摘要：導(dǎo)讀近期靈雀云技術(shù)專家邵明岐翻譯了所著的一書的部分內(nèi)容，可以說是對科普與觀察的上佳素材。的另一半是是的另一種形式，概念上容易混淆的地方在于，有時候?qū)⒆约旱姆?wù)，，稱為。

導(dǎo)讀：近期靈雀云技術(shù)專家邵明岐翻譯了Mike Roberts & John Chapin所著的《What is serverless》一書的部分內(nèi)容，可以說是對Serverless科普與觀察的上佳素材。本文為第1篇，他首先通過回溯云計算的發(fā)展史，來找出是什么原因?qū)е逻M化出了 Serverless，然后解釋 Serverless 到底為何物，最后總結(jié)為什么 Serverless 是云計算成長的必然產(chǎn)物，同時也是應(yīng)用交付方式的巨大飛躍，非常值得一讀！
原著：《What is serverless : understand the latest advances in cloud and service-based architecture》

作者：Mike Roberts & John Chapin
譯文來源：深入淺出談架構(gòu)(ID：deep-easy-arch)
譯者：靈雀云邵明岐

讓我們回到2006年, 那時候還沒有 iPhone 和移動互聯(lián)網(wǎng)，Ruby on Rails 是一個非常熱門的編程框架，Web 2.0 在當時是互聯(lián)網(wǎng)最火熱的名詞。那時候大部分應(yīng)用程序的后端服務(wù)，都是運行在托管或者自建的數(shù)據(jù)中心和物理服務(wù)器上。

云的誕生

2006年8月發(fā)生的事情將從根本上改變這種模式。 亞馬遜新的IT部門 AWS 宣布推出Elastic Compute Cloud（EC2），EC2是眾多基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)（IaaS）產(chǎn)品中的第一個， IaaS允許公司租用計算資源 （主要是面向互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的虛擬主機），而不是購買自己的服務(wù)器， 它還允許人們在幾分鐘之內(nèi)就可以獲取到主機資源。 EC2的五個主要優(yōu)勢是：

1.降低人工成本
在 IaaS 出現(xiàn)之前，公司需要雇傭有專門技能的人來管理數(shù)據(jù)中心和里面的物理服務(wù)器，他們需要管理從電源和網(wǎng)絡(luò)，到貨架和安裝，到修復(fù)機器的磁盤等物理問題，到設(shè)置操作系統(tǒng)（OS）。 通過IaaS，所有這些都消失了，而是都交給 IaaS 服務(wù)提供商，比如 AWS 或者阿里云。

2.降低風(fēng)險
在管理自己的物理服務(wù)器時，經(jīng)常會遭遇一些意外事件，比如硬件故障，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定或者長時間宕機，因為硬件問題很難預(yù)測，并且可能需要很長時間才能解決。 通過IaaS，客戶雖然仍需要做一些工作來對抗硬件故障發(fā)生的風(fēng)險，但不再需要知道如何修復(fù)硬件， 相反，可以簡單地在幾分鐘內(nèi)申請到新機器實例，并重新安裝應(yīng)用程序，從而限制了這些問題的風(fēng)險。

3.降低基礎(chǔ)設(shè)施成本
在大部分情況下，當您考慮電源、網(wǎng)絡(luò)等成本的時候，EC2實例的成本比運行自己的硬件便宜，尤其是當您只想臨時需要運行主機幾天或幾周而不是幾個月時。

4.靈活擴展
考慮到IaaS帶來的擴展優(yōu)勢，基礎(chǔ)設(shè)施成本顯著下降，通過IaaS，公司在擴展其運行的服務(wù)器的數(shù)量和類型方面具有更大的靈活性， 不再需要提前幾個月預(yù)先購買10臺高端服務(wù)器，相反，您可以從一個或兩個低功耗，廉價的實例開始，然后隨著時間的推移逐漸擴展您的實例數(shù)量和類型。

5.交付時間短
在托管服務(wù)器的舊時代，為新應(yīng)用程序采購和配置服務(wù)器可能需要數(shù)月時間。 如果你想出新的想法，并且希望盡快嘗試一下，在傳統(tǒng)的方式下很難辦到。 使用IaaS，交付時間從幾個月縮短到幾分鐘。
基礎(chǔ)設(shè)施外包
使用 IaaS，本質(zhì)上我們可以認為是基礎(chǔ)設(shè)施外包的技術(shù)。 當我們開發(fā)和運營軟件時，我們需要做的工作大致可以分為兩類：一類是針對需求需要定制的工作。另外一類是和其他公司都差不多，比較通用的工作。
基礎(chǔ)設(shè)施就是屬于第二種，其范圍包括物理的設(shè)備，例如運行我們機器，電路，網(wǎng)絡(luò)等，也包括一些通用的軟件功能，比如用戶認證。
基礎(chǔ)設(shè)施外包通?？梢杂煞?wù)提供商（SP）提供。 例如，電力由電力供應(yīng)商提供，并且網(wǎng)絡(luò)由互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商（ISP）提供，他們通過 2 種模式來減低成本和提高效率：規(guī)?；图夹g(shù)創(chuàng)新。

規(guī)模化
幾乎所有形式的基礎(chǔ)設(shè)施外包都通過規(guī)?；哪Ｊ絹斫档统杀?，把大量工作打包在一起批量做，成本比多帶帶一件一件做，效率大大提高。例如，AWS 可以以遠低于小公司的價格購買相同規(guī)格的服務(wù)器，因為 AWS 一次性購買成千上萬的服務(wù)器，而不是購買幾十臺服務(wù)器。 同樣，AWS 的每臺服務(wù)器運營成本遠低于自建 IDC 的公司。

技術(shù)創(chuàng)新
基礎(chǔ)設(shè)施外包通常也部分歸因于技術(shù)創(chuàng)新。比如 EC2，是通過硬件虛擬化的技術(shù)來實現(xiàn)的。在IaaS出現(xiàn)之前，一些IT供應(yīng)商已經(jīng)開始允許公司來按月租用物理服務(wù)器。顯然，EC2 的按小時租用主機的方式更具吸引力，而且，虛擬化技術(shù)可以將物理服務(wù)器細分為許多更小的，快速啟動和關(guān)閉的虛擬機（VM），這樣 IaaS 才變得可行。
基礎(chǔ)設(shè)施外包與 IaaS 的五大好處完全一致：
? 降低人工成本 ：減少人員，減少維護基礎(chǔ)設(shè)施工作所需的時間；
? 降低風(fēng)險 ：消除了一部分對特殊技能專家的需求，并且能夠獲得及時的運營支持能力；
? 降低資源成本 ：同樣功能的成本更低；
? 提高擴展的靈活性：可以訪問更多資源和不同類型的類似資源，而不會造成重大損失或浪費；
? 縮短交付周期：縮短從新想法到生產(chǎn)可用性的交付時間；
當然，基礎(chǔ)設(shè)施外包也有其缺點和局限性，我們將在后面的部分介紹。

云計算的發(fā)展
云計算的發(fā)展是從IaaS開始的，比如EC2和AWS Simple Storage Service（S3）， AWS是云計算早期的推動者，緊隨其后的還有微軟、谷歌、阿里云等。當我們談?wù)摗霸啤睍r，我們通常指的是公共云，但是，我們也看到了私有云的市場發(fā)展的也不錯，比如OpenStack。
公共云之后的另外一個潮流是PaaS，Heroku是當時最受歡迎的PaaS廠商之一， PaaS層面置于IaaS之上，將操作系統(tǒng)（OS）添加到外包的基礎(chǔ)架構(gòu)中，使用PaaS，您只需部署應(yīng)用程序，云平臺負責操作系統(tǒng)安裝、補丁升級、系統(tǒng)級監(jiān)控、服務(wù)發(fā)現(xiàn)等。
Heroku是公有云服務(wù)，Cloud Foundry是PaaS的一個私有云版本， 由于PaaS位于現(xiàn)有虛擬化解決方案之上，因此您可以在企業(yè)內(nèi)部部署或者在IaaS公共云服務(wù)上部署“私有PaaS”，同時使用公共云和私有云通常被稱為混合云， 能夠在混合云環(huán)境中實現(xiàn)一個統(tǒng)一的PaaS平臺對企業(yè)特別有用。
在虛擬機之上使用PaaS的最新方式是使用容器，Docker在過去幾年中變得非常非常受歡迎，因為它可以從操作系統(tǒng)開始，更清楚地描述應(yīng)用程序的系統(tǒng)需求，而管理/編排容器的云服務(wù)，通常稱為容器服務(wù)（CaaS），比如Google的Container Engine和AWS的ECS。 一些私有云的CaaS是Kubernetes和Mesos，您也可以把它們搭建在公共IaaS或者私有IaaS之上運行。
就像IaaS一樣，PaaS和CaaS都是基礎(chǔ)設(shè)施外包的另外一種更加高級的形式，它們和IaaS的主要不同之處是，有更高級別的抽象性，允許我們將運行應(yīng)用的更多技術(shù)細節(jié)交給云平臺，因此，PaaS和CaaS帶給我們的好處，與我們之前列出的IaaS的五個好處完全一樣，所以，我們可以將所有這三個（IaaS，PaaS，CaaS）組合為計算即服務(wù)（Compute as a Service）。

Serverless時代到來
前面解釋了半天云計算的發(fā)展史，主要就是想引入主題——Serverless。它將會是云計算演進的下一個重要技術(shù)，也是另外一種形式的基礎(chǔ)設(shè)施外包，它同樣具有我們已經(jīng)看到的云計算的五大優(yōu)勢，云廠商同樣也是通過規(guī)?；图夹g(shù)創(chuàng)新來提供這些優(yōu)勢。

Serverless 并不等于 FaaS
大部分人開始了解Serverless時，會有一個誤區(qū)，以為Serverless就是FaaS，比如AWS的Lambda，Google的Cloud Function。但深入研究就會發(fā)現(xiàn)，Serverless實際上涵蓋了一系列技術(shù)，我們將這些技術(shù)分為兩類：Backend as a Service（BaaS）和Functions as a Service（FaaS），所以，簡單來說Serverless=BaaS+FaaS。

BaaS
BaaS就是用現(xiàn)成的第三方服務(wù)替換原來自己編碼實現(xiàn)或者自己搭建的服務(wù)器端組件，它在概念上更接近于Software as a Service（SaaS），不同之處在于SaaS通常是關(guān)于外包業(yè)務(wù)流程，比如人力資源或銷售工具，或者像Github這樣的服務(wù)技術(shù)工作者的產(chǎn)品。然而對于BaaS來說，實際上是將應(yīng)用程序分解成更小的組件，并將其中一部分組件用第三方提供的服務(wù)來完成，這個第三方服務(wù)通常就叫做BaaS。
BaaS服務(wù)是通過API遠程調(diào)用的組件，而不是SDK，或者Library，我們通過遠程API的調(diào)用，來完成應(yīng)用程序的一部分功能。這里有一個很好的例子是身份驗證，許多應(yīng)用程序通過自己的代碼來實現(xiàn)注冊、登錄、密碼管理等功能，但是這些代碼在很多應(yīng)用程序中非常相似，同樣的事情無數(shù)的公司和團隊做過了無數(shù)遍，已經(jīng)非常成熟了，可以把它們抽象出來變成一個第三方公共服務(wù)再好不過，這正是Auth0和亞馬遜的Cogono等產(chǎn)品的目標，這兩種產(chǎn)品都允許任何人，不需要寫一行代碼的情況，就可以在移動應(yīng)用程序和Web應(yīng)用程序上實現(xiàn)非常完善的身份驗證和用戶管理功能。

BaaS最早的時候，在移動應(yīng)用程序開發(fā)中特別受歡迎，一開始人們甚至把它叫做Mobile Backend as a Service（MBaaS），但是實際上，BaaS除了被用作移動應(yīng)用的后端服務(wù)之外，還可以應(yīng)用到非常多的場景，比如我們可以不需要自己搭建和維護Mysql實例，而是使用亞馬遜的RDS服務(wù)，或者可以用Kinesis替換自己搭建和管理的Kafka消息隊列，其他數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)包括文件系統(tǒng)、對象存儲和數(shù)據(jù)倉庫、語音分析、以及我們之前提到的身份驗證，這些服務(wù)都是BaaS，都可以作為一個應(yīng)用的后端服務(wù)的一部分。

FaaS
Serverless的另一半是FaaS, FaaS是Compute as a Service的另一種形式，概念上容易混淆的地方在于，AWS有時候?qū)⒆约旱腇aaS服務(wù)，Lambda，稱為Serverless Compute。
FaaS是一種構(gòu)建和部署服務(wù)器端軟件的新方法，只不過粒度更細，能夠獨立的部署某一個函數(shù)，許多人認為Serverless就是FaaS，但是實際上并不完全正確。
我們通過傳統(tǒng)方式部署服務(wù)器端軟件時，從主機實例開始，通常是虛擬機（VM）實例或容器（參見下圖）， 然后我們在主機中部署應(yīng)用程序，如果主機是VM或容器，那么應(yīng)用程序是一個操作系統(tǒng)進程， 通常我們的應(yīng)用程序中的代碼實現(xiàn)了一些不同功能的操作，例如，Web服務(wù)提供檢索和更新資源的操作。

FaaS改變了這種部署模式（如下圖）， 部署模型中少了主機實例和應(yīng)用程序進程，我們只關(guān)注實現(xiàn)應(yīng)用程序邏輯的各個操作和函數(shù)，將這些函數(shù)代碼多帶帶上傳到云供應(yīng)商提供的FaaS平臺。

但是，這些函數(shù)在云服務(wù)托管的服務(wù)器進程中缺省處于空閑狀態(tài)，直到需要它們運行的時候才會被激活（如下圖）， 通過配置FaaS平臺來監(jiān)聽每個函數(shù)的激活事件。 當該事件發(fā)生時，F(xiàn)aaS平臺實例化函數(shù)，然后使用觸發(fā)事件調(diào)用它。

一旦該函數(shù)執(zhí)行結(jié)束了，理論上FaaS平臺可以銷毀掉實例，不過，通常為了優(yōu)化性能，會將函數(shù)實例保留一段時間，可以被下一個事件復(fù)用。
FaaS本質(zhì)上是一種事件驅(qū)動的模型，除了提供托管和執(zhí)行代碼的平臺之外，F(xiàn)aaS平臺還集成了各種同步和異步事件源，HTTP API網(wǎng)關(guān)就是一種同步事件源，消息總線、對象存儲或類似于（cron）的定時器就是一種異步源。
AWS在2014年就推出了Lambda，到目前為止成熟度和接受度已經(jīng)獲得大幅的提高，一些公司每天在使用Lambda處理數(shù)十億的事件，到目前為止，Lambda集成了超過20種不同類型的事件源，可以支持各種不同類型的應(yīng)用程序。
除了AWS Lambda之外，還有其他一些來自Microsoft，IBM，Google廠商的商業(yè)FaaS產(chǎn)品，正如我們之前討論的各種其他計算即服務(wù)平臺（IaaS，PaaS，CaaS）一樣，也有可以運行在私有云上開源FaaS項目，私有的FaaS領(lǐng)域目前比較早期，沒有絕對的領(lǐng)先者，一些比較活躍的項目有OpenWhisk、Fission、IronFuncions、Serverless、Nuclio等。

為什么FaaS和BaaS都叫Serverless？
從表面上看，BaaS和FaaS完全不同，BaaS是托管應(yīng)用程序的一部分依賴組件，F(xiàn)aaS托管應(yīng)用程序的代碼，那么為什么我們把它們放在一起，都叫做Serverless呢？
這里的關(guān)鍵就是不需要管理自己的服務(wù)器主機或服務(wù)器進程，完全使用Serverless架構(gòu)的應(yīng)用程序，將不再需要考慮服務(wù)器或者進程，應(yīng)用程序的所有邏輯。無論您是自己編寫的，還是與第三方服務(wù)集成的部分，都運行在完全彈性的環(huán)境中，狀態(tài)也采用以類似彈性的形式存儲，無服務(wù)器并不意味著服務(wù)器已經(jīng)消失，這只是意味著著您不再需要關(guān)心它們了。

Serverless帶給云計算的重大變化
在云計算過去十年的發(fā)展中，我們已經(jīng)將應(yīng)用程序的運行環(huán)境和通用組件，越來越多的外包給云廠商。Serverless也同樣符合這一趨勢，主機管理、操作系統(tǒng)管理、資源分配、擴展、甚至應(yīng)用邏輯的整個組件，都外包給云廠商，在成本和運營效率方面獲得了顯著的提升。
但是，在應(yīng)用程序架構(gòu)方面，Serverless有很大的變化。之前的云計算服務(wù)，并沒有從根本上改變設(shè)計應(yīng)用程序的方式，例如，當使用Docker這樣的工具時，我們在應(yīng)用程序周圍放置了一個更薄的“盒子”，但它仍然是一個盒子，邏輯架構(gòu)不會發(fā)生顯著的變化，在云中托管MySQL實例時，我們?nèi)匀恍枰紤]工作負載所需的虛擬機資源，而且仍需要考慮故障切換。

這種情況隨著Serverless而發(fā)生變化，并且是非常大的變化，F(xiàn)aaS本質(zhì)上是和傳統(tǒng)架構(gòu)非常不一樣的架構(gòu)類型——事件驅(qū)動模型。它的部署方式更加細粒度，以及需要將狀態(tài)保存到FaaS組件之外，BaaS使我們無需編寫完整的邏輯組件，但需要將應(yīng)用程序與云廠商提供的特定接口和模型集成。
那么，Serverless的應(yīng)用程序架構(gòu)到底有什么不同之處，它看起來到底長什么樣子？ 這是我們接下來要討論的內(nèi)容。