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tKeel-Core

世界的数字引擎

Go Report Card GitHub release (latest SemVer) GitHub GoDoc

🌰 Core 是 tKeel 物联网平台的数据中心，高性能、可拓展的轻量级下一代数字化数据引擎。

以 实体（entity） 为操作单元，通过简易明了的 API 对外提供读写能力（属性读写、时序查询、订阅，映射等）。

English

🚪 快速入门

Core 是 tKeel 的一个重要基础组件，同时它还有可以单独部署的能力。使用 core 的特性去做伟大的事情，比如说那些你现在正棘手不知道怎么解决的问题，我想也许 core 可以帮助您。

安装需要

🔧 在使用 Core 之前请先确保你做足了准备。

  1. Kubernetes
  2. Dapr with k8s

通过 tKeel 安装

Core 作为 tKeel 的基础组件，相关 API 的调用均通过 tKeel 代理可以实现。（详细请见 tKeel CLI 安装文档）

独立部署

从 Github 拉取该仓库

git clone  https://github.com/tkeel-io/core.git
cd core

Self-hosted

  1. 请先安装好dapr
  2. 启动一个etcd 监听127.0.0.1:2379
  3. 启动一个kafka，监听kafka:9092端口，注意修改hosts
通过 Dapr 启动项目
dapr run --app-id core --app-protocol http --app-port 6789 --dapr-http-port 3501 --dapr-grpc-port 50002 --log-level debug --components-path ./examples/configs/core0/ -- go run cmd/core/main.go -c ./simple.yml
单步调试

使用vscode运行dapr调试 task.json

{
    "version": "2.0.0",
    "tasks": [
        {
            "label": "daprd-debug-go",
            "type": "daprd",
            "appId": "core",
            "componentsPath": "examples/configs/core0",
            "appPort": 6789
        }
    ]
}

launch.json

{
    // 使用 IntelliSense 了解相关属性。 
    // 悬停以查看现有属性的描述。
    // 欲了解更多信息，请访问: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "Launch file",
            "type": "go",
            "request": "launch",
            "mode": "debug",
            "program": "cmd/core/main.go",
            "args": [
                "-c",
                "../../simple.yml"
            ],
            "console": "integratedTerminal",
            "preLaunchTask": "daprd-debug-go"
        }
    ]
}

Kubernetes

  1. 部署 reids 服务 
    helm install redis bitnami/redis
  2. 运行 core 程序 
    kubectl apply -f k8s/core.yaml

🪜 架构设计

架构按操作分为分为了两个平面。

  • 控制： 通过 core 向外暴露的 APIs 向 core 发送控制请求（如实体，映射，订阅的创建等）。
  • 数据： 在两个通信服务节点之间建立直连的 channel，避免由网关和边车带来的长链路路由延迟，实现高性能的数据交互。

img.png

架构图

🌱 基本概念

实体（Entity）

实体是我们在物联网世界中对 Things 的一种抽象，是 Core 操作的基础对象。包括智能灯、空调、网关，房间，楼层，甚至是通过数据聚合生成的虚拟设备等等，我们将这些 Things 进行抽象， 定义为实体。

属性 是对某种实体一部分信息的描述。一个实体包含两类属性：

  1. 基础属性: 每个实体都必备的属性，如 id，owner等用于标识实体共有特征的属性。
  2. 扩展属性: 实体除基础属性外的属性，这种属性属于某一类或某一个实体的特征描述，比如一个 温度计 的温度。

更多设计细节请阅读 实体文档

Actor

Actor 是实体（Entity）的运行时的一种模式抽象, 用于维护实体的实时状态以及提供实体的一些具体行为。

映射

映射 是实体属性传播的抽象，可以实现数据的向上传递以及控制命令的向下传递。

img.png

映射模拟

上图中蓝色线条代表数据的上行，如设备数据上报，黑色代表数据的下行，如指令数据的下行。

映射操作的执行包含两步:

  1. 写复制: 实现实体属性变更时，将变更向下游实体传递。
  2. 计算更新: 对上游实体产生的变更组合计算，然后将计算结果更新到当前实体。

img.png

关系

在物理世界中，实体与实体之间往往不是相互孤立的，它们之间往往存在各式各样的联系，如交换机，路由器，终端设备，服务器通过光纤连接，在网络拓扑图中这些设备实体有连接关系。这些关系将这些独立的设备实体链接在一起，组成复杂而精密的网络，向外提供稳定而高速的网络通信服务。当然实体不局限于设备实体，关系也不仅仅局限于 连接关系，更多设计细节请阅读关系文档。

模型

我们将实体属性的约束集合定义为模型。实体是属性数据的载体，但是如何解析和使用实体的属性数据，我们需要实体属性的描述信息，如类型，取值范围等，我们将这些描述信息称之为 约束。而模型就是一个包含约束集合的载体，模型也以实体的形式存在， 更多设计细节请阅读模型文档 。

订阅

Core 提供了简捷方便的 订阅 ，供开发者实时获取自己关心的数据。

在 tKeel 平台中用于多个 plugin 之间和一个 plugin 内所有以实体为操作对象的数据交换。

底层实现逻辑是这样的：每个 plugin 在注册的时候在 Core 内部自动创建一个交互的 pubsub，名称统一为 pluginID-pubsub, 订阅的 topic 统一为 pub-core，sub-core，只有 core 与该 plugin 有相关权限 比如 iothub: iothub-pubsub

订阅 分为三种：

  • 实时订阅： 订阅会把实体的实时数据发送给订阅者。
  • 变更订阅： 订阅者订阅的实体属性发生变更且满足变更条件时，订阅将实体属性数据发送给订阅者。
  • 周期订阅： 订阅周期性的将实体属性数据发送给订阅者。

快速开始

当我们部署了 Core 程序之后，我们就可以直接调用 API 实现对应功能，这里有一份我们精心编写的 入门文档

您可以参考文档的演示内容开始尝试 Core 的功能。

如何在 tKeel 中使用

我们有一个 hello-core, 实例演示项目，为了方便说明，我们采用了外部流量方式访问 tKeel，和 Python 作为示例语言的代码。

您可以参考该项目快速了解，一个 tKeel 插件 如何使用 Core。

在 hello-core 实例中我们展示了生成 MQTT 使用的 token，创建实体，上报属性，获取快照，订阅实体的属性 等功能。

Entity 示例

因为当前 Dapr SDK 不能处理 HTTP 请求中的 Header，参数通过 path 和 query 的方式传递。

examples 该示例中的功能，创建实体，通过 pubsub 更新实体属性，查询实体。

创建实体

    // Source: examples/entity/main.go
    client, err := dapr.NewClient()
    if nil != err {
        panic(err)
    }

    // create entity.
    createUrl := "/entities?id=test1&owner=abc&source=abc&type=device"

    result, err := client.InvokeMethodWithContent(context.Background(), "core", createUrl, "POST", &dapr.DataContent{
        ContentType: "application/json",
    })
    if nil != err {
        panic(err)
    }
    fmt.Println(string(result))

更新实体属性

    // Source: examples/entity/main.go
    data := make(map[string]interface{})
	data["entity_id"] = "test1"
	data["owner"] = "abc"
	dataItem := make(map[string]interface{})
	dataItem["core"] = ValueType{Value: 189, Time: time.Now().UnixNano() / 1e6}
	data["data"] = dataItem

	err = client.PublishEvent(context.Background(),
		"client-pubsub",
		"core-pub",
		data,
	)

	if nil != err {
		panic(err)
	}

获取实体属性

    // Source: examples/entity/main.go
    getUrl := "/entities/test1?owner=abc&source=abc&type=device"

	result, err = client.InvokeMethodWithContent(context.Background(),
		"core",
		getUrl,
		"GET",
		&dapr.DataContent{
			ContentType: "application/json",
		})
	if nil != err {
		panic(err)
	}
	fmt.Println(string(result))

⚙️ API

Core 的更多功能 API 详细请参见 API 文档

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如果您有任何的建议和想法，欢迎您随时开启一个 Issue，期待我们可以一起交流，让世界更美好。

同时 非常感谢 您的 反馈 与 建议 ！

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微博 @tkeel

🏘️ 仓库

仓库 描述
tKeel tKeel 开放物联网平台
Core tKeel 的数据中心
CLI tKeel CLI 是用于各种 tKeel 相关任务的主要工具
Helm tKeel 对应的 Helm charts