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當我們在聊 Serverless 時你應該知道這些

2020-09-17 07:25:53 其他

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作者 | 楊澤強（竹澗）阿里云技術專家

說起當前最火的技術，除了最新的區塊鏈、AI，還有一個不得不提的概念是 Serverless，Serverless 作為一種新型的互聯網架構，直接或間接推動了云計算的發展，從 AWS Lambda 到阿里云函式計算，Serverless 一路高歌，同時基于 Serverless 的輕量計算開始登錄云計算的舞臺，本文將從兩個部分展開：

  1. 介紹 Serverless 的概念，歷史及其現狀與未來的思考；
  2. Serverless Container 的概念及現狀，

一、聊聊 Serverless

前文講到 Serverless 是一種新型的互聯網架構，目前尚沒有官方權威的定義，可以認為：

Serverless 無服務器架構是基于互聯網的系統，其中應用開發不使用常規的服務行程，相反，它們僅依賴于第三方服務（例如 AWS Lambda 服務），客戶端邏輯和服務托管遠程程序呼叫的組合，

AWS Lambda 作為 Serverless 最早的框架產品，在 2014 年由亞馬遜推出，但最早的 Serverless 概念并不是由亞馬遜提出，下面我們來簡單聊聊 Serverless 的歷史，

Serverless 歷史

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發軔之始

2012 年云基礎設施服務提供商 Iron.io 的副總裁 Ken 提出軟體的未來 ，首次提出來 Serverless 概念， 以下是原文的一段摘錄：

Even with the rise of cloud computing, the world still revolves around servers. That won’t last, though. Cloud apps are moving into a serverless world, and that will bring big implications for the creation and distribution of software and applications.

初出茅廬

AWS Lambda 產品的發布可以認為是 Serverless 的里程碑，在此之前 Serverless 幾乎是停留在概念期，直到 14 年 Lambda 發布，讓“Serverless”提高到一個全新的層面，為云中運行的應用程式提供了一種全新的系統體系架構，**Serverless 開始正式走向云計算的舞臺，

嶄露頭角

在 AWS 發布 Lambda 之后，眾多 IaaS 及 Pass 廠商爭相入市，Google Cloud Functions, Azure Funcions, IBM OpenWhisk，阿里云函式計算，短短數年時間 Serverless 產品已遍地開花，

未來已來

隨著容器技術、IoT、5G、區塊鏈等技術的快速發展， 技術上對去中心化，輕量虛擬化，細粒度計算等技術需求愈發強烈，而 Serverless 必將借勢迅速發展，未來 Serverless 將在云計算的舞臺上大放異彩！

云計算發展看 Serverless

首先，拋一個總結性觀點：云計算的發展從IaaS、PaaS、SaaS，到最新的 BaaS、FasS，在這個趨勢中 serverless (去服務器化）越來越明顯，而 Serveless 的完善帶給云計算將會是一次完美進化！
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眾所周知，云計算經歷了從 IDC -> IaaS -> PaaS -> Serverless/FaaS 的發展歷程，下面對這些概念做一些基本介紹，

IaaS

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IaaS(Infrastructure as a Service) 基礎設施即服務，服務商提供底層/物理層基礎設施資源（服務器，資料中心，環境控制，電源，服務器機房），用戶需要通過 IaaS 提供的服務平臺購買虛擬資源，選擇作業系統、安裝軟體、部署程式、監控應用，

目前知名的 IaaS 平臺有 AWS、Azure、Google Cloud Plantform、阿里云以及開源的 OpenStack 等，

PaaS

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PaaS (Platform as a Service) 平臺即服務，服務商提供基礎設施底層服務，提供作業系統（Windows，Linux）、資料庫服務器、Web 服務器、負載均衡器和其他中間件，相對于 IaaS 客戶僅僅需要自己控制上層的應用程式部署與應用托管的環境，

目前知名的 PaaS 平臺有 Amazon Elastic Beanstalk，Azure，Google App Engine，VMware Cloud Foundry 等，

SaaS

SaaS (Software as a Service) 軟體即服務， 服務商提供基于軟體的解決方案，如 OA、CRM、MIS、ERP、HRM、CM、Office 365、iCloud 等，客戶不需考慮任何形式的專業技術知識，只需要通過服務商平臺獲取軟體使用即可，

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BaaS

BaaS (Backend as a Service) 后端即服務，服務商為客戶(開發者)提供整合云后端的服務，如提供檔案存盤、資料存盤、推送服務、身份驗證服務等功能，以幫助開發者快速開發應用，

FaaS

FaaS (Function as a Service) 函式即服務，服務商提供一個平臺，允許客戶開發、運行和管理應用程式功能，而無需構建和維護基礎架構， 按照此模型構建應用程式是實作“無服務器”體系結構的一種方式，通常在構建微服務應用程式時使用，

IaaS、PaaS、FaaS 對比

舉個例子，比如小明想開一個水果店：

  • IDC：如果蓋房子，裝修、上架水果這些作業都是小明自己來做；
  • IaaS：如果小明房子是租的，裝修、上架水果是自己做；
  • PaaS: 如果小明房子是租的，可是房子已經裝修好了，但是上架水果要自己來做；
  • FaaS：如果有一個商家提供裝修好的水果店，小明只負責把水果送過來，其余上架作業都由商家來做，

總結

從 IDC → IaaS，用戶不用關注真實的物理資源，
從 IaaS → PaaS，用戶不再關注作業系統，資料庫，中間件等基礎軟體，

從 PaaS → BaaS/FaaS, 用戶可以很少甚至不用關注 backend，app 可以簡化為一個單頁面程式，

可以說，Serverless 是云計算發展到一定階段的必然產物，云計算作為貧訓科技，發展到最后一定是綠色科技（最大程度利用資源，減少空閑資源浪費）、大眾科技（成本低，包括學習成本及使用成本）的產品，而 Serverless 將很好的詮釋這些！

Serverless/FaaS 模型

Serverless 是基于事件驅動的編程范型，其底層的計算平臺一般為輕量計算，比如容器計算 Docker，

針對該模型本文不再贅述， 下面以 AWS Lambda 及阿里云函式計算為例，簡單介紹該模型，

AWS Lambda

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大致流程如下：

  1. UI 驅動，通過模擬滑鼠點擊觸發事件；
  2. 當觸發事件增多時，lambda 實體自動擴容；
  3. 當觸發事件減少時，lambda 實體自動縮容，

阿里云函式計算

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流程大致如下：

  1. UI/Event/Message Driven 觸發事件；
  2. 用戶 Function 會 package 為一個 docker 鏡像；
  3. 事件調度系統配合 Docker 集群運行 Docker 容器來執行 Function

Serverless 價值與影響

低成本

  • 運營成本，Serverless 將用戶的服務器、資料庫、中間件委托于 BaaS/FaaS，用戶將不再參與基礎設施及軟體的維護，尤其在大規模的集群運營上成本大幅度降低；
  • 開發成本，對比 IaaS 或者 PaaS 平臺的服務器或者作業系統，Serverless 的架構中，用戶操作的是服務化的組件比如存盤服務，授權服務等，可以縮短開發周期，降低開發難度，

真正的按需計費

Serverless/FaaS 區別于 IaaS/PaaS 預先分配計算資源的計費方式，其計費方式通常是按請求次數及運行時間，一方面可以最大程度利用資源，另一方面真正的按需計費降低用戶的資源成本，

高擴展

Serverless 架構一個顯而易見的優點即“橫向擴展是完全自動的、有彈性的、且由服務提供者所管理”，

“綠色”計算

據統計，商業和企業資料中心的典型服務器僅提供 5%～15% 的平均最大處理能力的輸出，本質上這是對社會資源的一種浪費，而在 Serverless 架構下，提供商將提供更細力度的計算能力，最大限度滿足實時需求，資源利用率將大幅度提升，可以認為相對 IaaS 與 PaaS，Serverless/FaaS 是一種 “綠色” 計算，

NoOps

運維的發展經歷了人肉運維、自動化運維、DevOps、AiOps 等，而 Serverless 帶來一種新的運維模式，這種模式下用戶需要管理的只有 Code 可以認為 NoOps，

Serverless 應用場景

  • 事件驅動以及回應式架構
    • IoT 物聯網場景中低頻請求
    • 請求對及時回應需求不夠
    • 固定時間觸發計算資源利用低的業務
  • 流量突發場景
    • 比如短時間大流量視頻轉碼
    • 短周期內的流量峰值
  • 跨云與混合云場
  • 邊緣計算
  • 其它 ...

Serverless 未來的一些思考

細粒度的計算資源

目前主流的 Serverless/FaaS 技術底層的計算環境通常是容器比如 Docker，容器技術是一種比硬體虛擬化更輕量的實作，用戶可以在虛擬機上運行大量的容器，可以更大程度的利用計算資源，

而Serverless 的需求可能是更細粒度的計算資源，比如最近華為發布的 CCI 產品容器的規格已經支持千分之一核，相信千分之一核只是開始，未來 Serverless 在細粒度資源使用上將發揮無限可能，

統一的容器調度模型

從當前 Serverless/FaaS 及容器生態的發展來看，容器基本都是運行在云主機之上比如 aws 的 ec2，阿里云的 ecs，
由于云廠商實作方式及不同產品的差異性，容器的調度框架選擇不盡相同，比如有的廠商其 Serverless 產品是基于 Kubernetes 管理云主機集群進行容器編排及調度（比如華為的 CCI），而有的產品如阿里云的函式計算產品是基于自研的 Agent 進行容器調度，那么為什么沒有一種產品可以為不同的 Serverless 服務提供通用的容器調度能力呢？

生態圈多樣化

Serverless 的發展必然會帶動其周邊生態的完善，比如 BaaS 及 FaaS 產品的形態將多樣化輸出，舉個例子：
Serverless 架構下用戶的 Code 是沒有服務端的，而這些服務將由云廠商以 BaaS 的服務形態提供，隨著 Serverless 的發展，必然會催生多樣化的 BaaS 服務，

產品抽象輸出

Serverless 是云計算貧訓科技的重磅技術！Serverless 的出現將開發者從復雜的硬體及軟體環境中解脫出來，未來可以想象 Serverless 的產品將會以更加簡單的方式呈現給用戶，舉個例子：大家熟知的樂高積木，不同的小零件按照不同的方式組裝，最終得到的作品是多樣化的，
而 Serverless 天生具備這種優勢，可以想象如果 Function 以服務化的方式抽象，開發者開發一個 Cloud App 需要做的事情就是在無數的 Function 里面挑選自己需要的“積木”，然后通過一種可視化的工具進行"積木"組合！

二、Serverless Container

前文講了一些 Serverless 生態的概念及現狀，從當前主流的 Serverless/FaaS 框架，如 AWS Lambda、IBM OpenWhisk、Iron.io、阿里云函式計算分析來看，其底層的計算資源通常是 Docker 容器，可以認為 Serverless 構建于容器 (Docker) 之上！

什么是 Serverless Container

Serverless Container（無服務器容器），意味著用戶不再需要關注容器集群和服務器，只需關注 Docker 容器或者 Docker Image 即可，

通過分析業界主流的的 Serverless Container 產品如 AWS Fargate， Azure ACI， 華為 CCI，可以看出：

  • Serverless Container 提供了更為簡單的體驗，用戶不再需要理解容器編排技術如 K8s，Swarm；
  • Serverless Container 提供了更細粒度的的能力，比如微核粒度的 CPU 資源和 MB 粒度的記憶體資源；
  • Serverless Container 提供了將容器作為基礎計算單元的思路，

Serverless Container VS Kubernets

Kuberntes (K8s) 是谷歌開源的容器管理系統，類似的產品還有 Docker Swarm、Apache Mesos，這些優秀的集群管理系統，尤其是 K8s 已經在生成得到了充分驗證，從使用角度來說，K8s 需要用戶具備容器及容器編排、集群管理等多方面的專業知識，而 Serverless Container 對用戶屏蔽了容器集群管理，用戶使用起來將更簡單！

結論：Serverless Container 在容器產品形態上是高于 Kubernetes 的，事實上大部分的 Serverless Container 產品都基于或者兼容 Kubernetes，

Serverless Container VS Serverless/FaaS

根據上文的分析：

  • Serverless Container 對用戶提供的是一種容器計算資源，用戶不需要關心容器集群，只需要定制 vCpu、mem 及 Docker Image；
  • Serverless/FaaS 提供的是一種服務化的計算能力，用戶同樣不用關心計算集群，只需指定 vCpu，mem 及 Code，

結論：FaaS 及 Serverless Container 的底層計算資源都是 Docker 容器！

“ 阿里巴巴云原生微信公眾號（ID：Alicloudnative）關注微服務、Serverless、容器、Service Mesh等技術領域、聚焦云原生流行技術趨勢、云原生大規模的落地實踐，做最懂云原生開發者的技術公眾號，”

轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/qita/63730.html

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