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当我们聊Serverless时你应该知道这些

说起当前最火的技术,除了最新的区块链,AI,还有一个不得不提的概念是Serverless。Serverless作为一种新型的互联网架构直接或间接推动了云计算的发展,从AWS Lambda到阿里云函数计算,Serverless一路高歌,同时基于Serverless的轻量计算开始登录云计算的舞台,本文将从两个部分展开:

介绍 Serverless的概念,历史及其现状与未来的思考。

Serverless Container的概念及现状。

一、聊聊Serverless

前文讲到serverless是一种新型的互联网架构,目前尚没有官方权威的定义,可以认为:

Serverless无服务器架构是基于互联网的系统,其中应用开发不使用常规的服务进程。相反,它们仅依赖于第三方服务(例如AWS Lambda服务),客户端逻辑和服务托管远程过程调用的组合。

AWS Lambda 作为Serverless最早的框架产品由亚马逊在2014年推出,但最早Serverless概念的并不是由亚马逊提出,下面我们简单来聊聊Serverless的历史。

Serverless 历史


发轫之始

2012年云基础设施服务提供商Iron.io的副总裁Ken提出软件的未来 ,首次提出来Serverless概念, 以下是原文的一段摘录:

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.

初出茅庐

AWS Lambda产品的发布可以认为是Serverless的里程碑,再此之前Serverless几乎是停留在概念期,直到14年Lambda发布,让“Serverless”这一范式提高到一个全新的层面,为云中运行的应用程序提供了一种全新的系统体系架构,Serverless开始正式走向云计算的舞台。

崭露头角

在AWS发布Lambda之后,众多IaaS及Pass厂商争相入市,Google Cloud Functions, Azure Funcions, IBM OpenWhisk,阿里云函数计算,短短数年时间Serverless产品已遍地开花。

未来已来

随着容器技术,IoT,5G,区块链等技术的快速发展, 技术上对去中心化,轻量虚拟化,细粒度计算等技术需求愈发强烈,而Serverless必将借势迅速发展,未来Serverless将在云计算的舞台上大放异彩!

云计算发展看Serverless

首先,抛一个总结性观点:云计算的发展从IaaS,PaaS,SaaS,到最新的BaaS,FasS,在这个趋势中serverless(去服务器化)越来越明显,而Serveless的完善带给云计算将会是一次完美进化!

总所周知,云计算经历了从IDC -> IaaS -> PaaS -> Serverless/FaaS 的发展历程,下面对这些概念做一些基本介绍。

IaaS

__IaaS(Infrastructure as a Service) 基础设施即服务,__服务商提供底层/物理层基础设施资源(服务器,数据中心,环境控制,电源,服务器机房),用户需要通过IaaS提供的服务平台购买虚拟资源,选择操作系统,安装软件,部署程序,监控应用。

目前知名的IaaS平台有AWS,Azure,Google Cloud Plantform,阿里云以及开源的OpenStack等。

PaaS

PaaS(Platform as a Service) 平台即服务,服务商提供基础设施底层服务,提供操作系统(Windows,Linux)、数据库服务器、Web服务器、负载均衡器和其他中间件,相对于IaaS客户仅仅需要自己控制上层的应用程序部署与应用托管的环境。

目前知名的PaaS平台有 Amazon Elastic Beanstalk,Azure,Google App Engine,VMware Cloud Foundry等。

SaaS

SaaS(Software as a Service) 软件即服务, 服务商提供基于软件的解决方案,如OA、CRM、MIS、ERP、HRM、CM、Office 365、iCloud等,客户不需考虑任何形式的专业技术知识,只需要通过服务商平台获取软件使用即可。

BaaS

BaaS(Backend as a Service) 后端即服务,服务商为客户(开发者)提供整合云后端的服务,如提供文件存储、数据存储、推送服务、身份验证服务等功能,以帮助开发者快速开发应用。

FaaS

FaaS(Function as a Service) 函数即服务,服务商提供一个平台,允许客户开发、运行和管理应用程序功能,而无需构建和维护基础架构。 按照此模型构建应用程序是实现“无服务器”体系结构的一种方式,通常在构建微服务应用程序时使用。

IaaS,PaaS,FaaS 对比

举个例子,比如小明想开一个水果店

IDC:如果盖房子,装修,然后上架水果这些工作都是小明自己来做。

IaaS:如果小明房子是租的,装修,上架水果是自己做。

PaaS: 如果小明房子是租的,可是房子已经装修好了,但是上架水果要自己来做。

FaaS:如果有一个商家提供装修好的水果店,小明只负责把水果送过来,其余上架工作都由商家来做。

总结

从IDC → IaaS,用户不用关注真实的物理资源。

从IaaS → PaaS,用户不再关注操作系统,数据库,中间件等基础软件。

从PaaS → BaaS/FaaS, 用户可以很少甚至不用关注backend,app可以简化为一个单页面程序。

可以说,Serverless是云计算发展到一定阶段的必然产物,云计算作为普惠科技,发展到最后一定是绿色科技(最大程度利用资源,减少空闲资源浪费),大众科技(成本低,包括学习成本及使用成本)的产品,而Serverless将很好的诠释这些!

Serverless/FaaS 模型

Serverless是基于事件驱动的编程范型,其底层的计算平台一般为轻量计算比如容器计算Docker。

针对该模型本文不再赘述, 下面以AWS Lambda及阿里云函数计算为例,简单介绍该模型。

AWS Lambda

大致流程如下:

UI驱动,通过模拟鼠标点击触发事件

当触发事件增多时lambda实例自动扩容

当触发事件减少时lambda实例自动缩容

阿里云函数计算

流程大致如下:

UI/Event/Message Driven触发事件

用户Function会package为一个docker镜像

事件调度系统配合Docker集群运行Docker容器来执行Function

Serverless价值与影响

低成本

运营成本,Serverless将用户的服务器,数据库,中间件委托于BaaS/FaaS,用户将不再参与基础设施及软件的维护,尤其在大规模的集群运营上成本大幅度降低。

开发成本,对比IaaS或者PaaS平台的服务器或者操作系统,Serverless的架构中,用户操作的是服务化的组件比如存储服务,授权服务等,可以缩短开发周期,降低开发难度。

真正的按需计费

Serverless/FaaS区别于IaaS/PaaS预先分配计算资源的计费方式,其计费方式通常是按请求次数及运行时间,一方面可以最大程度利用资源,另一方面真正的按需计费可以降低用户的资源成本。

高扩展

Serverless架构一个显而易见的优点即“横向扩展是完全自动的、有弹性的、且由服务提供者所管理”。

“绿色”计算

据统计,商业和企业数据中心的典型服务器仅提供5%~15%的平均最大处理能力的输出,本质上这是对社会资源的一种浪费。而在Serverless架构下,提供商将提供更细力度的计算能力最大限度满足实时需求,资源利用率将大幅度提升,可以认为相对IaaS与PaaS Serverless/FaaS是一种 “绿色” 计算。

NoOps

运维的发展经历了人肉运维,自动化运维,DevOps,AiOps等,而Serverless带来一种新的运维模式,这种模式下用户需要管理的只有Code可以认为NoOps。

Serverless应用场景

事件驱动以及响应式架构

IoT物联网场景中低频请求

请求对及时响应需求不够

固定时间触发计算资源利用低的业务

流量突发场景

比如短时间大流量视频转码

短周期内的流量峰值

跨云与混合云场

边缘计算

其它 ...

Serverless未来的一些思考

细粒度的计算资源

目前主流的Serverless/FaaS技术底层的计算环境通常是容器比如Docker,容器技术是一种比硬件虚拟化更轻量的实现,用户可以在虚拟机上运行大量的容器,可以更大程度的利用计算资源。

而Serverless的需求可能是更细粒度的计算资源,比如最近华为发布的CCI产品容器的规格已经支持千分之一核,相信千分之一核只是开始,未来Serverless在细粒度资源使用上将发挥无限可能。

统一的容器调度模型

从当前Serverless/FaaS及容器生态的发展来看,容器基本都是运行在云主机之上比如aws的ec2,阿里云的ecs。

由于云厂商实现方式及不同产品的差异性,容器的调度框架选择不尽相同,比如有的厂商其Serverless产品是基于kubernetes管理云主机集群进行容器编排及调度比如华为的CCI,而有的产品比如阿里云的函数计算产品是基于自研的Agent进行容器调度。那么为什么没有一种产品可以为不同的Serverless服务提供通用的容器调度能力呢?

生态圈多样化

Serverless的发展必然会带动其周边生态的完善,比如BaaS及FaaS产品的形态将多样化输出,举个例子:

Serverless架构下用户的Code是没有服务端的,而这些服务将由云厂商以BaaS的服务形态提供,随着Serverless的发展,必然会催生多样化的BaaS服务。

产品抽象输出

Serverless是云计算普惠科技的重磅技术!Serverless出现将开发者从复杂的硬件及软件环境中解脱出来,而未来可以想象Serverless的产品将会以更加简单的方式呈现给用户,举个例子:大家熟知的乐高积木,不同的小零件按照不同的方式组装可以得到作品最终是多样化的。

而Serverless天生具备这种优势,可以想象如果Function以服务化的方式抽象,开发者开发一个Cloud App需要做的事情就是在无数的Function里面挑选自己需要的“积木“,然后通过一种可视化的工具进行"积木"组合!

二、Serverless Container

前文讲了一些Serverless生态的概念及现状,从当前主流Serverless/FaaS 框架如AWS Lambda,IBM OpenWhisk,Iron.io,阿里云函数计算分析来看,其底层的计算资源通常是Docker容器。可以认为Serverless构建于容器(Docker)之上!

什么是Serverless Container

Serverless Container(无服务器容器),用户不再需要关注容器集群和服务器,只需关注Docker容器或者Docker Image即可。

通过分析业界主流的的Serverless Container产品如AWS Fargate,Azure ACI,华为CCI可以看出

Serverless Container 提供了更为简单的体验,用户不再需要理解容器编排技术如k8s,swarm

Serverless Container 提供了更细粒度的的能力,比如微核粒度的CPU资源和MB粒度的内存资源

Serverless Container 提供了将容器作为基础计算单元的思路

Serverless Container VS kubernets

kuberntes(k8s) 是谷歌开源的容器管理系统,类似的产品还有Docker Swarm, Apache Mesos以及集团内的产品Sigma。无疑这些优秀的集群管理系统尤其是k8s已经在生成得到了充分验证,从使用角度来说k8s需要用户具备容器及容器编排,集群管理等多方面的专业知识,而Serverless Container对用户屏蔽了容器集群管理,用户使用起来将更简单!

结论:Serverless Container在容器产品形态上是高于kubernetes的,事实上大部分的Serverless Container产品都基于或者兼容kubernetes。

Serverless Container VS Serverless/FaaS

根据上文的分析Serverless Container对用户提供的是一种容器计算资源,用户不需要关心容器集群,只需要定制vCpu,mem及Docker Image;而Serverless/FaaS 提供的是一种服务化的计算能力,用户同样不用关心计算集群,只需指定vCpu,mem及Code。

结论:FaaS及Serverless Container的底层计算资源都是Docker容器!

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