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FaaS设计文档

一、架构设计​

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整套FaaS的方案中，主要解决了以下两个问题：

  1. 编译产生的 wasm 文件跟镜像之间的关系是什么？
    1. 目标 wasm 文件最终被构建到一个普通镜像中，推送到 Dockerhub 里，拉取镜像的过程也跟原生的镜像保持一致，只不过实际运行时会把目标 wasm 文件从镜像中提取出来单独加载。
  2. 如何让k8s管理部署 wasm 文件？
    1. 基于k8s的生命周期管理及调度策略，结合Containerd的v2接口定义，自定义了Containerd-shim-layotto-v2插件，把容器运行时改造为Layotto Runtime，比如k8s创建容器的动作变成了加载 wasm 形态的函数并运行。
    2. 得益于 WebAssembly 优秀的沙箱隔离环境，Layotto 作为基座可以加载运行多个 wasm 形态的函数，它们虽然都跑在一个进程里但互不影响，这种 nanoprocess 的思路相比于 docker 可以进一步充分利用资源。

二、核心组件​

A、WebAssembly（wasm）​

对应架构图中的 wasm1，wasm2，它们作为函数存在的形式，把开发好的函数编译成*.wasm形式并运行，充分利用 WebAssembly 这项技术提供的沙箱隔离环境，达到函数之间互不影响的目的。

B、Layotto​

定位是为函数提供服务，资源，安全三大保障。作为函数运行的基座，提供包括 WebAssembly 运行时，基础设施访问入口，函数可使用最大资源限制，函数进行系统调用权限验证等功能。

C、Containerd​

官方支持的容器运行时，docker 是目前使用场景最多的一种实现，此外kata, gvisor等安全容器也使用了该技术，Layotto也借鉴了它们的实现思路，把函数加载运行的过程融入到容器运行时的具体实现中。

D、Containerd-shim-layotto-v2​

基于Containerd的V2接口定义，定制了容器运行时逻辑，比如创建容器的动作实现为让Layotto加载并运行wasm函数。

E、Kubernetes​

当前容器调度的事实标准，生命周期管理及调度策略足够优秀，基于containerd的方案也是为了能让函数的调度跟k8s生态完美结合。

三、Runtime ABI​

A. proxy-wasm-go-sdk​

定义了函数访问系统资源及基础设施服务的接口，基于社区的 proxy-wasm/spec 实现，在此基础上结合Runtime API 的思路，增加了对基础设施访问的ABI。

B. proxy-wasm-go-host​

用于在 Layotto 中实现Runtime ABI的具体逻辑。