Fn をベースにした独自のサーバーレスの構築

サーバーレスコンピューティング は、クラウド コンピューティングの最も顕著なトレンドの XNUMX つです。 基本的な動作原則は、インフラストラクチャは DevOps の関心事ではなく、サービス プロバイダーの関心事であるということです。 リソースのスケーリングは負荷に合わせて自動的に調整され、変更率が高くなります。

もう XNUMX つの共通の特徴は、コードを最小限に抑えて集中する傾向があることです。これが、サーバーレス コンピューティングがサービスとしての機能 (FaaS) と呼ばれることがある理由です。

歴史的に、AWS Lambda で FaaS を提供した最初のクラウドプロバイダーは Amazon であったため、この名前が付けられました。 他のクラウド サービス プロバイダーも同様のものを提供しています。

• Google のクラウド機能
• Microsoft の Azure 関数

これらの企業はいずれもサーバーレス コンピューティング、自動スケーリングを提供し、実際に使用した分だけ料金を支払いますが、顧客を自社製品に囲い込んでいます。 ただし、サーバーレス コンピューティングには無料のオープンソースの代替手段があります。 それは注目に値します：

• プラットホーム Apache OpenWhiskIBMのインキュベーターで開発された、
• Spring クラウド関数、かなり豊富な Spring Framework エコシステムの一部として、AWS Lambda、Azure Functions、OpenWhisk のファサードとしても使用できます。
• プロジェクトFn、オラクルによってサポートされています。

これらはすべてクラウドから完全に独立しています。つまり、独自のクラウド、パブリックまたはプライベートのクラウド、そしてもちろん Exoscale を含むあらゆるクラウドにインストールできます。

Fnプロジェクトの仕組み

Fn は完全に Docker に基づいており、次の XNUMX つの主要コンポーネントで構成されます。

• Fn インフラストラクチャのあらゆる側面を管理し、Fn サーバーと対話するように設計された CLI プログラム。
• Fn サーバー自体は、Docker コンテナーにパッケージ化された通常のアプリケーションです。

Fn にデプロイされた関数は別個のコンテナーでも実行されるため、多くのプログラミング言語をサポートできます。たとえば、Clojure!

関数の引数は標準入力 (STDIN) に渡され、結果は標準出力 (STDOUT) に書き込まれます。 引数または戻り値が単純な値（JSON オブジェクトなど）でない場合は、Fn 自体が Function Development Kit (FDK) の形式で提供する抽象化レイヤーを使用して変換できます。

便宜上、さまざまな言語とそのバージョン (Go、さまざまなバージョンの Java、Python など) の広範なリストで FaaS の展開を容易にする組み込みのテンプレート セットが提供されています。

FaaS は、次の図に従うと簡単に作成できます。

• Fn CLIを使用した機能のデプロイ: Fnのアプリケーション構成ファイルは、選択したテンプレートに基づいて作成されます。
• ここでも CLI Fn を使用して独自の関数をロールアウトします。コンテナ イメージが特定のリポジトリに配置され、その後、このイメージの存在と配置がサーバーに通知されます。

Fnへの機能提供の原理

サーバーレス機能のローカルインストールとテスト

ローカル マシンへの Fn のインストールを開始しましょう。 まず、Fn の要求に応じて Docker がインストールされます。 Debian/Ubuntu を使用していると仮定します。

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

または、システムに応じてパッケージ マネージャー/Docker ビルドを使用します。 その後、Fn CLI のインストールに直接進むことができます。 たとえば、curl を使用すると、次のようになります。

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

Homebrew がインストールされた OSX を使用している場合は、別の方法を選択できます。

$ 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

これで、CLI を使用して関数を最初にデプロイする準備が整いました。 簡単にするために、Node のような組み込みの起動環境を使用します。

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

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

新しいディレクトリが作成されます hellonode いくつかの基本的な設定ファイルを使用して Fn 機能をさらに開発します。 新しく作成したディレクトリ内に、選択した言語またはランタイムの標準に従ってアプリケーションを作成できます。

# 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 は初期プロジェクト構造を作成し、ファイルを作成します func.yaml、Fn に必要な設定が含まれており、選択した言語でコードのテンプレートを設定します。

Node ランタイムの場合、これは次のことを意味します。

$ 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}
})

次に、関数をローカルで簡単にテストして、すべてがどのように機能するかを確認します。

まず、Fnサーバーを起動します。 すでに述べたように、Fn サーバーは Docker コンテナであるため、起動後に Docker レジストリからイメージを取得します。

$ 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

関数を実行するには、関数を「ロールアウト」する必要があります。 これには必要です имя приложения: Fn では、すべてのアプリケーションを関連関数の名前空間として指定する必要があります。

Fn CLI はファイルを検索します func.yaml 関数の構成に使用される現在のディレクトリ内。 したがって、まずディレクトリに移動する必要があります 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

コマンド出力からわかるように、関数を含む新しい Docker コンテナー イメージが作成されます。 関数を呼び出す準備ができました。これを行うには XNUMX つの方法があります。

• Fnコマンドを使って invoke
• 経由で直接電話をかける http

挑戦 invoke Fn を使用すると、テスト用に HTTP 経由で作業をエミュレートするだけなので、簡単なテストに便利です。

$ fn invoke fnexo hellonode      # вызываем функцию hellonode приложения fnexo

{"message":"Hello World"}

関数を直接呼び出すには、完全な URL を知っている必要があります。

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

{"message":"Hello World"}

Fn サーバーはその関数をポート 8080 で公開しており、関数の URL はパターンに一致するように見えます。 t/app/function、しかし完全ではありません。 HTTP を通じて、関数は直接呼び出されるのではなく、いわゆるトリガーを通じて呼び出されます。トリガーは、その名前の通り、関数呼び出しを「開始」します。 トリガーは次のように定義されています。 `func.yml プロジェクト：

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

関数名と一致するようにトリガー名を変更できます。これにより、すべてが簡素化されます。

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

次に、関数配信を再度実行し、新しいトリガーから呼び出します。

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

{"message":"Hello World"}

すべてが機能しています! いよいよ本格的な実験に移り、サーバー上で FaaS を公開します。

サーバーレス機能サービスを独自のインフラストラクチャにインストールする

Exoscale CLI を使用して仮想マシンを簡単にインストールしてみましょう。 まだ設定していない場合は、次を使用できます クイックスタートガイド。 これは生産性をさらに向上させる素晴らしいツールです。 セキュリティ グループでポート 8080 を開くルールを構成する必要があることを忘れないでください。 次のコマンドはクリーンな仮想マシンを起動し、機能をホストする準備が整います。

$ 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

次に、仮想マシンに SSH 接続して、リモート Fn サーバーをインストールします。

$ 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)

次に、ローカル マシンで既に行ったのと同じ方法で Docker と Fn サーバーをインストールし、サーバーを起動します。

$ 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は機能を受信する準備ができています! リモートサーバーへの機能のターゲットを絞った転送には、次のコマンドを使用します。 deploy フラグを省略してローカル コンピュータから --local.

さらに、Fn では、Fn サーバーと Docker レジストリの場所を指定する必要があります。 これらのオプションは環境変数を介して設定できます FN_API_URL и FN_REGISTRY それぞれ、展開用の構成の作成と管理を簡単に行うためのより便利な方法も提供します。

Fn 用語では、デプロイメント用の構成は次のように呼ばれます。 context。 次のコマンドはコンテキストを作成します。

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

次のようにして、利用可能なコンテキストを表示できます。

$ fn list contexts

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

そして、次のように作成したばかりのコンテキストに切り替えます。

 $ fn use context exoscale

 Now using context: exoscale

ここから、Fn 機能配信は、選択した DockerHub アカウントを使用して Docker イメージをダウンロードします (私の場合 - nfrankel)、リモート サーバーに通知します (この例では - http://185.19.30.175:8080) 関数を含む最新のイメージの場所とバージョンについて。

$ 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 .

最後に：

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

{"message":"Hello World"}

Fn ベースのサーバーレス コンピューティングにおける関数のライフサイクル

自分の能力でサーバーレス コンピューティングの利点を得る

サーバーレス コンピューティングは、より複雑なアプリケーションやマイクロサービスと対話するアプリケーションの独立した部分を迅速に実装するための便利なソリューションです。

これは多くの場合、選択したベンダーに固定することによる隠れたコストが原因であり、特定の使用例や量によっては、将来的にコストの上昇や柔軟性の低下につながる可能性があります。

この場合、マルチクラウドおよびハイブリッド クラウド アーキテクチャも問題になります。サーバーレス コンピューティングを使用したいのに、企業のポリシーにより使用できない場合があるためです。

Fn は非常に使いやすく、ほとんどオーバーヘッドなくほぼ同じ FaaS インターフェイスを提供できます。 ベンダー ロックインを排除し、ローカルにインストールすることも、任意の便利なクラウド ソリューション プロバイダーにインストールすることもできます。 プログラミング言語の選択も自由です。

この記事では Fn の基本についてのみ説明しますが、独自のランタイムの作成は非常に簡単で、Fn ロード バランサーを使用するか、保護のために Fn をプロキシの背後に配置することで、アーキテクチャ全体をより広範囲に展開できます。

出所： habr.com