aws eks集成wasm运行时并启动pod

参考资料

WebAssembly 在云原生中的实践指南，https://cloud.tencent.com/developer/article/2324065

作为一种通用字节码技术，wasm的初衷是在浏览器中的程序实现原生应用性能。高级语言将wasm作为目标语言进行编译并运行在wasm解释器中。和nodejs类似的发展轨迹，2019年Mozilla推出的wasi标准将wasm应用的范围扩展到了OS中，实现了跨平台。

wasm在多个层面都能够对标oci容器运行时，可以将其理解为实现了OCI标准的轻量级JVM，兼顾了轻量性能和跨平台，可以作为新一代容器运行时使用。

关于wasm核心规范（不包括wasi），字节码和解释器的更多内容可以参考，https://segmentfault.com/a/1190000040737725

本文的主要内容如下

在eks节点中安装wasm运行时
构建wasm镜像并部署

大多数wasm运行时的资料都集中在ubuntu发行版（但是中国区并没有提供ubuntu的eks ami）

wasm在eks上的支持目前还在roadmap中，https://github.com/aws/containers-roadmap/issues/1997
runc支持wasm目前还在roadmap中

由于OS本身在这里并不重要，因此为了避免重复劳动，将global eks ami拷贝到中国区，具体步骤省略。

在拷贝之前，需要在实例上完成以下步骤

安装wasmedge，关于不同wasm运行时的比较，可以参考https://zhuanlan.zhihu.com/p/562593932

curl -sSf https://raw.githubusercontent.com/WasmEdge/WasmEdge/master/utils/install.sh | bash
source $HOME/.wasmedge/env

安装必要的编译和依赖环境

apt update
apt install -y make git gcc build-essential pkgconf libtool \
     libsystemd-dev libprotobuf-c-dev libcap-dev libseccomp-dev libyajl-dev \
     go-md2man libtool autoconf python3 automake

安装crun，因为crun能够支持wasm运行时，eks默认的runc目前还不支持

git clone https://github.com/containers/crun
cd crun
./autogen.sh
./configure --with-wasmedge
make
make install

crun是一个低等级的容器运行时，关于crun，containerd的docker的关系，可以从high-level和low-level容器运行时的角度区分，大体逻辑如下图

containerd 使用 crun, youki 这两种支持wasm的不同的低级容器运行时来管理 Wasm 模块，同时也可以运行普通的linux容器，本次在eks的配置与此类似
containerd 通过 containerd-wasm-shim 直接通过 Wasm 运行时来管理 Wasm 模块。

在这里插入图片描述

安装完毕后查看是否生效

root@ip-192-168-10-99:~/crun#  crun -v
crun version 1.14.4.0.0.0.23-a32cc
commit: a32cc45fb3944fd34866e25af5ef70dc02207b0d
rundir: /run/crun
spec: 1.0.0
+SYSTEMD +SELINUX +APPARMOR +CAP +SECCOMP +EBPF +WASM:wasmedge +YAJL

修改containerd的配置文件/usr/local/share/eks/containerd-config.toml，末尾添加如下

[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".containerd.runtimes.crun]
    runtime_type = "io.containerd.runc.v2"
    pod_annotations = ["module.wasm.image/variant"]
[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".containerd.runtimes.crun.options]
    BinaryName = "crun"

配置完毕后生成ami并拷贝中国区，直接启动实例（配置网络权限等，此处不赘述），在实例中运行启动脚本

观察节点加入集群情况

在这里插入图片描述

构建wasm镜像，此处以rust语言为例，先参考https://rsproxy.cn/#getStarted配置rust工具链

export RUSTUP_DIST_SERVER="https://rsproxy.cn"
export RUSTUP_UPDATE_ROOT="https://rsproxy.cn/rustup"
curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://rsproxy.cn/rustup-init.sh | sh

编写主要逻辑如下

use warp::Filter;

#[tokio::main(flavor = "current_thread")]
async fn main() {
    let hello = warp::get()
        .and(warp::path::end())
        .map(|| "Hello, World!");

    warp::serve(hello).run(([0, 0, 0, 0], 8080)).await;
}

修改依赖文件

[dependencies]
tokio_wasi = { version = "1", features = ["rt", "macros", "net", "time", "io-util"]}
warp_wasi = "0.3"

添加wasm编译目标并编译

rustup target add wasm32-wasi
cargo build --target wasm32-wasi --release

使用如下dockerfile构建镜像wasm-demo-app

FROM scratch
COPY target/wasm32-wasi/release/http-server.wasm /
CMD ["/http-server.wasm"]

查看镜像只有0.87MB

在这里插入图片描述

创建以下runtimeclass和pod，直接部署

apiVersion: node.k8s.io/v1
kind: RuntimeClass
metadata:
  name: crun
handler: crun
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: wasm-demo-app
  annotations:
    module.wasm.image/variant: compat
spec:
  runtimeClassName: crun
  containers:
  - name: wasm-demo-app
    image: xxxxxxxx.dkr.ecr.cn-north-1.amazonaws.com.cn/wasm-demo-app:latest