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從運維域看 Serverless 真的就是萬能銀彈嗎?

2022-01-22 06:27:00 其他

作者說

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在開始本篇內容前我想與各位開發者達成幾個共識,
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第一個共識,軟體工程沒有銀彈, Serverless 也不是銀彈,它并不是解決所有問題的萬能公式,
第二個共識,Serverless 能夠解決的是運維域的問題,它是解決特定領域問題的一個技術,并不是無限延伸的,與低代碼沒有關系,
第三個共識是復雜度守恒定律-泰斯勒定律(Tesler’s law)?,典型例子就是蘋果,蘋果的產品很容易上手操作,但本質上它整體的復雜度是守恒的,它其實是把復雜的事情留給了系統開發工程師和軟體開發的工程師,讓用戶可以順滑體驗,同理 Serverless 也是如此,把部署 or 運維應用、網站的煩復轉交給了云服務商,但整體的復雜度是不變的,
第四個共識是鄧寧-克魯格效應(The Dunning-Kruger Effect),大家在認知學習程序中,都會出現這樣的發展曲線:從剛開始一無所知,到對新知識的幻想,再到失望的低谷,緩慢爬坡,我們學習任何一個新事物都會經歷這樣一個曲執行緒序,Gartner采用鄧寧-克魯格曲線,來解釋新技術的發展周期,
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個人認知曲線
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Gartern 技術發展曲線
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作為開發工程師經常會有這種體感,新的技術層出不窮學的很累,Serverless 剛推出來時也一樣,大家對這個技術充滿了無限的想象,當想象到了一個巔峰以后,會慢慢認識到想象與現實的差距,切身去體會在產品中使用時就會掉到技術的低谷,然后再緩慢的爬坡,

Serverless 正當時

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本文將會通過三個部分,為各位介紹 Serverless:
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第一個部分是“復雜化 for 云開發商”
第二個部分是“簡化 for 開發者”
第三個部分,會介紹一些我自己和我們團隊使用 Serverless 時的最佳場景,
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1、復雜化 for 云開發商

(1) Serverless 架構

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Serverless 是一個集大成者,它的整發展歷史是站在巨人的肩膀上的,現在很多云服務商去跑一個函式,底層都是這樣架構,首先 Serverless 的運行底層會有一個 CaaS 層,它是一個Serverless化的容器服務,大部分的應用服務都會跑在這一層上面,容器調度現在開源的比較好的解決方案就是 K8s,用 K8s 來調度容器,底層 laaS 就是虛擬機,最底層則是物理機,
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CaaS 的實作的方式有很多,Serverless 應用底層必須有CaaS服務的支撐,除了Docker以外,vm 也可以是 CaaS ;例如 Node.js 的 vm 也可以做 CaaS ,webassembly 也可以做 CaaS 等等,另外在做整體架構設計的時候,還需要一個 Component 層去解決網路東西流量和南北流量的問題,例如service Mesh和ingress的方案,總體來說 Serverless 背后的架構設計基本都是如此,
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(2) 云開發商:不可變基礎設施

CNCF對云開發商來說會有vendor-unlock的危機,當所有云服務作為不可變基礎建設,復雜度下沉到K8s層,架構變得通用,因為CNCF的架構整套框架是根據組態檔去遷移的,可以部署在阿里云、也可以騰訊云、亞馬遜的云上,甚至自己搭建的私有云,
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另外對云服務商來說,他們以前積累的傳統的優勢(虛擬機 laas 層的運維優勢和 Caas 層的平臺級的優勢)就會漸漸失去,所以如果是 vendor-unlock 云服務商之間就會白熱化地打價格戰,看誰能提供更好更便宜的服務,
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廣義的 Serverless 是整個云服務商運維體系的 Serverless 化,如傳統提供一個MySQL 或 Redis,必須讓開發者意識到這是跑在服務器上的,需要提供出來個 ip ,但 Serverless 化(Baas 化)后,開發者不需要再去關心這個服務到底是運行在哪里,只需要申明我需要一個DB,應用就可以自動去鏈接并消費DB,
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狹義的 Serverless 不僅僅是 Severless Computing,還指一個 FaaS 的應用,是由 trigger(也可以歸并為BaaS) + FaaS+ BaaS 的架構組成的,現在云開發商在 Serverless FaaS 的這一層的核心競爭力是不斷推出新的 BaaS 能力,而 BaaS 主要是跟 FaaS 配套去使用的,

上面講到的云服務商的不可變基礎建設,如下圖所示,開發者在最上面這層去部署應用,根本不用關心底層的這些基礎建設,現在云服務商提供的 Baas SDK實際上已經包含在你的這個 FaaS 的runtime里面,開發者只需要把它當成一個函式介面去直接呼叫,不用關心資料庫部署在什么地方、要不要保持長鏈接等等,
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2、簡化 for 開發者

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此圖是 Gartner 在 2017 年推出的新興技術發展狀態,當時Gartner覺得 Serverless 還是一個比較新的概念,大家對它的認知還處于爬坡階段;但實際上到今天2021年,Serverless 已經進入了平緩爬升期了,大家對Serverless 可以解決運維域的問題,有哪些邊界的限制等等這些問題已經有了清晰的認知,
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為什么最近這幾年沒有什么特別新的東西推出了?原因在于 Serverless 這層沒有特別新的概念誕生,大家更多是在做FaaS應用基礎建設,現有的各種Web應用場景場景是否可以Serverless化,比如近期已經支持了的,資料庫 BaaS 化, websocket 支持 FaaS,另外還有很多Web應用場景都是通過諸位的努力慢慢爬坡實作,使其能夠接近理想中的 Serverless ,
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2021 年 Gartner 技術采納建議圖
圖中畫框的位置就是 Serverless,綠色代表已經成熟,可以看出,現在的 Serverless 已經是一個比較成熟的技術了,支持大部分Web應用的場景了,所以各位開發者大家可以放心大膽地去嘗試Serverless,
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(1) 運維領域的 Serverless

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國內很多人把 Serverless 翻譯成無服務器或者叫無服務,這都不太準確,Severless的反義詞是 Serverful,Severful 的意思是需要特別關注服務器,Serverless 的本質是為了降低心智負擔,不需要十分關心服務器,只專注部署函式就行,至于它怎么運行、底層有多少容器、底層有多少服務器來支撐它,開發者都不需要關心,

傳統的模式的前后端開發模式是由:后端提供資料服務,以前叫 SOA 是面向服務的編程,現在比較流行的是領域驅動微服務,前端消費組裝資料,后端資料介面傳統的方式是提供 HTTP API,到現在的流行的 BFF (Backend For Frontend) 膠水層函式編排,配合微服務提供全量資料,是目前業界比較流行的做法,那么未來的趨勢將會全部 BaaS 化,理想的狀態是前后端一體化模型驅動,不再需要再寫介面,
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結合 Serverless 做技術變革
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Serverless + = ...
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當下 Serverless 所處的階段的優勢是跟其他領域的技術結合, Serverless 結合其他領域來引爆許多技術變革,例如,傳統的微服務 + Serverless 結合起來后,可以做成 BaaS 化微服務,以前提供一個微服務,是需要開發者去關心這個微服務部署在哪里,但是加上 Serverless 后,便不用管部署在哪里,只需要關心怎么去呼叫即可,LowCode 加上 Serverless 可以讓搭建出來的頁面快速部署并上線;之前的介面函式編排如傳統的 BFF,在未來都可以 Serverless 化,變成SFF(Serverless for frontend),很適合做前后端一體化方案,
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(2)開發角色的轉變:前后端一體化

Serverless 出現后,未來還會出現前后端一體化的局面,現在已經出現邏輯編排可視化的工具,例如狼叔的 iMove ,目前已經可以做到后端介面的可視化編排,前端工程師去做一個后端的介面編排變得非常簡單,由此可以預見,前端工程師未來的職責可以往后端去延伸,
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而原來的后端工程師會從傳統的應用部署逐漸轉化去做 BaaS 化服務級別的開發,而未來運維工程師也會更偏向于向云端遷移,這個就是 Serverless 對研發生產鏈路帶來的一系列變革,

3、Serverless 的最佳場景實踐

對于 Serverless 使用最近場景的判定,最便捷的方式就是去看云開發商支持哪些 Trigger 事件觸發,

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所以目前這個階段,各個云開發商都在不停的增加新的 Trigger,如圖所示,開發人員在寫 FaaS 時,是將HTTP request 包裝成了 Trigger,可以把FaaS函式想象成在封閉的一個包裹里面,要如何喚醒這個包裹,怎么打開這個包裹呢?其實就是通過 Trigger 來喚醒,

另外Serverless的現階段,開發語言的重要性沒那么高了,語言只是去實作功能所需要的工具,CNCF 推出來以后 FaaS 就已經是與語言無關的了,那么其實到底是Node.js,PHP,Python 亦或是其他主流語言的代碼FaaS都可以,你甚至可以自建一個鏡像自定義語言和執行環境,因此在Serverless后,多語言的優勢我們都可以借用,比如用Python去處理AI資料,Node.js去處理高并發網路I/O等等,

(1)SFF 資料編排

最佳實踐就是 BFF + Serverless,這在阿里集團內部是十分常見的,由于阿里內部的大多場景后端都是 Java 工程師,前端團隊需要跟工程師去對接,而后端工程師提供的就是HSF微服務,可以把它理解為一堆 RPC 介面,以前就是部署一個 Node.js 應用去調介面,拿到資料后對這些資料進行是清洗、處理,放到前端頁面去渲染,但是采用 Serverless 部署BFF的Node.js應用后,基本不需要考慮跟進流量擴縮容、節省成本等問題,
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(2)GitOps 模型

GitOps 對于小企業來說,是非常適用的場景,相當于可以自建一套自動發布上線的管道,不再需要像以前一樣,修改一個版本便要測驗一遍,目前整個方案已經十分成熟了,Git 本身支持大量的 hook 函式,所以打造這樣一個流程也是非常容易的,需要關注的是要結合云開發商的能力,比如阿里云發布流程便十分自動化,在云下平臺發布上線后可以支持線上的流量錄制、回放,
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(3)小而美的技術團隊

最后一點是打造小而美的團隊,在我的認知中,技術架構有個強大制約就是:組織架構會決定我們的技術架構,
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就像前后端分離,大多是因為組織架構定義了:前端有前端的領導,后端有后端的領導,所以就會產生前端由前端的開發,后端由后端的開發,需要中間去聯調基于API溝通,那我們如果要想打造一個小而美的團隊怎樣打破這個隔閡呢?
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Serverless 一個比較適合的場景就是,通過前端的服務編排 SFF 將解決掉中間API溝通的問題,后端去提供全量的服務即可,這種變革會迫使后端去做微服務化,甚至后端研發采用Serverless 去做 BaaS 化,這是反向的導推程序,如果我們的前端團隊掌握了 Serverless, 有三個優勢:前端的資料編排便不再需要再找后端工程師了;GitOps 解區域署運維,可以降低前端心智負擔;前端同學能夠專心抽象業務模型,
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作者簡介:
蒲松洋,花名秦粵,極客時間《Serverless 入門課》作者,Serverless 和 Node.js 布道者,目前負責阿里巴巴前端委員會標準化小組,低代碼小組--中后臺搭建,Node.js 應用微服務架構,在微服務、Serverless 以及中臺專案中有著豐富經驗,
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