無服務(wù)器計算怎么用？何處用？

Bob Violino 陳琳華

要記住：無服務(wù)器計算的設(shè)計初衷是要實現(xiàn)基礎(chǔ)架構(gòu)配置自動化并消除服務(wù)器管理的負擔。

你的企業(yè)是否已經(jīng)為迎接無服務(wù)器的到來做好了準備？無服務(wù)器計算如今正在迅猛發(fā)展，但是這并不意味著它們適用于所有的場景或企業(yè)。

無服務(wù)器計算是一種軟件架構(gòu)模型，即云計算服務(wù)提供商為客戶運行服務(wù)器并動態(tài)管理計算資源的分配。“無服務(wù)器”這個術(shù)語是一個誤稱，因為在某種意義上，服務(wù)器仍然參與到計算過程中。這種類型服務(wù)的價格是根據(jù)應(yīng)用程序?qū)嶋H消耗的資源量而不是預(yù)先的購買量。

市場調(diào)研機構(gòu)Markets and Markets 2018年發(fā)布的調(diào)查報告稱，無服務(wù)器架構(gòu)市場規(guī)模在2018年估值為42.5億美元，預(yù)計到2023年將達到149.3億美元，期間將以復(fù)合年增長率29%的速度增長。北美地區(qū)在預(yù)測期內(nèi)將占據(jù)最大的市場份額，部分原因在于這個地區(qū)采用云計算服務(wù)比較早。

預(yù)計推動市場增長的主要因素包括消除對管理服務(wù)器的需求，降低基礎(chǔ)設(shè)施成本、簡化部署、管理和執(zhí)行。微服務(wù)架構(gòu)的廣泛應(yīng)用也為增長起了推動作用。

Markets and Markets表示，自動化和集成服務(wù)在無服務(wù)器架構(gòu)的部署中發(fā)揮了重要作用。自動化服務(wù)可有效地幫助管理部署在混合IT平臺上的微服務(wù)，以提供更快的響應(yīng)速度，以及對計算資源的優(yōu)化使用。

Gartner也很看好無服務(wù)器計算的增長。該研究機構(gòu)將無服務(wù)器計算列為2019年能夠影響基礎(chǔ)設(shè)施和運營的十大趨勢之一，并指出這一新興的軟件架構(gòu)模型可能會消除企業(yè)對基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)和管理的需求。

無服務(wù)器計算對IT管理員的吸引力

德勤咨詢公司負責云計算實踐的主管Ken Corless表示，無服務(wù)器不僅對應(yīng)用程序開發(fā)人員很有吸引力，而且對系統(tǒng)運營人員也很具吸引力。

無論是由大型云計算提供商提供，還是從市場上采購解決方案來實現(xiàn)內(nèi)部部署，無服務(wù)器計算的目標都是一樣的。Corless稱：“企業(yè)采用自動化和自助服務(wù)可以加快軟件開發(fā)生命周期。”

對于IT管理員來說，無服務(wù)器可以減少基于標簽的工作負載的“請求-響應(yīng)”周期，允許管理員將精力放在更高級別的任務(wù)上，例如基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計或創(chuàng)建更多的自動化。

Corless舉了兩個主要用例。一個是在應(yīng)用程序開發(fā)中創(chuàng)建基于服務(wù)的現(xiàn)代松散耦合應(yīng)用程序。功能即服務(wù)（FaaS）和后端即服務(wù)（BaaS）這兩種支持無服務(wù)器計算的云服務(wù)都可通過保持小型化團隊來提高軟件交付團隊的生產(chǎn)力。

另一個重要的用例是針對系統(tǒng)管理員的。Corless說：“他們追求的自動化可通過無服務(wù)器技術(shù)快速輕松地逐步實現(xiàn)。”例如，德勤公司在云計算管理業(yè)務(wù)中廣泛使用了無服務(wù)器來實現(xiàn)產(chǎn)品的自動化運營。

與云計算服務(wù)一樣，無服務(wù)器在某些情況下可能比支付虛擬機的費用更高。目前在虛擬機上使用率始終在80%的應(yīng)用程序在無服務(wù)器環(huán)境中費用可能會更高。

Corless說：“無服務(wù)器的真正優(yōu)勢在于更少的人即可完成IT業(yè)務(wù)中的一些例行任務(wù)，例如軟件修補和備份。”這有兩個好處。首先，執(zhí)行這些例行任務(wù)的人員可以將更多精力放在IT或企業(yè)中可以創(chuàng)造更多價值的地方。

“沒有人會為做DNS域名系統(tǒng)調(diào)整的工作而感到高興。這些人可以被重新分配參加新功能的開發(fā)工作。在我看來，推動實現(xiàn)更高程度的自動化是最重要的事情。”

第二個好處是，讓小型化的團隊有了更強的自我決定能力。Corless說：“隨著基礎(chǔ)設(shè)施管理的專業(yè)知識和指南的自動化，團隊可以自我服務(wù)，并安全地做到這一點。不過，實現(xiàn)標準和指導(dǎo)的自動化通常需要一些投資，因為無服務(wù)器解決方案通常不夠安全，需要某種類型的限制才能使用。”

市場調(diào)研機構(gòu)IDC的平臺即服務(wù)研究主管Larry Carvalho稱，應(yīng)用程序隨時都能夠利用事件驅(qū)動的計算和解耦服務(wù)，這對于無服務(wù)器平臺來說非常理想。

Carvalho說，常見的用例是物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應(yīng)用程序和需要事件驅(qū)動處理的移動后端。其他用例是針對事件實時反應(yīng)的批處理或流處理。

無服務(wù)器計算的最佳實踐

那么企業(yè)如何確保無服務(wù)器取得成功呢？以下是專家給出的一些建議和做法。

在設(shè)計過程中就要考慮到服務(wù)器產(chǎn)品的限制條件

市場營銷技術(shù)提供商Cordial的物聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)師Daniel Smith稱，負責處理向無服務(wù)器過渡工作的工程團隊常常會忽略“即使是很靈活的產(chǎn)品也存在嚴格的限制條件”這一問題。

Smith說：“無服務(wù)器是其他人的服務(wù)器或容器，它們有著自己的設(shè)計限制。記住這一點對無服務(wù)器的成功會有很大的幫助。在無服務(wù)器的堆棧中要劃分清楚責任，因此在設(shè)計和實現(xiàn)過程中需要考慮總運行時間、CPU使用時間或需要使用的內(nèi)存總量等問題。”

Cordial從2015年就開始探索無服務(wù)器技術(shù)，其目標是在資源使用量不可知的情況下建立可預(yù)測的成本模型。Smith說：“作為一家初創(chuàng)企業(yè)，可預(yù)測的、基于需求的成本結(jié)構(gòu)很有吸引力。”

2018年5月，該公司開始使用Cloudflare的Workers技術(shù)作為其部分系統(tǒng)的替代品。作為一家為消費者服務(wù)的B2B企業(yè)，Cordial需要盡快與消費者實現(xiàn)互動。

Smith說，“這通常需要在地理位置上盡可能地將工作負載靠近消費者。”

由于Cordial已經(jīng)能夠減小微服務(wù)的規(guī)模，因此他們愿意嘗試還未在其他地方部署的編程語言，以讓公司能夠更快、更自信地提供更高效的產(chǎn)品。

設(shè)計有限的工作負載

Smith指出，企業(yè)應(yīng)該將無服務(wù)器架構(gòu)視為一種方法或一種功能的執(zhí)行引擎。

他說：“為了進一步細化這個目標，功能的輸入和輸出應(yīng)該是可以被處理的小數(shù)據(jù)。不要使用無服務(wù)器功能處理一個數(shù)據(jù)文件，而是要將每行數(shù)據(jù)單獨地執(zhí)行。”

減少每個工作單元的大小可以加快開始轉(zhuǎn)向網(wǎng)絡(luò)在服務(wù)之間移動數(shù)據(jù)的速度。Smith表示：“對于移動中的數(shù)據(jù)，人們可以從一開始就將網(wǎng)絡(luò)視為一種易變的存儲設(shè)施，每秒為每個網(wǎng)絡(luò)接口可提供10GB的存儲。硬盤是速度很慢的系統(tǒng)組件，除了最終輸出可長期存儲外要避免使用。”

讓函數(shù)盡可能處于無狀態(tài)下

應(yīng)用程序性能軟件提供商Dynatrace的軟件工程師Daniel Dyla表示，整體應(yīng)用程序中常見的全局變量不適用于無服務(wù)器應(yīng)用程序，因為調(diào)用間的全局狀態(tài)可能不會持久。

Dyla稱：“為了解決這個問題，無服務(wù)器函數(shù)應(yīng)盡可能是無狀態(tài)的。如果需要狀態(tài)，最好是從外部數(shù)據(jù)庫收集的狀態(tài)，并調(diào)用另一個無狀態(tài)函數(shù)來執(zhí)行實際的數(shù)據(jù)處理的工作。通過這種方式，企業(yè)可以將狀態(tài)隔離到指定的位置，以便更容易管理。”

Dyla介紹說，受到低成本、擴展能力、事件驅(qū)動調(diào)用的吸引，Dynatrace在過去幾年中一直使用無服務(wù)器技術(shù)。目前該公司正在輪詢系統(tǒng)中使用無服務(wù)器計算，因為這一系統(tǒng)需要持續(xù)運行進行批處理。

Dyla稱：“我們看中的主要好處是成本低，我們的無服務(wù)器函數(shù)往往只是一小段代碼，突發(fā)負載可以從零開始迅速擴展。”

自動化部署和測試

電子發(fā)現(xiàn)軟件提供商Relativity的高級軟件工程師Hristo Papazov表示，雖然有些工具可以輕松實現(xiàn)無服務(wù)器計算的人工部署，但是自動化部署可讓企業(yè)保持良好的一致性，不會出現(xiàn)人為的錯誤。

“自動化還允許企業(yè)內(nèi)部的其他團隊輕松采用這些技術(shù)，”Papazov說。

Relativity正在使用微軟Azure云服務(wù)的無服務(wù)器技術(shù)，并通過確保其核心組件正常運行來改善其電子發(fā)現(xiàn)平臺的客戶體驗。Papazov說，通過無服務(wù)器的內(nèi)部監(jiān)控工具，企業(yè)可以讓用戶有能力處理大量的遙測數(shù)據(jù)，以快速檢測和解決問題。

Papazov表示，隨著無服務(wù)器應(yīng)用程序日益復(fù)雜，單元測試成為了開發(fā)周期的一個關(guān)鍵部分，同時自動化也可以為此提供幫助。“在微軟推出Azure Functions時，進行單元測試是非常困難的。經(jīng)過了較長一段時間的發(fā)展，現(xiàn)在在項目中添加單元測試已經(jīng)變得非常容易了。”

了解現(xiàn)代應(yīng)用程序架構(gòu)

管理者應(yīng)該將應(yīng)用程序分解為短期運行、獨立、分離的服務(wù)。Carvalho稱：“構(gòu)建一個無狀態(tài)應(yīng)用程序的同時還要利用API管理等支持服務(wù)來實現(xiàn)通信和確保用戶身份安全。”

他舉例說，“可以通過提取業(yè)務(wù)邏輯和在無服務(wù)器框架中將其作為微服務(wù)運行來分解為處理外來交易而持續(xù)運行以的Web應(yīng)用程序服務(wù)器。這樣可以基本消除持續(xù)運行服務(wù)器的成本，同時將故障備援的難題交給云計算提供商。”

讓網(wǎng)絡(luò)安全成為優(yōu)先事項

部署了無服務(wù)器技術(shù)的企業(yè)或許不必擔心修補服務(wù)器或運行防病毒軟件，但是基于應(yīng)用程序編程接口（API）的無服務(wù)器解決方案極大地增加了端點的數(shù)量。Corless指出，“如果這些API被公司的客戶或合作伙伴使用，那么風險將會更大。”

企業(yè)可能需要重新考慮防火墻規(guī)則的處理方式。Corless告誡道：“因為對防火墻的修改會迅速造成一場混亂。”

本文作者Bob Violino為Computerworld、CIO、CSO、InfoWorld和Network World網(wǎng)站的特約撰稿人。