在Bluemix 使用OpenWhisk & Node-red 开发Event-Driven 应用系统

作者:陳兆麟 Email:chenlin2@ms9.hinet.net

2016/2/22 IBM Bluemix 已宣布推出开源的 OpenWhisk,有了OpenWhisk，开发者对于前端的触发 (trigger) 事件，后端不需安装 Server,只要开发一小段的JavaScript程序代码片段、Swift程序代码，或是嵌在Docker container里面的二进制程序（统称为 Action ）来响应这些不同的触发事件。同时使用 rule 来绑定 trigger 与 action 之间的关系,也就说是对于特定的 trigger 定义有哪些 action 与之对应。部署与执行OpenWhisk的动作，也相当快速，只要外界触发事件启动，则立即执行相对的 Action。如果没有触发器启动，就不会执行动作相关的程序代码，所以也不会耗用IT基础架构的资源。例如人脸辨识技术,它有别于以往的方法,只有在侦测到人脸, OpenWhisk才会将对应的Action放入内存处理人脸识别及标签; OpenWhisk 执行动作的方式也相当特别，它将 Action应用程序分解成多个小型建构模块（building blocks）来执行又称微服务（microservices），OpenWhisk动作可以在其中执行;有了OpenWhisk这类型服务，开发者可以更专心于程序代码的处理上，而不需要针对监控、漏洞修补，或底层系统、储存、网络的防护等日常维护作业，耗费心思。

開發環境: Win7 (64 bit), Docker Toolbox, Bluemix, OpenWhisk

1.安裝 Docker Toolbox (https://www.docker.com/products/docker-toolbox)

桌面點選

$ docker-machine ls (Docker Quickstart Terminal介面執行,確認虛擬機default 已安裝)

NAME ACTIVE DRIVER STATE URL SWARM DOCKER ERRORS

default virtualbox Running tcp://192.168.99.101:2376 v1.10.3

$ docker-machine env default

export DOCKER_TLS_VERIFY="1"

export DOCKER_HOST="tcp://192.168.99.100:2376"

export DOCKER_CERT_PATH="C:\Users\slim1.docker\machine\machines\default"

export DOCKER_MACHINE_NAME="default"

Run this command to configure your shell:

eval $("C:\Program Files\Docker Toolbox\docker-machine.exe" env default)

$eval $("C:\Program Files\Docker Toolbox\docker-machine.exe" env default)
$ docker-machine ls

NAME ACTIVE DRIVER STATE URL SWARM DOCKER ERRORS

default * virtualbox Running tcp://192.168.99.100:2376 v1.10.3

2.進入IBM Bluemix: https://console.ng.bluemix.net/ 點選 Sign Up 註冊後登錄 (30天試用期免費) 將 username 及 password 記錄。

3.建立 Organization 名稱

4. 建立 Space 名稱

確認 Organization, Space名稱

5. 根據以下網址: 安裝 python, pip (for win 7)

(python-2.7.11.amd64.msi)
(https://www.python.org/downloads/release/python-2711/)
將 C:\Python27\Scripts 及 C:\Python27\ 存於控制台->環境變數->path

$ python --version

Python 2.7.11

$ pip --version

pip 8.1.2

根據以下網址安裝 git (for win 7),要在環境變數 path 設置路徑

https://git-for-windows.github.io/

根據以下網址安裝 cf (for win 7), 要在環境變數 path 設置路徑

https://github.com/cloudfoundry/cli/releases

根據以下網址安裝 node.js (for win 7 node-v4.4.4-x64.msi)

https://nodejs.org/en/#download

6. 進入 bluemix OpenWhisk:

https://new-console.ng.bluemix.net/openwhisk/

7.點選 Configure CLI

8. 根據以下順序將指令在 window 命令提示執行 (以下指令在 Quick start terminal 執行,若有误再至 window 命令提示字符窗口执行 )

9. 依據編號 1 的指令 (安裝 wsk 套件)

$pip install --upgrade https://new-console.ng.bluemix.net/openwhisk/cli/download

10. 執行編號 2 指令 (設定Namespace and Authorization Key )

$wsk property set --apihost openwhisk.ng.bluemix.net –auth xxxxxxxxxx –namespace “xxxxxxxxxxxxxxxxxxx”
ok: whisk auth set

ok: whisk API host set

ok: namespace set to liuchenwang12345@gmail.com_test

11. 執行編號 3 指令 (檢驗 wsk 是否已完成安裝)

以下 command 直接啟動 OpenWhisk 內的範例event, 然後列印執行結果
$ wsk action invoke /whisk.system/samples/echo -p message hello --blocking --result
{

"message": "hello"

}

12. 開發 OpenWhisk微服務 (Developing a Microservice)

$ git clone https://github.com/Altoros/getting-started-with-openwhisk.git
$ cd getting-started-with-openwhisk/goodbye-sir
$./deploy.sh (建立 goodbye-sir action)
ok: updated action goodbye-sir
$ wsk list (顯示系統有哪些 Action)
 /liuchenxxxxxxx@gmail.com_test/goodbye-sir      private

13. 同步啟動 goodbye-sir Action

$wsk action invoke --blocking goodbye-sir
  ok: invoked goodbye-sir with id 4e8f1905956844f7b752ca8881e8e0ca

    response:

    {

      "activationId": "4e8f1905956844f7b752ca8881e8e0ca",

      "annotations": [],

      "end": 1463117951512,

      "logs": [],

      "name": "goodbye-sir",

      "namespace": "liuchenwang12345@gmail.com",

      "publish": false,

      "response": {

         "result": {

              "payload": "I am pretty busy and can't talk right now. Goodbye, sir!"

          },

          "status": "success",

          "success": true

      },

      "start": 1463117951056,

      "subject": "liuchenwang12345@gmail.com",

      "version": "0.0.3"

   }

14.非同步啟動 goodbye-sir Action

$wsk action invoke goodbye-sir
  ok: invoked goodbye-sir with id 606ddab9022041d99e8dcc8c43f66702

  以下指令將印出 Action 執行結果
$ wsk activation result 606ddab9022041d99e8dcc8c43f66702
    {

       "payload": "I am pretty busy and can't talk right now. Goodbye, sir!"

    }
$ wsk action invoke --blocking goodbye-sir --param name Alex (附帶參數)
   "result": {

              "payload": "I am pretty busy and can't talk right now. Goodbye, Alex!"

           },

15. OpenWhisk 可下載已儲存於 doker hub 的 images 並建立 container action

$ wsk action create --docker example hello-world (建立 hello-world container action )
   ok: created action example

16. 以下指令在 Openwhisk以非同步執行example container,並印出結果

$wsk action invoke --blocking --result example
  error: {

          "error": "the action did not produce a valid JSON response"

        },

以上error,是因為 OpenWhisk 以 stdin, stdout 與 container 溝通

其格式為JSON ,如果輸出不是 JSON 格式會導致錯誤,所以會顯示錯誤:

17. 在 bluemix Openwhisk製作Docker Actions 的步驟:

先在 local 將程式流程寫成 Dockerfile 然後 build 為 docker images 上傳至 docker hub;在由第三者將 docker hub 之 images deploy 至 OpenWhisk 成為 container action.

18. 製作Docker Actions for OpenWhisk 範例

$ wsk sdk install docker

19 在工作目錄自動產生子目錄 dockerSkeleton

Server 資料夾: Node.js 用來與 Openwhisk 交談

Client  資料夾: C 語言程式 example.c 作為回應 event 使用
$cd dockerSkeleton
$docker build -t chenlin2/openwhisk .
$docker images
    REPOSITORY           TAG                 IMAGE ID            CREATED              SIZE

   chenlin2/openwhisk   latest                75f52d13625f        About a minute ago      435.1 MB

   ubuntu               14.04               90d5884b1ee0        9 days ago             188 MB

 container 啟動包含 2 部分,等待接受 http request 並執行 example.c
$docker run chenlin2/openwhisk & (建立 container)
  Starting a blackbox service
$ docker ps
 CONTAINER ID        IMAGE        COMMAND  REATED       STATUS     PORTS    NAMES

 a155fa55a29c   chenlin2/openwhisk   "/bin/bash -c 'cd bla"   6 minutes ago   8080/tcp   stupefied_varahamihira
$ docker exec -it a155fa55a29c bash
# ifconfig (查詢 container ip)
eth0   Link encap:Ethernet  HWaddr 02:42:ac:11:00:02  inet addr:172.17.0.2  Bcast:0.0.0.0

20. 以下指令執行後container 將接受http request,並執行example.c

#curl -H "Content-Type: application/json" -d '{"value":{"YOUR":"PAYLOAD"}}' 172.17.0.2:8080/run
   {"result":{"msg":"Hello undefined from arbitrary C program!\n"}}
#exit

21. 將 chenlin2/openwhisk 上傳至 docker hub,請先登錄 docker hub: https://hub.docker.com/ 建立 OpenWhisk repository

點選 [Create Repository]

點選 [Create]

顯示已建立的 Repository

22. 將 local images 上傳 docker hub 步驟

$ docker login -u uuu -p ppp (uuu=username , ppp=password)
  Login Succeeded

  將 chenlin2/openwhisk images上傳至 docker hub
$ docker push chenlin2/openwhisk

23.其他使用者可將 docker hub 之 chenlin2/openwhisk 下載並建立 container action.

$ wsk action update --docker ACTION chenlin2/openwhisk (建立 container action ACTION)
     ok: updated action ACTION
$ wsk list (檢測 ACTION 是否建立)
  /liuchenwang12345@gmail.com_test/ACTION     private

24. 測試 container action ACTION 是否正常工作

以 wsk 指令啟動在 Openwhisk Server 內名為 ACTION 的 action
$ wsk action invoke -b -r -p payload slimchen ACTION
  payload =參數名稱, slimchen =參數值 

    {

      "result": {

         "msg": "Hello slimchen from arbitrary C program!\n"

      }

    }

25. 進入 OpenWhisk UI 介面,觀察 ACTION container 執行結果.

(https://new-console.ng.bluemix.net/openwhisk/dashboard)

26. 在 bluemix 樣板選擇 [internet of Things Platform Starter] 建立 App

進入網址: https://console.ng.bluemix.net/
點選型錄 =>選擇 [internet of Things Platform Starter]

27.名稱:xxxxxx

點選 [xxxxx.mybluemix.net]

28.進入bluemix Nord-Red 編輯器http://xxxxxxxx.mybluemix.net/red/

29. 將調色盤 4 nodes (inject,debug, function,openwhisk) 拖曳至 workspace

30.點選 function 輸入:

msg.payload = {

   "name":"Alex"

};

return msg;

31. 點選 Action node

Namespace: 根據步驟 4 取得

Action : goodbye-sir

點選上圖 Service 編輯圖示後, Auth key: 可根據步驟 10 取得

32.依序點選 [deploy],[debug],[timestamp] 執行

33. debug 顯示輸出如下

34. 將worksapce flow匯出(Ctrl+c)儲存,可選import 匯入

35. 使用trigger 啟動 Action

$ wsk trigger create goodbye-sir-trigger (建立 trigger)
$ wsk trigger list (檢視 trigger 已被建立)
     triggers

     /liuchenwang123456@gmail.com_test/goodbye-sir-trigger             private
$ wsk action list (檢視 goodbye-sir action已被建立)
    actions

    /liuchenwang123456@gmail.com_test/goodbye-sir                     private

36.建立myRule (rule) 綁定 goodbye-sir-trigger(trigger) 及 goodbye-sir (Action)

$ wsk rule create --enable myRule goodbye-sir-trigger goodbye-sir

37.發動 trigger後會根據 rule 啟動相對應的Action

$wsk trigger fire goodbye-sir-trigger --param name “ruby”
$wsk activation list --limit 1 goodbye-sir (檢視最近一次 goodbye-sir Action id)
   activations

   fe83bb0d314b490c8f8789fbb93761fe             goodbye-sir

38.檢視 Action 啟動後的回應

$wsk activation result fe83bb0d314b490c8f8789fbb93761fe
   {

     "payload": "I am pretty busy and can't talk right now. Goodbye, ruby!"

   }

39. 將調色盤 3 nodes (inject, function,openwhisk) 拖曳至 workspace

37. 同步驟 15 點選 function 輸入:

  msg.payload = {

    "name":"rubychen"

  };

  return msg;

40.點選 trigger node

Namespace: 根據步驟 4

點選上圖 Service 編輯圖示後, Auth key: 可根據步驟 10 取得

41.依序點選 [deploy],[timestamp] 執行trigger

42.驗證是否啟動goodbye-sir Action

$wsk activation list --limit 1 goodbye-sir (顯示最後一次啟動的 action id)
 activations

 1b4bcee1ae1044139317810e7c321bfd             goodbye-sir

43. 驗證 goodbye-sir Action 啟動後的回覆是否正確

$wsk activation result 1b4bcee1ae1044139317810e7c321bfd
 {

    "payload": "I am pretty busy and can't talk right now. Goodbye, rubychen!"

 }

參考文獻:

  1. http://www.ithome.com.tw/review/104198

  2. http://blog.altoros.com/how-to-use-openwhisk-docker-actions-in-ibm-bluemix.html

  3. http://blog.altoros.com/bluemix-openwhisk-101-developing-a-microservice.html

  4. http://blog.altoros.com/introduction-to-ibm-bluemix-openwhisk.html

  5. https://new-console.ng.bluemix.net/openwhisk/

  6. http://www.infoq.com/cn/news/2016/05/bluemix-ibm-interconnect

  7. https://dzone.com/articles/how-to-write-javascript-actions-for-openwhisk-on-b

  8. https://new-console.ng.bluemix.net/docs/openwhisk/openwhisk_packages.html#openwhisk_packages_trigger

  9. https://amanoblog.wordpress.com/2016/03/03/ibm-bluemix-openwhisk-rest-api/

  10. http://www.slideshare.net/HsuanJuLin/bluemixopenwhisk

  11. http://blog.altoros.com/bluemix-openwhisk-101-developing-a-microservice.html

  12. http://ryanjbaxter.com/cloud/bluemix/2016/03/24/running-whisk-actions-from-node-red.html

  13. http://www.stevenatkin.com/index.php/2016/03/25/call-openwhisk-actions-node-red/

  14. https://console.ng.bluemix.net/docs/openwhisk/openwhisk_triggers_rules.html

  15. https://github.com/openwhisk/openwhisk/blob/master/docs/packages.md

  16. https://read01.com/gRddP.html

  17. https://drive.google.com/folderview?id=0B7_CUSsY2cbnbm90UTNDWmcwaGs&usp=sharing
# docker
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