Serverless無服務應用架構縱橫談

Serverless無服務應用架構縱橫談

 

1、Serverless是啥

自從互聯網興起以來，Server就成了網絡的核心部件。因此圍繞Server的生意圈，也發展得如火如荼。

從最先的電信託管，到虛擬機，到如今的Serverless，造成了幾大陣容：

一、IaaS（基礎設施即服務：Infrastructure as a Service）

二、PaaS（平臺即服務：Platform as a Service）

三、SaaS（軟件即服務：Software as a Service）

IaaS是包硬不包軟，面對集成商，PaaS是包硬包軟不包工，面對開發者，SaaS是全包，面對消費者。

 

三大陣營都在不斷演進中，互相取長補短，甚至模糊了彼此的界限。

PaaS最新的發展就是：

一、BaaS（後端即服務：Backend as a Service）

二、Faas（函數即服務：Functions as a Service）

這兩種架構被稱爲Severless

 

BaaS與FaaS這兩種架構被稱爲Severless，並不是對開發者而言，是對服務商而言，沒有一直運行的定製服務存在，不佔用服務商的計算資源。同共享單車有些相似，是計算機分時租賃方式，按次按時計價。

 

BaaS並不存放客戶代碼，只提供通用的邏輯，產品的邏輯都須要在富客戶端完成。這些通用的邏輯爲全部客戶共享，於是不浪費服務商的計算資源，也就能夠作到按API調用次數計算費用。

之前叫咱們把二層的富客戶端都改爲三層瘦客戶端，如今搞個共享數據庫，又叫咱們改爲富客戶端。橫豎賺錢。

 

 而FaaS存放客戶代碼，當訪問時，調入相關資源，開始運行，運行完成後，卸載全部開銷。

嘶~~~，聽起來耳熟。靠，這不就是PHP嗎？！我是否是發現了什麼~~

 

2、Serverless憑啥

看來BaaS和FaaS都是新瓶裝舊酒，那麼Serverless憑啥流行，又是否是將來？

Facebook 於2013年花費了 8500 萬美圓收購了主流的BaaS平臺 Parse 。因爲 Parse 一直以來未能爲 Facebook 提供預期的營收，Facebook 決定一年後將其正式關閉，並將其代碼開源。Facebook這不差錢的行爲，直接爲整個行業蒙上了陰影。能夠說直接逼死了某些跟風者。 

 

搭個共享數據庫賺錢的想法基本破滅後，行業都紛紛壓寶FaaS。那麼FaaS的前景如何?

 

雖然FaaS是BaaS的「升級版」，而且與流行的微服務架構相吻合。可是沒法改變它有強制全部程序按PHP方式運行這樣一個可怕的設定。而這個無奈的設定所解決的是致使先行者AppEngine舉步維艱的病根，那就是大量進程佔用服務商過多的資源而不怎麼賺錢。因此FaaS這個扭曲版AppEngine對於服務商來講是一劑良藥，可是未必會是行業的將來。

 

這些年隨着Docker平臺的發展，啓停一個容器的成本已經接近於啓停一個進程。將AppEngine平臺上的偵聽進程都去掉，用一個統一的WebServer來偵聽路由，當訪問到來時，啓動容器，運行，中止容器。這和PHP的作法如出一轍，不過是把PHP.exe換成了Docker容器罷了。同一個思路，換一個環境，立刻從落後變成了先進。能夠你想像，FaaS是下降成本的利器，也必定會佔有一部分低端市場。

 

可是，PHP也沒有像FaaS同樣強制要求全部服務達到函數這個級別，一步到位的確有點匪夷所思。函數也非FaaS最好的包裝形式，不如像PHP直接對應到一個文件上。在我看來，現有FaaS平臺的行爲模式，只適合推廣PHP，可以與PHP生態很好地對接，而其它語言則有不可調和的矛盾。

 

看了一下開源框架Fission的源碼，想出一個兼容其它語言的方案，以Python語言爲例。

要求Flask程序實現2個接口，原有的程序不加任何修改便可在FaaS框架下運行了，/register接口載入全部Route，並返回全部綁定規則，FaaS框架只須要把Route表合併就能夠一次性建立全部Route。沒必要要一條一條調用fission function create與fission route add了。Http 請求來時調用/specialize接口，根據endpoint（即函數名）載入代碼，實現FaaS功能。把框架接口開放給程序，可以實現最大的兼容現有框架，若是不放心，能夠調用/specialize?endpoint=echo&echo=hello，來驗證程序是否支持FaaS平臺便可。

from flask import Flask, request

app = Flask(__name__)

userfunc = None

@app.route('/register', methods=['POST'])
def register():
    # 引入全部Routes，並返回全部Rules
    from .main import main as main_blueprint
    app.register_blueprint(main_blueprint) 
    
    return jsonify(app.url_map._rules_by_endpoint)
    

@app.route('/specialize', methods=['POST'])
def load():
    # 特化載入，只載入單個endpoint
    body = request.get_json()
    name = body['endpoint']
    
    global userfunc
    userfunc = imp.load_source(name)
    return ""

 

 

 

3、Serverless有啥

Serverless平臺通常分爲以下三類：

1. 公有云Severless平臺：

A. AWS Lambda、B. Microsoft Azure Functions、

C. Google Cloud Functions、D. Webtask、E. Syncano

2. 私有云Severless框架：

A. Fission （Kubernetes）、B. Funktion （Kubernetes）、

C. Kubeless （Kubernetes）、D. Gestalt （DC/OS）、

E. IBM OpenWhisk （Docker）、F. Iron Functions （Docker，Swarm， Kubernetes）

3.Serverless平臺的包裝框架：

A. Serverless（Node，大多數平臺）、B. Apex（Go，AWS）

C. Zappa（Python，AWS）、D. Chalice（Python，AWS）

E. Claudia.js（Node，AWS）F. Gordon （Python，AWS）

 

4、Serverless幹啥

一、AWS Lambda的包裝框架Zappa，可使用Flask,Django等框架。功能看下圖可知：

 

二、Fission是一個Serverless開源框架。能夠看看它都幹了啥。

Fission是基於Kubernetes的，而Kubernetes是基於Docker的容器集羣管理系統。

Kubernetes的內容太豐富，簡單說來，實體對象有若干節點（Node）包含若干Pod，Pod又包含若干容器（Container），經過Pod上的標籤（Label）組合成服務（Service）。

 Master包含以下組件：

• apiserver：做爲kubernetes系統的入口，封裝了核心對象的增刪改查操做。它維護的REST對象將持久化到etcd。
• etcd：分佈式強一致性的key/value存儲
• scheduler：負責集羣的資源調度，爲新建的pod分配機器。
• controller-manager：負責執行各類控制器，目前有兩類：
• endpoint-controller：按期關聯service和pod(關聯信息由endpoint對象維護)，保證service到pod的映射老是最新的。
• replication-controller：按期關聯replicationController和pod，保證replicationController定義的複製數量與實際運行pod的數量老是一致的。

Slave Node（稱爲Minion）包含以下組件：

• kubelet：負責管控docker容器，如啓動/中止、監控運行狀態等。它會按期從etcd獲取分配到本機的pod，並根據pod信息啓動或中止相應的容器。同時，它也會接收apiserver的HTTP請求，彙報pod的運行狀態。
• proxy：負責爲pod提供代理。它會按期從etcd獲取全部的service，並根據service信息建立代理。當某個客戶pod要訪問其餘pod時，訪問請求會通過本機proxy作轉發。
• docker：docker容器引擎

 

Fission簡單說來，就是一個Web應用，Go語言編寫，使用gorilla框架。不過它的模板引擎替換成了Kubernetes中的Service。使用k8s.io/client-go/kubernetes接口來操控（k8s就是Kubernetes）。

 

 

參考文檔：

《採用Serverless架構》

《Kubernetes初探》

《十分鐘帶你理解Kubernetes核心概念》

《Kubernetes權威指南》

 

（完）