当我们聊Serverless时你应该知道这些

Posted 2021-04-30 DevOps

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

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：

1. UI/Event/Message Driven触发事件

2. 用户Function会package为一个docker镜像

3. 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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