Serverless无服务应用架构纵横谈

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一、Serverless是啥

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

从最早的电信托管,到虚拟机,到现在的Serverless,形成了几大阵容:

1、IaaS(基础设施即服务:Infrastructure as a Service)
2、PaaS(平台即服务:Platform as a Service)
3、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。

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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:
1、BaaS(后端即服务:Backend as a Service)
2、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,并非对开发者而言,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。同共享单车有些类似,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,产品的逻辑都需要在富客户端完成。这些通用的逻辑为所有客户共享,因而不浪费服务商的计算资源,也就可以做到按API调用次数计算费用。

以前叫我们把二层的富客户端都改成三层瘦客户端,现在搞个共享数据库,又叫我们改成富客户端。横竖赚钱。

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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,卸载所有开销。

嘶~,听起来耳熟。靠,这不就是PHP吗?!我是不是发现了什么~~

二、Serverless凭啥

看来BaaS和FaaS都是新瓶装旧酒,那么Serverless凭啥流行,又是不是未来?

Facebook 于2013年花费了 8500 万美元收购了主流的BaaS平台 Parse 。由于 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。可以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”,并且与流行的微服务架构相吻合。但是无法改变它有强制所有程序按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导致先行者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。所以FaaS这个扭曲版AppEngine对于服务商来说是一剂良药,但是未必会是行业的未来。

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,停止容器。这和PHP的做法一模一样,不过是把PHP.exe换成了Docker容器罢了。同一个思路,换一个环境,马上从落后变成了先进。可以你想像,FaaS是降低成本的利器,也一定会占有一部分低端市场。

但是,PHP也没有像FaaS一样强制要求所有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,能够与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即可在FaaS框架下运行了,/register接口载入所有Route,并返回所有绑定规则,FaaS框架只需要把Route表合并就可以一次性创建所有Route。不必要一条一条调用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,能够实现最大的兼容现有框架,如果不放心,可以调用/specialize?endpoint=echo&echo=hello,来验证程序是否支持FaaS平台即可。

from flask import Flask, request

app = Flask(__name__)

userfunc = None

@app.route(‘/register‘, methods=[‘POST‘])
def register():
    # 引入所有Routes,并返回所有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 ""

三、Serverless有啥

Serverless平台一般分为如下三类:

  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)

四、Serverless干啥

1、AWS Lambda的包装框架Zappa,可以使用Flask,Django等框架。

功能看下图可知:

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这是一张动图:http://t.cn/Ai9WUPdT
(可复制到浏览器查看)

2、Fission是一个Serverless开源框架。可以看看它都干了啥。

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),通过Pod上的标签(Label)组合成服务(Service)。

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Master包含如下组件:

  • apiserver:作为kubernetes系统的入口,封装了核心对象的增删改查操作。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:负责执行各种控制器,目前有两类:
  • endpoint-controller:定期关联service和pod(关联信息由endpoint对象维护),保证service到pod的映射总是最新的。
  • replication-controller:定期关联replicationController和pod,保证replicationController定义的复制数量与实际运行pod的数量总是一致的。

Slave Node(称为Minion)包含如下组件:

  • kubelet:负责管控docker容器,如启动/停止、监控运行状态等。它会定期从etcd获取分配到本机的pod,并根据pod信息启动或停止相应的容器。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。它会定期从etcd获取所有的service,并根据service信息创建代理。当某个客户pod要访问其他pod时,访问请求会经过本机proxy做转发。
  • 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)。
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参考文档:

  • 《采用Serverless架构》:http://cloud.51cto.com/art/201703/534748.htm
  • 《Kubernetes初探》:https://blog.csdn.net/zhangjun2915/article/details/40598151
  • 《十分钟带你理解Kubernetes核心概念》http://www.dockone.io/article/932
  • 《Kubernetes权威指南》
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原文地址:https://blog.51cto.com/15054050/2563374

版权声明:完美者 发表于 2020-12-18 12:15:01。
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