浅析下一代云计算技术Serverless

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星期四

2020年12月

根据Gartner相关报告，Serverless是继虚拟机技术、容器技术之后最有潜力的计算形态，是云计算发展的未来方向之一。本文就Serverless的相关概念、技术发展简史、技术特点及应用价值做了分析阐述。

导读

验“金”室

根据Gartner相关报告，2020年全球将有20%的企业部署Serverless（无服务器）架构，同时报告中指出Serverless是继虚拟机技术、容器技术之后最有潜力的计算形态，是云计算发展的未来方向之一。实际上，Serverless概念自被提出以来，即受到业界的广泛关注，且与之相关的开源项目与社区活跃度持续增加。截至目前，国内外已有多家云计算厂商推出了函数计算产品，推动Serverless逐步从概念愿景走向落地。

一、什么是Serverless

一般情况下，Serverless通常也被称为“无服务器”或“无服务器架构”。所谓无服务器，并非是不需要服务器资源就可以运行软件应用，而是指开发者无需再关心应用运行涉及的服务器等资源，可更加专注于应用逻辑代码，计算资源则是由底层的云计算平台来动态提供。简而言之，Serverless可看作是云原生技术发展的高级阶段，可以使开发者更多地聚焦在业务逻辑，而减少对基础架构的关注。Serverless解决方案的关键元素如图1所示。

图1 Serverless解决方案的关键元素

• Event sources（事件源），指触发事件或将流式传输触发到一个乃至多个函数实例中。

• Function instances（函数实例），指单个函数或微服务，可以按需扩展。

• FaaS Controller（FaaS控制器），部署、控制和监视函数实例及其来源。

• Platform services（平台服务），FaaS（基于开元无服务器）解决方案使用的一般集群或云服务，也称为Backend-as-a-Service。

Serverless一般工作流程如图2所示。具体来说，即从编写代码并提供规范元数据开始，代码构建器将获取代码和规范元数据，并在编译后将其转换为可执行的程序实体（代码二进制文件或容器镜像），然后再将可执行程序实体部署在具有控制器实体的集群上，最终由该控制器实体基于事件触发的请求量或负载，负责自动扩容或缩容函数实例的数量。

图2 Serverless一般工作流程

二、Serverless技术发展简史

Serverless的概念最早于2012年提出，AWS在2014年推出Serverless服务Lambda，开启了Serverless架构的新时代，从此Serverless架构也开始正式走上云计算的舞台。此后，国外云计算巨头谷歌、微软、IBM等也陆续推出了Serverless服务，如微软推出Serverless托管平台Azure Functions，谷歌发布了Serverless平台Cloud Functions。到2017年，国内各公有云厂商也开始加紧布局Serverless，如阿里云发布了阿里云函数计算Function Compute，腾讯云发布了腾讯云函数Serverless Cloud Function。

此外，云原生计算基金会（Cloud Native Computing Foundation，CNCF）于2017年成立Serverless工作组，旨在探索云原生和Serverless技术的交集。在此期间，开源的Serverless架构框架也日渐丰富，早在2016年就成立OpenFaaS、Kubeless、Fission等项目，致力于打造开源的Serverless框架，2018年谷歌开源knative，尝试将Serverless架构标准化，Serverless生态初具规模。

三、Serverless技术特点及应用价值

1.Serverless的技术特点

与传统技术架构相比，Serverless有许多不同特点：

一是按需加载，即软件应用只在有请求到达或有事件发生时，才会被部署和启动。

二是事件驱动，即函数的加载和执行由事件驱动，通过将不同事件源的事件与特定的函数进行关联，可实现对不同事件采用不同的反应动作。

三是状态非本地持久化，即Serverless应用和服务器完全解耦，应用的状态不保存在运行服务器上。

四是自动弹性伸缩，即Serverless应用可支持高可用特性，并根据访问量进行弹性的自动扩展和收缩。

五是应用函数化，即Serverless应用会被分解成多个细粒度的操作，应用可被函数化。

六是依赖服务化，即Serverless的所有应用依赖比如消息队列、数据库、缓存等，都是服务化和无服务器化的。

2.Serverless的应用价值

基于Serverless的以上特点，Serverless将为企业带来如下价值：

一是降低运营复杂度，即在Serverless架构下，用户无需在应用上线前提前规划服务器的数量和规格，也无需在运维过程中持续监控和维护具体服务器的状态，只需关心应用的整体状态即可。

二是降低运营成本，即伴随运营复杂度的下降，应用运营需投入的时间和人力成本将大大降低，同时基于Serverless按需执行的技术特点，应用在空闲状态下并不会占用计算资源，从而大幅提升计算资源的利用率。

三是缩短产品的上市时间，即在Serverless架构下，软件应用的开发效率更高、迭代周期更短，同时应用的开发和部署效率将得到较大提升，且在Serverless架构下，应用的上市时间也将大大缩短。

四是增强创新能力，即随着应用的开发和部署效率提升，用户将可以用更短的时间、更少的投入去尝试新的想法和创意，并通过Serverless快速实现新创意的应用原型，投放给用户使用并获取反馈。

四、Serverless在金融业应用前景

在金融领域，Serverless有着十分广阔的应用场景：

一是可以高效处理金融业务产生的海量日志，并通过日志服务自动触发相应Serverless函数进行压缩、转换操作，之后再将其存放到数据库或者对象存储中。

二是可以用于处理图片或者视频流，即通过对象存储上传图片视频，可触发相应的Serverless函数对图片或视频进行个性化处理。

三是面向金融业务中的对账等批量任务，通过Serverless函数可定时在空闲时间段进行处理，而不占用过多的计算资源。

四是通过Serverless可快速上线人工智能模型，并将其用于处理各类人工智能图像识别及语义分析等场景。

综上所述，对金融行业来说，通过Serverless技术将能够为企业应用提供低成本、高效率的云计算使用方式，且其在机器学习、分布式批量任务、应用后端服务等方面也具有十分广阔的应用前景，不仅能进一步提升金融企业的研发能力，还可高效为前端、中台及后端服务建设赋能，降低研发门槛、提升创新速度，在助力传统金融企业实现数字化转型的同时，为客户提供更加优质的金融服务。

未来，随着容器、物联网、5G、区块链等技术的快速发展，技术上对去中心化、轻量虚拟化、细粒度计算的需求也将愈发强烈，而Serverless必将在云计算的舞台上大放异彩！

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