Serverless架构基础详解(1)

从IaaS到FaaS再到SaaS，再到Serverless，云计算的发展在近十余年中发生了翻天覆地的变化，从虚拟空间到云主机，从自建数据库等业务到云数据库等服务，云计算的发展是迅速的，Serverless架构也被诸多人寄予厚望，或许Serverless架构正当时，其已然开启从概念到实践的大规模落地之路，正如 Gartner 报告中的预测，到 2025 年，全球一半的企业将采用 FaaS 部署；或许，时至今日的Serverless架构，依旧不是最终形态的的Serverless架构；或许Serverless的精神也需要进一步的建设和完善，但是不可否定的是，Serverless架构都正在：More and more energetic, more and more fast and powerful.

Serverless架构迅速发展的过程，其实也映射着云计算领域前进的方向，本节将会通过对Serverless架构的发展历程介绍、概念规范进行探索以及工作原理的研究，生态发展的分析，对Serverless架构进行基础的学习和了解。

1.1.1 发展历程
自1961年约翰·麦卡锡（1971年图灵奖获得者）在麻省理工学院百周年纪念典礼上第一次提出了“Utility Computing”概念：“计算机在未来，将变成一种公共资源，会像生活中的水、电、煤气一样，被每一个人使用”，云计算的“最初的”，“超前的”遐想模型，就逐步的诞生；经历过1984年，SUN公司联合创始人John Gage（约翰·盖奇）提出“网络就是计算机（The Network is the Computer）”的重要猜想，用于描述分布式计算技术带来的新世界，到1996年，康柏（Compaq）公司的一群技术主管在讨论计算业务的发展时，首次使用了Cloud Computing这个词，并认为商业计算会向Cloud Computing的方向转移。这也是“云计算”从雏形到正式被提出的基本过程。

伴随着云计算概念的逐渐完善，云计算的技术也逐渐的完善起来，2003年到2006年间，谷歌发表了The Google File System、MapReduce: Simplified Data Processing on Large Clusters 、Bigtable: A Distributed Storage System for Structured Data等论文，这些论文指明了HDFS（分布式文件系统），MapReduce（并行计算）和Hbase（分布式数据库）的技术基础以及未来机会，至此奠定了云计算的发展方向；

随着云计算的飞速发展，因云而生的产品，技术也越来越多，于是Pivotal公司的Matt Stine在2013年首次提出云原生（CloudNative）的概念；随后的2015年云原生计算基金会（CNCF）成立，并为最初的云原生定义范围：容器化封装、自动化管理、面向微服务；到了2018年，CNCF更新了云原生的定义，把服务网格(Service Mesh)和声明式API给加了进来。直到今天，如图所示，云原生的战略版图越来越宏伟，覆盖的产品越来越多，覆盖的领域也越来越完整。有人说，因云而生的软件、硬件、架构，就是真正的云原生；因云而生的技术，就是云原生技术。确实如此，出生于云，成长在云，因云而生，或许就是真正意义上的云原生。

在云原生技术发展前后，云计算领域又有一个新的概念诞生，那就是Serverless架构，一个主张降本提效的技术范式，一个主张业务聚焦，把更专业的事情交给更专业的人，开发者可以付出更多精力在自身的业务逻辑上的技术架构。

2012年，Iron.io的副总裁Ken Form在文章Why The Future of Software and Apps is Serverless中，提出了一个新的观点：“即使云计算的已经逐渐的兴起，但是大家仍然在围绕着服务器转。不过，这不会持续太久， 云应用正在朝着无服务器方向发展，这将对应用程序的创建和分发产生重大影响”。并首次将“Serverless”这个词带进了大众的视野。

2014年Amazon发布了AWS Lambda让“Serverless”这一范式提高到一个全新的层面，为云中运行的应用程序提供了一种全新的系统体系结构，至此再也不需要在服务器上持续运行进程以等待HTTP请求或API调用，而是可以通过某种事件机制触发代码执行，通常这只需要在AWS的某台服务器上配置一个简单的功能。

2015年，在AWS的re:Invent大会上，Serverless的这个概念更是反复地出现，其中包括了The Serverless Company Using AWS Lambda和JAWS：The Monstrously Scalable Serverless Framework的这些演讲。随着Serverless这个概念的进一步发酵；此外，Ant Stanley 在2015年7月名为Server are Dead…的文章中更是围绕着AWS Lambda及刚刚发布的AWS API Gateway这两个服务解释了他心目中的Serverless，并说Servers are dead … they just don't know it yet.

2016年10月在伦敦举办了第一届的ServerlessConf，在两天时间里面，来自全世界40多位演讲嘉宾为开发者分享了关于这个领域进展，并且对未来进行了展望，提出来了Serverless的发展机会以及所面临的挑战，这场大会是针对Serverless领域的第一场具有较大规模的会议，在Serverless的发展史上具有里程碑的意义。

2017年，各大云厂商基本上都已经在Serverless进行了基础的布局，尤其是国内的几大云厂商，也都先后在这一年迈入“Serverless时代”。同年，CNCF Serverless WG成立了，并且开始以社区的力量推动Serverless快速前行，包括CNCF Serverless Whitepaper、CloudEvents等相关的立项研究与探索，2017年年末，eWEEK的Chris J. Preimesberger发表文章Predictions 2018: Why Serverless Processing May Be Wave of the Future来表达在“全新的阶段下”大家对Serverless的看法和期盼。

2018年，Serverless的发展速度要比想象中的更加快速，在这一年，Google 发布了 Knative， 一个基于 Kubernetes 的开源 Serverless 框架，具备构建容器、流量调配、弹性伸缩、零实例、函数事件等能力。AWS 发布了 Firecracker，一个开源的虚拟化技术，面向基于函数的服务，创建和管控安全的、多租户的容器。Firecracker 的目标是把传统虚拟机安全性和隔离性，和容器的诉求，资源效率结合起来。在这一年，CNCF也正式发布了Serverless领域的白皮书：CNCF Serverless Whitepaper V1.0，阐明Serverless技术概况、生态系统状态，为 CNCF 的下一步动作做指导，同时CloudEvnent规范，进入CNCF Sandbox；同样在2018年，全球知名IT咨询调研机构Gartner发布报告，将Serverless Computing列为十大未来将影响基础设施和运维的技术趋势之一。

2019年开始，Serverless进入到了一个真正意义上的生产应用，最佳实践快速发展阶段而2019年对Serverless而言是非常关键的一年，也是Serverless具有里程碑式发展的一年，被很多人定义为“Serverless正式发展的元年”。在这一年不仅有KubeCon在中国上海的CloudNativeCon中关于Serverless的“海量主题演讲”，这些演讲包括来自Captial One银行的Kevin Hoffman的WebAssembly、无服务器和云，IBM的Doug Davis的CNCF CloudEvents项目：迈向无服务器互操作的一步等；同年，UC Berkeley在论文Cloud Programming Simplified: A Berkeley View on Serverless Computing表示“Serverless 计算将会成为云时代默认的计算范式”。

2020年，CNCF 发布了2020年度中国云原生调查报告，在报告中明确显示Serverless 正在持续增长，31% 的单位在生产中使用无服务器，41% 在评估，12% 计划在未来12个月使用；同年，Flexera 2020年云状况报告称，Serverless是2020年增长最快的五项PaaS云服务之一；与此同时，Forrester 认为，Serverless 计算的兴起，让 FaaS（Function As A Service）成为继 IaaS、PaaS、SaaS 之后一种新的云计算能力提供方式。预计 2021 年，将会有大量主流企业的核心应用，从原来的主机架构迁移到 Serverless。随着时间的发展，Serverless架构逐渐从

2021年，Serverless架构在权威咨询机构 Forrester 发布的The Forrester Wave™: Function-As-A-Service Platforms, Q1 2021中，开始了新一年的蓬勃发展，在这个报告中，不仅对全球主流的Serverless平台，进行了相对应的评测，对过去的技术发展进行了更为科学的总结，同样也对未来的规划、产品的发展视野进行了展望和探索，作为未来十年云计算的重要趋势之一，Serverless架构已经展示出不俗的潜力。Forrester 认为，Serverless 计算的兴起，让 FaaS（Function As A Service）成为继 IaaS、PaaS、SaaS 之后一种新的云计算能力提供方式。预计 2021 年，将会有大量主流企业的核心应用，从原来的主机架构迁移到 Serverless。

至此，云计算的发展逐渐从IaaS，到PaaS，向Serverless架构升级过渡，同样，Serverless架构也逐渐的从鲜为人知，开始走进寻常百姓家。从2012年，Serverless概念被正式提出之后，2014年AWS带领Lambda开启了Serverless的商业化，再到2017年各大厂商纷纷布局Serverless领域，再到2019年，Serverless成为热点议题在KubeCon中被众多人参与探讨，UC Berkeley发文断言Serverless将引领云计算的下一个十年，Serverless随着时间的不断推进，各种技术部的不断进步，正在逐渐地朝着更完整，更清晰的方向发展，随着5G时代的到来，Serverless将会在更多领域发挥至关重要的作用。