摘要：相反，楊皓然認為，目前有一些開源的框架，重點解決了彈性伸縮的問題，但還沒有廣泛的和其它服務連接，沒有充分發(fā)揮的威力。以應用為中心，而不是以資源為中心對于函數(shù)計算的實現(xiàn)方式，楊皓然認為立足點應該是以應用為中心，而不是以資源為中心。

摘要： 過去十年，云服務深刻地改變了社會獲取和使用計算能力的方式，云服務自身也以極快的速度演進。在基礎設施云化之后，容器、Serverless等技術迅猛發(fā)展，開始推動業(yè)務能力的云化，云計算進入2.0時代。

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自2006年AWS發(fā)布的第一個云服務S3開始，存儲、計算等IT基礎設施的能力紛紛被以服務的方式提供給用戶。過去十年，云服務深刻地改變了社會獲取和使用計算能力的方式，云服務自身也以極快的速度演進。在基礎設施云化之后，容器、Serverless等技術迅猛發(fā)展，開始推動業(yè)務能力的云化，云計算進入2.0時代。

12月19日的阿里云棲大會上，阿里云函數(shù)計算負責人楊皓然做了主題為“觸摸云端編程之道——利用函數(shù)計算快速構建彈性可擴展的云原生應用”的演講，他介紹了Serverless與函數(shù)即服務（Function as a Service, FaaS）的關系和價值，演講結束后我們就該話題進一步采訪了他。

云是彈性的、經濟的、高效的

什么是云？楊皓然認為“對用戶而言，云的核心是解決資源彈性、財務成本和開發(fā)效率的問題”。IaaS，PaaS，F(xiàn)aaS等不同形態(tài)的云服務本質上都是為了解決資源的彈性、成本和效率問題，不同的地方在于解決的問題域、角度和方式。最開始，云1.0時代，基礎設施的云化為用戶提供了和傳統(tǒng)IT環(huán)境近乎一致的體驗，讓用戶能把應用無縫遷移到云端。IaaS層服務通過虛擬化等技術大幅提高了資源利用率，而用戶也只需租賃計算資源，不必承擔物理硬件的折舊等成本，相比于用戶維護自有IT基礎設施的方式，IaaS在資源彈性和成本等方面有明顯的優(yōu)勢。當人人都能獲取所需的計算資源后，如何更高效地管理和使用計算資源則是下一個亟待解決的問題，畢竟，系統(tǒng)配置、故障處理、削峰填谷如何充分利用資源對用戶都是不小的負擔。

在楊皓然看來，不同層次的云服務是在從不同的角度去解決這些問題，大致可分為“以資源為中心”和“以應用為中心”兩類?！耙再Y源為中心”，是指沿著IaaS類服務的思路，進一步優(yōu)化資源的彈性、成本和效率，例如提供更細粒度規(guī)格、更快伸縮時間的計算資源?！耙詰脼橹行摹?，則是指從應用的架構和開發(fā)的角度提供服務，幫助用戶構建能充分利用云端資源的、彈性高可用的應用，例如函數(shù)計算這樣的FaaS服務，或者容器編排服務等。

FaaS把云的彈性、經濟和高效優(yōu)勢發(fā)揮到了極致

當越來越多的開發(fā)者在云端構建應用時，如何正確設計應用架構、充分發(fā)揮云的優(yōu)勢變得越來越重要，“云端優(yōu)先”的思想應運而生，這便促使“云原生（Cloud Native）”應用開發(fā)的出現(xiàn)。相比于Serverless，云原生應用是一個更寬泛的概念，在IaaS、PaaS與FaaS等不同的云平臺上，都可以構建云原生應用，只不過它們的彈性和敏捷收益不同。”

“如果想要充分地發(fā)揮云彈性、經濟和高效的優(yōu)勢，一開始就去適配這些特點，做架構的設計，那么最終得到的就是云原生應用?！睏铕┤徽f。

在云原生架構中，以函數(shù)計算等FaaS服務為中心的Serverless架構越來越流行。楊皓然認為：“FaaS把云的彈性、經濟和高效優(yōu)勢發(fā)揮到了極致，真的做到了使開發(fā)者只需要關注業(yè)務，而不用去管理底層基礎設施?！盕aaS有如下主要優(yōu)勢，這使它被越來越多人關注：

事件驅動，使得可以與其它服務無縫集成；
由云端全托管，運維高效；
實時彈性伸縮，細粒度的資源計量，按需付費。對于用戶來講，即使應用負載有明顯的波峰波谷，資源使用率也是100%；
簡化的編程模型，用戶專注于單個請求邏輯的開發(fā)；
可以做嚴格的運行時隔離和權限管理機制，保障安全；
……

如果要在傳統(tǒng)的IT基礎設施上實現(xiàn)彈性高可用的分布式系統(tǒng)，那么開發(fā)者需要去管理一些具體的底層細節(jié)，比如要考慮某個函數(shù)需要調度到哪臺機器上運行？它是以線程方式還是以進程方式運行？進程崩潰怎么處理？網絡不連通怎么辦？……這些都需要開發(fā)者編碼實現(xiàn)。

考慮一下邊緣計算的場景，那么這個問題會顯得更加明顯和嚴重。在邊緣場景中，用戶會面對成百上千的小集群，這些設備分布在各種物理環(huán)境中，會遇到網絡條件惡劣、硬件架構類型不相同、通信能力限制等問題，由開發(fā)者來進行管理幾乎是不可能的。

“但是實際上，用戶應該從底層系統(tǒng)開發(fā)維護這類無差別的工作上脫身，專注于業(yè)務的創(chuàng)新，更快地將產品推向市場，更快地迭代改進?！睏铕┤唤忉專骸案鞣N云服務就是把這些底層的東西抽象出來，讓用戶能快速地構建彈性的、低成本的、高可用的系統(tǒng)，而Serverless特別是FaaS在這上邊目前做得最極致?！?/p>

連接是函數(shù)計算的核心價值

目前談Serverless必FaaS，但實際上FaaS只是Serverless生態(tài)的一部分。楊皓然解釋：“首先Serverless是一個生態(tài)，涵蓋了計算、存儲以及更上層的、垂直領域的很多服務。它不是一個新概念，AWS第一個云服務 S3 就是Serverless的存儲服務。其次，Serverless已經無處不在了，云端每年發(fā)布的新功能、新服務，超過70%都是Serverless形態(tài)。FaaS只是整個Serverless生態(tài)的一部分，但是最近幾年，因為FaaS才使得Serverless火起來，被更多人關注?！?/p>

因為FaaS把云中存儲和計算的服務都粘合起來了，幫助用戶快速構建云原生應用。而且FaaS以函數(shù)為單位來提供資源，這將云彈性和經濟的優(yōu)勢發(fā)揮到了極致。他舉了一個例子：“以往開發(fā)一個應用，可能存儲用到了對象存儲等Serverless服務，但這只是一部分，它只是解決了某一個特定問題。用戶仍然要管理機器等基礎設施，開發(fā)運維代價高，而通過FaaS，用戶能快速地整合多種云端服務，開發(fā)效率有了質的提高?！?/p>

以開發(fā)一個短視頻社交應用為例，移動設備上產生的視頻文件上傳到對象存儲中，觸發(fā)函數(shù)處理，通過函數(shù)計算連接其它服務后，用戶只需專注于函數(shù)邏輯的開發(fā)，比如抽取元數(shù)據、人臉識別等等；并且，在這整個架構中，每個環(huán)節(jié)都是彈性高可用的。

通過事件驅動的連接，函數(shù)計算讓對象存儲、消息中間件服務、CDN等單純的數(shù)據存儲、流動、分發(fā)服務具備了“可編程”的特性，極大地增加了用戶使用這些服務的靈活性。所以廣泛地連接各類存儲、計算或者垂直領域的服務是函數(shù)計算的核心價值。相反，楊皓然認為，目前有一些開源的FaaS框架，重點解決了彈性伸縮的問題，但還沒有廣泛的和其它服務連接，沒有充分發(fā)揮FaaS的威力。未來，我們應該能看到開源產品在這一塊的長足進步。

以應用為中心，而不是以資源為中心

對于函數(shù)計算的實現(xiàn)方式，楊皓然認為“立足點應該是以應用為中心，而不是以資源為中心”。他舉例說明了這個觀點：“以彈性伸縮為例，‘以資源為中心’的思路，是讓用戶設定一些規(guī)則，比如某個機器CPU使用率超過85%就要擴容，這是云1.0時代的方法。而函數(shù)計算的模式，它是根據應用層的信息去理解用戶的負載，可以采用各種維度的數(shù)據，比如TPS、請求延遲，機器的負載等等，用機器學習等方式去分析數(shù)據，做出更智能的資源調度，這屬于‘以應用為中心’?！?/p>

同時，“以應用為中心”也要求函數(shù)計算要同時具備工具和平臺兩種屬性，既能讓用戶解決小范圍的、離散的問題，也能快速構建復雜應用。“如何平衡工具和平臺兩種屬性，是FaaS獲得廣泛應用的關鍵?！睏铕┤徽f。

面臨的挑戰(zhàn)

雖然比較有影響力的Serverless（FaaS）產品已經發(fā)布了幾年，但是現(xiàn)在Serverless或者FaaS技術還處在初期階段，產品形態(tài)和邊界還有很多值得探索的地方。楊皓然認為，目前Serverless在技術上有幾個點需要去關注：

以應用為中心，更智能地去理解用戶的應用場景；
用戶體驗方面，在整個生態(tài)上有很多東西需要完善，如函數(shù)協(xié)同、狀態(tài)管理和工具鏈等等；

與IoT和邊緣網關的無縫結合。

而另一方面，在面向使用者的時候，Serverless也遇到了很大的挑戰(zhàn)?！坝脩舻拈_發(fā)調試體驗和傳統(tǒng)方式差異較大，需要一定時間的適應。函數(shù)計算簡化了用戶編碼的復雜度，卻對架構能力提出了更高的要求?！睏铕┤唤忉尩?，“FaaS為了資源的彈性，在運行環(huán)境上有諸多限制，使得以單體架構來構建的復雜系統(tǒng)，要遷移到Serverless的架構上比較困難?！?/p>

那么在向Serverless架構遷移時可以怎么做呢？楊皓然認為使用函數(shù)計算構建應用和微服務架構的理念是契合的，用戶采用微服務架構，把業(yè)務邏輯拆解為細粒度的微服務后，一個個微服務可以實現(xiàn)為對應的函數(shù)。 所以說，函數(shù)計算是微服務理念的一種重要的實踐方式，二者是相互促進的。因此更現(xiàn)實的方式是使用函數(shù)計算先解決獨立的、離散的問題，或者采用微服務的方式把系統(tǒng)拆分為細粒度的服務，然后逐步演進到Serverless架構。

從云走向邊緣

目前有一個觀點是“云計算的未來將是走向邊緣”，也就是說以類似于CDN的方式，將計算放到更加靠近用戶的區(qū)域。楊皓然說他認同這個觀點，他解釋到：“未來數(shù)據的產生將無處不在，并且這些數(shù)據需要被處理、被理解，才能產生價值?！睆倪@個角度來看，數(shù)據是需要被提煉的，在無處不在的數(shù)據中，其實有大量的噪音；而用戶端到云之間有一個通道問題，如果不在貼近數(shù)據源端去做一些計算，那么整個帶寬、延遲之類的成本會很不友好。

以IoT為例，楊皓然認為在IoT場景上邊緣計算會特別重要。IoT大量的設備，它的數(shù)據量遠遠超過人產生的數(shù)據。這種場景下，如何幫助用戶解決數(shù)據的收集和分析問題將非常重要，也非常有挑戰(zhàn)。IoT/邊緣環(huán)境是非常獨特的，硬件架構迥異（ARM、X86、MIPS……）、通信協(xié)議眾多、設備動態(tài)加入/刪除、網絡并不總是可用等等，面對這樣的環(huán)境，需要以全新的方式構建應用。楊皓然總結了理想的邊緣環(huán)境計算平臺，需要具備的一些特點：

IoT的數(shù)據處理一定會發(fā)生在邊緣和云端，因此應用也一定包含邊緣和云端兩部分，二者需要以統(tǒng)一的方式構建，數(shù)據能在邊緣和云端無縫同步；
IoT 的環(huán)境是動態(tài)的，設備/網絡可以很自由的加入/刪除。幾乎所有的協(xié)議設計都是事件驅動的方式，例如發(fā)布/訂閱模式；

IoT 在邊緣上的應用，通常是輕量的，因此設備/資源/安全管理層的研發(fā)成本不能被應用邏輯的開發(fā)成本分攤掉。需要有更高的計算抽象層次，讓開發(fā)專注于業(yè)務邏輯。
函數(shù)計算這樣的全托管事件驅動服務比較符合上述要求，目前我們也看到業(yè)界在這上面的一些探索，相信未來FaaS在邊緣環(huán)境也會發(fā)揮重要的作用。

FaaS已經在云2.0時代發(fā)揮了它的優(yōu)勢，至于它之后將走向何方，又將創(chuàng)造怎樣的輝煌，我們拭目以待。