2017-11-23 13:04:30 +08:00
# 理解Serverless
2019-10-03 22:33:59 +08:00
> No silver bullet. - The Mythical Man-Month
2017-11-23 13:04:30 +08:00
许多年前， （ ） （ ） ， ， ， （ ） ， ， ， ， ， ， ， ， ！ （ ） ？
云改变了我们对操作系统的认知，原来一个系统的计算资源、存储和网络是可以分离配置的，而且还可以弹性扩展，但是长久以来，我们在开发应用时始终没有摆脱的服务器的束缚（或者说认知），应用必须运行在不论是实体还是虚拟的服务器上，必须经过部署、配置、初始化才可以运行，还需要对服务器和应用进行监控和管理，还需要保证数据的安全性，这些云能够帮我们简化吗？**让我们只要关注自己代码的逻辑就好了，其它的东西让云帮我实现就好了。**
## Serverless介绍
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Serverless（ ） ， ，
Serverless 是云原生技术发展的高级阶段，使开发者更聚焦在业务逻辑，而减少对基础架构的关注。
2020-02-08 11:48:04 +08:00
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下图来自谷歌云平台官网，是对云计算的一个很好的分层概括，其中 serverless 就是构建在虚拟机和容器之上的一层，与应用本身的关系更加密切。
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Serverless架构是云的自然延伸， ，
### IaaS
2006年AWS推出EC2（ ） ， （ ） ， ， ， ， ，
EC2真正对IT的改变是硬件的虚拟化（ ） ， ：
- 降低劳动力成本：
- 降低风险： ， ， ，
- 降低基础设施成本：
- 扩展性：不必过早的预期基础设施采购，因为通过云厂商可以很快的获取。
- 节约时间成本：快速的获取资源开展业务实验。
以上说了是IaaS或者说基础设施外包的好处， ，
以上是AWS为代表的公有云IaaS，
### PaaS
PaaS（ ） ， ， ， ， ， ， ， ，
在PaaS上最广泛使用的技术就要数[docker](https://www.docker.com/)了， ， ， （ ） ， （ ） ，
PaaS是对软件的一个更高的抽象层次， ， ，
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## 什么是 Serverless
下面将分别从简洁版和进阶版向您展示什么是 Serverless。
**简洁版**
就像无线互联网实际有的地方也需要用到有线连接一样，无服务器架构仍然在某处有服务器。开发者无需关注服务器，只需关注代码即可。
Serverless（ ） ， ， ，
**进阶版**
Serverless是由事件（ ） （ ） ， ， （ ， ） （ ）
Serverless相对于serverful， （ ， ， ） ，
Serverless相比serverful， （ ） ：
1. 弱化了存储和计算之间的联系。服务的储存和计算被分开部署和收费，存储不再是服务本身的一部分，而是演变成了独立的云服务，这使得计算变得无状态化，更容易调度和扩缩容，同时也降低了数据丢失的风险。
1. 代码的执行不再需要手动分配资源。不需要为服务的运行指定需要的资源（ ） ， ， ， ，
1. 按使用量计费。Serverless按照服务的使用量（ ） ， ， （ ）
2017-11-23 13:04:30 +08:00
## Serverless的定义
Serverless不如IaaS和PaaS那么好理解， （ ） （ ）
### BaaS
2017-11-24 22:57:53 +08:00
BaaS（ ） ， ， ， ， ， ，
2017-11-23 13:04:30 +08:00
### FaaS
2017-12-19 22:37:48 +08:00
FaaS（ ） ， ，
2017-11-24 22:57:53 +08:00
现在当大家讨论Serverless的时候首先想到的就是FaaS， ， ， ，
传统的服务器端软件不同是经应用程序部署到拥有操作系统的虚拟机或者容器中， ， ， ，
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### Serverless 中的函数
下图是 Serverless 中的（ ） ，
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下图 FaaS 中函数输入、context 及输出。
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以上两张图片根据 CNCF Serverless Whitepaper v1.0 绘制。
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### 总结
两者都为我们的计算资源提供了弹性的保障， ， ， ，
当我们将应用程序迁移到容器和虚拟机中时， ， ， ， ， ， ，
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## Serverless 的使用场景
虽然 Serverless 的应用很广泛， ，
- 异步的并发，组件可独立部署和扩展
- 应对突发或服务使用量不可预测（主要是为了节约成本，因为 Serverless 应用在不运行时不收费）
- 短暂、无状态的应用，对冷启动时间不敏感
- 需要快速开发迭代的业务（因为无需提前申请资源，因此可以加快业务上线速度）
Serverless 的使用场景示例如：
- ETL
- 机器学习及 AI 模型处理
- 图片处理
- IoT 传感器数据分析
- 流处理
- 聊天机器人
CNCF Serverless whitepaper 中给出了诸多 Serverless 使用场景的详细描述。
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我们以一个游戏应用为例，
一款移动端游戏至少包含如下几个特性：
- 移动端友好的用户体验
- 用户管理和权限认证
- 关卡、升级等游戏逻辑，游戏排行，玩家的等级、任务等信息
传统的应用程序架构可能是这样的：
- 一个app前端，
- 用Java写的后端，
- 使用关系型数据库存储用户数据，
这样的架构可以让前端十分轻便， ， ， ，
这样的架构开发起来比较容易，但是维护起来确十分复杂，前端开发、后端的开发都需要十分专业的人员、环境的配置，还要有人专门维护数据库、应用的更新和升级。
而在serverless架构中， ， ， ， ， ， ，
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## Serverless架构的优点
> 今天大多数公司在开发应用程序并将其部署在服务器上的时候， ， ， ？ ， （ ）
>
> ——AWS 费良宏
- **降低运营成本：**
Serverless是非常简单的外包解决方案。它可以让您委托服务提供商管理服务器、数据库和应用程序甚至逻辑， ， ， （
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- **降低开发成本：**
IaaS和PaaS存在的前提是，
- **扩展能力：**
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”。从基本的基础设施方面受益最大的好处是，
- **更简单的管理：**
Serverless架构明显比其他架构更简单。更少的组件，
- **“绿色”的计算：**
按照《福布斯》杂志的统计， ～ ，
在上面我们提到了使用IaaS给我们带来了五点好处， ，
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**降低人力成本**
不需要再自己维护服务器， ， ， ， ， ， ， ， ， ，
在此看来有人可能会提出“NoOps”的说法， ， ， ， ， ，
**降低风险**
对于组件越多越复杂的系统， ， ， ， ， ，
**减少资源开销**
我们在申请主机资源一般会评估一个峰值最大开销来申请资源，往往导致过度的配置，这意味着即使在主机闲置的状态下也要始终支付峰值容量的开销。对于某些应用来说这是不得已的做法，比如数据库这种很难扩展的应用，而对于普通应用这就显得不太合理了，虽然我们都觉得即使浪费了资源也比当峰值到来时应用程序因为资源不足而挂掉好。
解决这个问题最好的办法就是，不计划到底需要使用多少资源，而是根据实际需要来请求资源，当然前提必须是整个资源池是充足的（公有云显然更适合）。根据使用时间来付费，根据每次申请的计算资源来付费，让计费的粒度更小，将更有利于降低资源的开销。这是对应用程序本身的优化，例如让每次请求耗时更短，让每次消耗的资源更少将能够显著节省成本。
**增加缩放的灵活性**
以AWS Lamba为例， ， ， ， ，
但是， ， ， ， ， ， ？ ，
**缩短创新周期**
小团队的开发人员正可以在几天之内从头开始开发应用程序并部署到生产。使用短而简单的函数和事件来粘合强大的驱动数据存储和服务的API。完成的应用程序具有高度可用性和可扩展性， ， ，
以docker为代表的容器技术仅仅是缩短了应用程序的迭代周期， ， ，
2019-10-03 22:33:59 +08:00
## Serverless架构的缺点
2017-11-24 22:57:53 +08:00
我们知道没有十全十美的技术， ， ，
**状态管理**
要想实现自由的缩放， ， ， ，
**延迟**
应用程序中不同组件的访问延迟是一个大问题， ，
而serverless应用程序是高度分布式、低耦合的， ，
**本地测试**
2019-04-24 14:30:18 +08:00
Serverless应用的本地测试困难是一个很棘手的问题。虽然可以在测试环境下使用各种数据库和消息队列来模拟生产环境， ， ， ， ，
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## Kubernetes上的Serverless 架构
Kubernetes 的蓬勃发展由催生了一系列以它为基础的 Serverless 应用，这是我整理的与 Serverless 相关的开源项目：
- [dispatch ](https://github.com/vmware/dispatch ) - Dispatch is a framework for deploying and managing serverless style applications.
- [eventing ](https://github.com/knative/eventing ) - Open source specification and implementation of Knative event binding and delivery.
- [faas-netes ](https://github.com/alexellis/faas-netes ) - Enable Kubernetes as a backend for Functions as a Service (OpenFaaS) https://github.com/alexellis/faas
- [firecamp ](https://github.com/cloudstax/firecamp ) - Serverless Platform for the stateful services [https://www.cloudstax.io ](https://www.cloudstax.io/ )
- [fission ](https://github.com/fission/fission ) - Fast Serverless Functions for Kubernetes [http://fission.io ](http://fission.io/ )
- [fn ](https://github.com/fnproject/fn ) - The container native, cloud agnostic serverless platform. [http://fnproject.io ](http://fnproject.io/ )
- [funktion ](https://github.com/funktionio/funktion/ ) - a CLI tool for working with funktion https://funktion.fabric8.io/
- [fx ](https://github.com/metrue/fx ) - Poor man's serverless framework based on Docker, Function as a Service with painless.
- [gloo ](https://github.com/solo-io/gloo ) - The Function Gateway built on top of Envoy.
- [ironfunctions ](https://github.com/iron-io/functions ) - IronFunctions - the serverless microservices platform. [http://iron.io ](http://iron.io/ )
- [knative-lambda-runtime ](https://github.com/triggermesh/knative-lambda-runtime ) - Running AWS Lambda Functions on Knative/Kubernetes Clusters [https://triggermesh.com ](https://triggermesh.com/ )
- [kubeless ](https://github.com/kubeless/kubeless ) - Kubernetes Native Serverless Framework [http://kubeless.io ](http://kubeless.io/ )
- [nuclio ](https://github.com/nuclio/nuclio ) - High-Performance Serverless event and data processing platform.
- [openfaas ](https://github.com/openfaas/faas ) - OpenFaaS - Serverless Functions Made Simple for Docker & Kubernetes https://blog.alexellis.io/introducing-functions-as-a-service/
- [openwhisk ](https://openwhisk.incubator.apache.org/ ) - Apache OpenWhisk (Incubating) is a [serverless ](https://en.wikipedia.org/wiki/Serverless_computing ), open source cloud platform that executes functions in response to events at any scale.
- [riff ](https://github.com/projectriff/riff ) - riff is for functions [https://projectriff.io ](https://projectriff.io/ )
- [serverless ](https://github.com/serverless/serverless ) - Serverless Framework – & more! – https://serverless.com ](https://serverless.com/ )
- [spec ](https://github.com/cloudevents/spec ) - CloudEvents Specification [https://cloudevents.io ](https://cloudevents.io/ )
- [thanos ](https://github.com/improbable-eng/thanos ) - Highly available Prometheus setup with long term storage capabilities.
以上列表来自 https://jimmysong.io/awesome-cloud-native/#serverless。
## 总结
Karl Marx说的好， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， （ ） ，
## 参考
- [CNCF Serverless Whitepaper v1.0 ](https://gw.alipayobjects.com/os/basement_prod/24ec4498-71d4-4a60-b785-fa530456c65b.pdf )
- [Serverless Architectures - Martin Fowler ](https://martinfowler.com/articles/serverless.html )
- [Serverless架构综述 ](http://dockone.io/article/1460 )
- [2017年会是Serverless爆发之年吗？ ](http://www.infoq.com/cn/news/2017/04/2017-Serverless )
- [从IaaS到FaaS—— Serverless架构的前世今生 ](https://aws.amazon.com/cn/blogs/china/iaas-faas-serverless/ )
- [Introducing Redpoint's FaaS Landscape ](https://medium.com/memory-leak/this-year-gartner-added-serverless-to-its-hype-cycle-of-emerging-technologies-reflecting-the-5dfe43d818f0 )
- [Serverless Architectures - martinfowler.com ](https://martinfowler.com/articles/serverless.html )
