node:

$ fn init --runtime node --trigger http hellonode

Creating function at: /hellonode
Function boilerplate generated.
func.yaml created.

תיווצר ספרייה חדשה hellonode כדי להמשיך ולפתח את פונקציית ה-Fn שלנו עם כמה קובצי תצורה בסיסיים. בתוך הספרייה החדשה שנוצרה, אתה יכול ליצור את היישום שלך בהתאם לסטנדרטים של השפה או זמן הריצה שבחרת:

# Каталог с node выглядит так:

   hellonode
   ├── func.js
   ├── func.yaml
   └── package.json

# Свежеустановленное окружение Java11 такое:

   hellojava11
   ├── func.yaml
   ├── pom.xml
   └── src
       ├── main
       │   └── java
       │       └── com
       │           └── example
       │               └── fn
       │                   └── HelloFunction.java
       └── test
           └── java
               └── com
                   └── example
                       └── fn
                           └── HelloFunctionTest.java

Fn יוצר את מבנה הפרויקט הראשוני, יוצר קובץ func.yaml, המכיל את ההגדרות הדרושות עבור Fn, ומגדיר את התבנית עבור הקוד בשפה שבחרת.

במקרה של זמן ריצה של הצומת, המשמעות היא:

$ cat hellonode/func.js

const fdk=require('@fnproject/fdk');

fdk.handle(function(input){
  let name = 'World';
  if (input.name) {
    name = input.name;
  }
  return {'message': 'Hello ' + name}
})

כעת נבדוק במהירות את הפונקציה שלנו באופן מקומי כדי לראות איך הכל עובד.

ראשית, נתחיל את שרת Fn. כפי שכבר צוין, שרת ה-Fn הוא קונטיינר Docker, ולכן, לאחר ההפעלה, הוא יעבור וייקח את התמונה מהרישום של Docker.

$ fn start -d                    # запускаем локальный сервер в фоне

Unable to find image 'fnproject/fnserver:latest' locally
latest: Pulling from fnproject/fnserver
ff3a5c916c92: Pull complete
1a649ea86bca: Pull complete
ce35f4d5f86a: Pull complete

...

Status: Downloaded newer image for fnproject/fnserver:latest
668ce9ac0ed8d7cd59da49228bda62464e01bff2c0c60079542d24ac6070f8e5

כדי להפעיל את הפונקציה שלנו, יש "לגלגל אותה". זה דורש имя приложения: ב-Fn, יש לציין את כל היישומים כמרחבי שמות עבור פונקציות קשורות.

Fn CLI יחפש את הקובץ func.yaml בספרייה הנוכחית שתשמש להגדרת הפונקציה. אז קודם כל אתה צריך ללכת לספרייה שלנו hellonode.

$ cd hellonode
$ fn deploy --app fnexo --local  # выкатываем функцию локально, имя приложения - fnexo.
                                 # параметр local не заливает образ в удаленный реестр,
                                 # запуская его напрямую

Deploying hellonode to app: fnexo
Bumped to version 0.0.2
Building image nfrankel/hellonode:0.0.3 .
Updating function hellonode using image nfrankel/hellonode:0.0.3...
Successfully created app:  fnexo
Successfully created function: hellonode with nfrankel/hellonode:0.0.3
Successfully created trigger: hellonode-trigger

כפי שניתן לראות מפלט הפקודה, נוצרת תמונת מיכל חדשה של Docker המכילה את הפונקציה שלנו. הפונקציה מוכנה להיקרא, ויש לנו שתי דרכים לעשות זאת:

• באמצעות הפקודה Fn invoke
• מתקשר ישירות דרך http

Вызов invoke באמצעות Fn הוא פשוט מחקה עבודה באמצעות HTTP עבור בדיקות, וזה נוח לבדיקה מהירה:

$ fn invoke fnexo hellonode      # вызываем функцию hellonode приложения fnexo

{"message":"Hello World"}

כדי להתקשר ישירות לפונקציה, עליך לדעת את כתובת האתר המלאה:

$ curl http://localhost:8080/t/fnexo/hellonode-trigger

{"message":"Hello World"}

שרת Fn חושף את הפונקציות שלו ביציאה 8080 ונראה שכתובת ה-URL של הפונקציה תואמת לתבנית t/app/function, אבל לא לגמרי. דרך HTTP, פונקציה לא נקראת ישירות, אלא דרך מה שנקרא טריגר, שלפי שמה "מתחיל" את קריאת הפונקציה. טריגרים מוגדרים ב `func.yml פּרוֹיֶקט:

schema_version: 20180708
name: hellonode
version: 0.0.3
runtime: node
entrypoint: node func.js
format: json
triggers:
- name: hellonode-trigger
  type: http
  source: /hellonode-trigger    # URL триггера

אנחנו יכולים לשנות את שם הטריגר כך שיתאים לשם הפונקציה, זה יפשט הכל:

triggers:
- name: hellonode-trigger
  type: http
  source: /hellonode    # совпадает с именем функции

לאחר מכן אנו מפעילים שוב את מסירת הפונקציה וקוראים לה מטריגר חדש:

$ fn deploy --app fnexo hellonode --local
$ curl http://localhost:8080/t/fnexo/hellonode

{"message":"Hello World"}

הכל עובד! הגיע הזמן לעבור לניסויים בקנה מידה מלא ולפרסם את ה-FaaS שלנו בשרת!

התקנת שירותי פונקציה ללא שרת על התשתית שלך

בואו נתקין במהירות מכונה וירטואלית באמצעות Exoscale CLI. אם עדיין לא הגדרת את זה, אתה יכול להשתמש מדריך ההתחלה המהירה שלנו. זהו כלי מגניב שיגדיל את הפרודוקטיביות שלך אפילו יותר. אל תשכח שאתה צריך להגדיר כלל לפתיחת פורט 8080 בקבוצת האבטחה! הפקודות הבאות יפעילו מכונה וירטואלית נקייה, מוכנה לארח את הפונקציות שלנו:

$ exo firewall create fn-securitygroup
$ exo firewall add fn-securitygroup ssh --my-ip
$ exo firewall add fn-securitygroup -p tcp -P 8080-8080 -c 0.0.0.0/0
$ exo vm create fn-server -s fn-securitygroup

לאחר מכן תוכל ssh למחשב הוירטואלי ולהתקין את שרת Fn המרוחק:

$ exo ssh fn-server

The authenticity of host '185.19.30.175 (185.19.30.175)' can't be established.
ECDSA key fingerprint is SHA256:uaCKRYeX4cvim+Gr8StdPvIQ7eQgPuOKdnj5WI3gI9Q.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes
Warning: Permanently added '185.19.30.175' (ECDSA) to the list of known hosts.
Welcome to Ubuntu 18.04 LTS (GNU/Linux 4.15.0-20-generic x86_64)

לאחר מכן התקן את Docker ואת שרת Fn באותו אופן כפי שכבר נעשה במחשב המקומי, הפעל את השרת:

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install docker.io
$ sudo systemctl start docker
$ curl -LSs https://raw.githubusercontent.com/fnproject/cli/master/install | sh
$ sudo fn start

...

    ______
   / ____/___
  / /_  / __ 
 / __/ / / / /
/_/   /_/ /_/
    v0.3.643

Fn מוכן לקבל פונקציות! להעברה ממוקדת של פונקציות לשרת מרוחק, נשתמש בפקודה deploy מהמחשב המקומי על ידי השמטת הדגל --local.

בנוסף, Fn דורש ממך לציין את המיקום של שרת ה-Fn ושל הרישום של Docker. ניתן להגדיר אפשרויות אלו באמצעות משתני סביבה FN_API_URL и FN_REGISTRY בהתאמה, אך מציע גם דרך נוחה יותר לנהל בקלות את היצירה והניהול של תצורות לפריסה.

במונחי Fn, התצורה לפריסה נקראת context. הפקודה הבאה תיצור את ההקשר:

$ fn create context exoscale --provider default --api-url http://185.19.30.175:8080 --registry nfrankel

אתה יכול לראות את ההקשרים הזמינים כך:

$ fn list contexts

CURRENT NAME      PROVIDER      API URL                      REGISTRY
    default       default       http://localhost:8080/
    exoscale      default       http://185.19.30.175:8080    nfrankel

ותעבור להקשר שנוצר בדיוק כך:

 $ fn use context exoscale

 Now using context: exoscale

מכאן ואילך, אספקת תכונת Fn תוריד תמונות Docker באמצעות חשבון DockerHub הנבחר (במקרה שלי - nfrankel), ולאחר מכן הודע לשרת המרוחק (בדוגמה זו - http://185.19.30.175:8080) לגבי המיקום והגרסה של התמונה האחרונה המכילה את הפונקציה שלך.

$ fn deploy --app fnexo .   # выполняется на локальной машине из каталога hellonode

Deploying function at: /.
Deploying hellonode to app: fnexo
Bumped to version 0.0.5
Building image nfrankel/hellonode:0.0.5 .

סוף כל סוף:

$ curl http://185.19.30.175:8080/t/fnexo/hellonode

{"message":"Hello World"}

מחזור חיים של פונקציה במחשוב ללא שרת מבוסס Fn

היתרונות של מחשוב ללא שרת בקיבולת שלך

מחשוב ללא שרתים הוא פתרון נוח להטמעה מהירה של חלקים עצמאיים של אפליקציה המקיימים אינטראקציה עם יישומים או מיקרו-שירותים מורכבים יותר.

הדבר נובע לרוב מהעלות הנסתרת של נעילה אל הספק הנבחר, אשר בהתאם למקרה השימוש והנפח הספציפיים, עשויה להוביל לעלויות גבוהות יותר ולגמישות מופחתת בעתיד.

גם ארכיטקטורות ענן מרובות עננים וארכיטקטורות ענן היברידיות סובלות במקרה זה, מכיוון שבקלות תוכלו למצוא את עצמכם במצב בו תרצו להשתמש במחשוב ללא שרתים, אך עקב מדיניות ארגונית זה לא יהיה אפשרי.

Fn די קל לשימוש ויכול לספק כמעט את אותו ממשק FaaS, עם מעט תקורה. זה מבטל כל נעילת ספקים וניתן להתקנה מקומית או בכל ספק פתרונות ענן נוח לבחירתכם. יש גם חופש בבחירת שפת תכנות.

מאמר זה מכסה רק את היסודות של Fn, אך יצירת זמן ריצה משלך היא די פשוטה, וניתן לפרוס את הארכיטקטורה הכוללת בצורה רחבה יותר באמצעות מאזן עומסים של Fn, או על ידי הצבת Fn מאחורי פרוקסי להגנה.

מקור: www.habr.com