Serverless无服务应用架构纵横谈

Serverless无服务应用架构纵横谈

 

1、Serverless是啥

自从互联网兴起以来，Server就成了网络的核心部件。因此围绕Server的生意圈，也发展得如火如荼。

从最先的电信托管，到虚拟机，到如今的Serverless，造成了几大阵容：

一、IaaS（基础设施即服务：Infrastructure as a Service）

二、PaaS（平台即服务：Platform as a Service）

三、SaaS（软件即服务：Software as a Service）

IaaS是包硬不包软，面对集成商，PaaS是包硬包软不包工，面对开发者，SaaS是全包，面对消费者。

 

三大阵营都在不断演进中，互相取长补短，甚至模糊了彼此的界限。

PaaS最新的发展就是：

一、BaaS（后端即服务：Backend as a Service）

二、Faas（函数即服务：Functions as a Service）

这两种架构被称为Severless

 

BaaS与FaaS这两种架构被称为Severless，并不是对开发者而言，是对服务商而言，没有一直运行的定制服务存在，不占用服务商的计算资源。同共享单车有些相似，是计算机分时租赁方式，按次按时计价。

 

BaaS并不存放客户代码，只提供通用的逻辑，产品的逻辑都须要在富客户端完成。这些通用的逻辑为全部客户共享，于是不浪费服务商的计算资源，也就能够作到按API调用次数计算费用。

之前叫咱们把二层的富客户端都改为三层瘦客户端，如今搞个共享数据库，又叫咱们改为富客户端。横竖赚钱。

 

 而FaaS存放客户代码，当访问时，调入相关资源，开始运行，运行完成后，卸载全部开销。

嘶~~~，听起来耳熟。靠，这不就是PHP吗？！我是否是发现了什么~~

 

2、Serverless凭啥

看来BaaS和FaaS都是新瓶装旧酒，那么Serverless凭啥流行，又是否是将来？

Facebook 于2013年花费了 8500 万美圆收购了主流的BaaS平台 Parse 。因为 Parse 一直以来未能为 Facebook 提供预期的营收，Facebook 决定一年后将其正式关闭，并将其代码开源。Facebook这不差钱的行为，直接为整个行业蒙上了阴影。能够说直接逼死了某些跟风者。 

 

搭个共享数据库赚钱的想法基本破灭后，行业都纷纷压宝FaaS。那么FaaS的前景如何?

 

虽然FaaS是BaaS的“升级版”，而且与流行的微服务架构相吻合。可是没法改变它有强制全部程序按PHP方式运行这样一个可怕的设定。而这个无奈的设定所解决的是致使先行者AppEngine举步维艰的病根，那就是大量进程占用服务商过多的资源而不怎么赚钱。因此FaaS这个扭曲版AppEngine对于服务商来讲是一剂良药，可是未必会是行业的将来。

 

这些年随着Docker平台的发展，启停一个容器的成本已经接近于启停一个进程。将AppEngine平台上的侦听进程都去掉，用一个统一的WebServer来侦听路由，当访问到来时，启动容器，运行，中止容器。这和PHP的作法如出一辙，不过是把PHP.exe换成了Docker容器罢了。同一个思路，换一个环境，立刻从落后变成了先进。能够你想像，FaaS是下降成本的利器，也必定会占有一部分低端市场。

 

可是，PHP也没有像FaaS同样强制要求全部服务达到函数这个级别，一步到位的确有点匪夷所思。函数也非FaaS最好的包装形式，不如像PHP直接对应到一个文件上。在我看来，现有FaaS平台的行为模式，只适合推广PHP，可以与PHP生态很好地对接，而其它语言则有不可调和的矛盾。

 

看了一下开源框架Fission的源码，想出一个兼容其它语言的方案，以Python语言为例。

要求Flask程序实现2个接口，原有的程序不加任何修改便可在FaaS框架下运行了，/register接口载入全部Route，并返回全部绑定规则，FaaS框架只须要把Route表合并就能够一次性建立全部Route。没必要要一条一条调用fission function create与fission route add了。Http 请求来时调用/specialize接口，根据endpoint（即函数名）载入代码，实现FaaS功能。把框架接口开放给程序，可以实现最大的兼容现有框架，若是不放心，能够调用/specialize?endpoint=echo&echo=hello，来验证程序是否支持FaaS平台便可。

from flask import Flask, request

app = Flask(__name__)

userfunc = None

@app.route('/register', methods=['POST'])
def register():
    # 引入全部Routes，并返回全部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():
    # 特化载入，只载入单个endpoint
    body = request.get_json()
    name = body['endpoint']
    
    global userfunc
    userfunc = imp.load_source(name)
    return ""

 

 

 

3、Serverless有啥

Serverless平台通常分为以下三类：

1. 公有云Severless平台：

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平台的包装框架：

A. Serverless（Node，大多数平台）、B. Apex（Go，AWS）

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

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

 

4、Serverless干啥

一、AWS Lambda的包装框架Zappa，可使用Flask,Django等框架。功能看下图可知：

 

二、Fission是一个Serverless开源框架。能够看看它都干了啥。

Fission是基于Kubernetes的，而Kubernetes是基于Docker的容器集群管理系统。

Kubernetes的内容太丰富，简单说来，实体对象有若干节点（Node）包含若干Pod，Pod又包含若干容器（Container），经过Pod上的标签（Label）组合成服务（Service）。

 Master包含以下组件：

• apiserver：做为kubernetes系统的入口，封装了核心对象的增删改查操做。它维护的REST对象将持久化到etcd。
• etcd：分布式强一致性的key/value存储
• scheduler：负责集群的资源调度，为新建的pod分配机器。
• controller-manager：负责执行各类控制器，目前有两类：
• endpoint-controller：按期关联service和pod(关联信息由endpoint对象维护)，保证service到pod的映射老是最新的。
• replication-controller：按期关联replicationController和pod，保证replicationController定义的复制数量与实际运行pod的数量老是一致的。

Slave Node（称为Minion）包含以下组件：

• kubelet：负责管控docker容器，如启动/中止、监控运行状态等。它会按期从etcd获取分配到本机的pod，并根据pod信息启动或中止相应的容器。同时，它也会接收apiserver的HTTP请求，汇报pod的运行状态。
• proxy：负责为pod提供代理。它会按期从etcd获取全部的service，并根据service信息建立代理。当某个客户pod要访问其余pod时，访问请求会通过本机proxy作转发。
• docker：docker容器引擎

 

Fission简单说来，就是一个Web应用，Go语言编写，使用gorilla框架。不过它的模板引擎替换成了Kubernetes中的Service。使用k8s.io/client-go/kubernetes接口来操控（k8s就是Kubernetes）。

 

 

参考文档：

《采用Serverless架构》

《Kubernetes初探》

《十分钟带你理解Kubernetes核心概念》

《Kubernetes权威指南》

 

（完）