OpenEdge

OpenEdge由主程序和应用模块构成，通过加载应用配置来运行模块，目前支持两种运行模式，分别是docker容器模式和native进程模式。

Docker容器模式结构图:

Native进程模式结构图:

主程序(master)

主程序负责所有模块的管理、云同步等，由模块引擎、云代理和API构成。

模块引擎(engine)

模块引擎负责模块的启动、停止、重启、监听和守护，目前支持docker容器模式和native进程模式。

模块引擎从工作目录的var/db/openedge/module/module.yml配置中加载模块列表，并以列表的顺序逐个启动模块。模块引擎会为每个模块启动一个守护协程对模块状态进行监听，如果模块异常退出，会根据模块的Restart Policy配置项执行重启或退出。主程序关闭后模块引擎会按照列表的逆序逐个关闭模块。

提示：工作目录可在OpenEdge启动时通过-w指定，默认为OpenEdge的可执行文件所在目录的上一级目录。

Docker容器模式下，模块通过docker client启动entry指定的模块镜像，并自动加入自定义网络（openedge）中，由于docker自带了DNS server，模块间可通过模块名进行互相通讯。另外模块可通过expose配置项来向外暴露端口；通过resources配置项限制模块可使用的资源，目前支持CPU、内存和进程数的限制。配置参考

Docker容器模式下，模块在容器中的工作目录是根目录：/，配置路径是：/etc/openedge/module.yml，资源读取目录是：/var/db/openedge/module/<模块名>，持久化数据输出目录是：/var/db/openedge/volume/<模块名>，日志输出目录是：/var/log/openedge/<模块名>。具体的映射如下：

- /var/db/openedge/module//module.yml:/etc/openedge/module.yml- /var/db/openedge/module/:/var/db/openedge/module/- /var/db/openedge/volume/- /var/log/openedge/:/var/log/openedge/

提示：应用模块在云端被修改后mark值会发生变化，和git的修订版本类似。

Native进程模式下，通过syscall启动entry指定模块可执行文件，模块间可通过localhost（127.0.0.1）进行互相通讯，不支持资源隔离和资源限制。

云代理(agent)

云代理负责和云端管理套件通讯，走MQTT和HTTPS通道，MQTT强制SSL/TLS证书双向认证，HTTPS强制SSL/TLS证书单向认证。配置参考cloud。

OpenEdge启动和热加载（reload）完成后会通过云代理上报一次设备信息，目前上报的内容如下：

- go_version：OpenEdge主程序的Golang版本- bin_version：OpenEdge主程序的版本- conf_version：OpenEdge主程序加载应用的版本- reload_error：OpenEdge主程序加载应用的报错信息，如果有的话- os：设备的系统，比如：linux、windows、darwin- bit：设备CPU位数，比如：32、64- arch：设备CPU架构，比如：amd64- gpu\：设备的第n个GPU的型号- gpu\_mem_total：设备的第n个GPU的显存总容量- gpu\_mem_free：设备的第n个GPU的显存剩余容量- mem_total：设备的内存总容量- mem_free：设备的内存剩余容量- swap_total：设备的交换空间总容量- swap_free：设备的交换空间剩余容量

云代理接收到云端管理套件的应用下发指令后，OpenEdge开始执行热加载，流程如下图：

注意：目前热加载采用全量更新的方式，既先停止所有老应用模块再启动所有新应用模块，因此模块提供的服务会中断。另外解压新应用包会直接覆盖老应用的文件，多余的老应用文件不会被清理，后续会考虑加入清理逻辑。

提示：如果设备无法连接外网或者脱离云端管理，可移除cloud配置项，离线运行。

API(api)

OpenEdge主程序会暴露一组HTTP API，目前支持获取空闲端口，模块的启动和停止。API server在linux系统下默认采用unix domain socket，工作目录下的var/openedge.sock；其他环境采用TCP，默认监听tcp://127.0.0.1:50050。开发者可以通过api配置项修改监听的地址。为了方便管理，我们对模块做了一个划分，从var/db/openedge/module/module.yml中加载的模块称为常驻模块，通过API启动的模块称为临时模块，临时模块遵循谁启动谁负责停止的原则。OpenEdge退出时，会先逆序停止所有常驻模块，常驻模块停止过程中也会调用API来停止其启动的模块，最后如果还有遗漏的临时模块，会随机全部停止。访问API需要提供账号和密码，设置如下两个请求头：

- x-iot-edge-username：账号名称，即常驻模块名- x-iot-edge-password：账号密码，即常驻模块的token，使用module.GetEnv(module.EnvOpenEdgeModuleToken)从环境变量中获取，OpenEdge主程序启动时会为每个常驻模块生成临时的token。

官方提供的函数计算模块会调用这个API来启停函数实例（runtime）模块，函数计算模块停止时需要负责将其启动的临时模块全部停掉。

环境变量(env)

OpenEdge目前会给模块设置如下几个系统环境变量：

- OPENEDGE_HOST_OS：OpenEdge所在设备（宿主机）的系统类型- OPENEDGE_MASTER_API：OpenEdge主程序的API地址- OPENEDGE_MODULE_MODE：OpenEdge主程序的运行模式- OPENEDGE_MODULE_TOKEN：OpenEdge主程序分配给常驻模块的临时token，可作为常驻模块访问主程序API的密码

官方提供的函数计算模块就是通过读取OPENEDGE_MASTER_API来连接OpenEdge主程序的，比如linux系统下OPENEDGE_MASTER_API默认是unix://var/openedge.sock；其他系统的docker容器中OPENEDGE_MASTER_API默认是tcp://host.docker.internal:50050；其他系统的native模式下OPENEDGE_MASTER_API默认是tcp://127.0.0.1:50050。

注意：应用中配置的环境变量如果和上述系统环境变量相同会被覆盖。

官方模块

目前官方提供了若干模块，用于满足部分常见的应用场景，当然开发者也可以开发自己的模块，只要符合自定义模块的加载要求。

Hub模块（openedge-hub）

Hub模块是一个单机版的消息订阅和发布中心，采用MQTT 3.1.1协议，结构图如下：

目前支持4种接入方式：tcp、ssl(tcp+ssl)、ws(websocket)及wss(websocket+ssl)，MQTT协议支持度如下：

- 支持connect、disconnect、subscribe、publish、unsubscribe、ping等功能- 支持QoS等级0和1的消息发布和订阅- 支持retain、will message、clean session- 支持订阅含有"+"、"#"等通配符的主题- 支持符合约定的clientid和payload的校验- 暂时不支持发布和订阅以"$"为前缀的主题- 暂时不支持client的keep alive特性以及QoS等级2的发布和订阅

注意：

- 发布和订阅主题中含有的分隔符"/"最多不超过8个，主题名称长度最大不超过255个字符- 消息报文默认最大长度位32k，可支持的最大长度为268,435,455(byte)，不到256m，可通过message配置项进行修改- clientid支持大小写字母、数字、下划线、连字符（减号）和空字符(空字符表示client为临时连接，强制cleansession=true), 最大长度不超过128个字符- 消息的QoS只能降不能升，比如原消息的QoS为0时，即使订阅QoS为1，消息仍然以QoS为0的等级发送。

Hub模块支持简单的主题路由，比如订阅主题为t的消息并以新主题t/topic发布回broker。参考配置

函数计算模块（openedge-function）

函数计算提供基于MQTT消息机制，弹性、高可用、扩展性好、响应快的的计算能力，并且兼容百度云-函数计算CFC。函数通过一个或多个具体的实例执行，每个实例都是一个独立的进程，现采用grpc server运行函数实例。所有函数实例由实例池（pool）负责管理生命周期，支持自动扩容和缩容。结构图如下：

注意: 如果函数执行错误，函数计算会返回如下格式的消息，供后续处理。其中packet是函数输入的消息（被处理的消息），不是函数返回的消息。

{
    "errorMessage": "rpc error: code = Unknown desc = Exception calling application",
    "errorType": "*errors.Err",
    "packet": {
        "Message": {
            "Topic": "t",
            "Payload": "eyJpZCI6MSwiZGV2aWNlIjoiMTExIn0=",
            "QOS": 0,
            "Retain": false
        },
        "Dup": false,
        "ID": 0
    }
}

函数计算python27 runtime模块（openedge-function-runtime-python27）

Python函数与百度云-函数计算CFC类似，用户通过编写的自己的函数来处理消息，可进行消息的过滤、转换和转发等，使用非常灵活。

Python函数的输入输出可以是JSON格式也可以是二进制形式。消息payload在作为参数传给函数前会尝试一次JSON解码（json.loads(payload)），如果成功则传入字典（dict）类型，失败则传入原二进制数据。

Python函数支持读取环境变量，比如os.environ['PATH']。

Python函数支持读取上下文，比如context['functionName']。

Python函数实现举例：

#!/usr/bin/env python
#-*- coding:utf-8 -*-
"""
module to say hi
"""
def handler(event, context):
    """
    function handler
    """
    event['functionName'] = context['functionName']
    event['functionInvokeID'] = context['functionInvokeID']
    event['functionInstanceID'] = context['functionInstanceID']
    event['messageQOS'] = context['messageQOS']
    event['messageTopic'] = context['messageTopic']
    event['sayhi'] = '你好，世界！'
    return event

提示：Native进程模式下，若要运行本代码库提供的sayhi.py，需要自行安装python2.7，且需要基于python2.7安装protobuf3、grpcio、pyyaml(采用pip安装即可，pip install grpcio protobuf pyyaml)。

此外，对于Native进程模式python脚本运行环境的构建，推荐通过virtualenv构建虚拟环境，并在此基础上安装相关依赖，相关步骤如下：

# install virtualenv via pip
[sudo] pip install virtualenv
# test your installation
virtualenv —version
# build workdir run environment
cd /path/to/native/workdir
virtualenv native/workdir
# install requirements
source bin/activate # activate virtualenv
pip install grpcio protobuf pyyaml # install grpc, protobuf3, yaml via pip
# test native mode
bin/openedge # run openedge under native mode
deactivate # deactivate virtualenv

远程通讯模块（openedge-remote-mqtt）

远程通讯模块目前支持MQTT协议，可桥接两个MQTT server，用于订阅一个server的消息并转发给另一个server。目前支持配置多路消息转发，可配置多个remote和hub同时进行消息同步，结构图如下：

如上图示，这里，OpenEdge本地Hub模块与远程云端Hub平台之间通过OpenEdge远程通讯模块（openedge-remote-mqtt）实现消息的转发、同步，进一步地，通过在两端接入MQTT Client即可实现“端云协同式”的消息转发与传递。

最后更新于 2018-12-28 10:23:09

原文: https://openedge.tech/docs/overview/OpenEdge-design