摘要：相反，楊皓然認(rèn)為，目前有一些開(kāi)源的框架，重點(diǎn)解決了彈性伸縮的問(wèn)題，但還沒(méi)有廣泛的和其它服務(wù)連接，沒(méi)有充分發(fā)揮的威力。以應(yīng)用為中心，而不是以資源為中心對(duì)于函數(shù)計(jì)算的實(shí)現(xiàn)方式，楊皓然認(rèn)為立足點(diǎn)應(yīng)該是以應(yīng)用為中心，而不是以資源為中心。

摘要： 過(guò)去十年，云服務(wù)深刻地改變了社會(huì)獲取和使用計(jì)算能力的方式，云服務(wù)自身也以極快的速度演進(jìn)。在基礎(chǔ)設(shè)施云化之后，容器、Serverless等技術(shù)迅猛發(fā)展，開(kāi)始推動(dòng)業(yè)務(wù)能力的云化，云計(jì)算進(jìn)入2.0時(shí)代。

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自2006年AWS發(fā)布的第一個(gè)云服務(wù)S3開(kāi)始，存儲(chǔ)、計(jì)算等IT基礎(chǔ)設(shè)施的能力紛紛被以服務(wù)的方式提供給用戶。過(guò)去十年，云服務(wù)深刻地改變了社會(huì)獲取和使用計(jì)算能力的方式，云服務(wù)自身也以極快的速度演進(jìn)。在基礎(chǔ)設(shè)施云化之后，容器、Serverless等技術(shù)迅猛發(fā)展，開(kāi)始推動(dòng)業(yè)務(wù)能力的云化，云計(jì)算進(jìn)入2.0時(shí)代。

12月19日的阿里云棲大會(huì)上，阿里云函數(shù)計(jì)算負(fù)責(zé)人楊皓然做了主題為“觸摸云端編程之道——利用函數(shù)計(jì)算快速構(gòu)建彈性可擴(kuò)展的云原生應(yīng)用”的演講，他介紹了Serverless與函數(shù)即服務(wù)（Function as a Service, FaaS）的關(guān)系和價(jià)值，演講結(jié)束后我們就該話題進(jìn)一步采訪了他。

云是彈性的、經(jīng)濟(jì)的、高效的

什么是云？楊皓然認(rèn)為“對(duì)用戶而言，云的核心是解決資源彈性、財(cái)務(wù)成本和開(kāi)發(fā)效率的問(wèn)題”。IaaS，PaaS，F(xiàn)aaS等不同形態(tài)的云服務(wù)本質(zhì)上都是為了解決資源的彈性、成本和效率問(wèn)題，不同的地方在于解決的問(wèn)題域、角度和方式。最開(kāi)始，云1.0時(shí)代，基礎(chǔ)設(shè)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(yàn)，讓用戶能把應(yīng)用無(wú)縫遷移到云端。IaaS層服務(wù)通過(guò)虛擬化等技術(shù)大幅提高了資源利用率，而用戶也只需租賃計(jì)算資源，不必承擔(dān)物理硬件的折舊等成本，相比于用戶維護(hù)自有IT基礎(chǔ)設(shè)施的方式，IaaS在資源彈性和成本等方面有明顯的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)人人都能獲取所需的計(jì)算資源后，如何更高效地管理和使用計(jì)算資源則是下一個(gè)亟待解決的問(wèn)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(duì)用戶都是不小的負(fù)擔(dān)。

在楊皓然看來(lái)，不同層次的云服務(wù)是在從不同的角度去解決這些問(wèn)題，大致可分為“以資源為中心”和“以應(yīng)用為中心”兩類(lèi)。“以資源為中心”，是指沿著IaaS類(lèi)服務(wù)的思路，進(jìn)一步優(yōu)化資源的彈性、成本和效率，例如提供更細(xì)粒度規(guī)格、更快伸縮時(shí)間的計(jì)算資源?！耙詰?yīng)用為中心”，則是指從應(yīng)用的架構(gòu)和開(kāi)發(fā)的角度提供服務(wù)，幫助用戶構(gòu)建能充分利用云端資源的、彈性高可用的應(yīng)用，例如函數(shù)計(jì)算這樣的FaaS服務(wù)，或者容器編排服務(wù)等。

FaaS把云的彈性、經(jīng)濟(jì)和高效優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到了極致

當(dāng)越來(lái)越多的開(kāi)發(fā)者在云端構(gòu)建應(yīng)用時(shí)，如何正確設(shè)計(jì)應(yīng)用架構(gòu)、充分發(fā)揮云的優(yōu)勢(shì)變得越來(lái)越重要，“云端優(yōu)先”的思想應(yīng)運(yùn)而生，這便促使“云原生（Cloud Native）”應(yīng)用開(kāi)發(fā)的出現(xiàn)。相比于Serverless，云原生應(yīng)用是一個(gè)更寬泛的概念，在IaaS、PaaS與FaaS等不同的云平臺(tái)上，都可以構(gòu)建云原生應(yīng)用，只不過(guò)它們的彈性和敏捷收益不同?！?/p>

“如果想要充分地發(fā)揮云彈性、經(jīng)濟(jì)和高效的優(yōu)勢(shì)，一開(kāi)始就去適配這些特點(diǎn)，做架構(gòu)的設(shè)計(jì)，那么最終得到的就是云原生應(yīng)用?！睏铕┤徽f(shuō)。

在云原生架構(gòu)中，以函數(shù)計(jì)算等FaaS服務(wù)為中心的Serverless架構(gòu)越來(lái)越流行。楊皓然認(rèn)為：“FaaS把云的彈性、經(jīng)濟(jì)和高效優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到了極致，真的做到了使開(kāi)發(fā)者只需要關(guān)注業(yè)務(wù)，而不用去管理底層基礎(chǔ)設(shè)施?！盕aaS有如下主要優(yōu)勢(shì)，這使它被越來(lái)越多人關(guān)注：

事件驅(qū)動(dòng)，使得可以與其它服務(wù)無(wú)縫集成；
由云端全托管，運(yùn)維高效；
實(shí)時(shí)彈性伸縮，細(xì)粒度的資源計(jì)量，按需付費(fèi)。對(duì)于用戶來(lái)講，即使應(yīng)用負(fù)載有明顯的波峰波谷，資源使用率也是100%；
簡(jiǎn)化的編程模型，用戶專注于單個(gè)請(qǐng)求邏輯的開(kāi)發(fā)；
可以做嚴(yán)格的運(yùn)行時(shí)隔離和權(quán)限管理機(jī)制，保障安全；
……

如果要在傳統(tǒng)的IT基礎(chǔ)設(shè)施上實(shí)現(xiàn)彈性高可用的分布式系統(tǒng)，那么開(kāi)發(fā)者需要去管理一些具體的底層細(xì)節(jié)，比如要考慮某個(gè)函數(shù)需要調(diào)度到哪臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行？它是以線程方式還是以進(jìn)程方式運(yùn)行？進(jìn)程崩潰怎么處理？網(wǎng)絡(luò)不連通怎么辦？……這些都需要開(kāi)發(fā)者編碼實(shí)現(xiàn)。

考慮一下邊緣計(jì)算的場(chǎng)景，那么這個(gè)問(wèn)題會(huì)顯得更加明顯和嚴(yán)重。在邊緣場(chǎng)景中，用戶會(huì)面對(duì)成百上千的小集群，這些設(shè)備分布在各種物理環(huán)境中，會(huì)遇到網(wǎng)絡(luò)條件惡劣、硬件架構(gòu)類(lèi)型不相同、通信能力限制等問(wèn)題，由開(kāi)發(fā)者來(lái)進(jìn)行管理幾乎是不可能的。

“但是實(shí)際上，用戶應(yīng)該從底層系統(tǒng)開(kāi)發(fā)維護(hù)這類(lèi)無(wú)差別的工作上脫身，專注于業(yè)務(wù)的創(chuàng)新，更快地將產(chǎn)品推向市場(chǎng)，更快地迭代改進(jìn)?！睏铕┤唤忉專骸案鞣N云服務(wù)就是把這些底層的東西抽象出來(lái)，讓用戶能快速地構(gòu)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(jì)算的核心價(jià)值

目前談Serverless必FaaS，但實(shí)際上FaaS只是Serverless生態(tài)的一部分。楊皓然解釋：“首先Serverless是一個(gè)生態(tài)，涵蓋了計(jì)算、存儲(chǔ)以及更上層的、垂直領(lǐng)域的很多服務(wù)。它不是一個(gè)新概念，AWS第一個(gè)云服務(wù) S3 就是Serverless的存儲(chǔ)服務(wù)。其次，Serverless已經(jīng)無(wú)處不在了，云端每年發(fā)布的新功能、新服務(wù)，超過(guò)70%都是Serverless形態(tài)。FaaS只是整個(gè)Serverless生態(tài)的一部分，但是最近幾年，因?yàn)镕aaS才使得Serverless火起來(lái)，被更多人關(guān)注?！?/p>

因?yàn)镕aaS把云中存儲(chǔ)和計(jì)算的服務(wù)都粘合起來(lái)了，幫助用戶快速構(gòu)建云原生應(yīng)用。而且FaaS以函數(shù)為單位來(lái)提供資源，這將云彈性和經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到了極致。他舉了一個(gè)例子：“以往開(kāi)發(fā)一個(gè)應(yīng)用，可能存儲(chǔ)用到了對(duì)象存儲(chǔ)等Serverless服務(wù)，但這只是一部分，它只是解決了某一個(gè)特定問(wèn)題。用戶仍然要管理機(jī)器等基礎(chǔ)設(shè)施，開(kāi)發(fā)運(yùn)維代價(jià)高，而通過(guò)FaaS，用戶能快速地整合多種云端服務(wù)，開(kāi)發(fā)效率有了質(zhì)的提高。”

以開(kāi)發(fā)一個(gè)短視頻社交應(yīng)用為例，移動(dòng)設(shè)備上產(chǎn)生的視頻文件上傳到對(duì)象存儲(chǔ)中，觸發(fā)函數(shù)處理，通過(guò)函數(shù)計(jì)算連接其它服務(wù)后，用戶只需專注于函數(shù)邏輯的開(kāi)發(fā)，比如抽取元數(shù)據(jù)、人臉識(shí)別等等；并且，在這整個(gè)架構(gòu)中，每個(gè)環(huán)節(jié)都是彈性高可用的。

通過(guò)事件驅(qū)動(dòng)的連接，函數(shù)計(jì)算讓對(duì)象存儲(chǔ)、消息中間件服務(wù)、CDN等單純的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、流動(dòng)、分發(fā)服務(wù)具備了“可編程”的特性，極大地增加了用戶使用這些服務(wù)的靈活性。所以廣泛地連接各類(lèi)存儲(chǔ)、計(jì)算或者垂直領(lǐng)域的服務(wù)是函數(shù)計(jì)算的核心價(jià)值。相反，楊皓然認(rèn)為，目前有一些開(kāi)源的FaaS框架，重點(diǎn)解決了彈性伸縮的問(wèn)題，但還沒(méi)有廣泛的和其它服務(wù)連接，沒(méi)有充分發(fā)揮FaaS的威力。未來(lái)，我們應(yīng)該能看到開(kāi)源產(chǎn)品在這一塊的長(zhǎng)足進(jìn)步。

以應(yīng)用為中心，而不是以資源為中心

對(duì)于函數(shù)計(jì)算的實(shí)現(xiàn)方式，楊皓然認(rèn)為“立足點(diǎn)應(yīng)該是以應(yīng)用為中心，而不是以資源為中心”。他舉例說(shuō)明了這個(gè)觀點(diǎn)：“以彈性伸縮為例，‘以資源為中心’的思路，是讓用戶設(shè)定一些規(guī)則，比如某個(gè)機(jī)器CPU使用率超過(guò)85%就要擴(kuò)容，這是云1.0時(shí)代的方法。而函數(shù)計(jì)算的模式，它是根據(jù)應(yīng)用層的信息去理解用戶的負(fù)載，可以采用各種維度的數(shù)據(jù)，比如TPS、請(qǐng)求延遲，機(jī)器的負(fù)載等等，用機(jī)器學(xué)習(xí)等方式去分析數(shù)據(jù)，做出更智能的資源調(diào)度，這屬于‘以應(yīng)用為中心’?！?/p>

同時(shí)，“以應(yīng)用為中心”也要求函數(shù)計(jì)算要同時(shí)具備工具和平臺(tái)兩種屬性，既能讓用戶解決小范圍的、離散的問(wèn)題，也能快速構(gòu)建復(fù)雜應(yīng)用?！叭绾纹胶夤ぞ吆推脚_(tái)兩種屬性，是FaaS獲得廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵?！睏铕┤徽f(shuō)。

面臨的挑戰(zhàn)

雖然比較有影響力的Serverless（FaaS）產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)布了幾年，但是現(xiàn)在Serverless或者FaaS技術(shù)還處在初期階段，產(chǎn)品形態(tài)和邊界還有很多值得探索的地方。楊皓然認(rèn)為，目前Serverless在技術(shù)上有幾個(gè)點(diǎn)需要去關(guān)注：

以應(yīng)用為中心，更智能地去理解用戶的應(yīng)用場(chǎng)景；
用戶體驗(yàn)方面，在整個(gè)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(wǎng)關(guān)的無(wú)縫結(jié)合。

而另一方面，在面向使用者的時(shí)候，Serverless也遇到了很大的挑戰(zhàn)?！坝脩舻拈_(kāi)發(fā)調(diào)試體驗(yàn)和傳統(tǒng)方式差異較大，需要一定時(shí)間的適應(yīng)。函數(shù)計(jì)算簡(jiǎn)化了用戶編碼的復(fù)雜度，卻對(duì)架構(gòu)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(yùn)行環(huán)境上有諸多限制，使得以單體架構(gòu)來(lái)構(gòu)建的復(fù)雜系統(tǒng)，要遷移到Serverless的架構(gòu)上比較困難。”

那么在向Serverless架構(gòu)遷移時(shí)可以怎么做呢？楊皓然認(rèn)為使用函數(shù)計(jì)算構(gòu)建應(yīng)用和微服務(wù)架構(gòu)的理念是契合的，用戶采用微服務(wù)架構(gòu)，把業(yè)務(wù)邏輯拆解為細(xì)粒度的微服務(wù)后，一個(gè)個(gè)微服務(wù)可以實(shí)現(xiàn)為對(duì)應(yīng)的函數(shù)。 所以說(shuō)，函數(shù)計(jì)算是微服務(wù)理念的一種重要的實(shí)踐方式，二者是相互促進(jìn)的。因此更現(xiàn)實(shí)的方式是使用函數(shù)計(jì)算先解決獨(dú)立的、離散的問(wèn)題，或者采用微服務(wù)的方式把系統(tǒng)拆分為細(xì)粒度的服務(wù)，然后逐步演進(jìn)到Serverless架構(gòu)。

從云走向邊緣

目前有一個(gè)觀點(diǎn)是“云計(jì)算的未來(lái)將是走向邊緣”，也就是說(shuō)以類(lèi)似于CDN的方式，將計(jì)算放到更加靠近用戶的區(qū)域。楊皓然說(shuō)他認(rèn)同這個(gè)觀點(diǎn)，他解釋到：“未來(lái)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生將無(wú)處不在，并且這些數(shù)據(jù)需要被處理、被理解，才能產(chǎn)生價(jià)值?！睆倪@個(gè)角度來(lái)看，數(shù)據(jù)是需要被提煉的，在無(wú)處不在的數(shù)據(jù)中，其實(shí)有大量的噪音；而用戶端到云之間有一個(gè)通道問(wèn)題，如果不在貼近數(shù)據(jù)源端去做一些計(jì)算，那么整個(gè)帶寬、延遲之類(lèi)的成本會(huì)很不友好。

以IoT為例，楊皓然認(rèn)為在IoT場(chǎng)景上邊緣計(jì)算會(huì)特別重要。IoT大量的設(shè)備，它的數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。這種場(chǎng)景下，如何幫助用戶解決數(shù)據(jù)的收集和分析問(wèn)題將非常重要，也非常有挑戰(zhàn)。IoT/邊緣環(huán)境是非常獨(dú)特的，硬件架構(gòu)迥異（ARM、X86、MIPS……）、通信協(xié)議眾多、設(shè)備動(dòng)態(tài)加入/刪除、網(wǎng)絡(luò)并不總是可用等等，面對(duì)這樣的環(huán)境，需要以全新的方式構(gòu)建應(yīng)用。楊皓然總結(jié)了理想的邊緣環(huán)境計(jì)算平臺(tái)，需要具備的一些特點(diǎn)：

IoT的數(shù)據(jù)處理一定會(huì)發(fā)生在邊緣和云端，因此應(yīng)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(gòu)建，數(shù)據(jù)能在邊緣和云端無(wú)縫同步；
IoT 的環(huán)境是動(dòng)態(tài)的，設(shè)備/網(wǎng)絡(luò)可以很自由的加入/刪除。幾乎所有的協(xié)議設(shè)計(jì)都是事件驅(qū)動(dòng)的方式，例如發(fā)布/訂閱模式；

IoT 在邊緣上的應(yīng)用，通常是輕量的，因此設(shè)備/資源/安全管理層的研發(fā)成本不能被應(yīng)用邏輯的開(kāi)發(fā)成本分?jǐn)偟?。需要有更高的?jì)算抽象層次，讓開(kāi)發(fā)專注于業(yè)務(wù)邏輯。
函數(shù)計(jì)算這樣的全托管事件驅(qū)動(dòng)服務(wù)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(lái)FaaS在邊緣環(huán)境也會(huì)發(fā)揮重要的作用。

FaaS已經(jīng)在云2.0時(shí)代發(fā)揮了它的優(yōu)勢(shì)，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。