关于云原生-cloud-native:使用-Docker-管理用-Rust-编写的-WebAssembly-程序

开发者能够通过 DockerHub 和 CRI-O 等 Docker 工具在 WasmEdge 中部署、治理和运行轻量级 WebAssembly 应用程序。

WasmEdge 是由 CNCF (Cloud Native Computing Foundation) 托管的 WebAssembly 运行时，是边缘计算应用程序的执行沙箱。

尽管 WebAssembly 最后是作为浏览器应用程序的运行时而创造的，但其轻量级和高性能的沙箱设计使其成为通用应用程序容器的一个极具吸引力的抉择。

如果在 2008 年曾经有了 WASM + WASI，那么咱们压根无需开创 Docker 这个我的项目了。— Docker 联结创始人 Solomon Hykes

与 Docker 相比，WebAssembly 在启动时快一百倍, 占用更小的内存和磁盘空间，并且具备更优定义的平安沙箱。然而，毛病是 WebAssembly 须要本人的语言 SDK 和编译器工具链，使其作为开发者环境比 Docker 更受限制。WebAssembly 越来越多地用于边缘计算场景，通常这些场景中，部署 Docker 比拟艰难，或是应用程序的性能至关重要。

Docker 的一大劣势是其丰盛的工具生态系统。咱们心愿为 WasmEdge 开发者带来相似 Docker 的工具。为了实现这一点，咱们为 CRI-O 创立了一个名为 runw 的代替 runner 来加载并运行 WebAssembly 字节码程序，如同他们是 Docker 镜像文件一样。

为了在 CRI-O 中反对 WebAssembly，您只需下载 runw 二进制码公布并将其装置到您的 CRI-O 中。

因为 runw 二进制码曾经包含了 WasmEdge，无需独自装置 WasmEdge 或任何其它 WebAssembly VM。

首先，确保你应用的是装置了 LLVM-10 的 Ubuntu 20.04。如果你应用的是不同的平台，请参阅如何为你的操作系统创立 runw 我的项目文档。

sudo apt install -y llvm-10-dev liblld-10-dev

确保你装置了 cri-o、crictl、containernetworking-plugins 和 buildah 或者 docker。

下一步，下载 runw binary build

wget https://github.com/second-state/runw/releases/download/0.1.0/runw

当初，你能够装置 runw 进 CRI-O 作为 WebAssembly 的备选计划。

# Get the wasm-pause utility
sudo crictl pull docker.io/beststeve/wasm-pause

# Install runw into cri-o
sudo cp -v runw /usr/lib/cri-o-runc/sbin/runw
sudo chmod +x /usr/lib/cri-o-runc/sbin/runw
sudo sed -i -e 's@default_runtime ="runc"@default_runtime ="runw"@' /etc/crio/crio.conf
sudo sed -i -e 's@pause_image ="k8s.gcr.io/pause:3.2"@pause_image ="docker.io/beststeve/wasm-pause"@' /etc/crio/crio.conf
sudo sed -i -e 's@pause_command ="/pause"@pause_command ="pause.wasm"@' /etc/crio/crio.conf
sudo tee -a /etc/crio/crio.conf.d/01-crio-runc.conf <<EOF
[crio.runtime.runtimes.runw]
runtime_path = "/usr/lib/cri-o-runc/sbin/runw"
runtime_type = "oci"
runtime_root = "/run/runw"
EOF

最初，重启 cri-o，从而使新的 WebAssembly runner 开始失效。

sudo systemctl restart crio

上面案例中的 Wasm 应用程序是 Rust 写的。为了让这些程序工作，确保你装置了 Rust 和 rustwasmc 工具链。

你须要 Rust 编译器和 rustwasmc 来构建 Rust 源成为 wasm 字节码文件。如果你曾经有一个 wasm 字节码程序，且只是想要用 cri-o 跑一遍，你能够跳过这个局部。

应用程序源代码仅为一个 main.rs 函数。在此处。该应用程序演示了如何应用规范 Rust API 从 WasmEdge 拜访文件系统和其它操作系统资源。

fn main() {println!("Random number: {}", get_random_i32());
  println!("Random bytes: {:?}", get_random_bytes());
  println!("{}", echo("This is from a main function"));
  print_env();
  create_file("/tmp.txt", "This is in a file");
  println!("File content is {}", read_file("/tmp.txt"));
  del_file("/tmp.txt");
}

pub fn get_random_i32() -> i32 {let x: i32 = random();
  return x;
}

pub fn get_random_bytes() -> Vec<u8> {let mut rng = thread_rng();
  let mut arr = [0u8; 128];
  rng.fill(&mut arr[..]);
  return arr.to_vec();}

pub fn echo(content: &str) -> String {println!("Printed from wasi: {}", content);
  return content.to_string();}

pub fn print_env() {println!("The env vars are as follows.");
  for (key, value) in env::vars() {println!("{}: {}", key, value);
  }

  println!("The args are as follows.");
  for argument in env::args() {println!("{}", argument);
  }
}

pub fn create_file(path: &str, content: &str) {let mut output = File::create(path).unwrap();
  output.write_all(content.as_bytes()).unwrap();}

pub fn read_file(path: &str) -> String {let mut f = File::open(path).unwrap();
  let mut s = String::new();
  match f.read_to_string(&mut s) {Ok(_) => s,
    Err(e) => e.to_string(),}
}

pub fn del_file(path: &str) {fs::remove_file(path).expect("Unable to delete");
}

你能够通过上面的命令即将应用程序构建到一个 wasm 字节码文件中。

rustwasmc build

wasm 字节码文件在这里。

您当初能够将整个 wasm 字节码文件公布到 Docker hub 中，就如同这是一个 Docker 镜像一样。

首先，在 pkg/ 目录中创立一个 Dockerfile，如下所示。

FROM scratch
ADD wasi_example_main.wasm .
CMD ["wasi_example_main.wasm"]

创立一个镜像并公布到 Docker hub。

sudo buildah bud -f Dockerfile -t wasm-wasi-example
sudo buildah push wasm-wasi-example docker://registry.example.com/repository:tag

# Example: the following command publishes the wasm image to the public Docker hub under user account "hydai"
sudo buildah push wasm-wasi-example docker://docker.io/hydai/wasm-wasi-example:latest

当初，你能够应用 Docker 工具（例如 crictl）将公布的 wasm 文件拉为镜像。上面是咱们公布的 wasm 文件镜像的示例。

sudo crictl pull docker.io/hydai/wasm-wasi-example

要启动并运行 wasm 文件，您须要为 CRI-O 创立两个配置文件。创立一个 container_wasi.json 文件，如下所示。它通知 CRI-O 运行时应该从 Docker 存储库的哪里提取 wasm 文件映像。

{
  "metadata": {"name": "podsandbox1-wasm-wasi"},
  "image": {"image": "hydai/wasm-wasi-example:latest"},
  "args": ["wasi_example_main.wasm", "50000000"],
  "working_dir": "/",
  "envs": [],
  "labels": {"tier": "backend"},
  "annotations": {"pod": "podsandbox1"},
  "log_path": "","stdin": false,"stdin_once": false,"tty": false,"linux": {"resources": {"memory_limit_in_bytes": 209715200,"cpu_period": 10000,"cpu_quota": 20000,"cpu_shares": 512,"oom_score_adj": 30,"cpuset_cpus":"0","cpuset_mems":"0"},"security_context": {"namespace_options": {"pid": 1},
      "readonly_rootfs": false,
      "capabilities": {
        "add_capabilities": ["sys_admin"]
      }
    }
  }
}

接下来，创立一个 sandbox_config.json 文件，如下所示。它定义了运行 wasm 应用程序的沙箱环境。

{
  "metadata": {
    "name": "podsandbox12",
    "uid": "redhat-test-crio",
    "namespace": "redhat.test.crio",
    "attempt": 1
  },
  "hostname": "crictl_host",
  "log_directory": "","dns_config": {"searches": ["8.8.8.8"]
  },
  "port_mappings": [],
  "resources": {
    "cpu": {
      "limits": 3,
      "requests": 2
    },
    "memory": {
      "limits": 50000000,
      "requests": 2000000
    }
  },
  "labels": {"group": "test"},
  "annotations": {
    "owner": "hmeng",
    "security.alpha.kubernetes.io/seccomp/pod": "unconfined"
  },
  "linux": {
    "cgroup_parent": "pod_123-456.slice",
    "security_context": {
      "namespace_options": {
        "network": 0,
        "pid": 1,
        "ipc": 0
      },
      "selinux_options": {
        "user": "system_u",
        "role": "system_r",
        "type": "svirt_lxc_net_t",
        "level": "s0:c4,c5"
      }
    }
  }
}

当初能够创立一个 CRI-O pod 如下：

# 创立 POD，输入将会和示例不同。sudo crictl runp sandbox_config.json
7992e75df00cc1cf4bff8bff660718139e3ad973c7180baceb9c84d074b516a4

# 设置一个辅助变量供当前应用。POD_ID=7992e75df00cc1cf4bff8bff660718139e3ad973c7180baceb9c84d074b516a4

自 pod，您能够创立一个容器以隔离形式运行 wasm 字节码程序。

# 创立容器实例，输入将会和示例不同。sudo crictl create $POD_ID container_wasi.json sandbox_config.json
1d056e4a8a168f0c76af122d42c98510670255b16242e81f8e8bce8bd3a4476f

最初，启动容器并查看 wasm 应用程序的输入。

# 列出容器，状态应该是 `Created`
sudo crictl ps -a

CONTAINER           IMAGE                           CREATED              STATE               NAME                     ATTEMPT             POD ID
1d056e4a8a168       hydai/wasm-wasi-example:latest   About a minute ago   Created             podsandbox1-wasm-wasi   0                   7992e75df00cc

# 启动容器
sudo crictl start 1d056e4a8a168f0c76af122d42c98510670255b16242e81f8e8bce8bd3a4476f
1d056e4a8a168f0c76af122d42c98510670255b16242e81f8e8bce8bd3a4476f

# 再次查看容器状态。# 如果容器没有实现工作，你会看到运行状态。#因为这个例子很小。此时您可能会看到 Exited。sudo crictl ps -a
CONTAINER           IMAGE                           CREATED              STATE               NAME                     ATTEMPT             POD ID
1d056e4a8a168       hydai/wasm-wasi-example:latest   About a minute ago   Running             podsandbox1-wasm-wasi   0                   7992e75df00cc

# 当容器实现。你能看到状态变为 Exited。sudo crictl ps -a
CONTAINER           IMAGE                           CREATED              STATE               NAME                     ATTEMPT             POD ID
1d056e4a8a168       hydai/wasm-wasi-example:latest   About a minute ago   Exited              podsandbox1-wasm-wasi   0                   7992e75df00cc

# 查看容器记录 
sudo crictl logs 1d056e4a8a168f0c76af122d42c98510670255b16242e81f8e8bce8bd3a4476f

Test 1: 打印随机数
Random number: 960251471

Test 2: 打印随机字节
Random bytes: [50, 222, 62, 128, 120, 26, 64, 42, 210, 137, 176, 90, 60, 24, 183, 56, 150, 35, 209, 211, 141, 146, 2, 61, 215, 167, 194, 1, 15, 44, 156, 27, 179, 23, 241, 138, 71, 32, 173, 159, 180, 21, 198, 197, 247, 80, 35, 75, 245, 31, 6, 246, 23, 54, 9, 192, 3, 103, 72, 186, 39, 182, 248, 80, 146, 70, 244, 28, 166, 197, 17, 42, 109, 245, 83, 35, 106, 130, 233, 143, 90, 78, 155, 29, 230, 34, 58, 49, 234, 230, 145, 119, 83, 44, 111, 57, 164, 82, 120, 183, 194, 201, 133, 106, 3, 73, 164, 155, 224, 218, 73, 31, 54, 28, 124, 2, 38, 253, 114, 222, 217, 202, 59, 138, 155, 71, 178, 113]

Test 3: 调用 echo 函数
Printed from wasi: This is from a main function
This is from a main function

Test 4: 打印环境变量
The env vars are as follows.
PATH: /usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
TERM: xterm
HOSTNAME: crictl_host
PATH: /usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
The args are as follows.
/var/lib/containers/storage/overlay/006e7cf16e82dc7052994232c436991f429109edea14a8437e74f601b5ee1e83/merged/wasi_example_main.wasm
50000000

Test 5: 创立文件 `/tmp.txt` 蕴含内容 `This is in a file`

Test 6: 从之前文件读取内容
File content is This is in a file

Test 7: 删除之前文件

在本文中，咱们看到了如何应用相似 Docker 的 CRI-O 工具启动、运行和治理 WasmEdge 应用程序。

下一步是应用 Kubernetes 来治理 WasmEdge 容器。为此，须要在 Kubernetes 中装置一个 runner 二进制文件，以便它能够同时反对惯例 Docker 镜像和 wasm 字节码镜像。

关于云原生-cloud-native:使用-Docker-管理用-Rust-编写的-WebAssembly-程序

在 CRI-O 中装置 WebAssembly runner

用 Rust 构建 Wasm 应用程序

为 Wasm app 构建并公布一个 Docker Hub 镜像

应用 CRI-O 启动 Wasm app

下一步