Kubeless 架构设计 | 玩转 Kubeless

Kubeless 是 Kubernetes 原生的 Serverless 框架。

本文将介绍 Kubeless 架构设计。

Kubeless 三个核心概念

Kubeless 有三个核心概念，分别是：

• Functions（函数）
• Triggers（触发器） 
• Runtime（运行时）

函数表示的是要被执行的代码。除了代码，它还包括运行时的依赖项以及构建指令等元数据信息。函数有独立的生命周期。函数支持以下方法：

• Deploy（部署）：部署函数实例。这个步骤可能涉及构建函数镜像或者重用预先生成的镜像，并将其部署到集群中。
• Execute（执行）：直接调用函数，不通过任何事件源。
• Get（获取）：返回函数元数据和规格。
• Update（更新）：修改函数元数据和规格。
• Delete（删除）：删除函数，并从集群中清理为该函数配置的所有资源。
• List（列表）：显示函数及其元数据的列表。
• Logs（日志）：返回函数生成的日志。

触发器表示的是关联到函数的事件源。当事件源中发生事件时，Kubeless 将确保最多调用一次关联的函数。触发器可以与单个函数关联，也可以与多个函数关联，具体取决于事件源类型。它们与函数的生命周期是脱钩的。触发器支持以下方法：

• Create（创建）：创建一个新的触发器，其中包含事件源和相关函数的详细信息。
• Update（更新）：修改触发器规格。
• Delete（删除）：删除触发器，并清理为触发器配置的所有资源。
• List（列表）：显示触发器及其规格的列表。

目前 Kubeless 官方支持5种触发器：HTTP Trigger、CronJob Trigger、Kafka Trigger、NATS Trigger、AWS Kinesis Trigger。

安装 Kubeless 的时候，默认安装了 HTTP Trigger 和 CronJob Trigger，其他触发器如果有需要，需要自行安装。

此外，用户还可以自定义触发器。

运行时表示函数被执行时的语言和特定的运行环境。

可以通过 kubeless get-server-config 命令查看当前支持的运行时列表。

$ kubeless get-server-config

INFO[0000] Current Server Config:

INFO[0000] Supported Runtimes are: ballerina0.981.0, dotnetcore2.0, dotnetcore2.1, dotnetcore2.2, dotnetcore3.1, go1.13, go1.14, java1.8, java11, nodejs6, nodejs8, nodejs10, nodejs12, php7.2, php7.3, python2.7, python3.4, python3.6, python3.7, ruby2.3, ruby2.4, ruby2.5, ruby2.6, jvm1.8, nodejs_distroless8, nodejsCE8, vertx1.8

每种运行时都封装在一个容器镜像中。这些镜像的引用被注入到 Kubeless 的配置中。

此外，除了 Kubeless 默认支持的运行时外，用户还可以自定义运行时。

Kubeless 架构设计

Kubeless 利用 Kuberbetes 的多个概念来支持在 Kubernetes 之上部署函数。详细说明如下：

• 自定义 CRD 用于表示函数，名称为 functions.kubeless.io 的 CRD 表示 Function
• 每个事件源都建模为单独的 Trigger CRD 对象
  • 名称为 httptriggers.kubeless.io 的 CRD 表示 HTTPTrigger
  • 名称为 cronjobtriggers.kubeless.io 的 CRD 表示 CronJobTrigger
• 单独的 CRD controller 用于处理与 CRD 对象相对应的 CRUD 操作
  • kubeless-function-controller 用于处理 Function 对应的 CRUD 操作
  • http-trigger-controller 用于处理 HTTPTrigger 对应的 CRUD 操作
  • cronjob-trigger-controller 用于处理 CronJobTrigger 对应的 CRUD 操作
• Deployment/Pod 运行相应的运行时
• ConfigMap 用于将函数代码注入到 运行时 Pod
• Init Container 用于加载函数可能具有的依赖
• Service 用于暴露函数
• Ingress 资源用于将函数暴露到集群外
• 函数的调用入口通过 Service 实现
• 基于 Ingress 实现函数的 HTTP Trigger
• 基于 CronJob 实现函数的 CronJobTrigger

使用 Kubernetes CRD 和 CRD controller 构成了 Kubeless 的核心设计宗旨。

对函数和触发器使用单独的 CRD 可以将关注点清楚地分开。

使用单独的 CRD controller 可使代码保持解耦和模块化。

参考：

https://kubeless.io/docs/architecture/