什么是无服务器架构
无服务器架构的工作原理是什么
无服务器架构是一种云计算范式,将服务器管理职责从开发人员转移到云服务提供商。它允许企业在云基础设施上运行后端代码,无需物理服务器管理。无服务器架构采用事件驱动方式,依赖于按需执行的小型、特定任务函数,称为函数即服务(FaaS)。这些函数通过按使用付费的计费模式和基于应用程序需求的动态资源扩展提供了成本效率。
按需计算和存储
在无服务器架构中,计算是以短暂的方式进行的,结果会持久化存储。当应用程序未使用时,不会为其分配任何计算资源,定价基于应用程序实际消耗的资源量。与租用或购买固定数量的服务器相比,这种方式可能更具成本效益,因为它避免了低利用率或空闲时间。
简化部署和扩展
无服务器计算可以简化将代码部署到生产环境的过程,因为开发人员无需担心容器、虚拟机或物理服务器的容量规划、配置、管理、维护、容错或扩展。无服务器代码可以与以传统方式(如微服务或单体应用)部署的代码结合使用,或者应用程序可以完全采用无服务器架构,完全不使用预配置的服务器。
事件驱动和自动扩展
无服务器架构由云提供商完全管理底层服务器基础设施。开发人员将自定义后端代码直接部署到云基础设施,云提供商在事件触发时在临时环境中运行该代码。云提供商根据传入请求的数量,仅在需要运行代码时分配和扩展所需的计算资源(如CPU和内存),并根据需求自动扩大或缩小资源。一旦函数停止接收请求,云提供商就会拆除相关基础设施以节省成本。这使开发人员能够专注于编写应用程序代码,而无需担心配置、扩展和维护底层服务器基础设施。
无服务器架构有哪些优势
无服务器架构能够为企业带来多方面的优势。下面将从几个关键方面进行阐述。
降低运营成本
无服务器架构采用按需付费的定价模式,企业只需为实际使用的计算资源付费,而无需为闲置资源买单。与传统的云计算模式相比,这种按使用量付费的方式可以大幅降低运营成本。
提高弹性和可扩展性
无服务器架构由云供应商负责自动扩展基础设施以满足需求,开发人员无需管理自动扩展策略。这种自动扩展能力确保了无服务器应用程序可以从零扩展到峰值需求,而不会出现性能下降。无服务器数据库尤其如此,能够即时扩展以应对大量事务。
简化部署流程
无服务器架构允许开发人员专注于编写应用程序逻辑,而无需担心服务器管理。代码可以直接部署到生产环境中,从而简化了部署流程,提高了开发效率。
提高可靠性
第三方云供应商在其无服务器环境中提供了一系列无服务器功能,以确保高可用性和持久性。这些功能包括读取副本、可用性区域和自我修复等,从而提高了无服务器架构的整体可靠性。
模糊开发与运维界限
无服务器架构使小型开发团队能够独立运行代码,而无需依赖基础设施和支持团队。这种模式模糊了软件开发和运维之间的界限,使开发人员能够更加专注于编写代码。
如何使用无服务器架构
无服务器架构是一种云计算范式,将服务器管理职责从开发人员转移到云服务提供商。这使企业能够在云基础设施上运行后端代码,无需进行物理服务器管理。无服务器计算基于函数即服务(FaaS)的概念,为客户提供开发、运行和管理应用程序功能的平台,而无需构建和维护底层基础设施的复杂性。
简化部署流程
无服务器代码可以与以传统方式部署的代码(如微服务或单体应用程序)结合使用,或者应用程序可以完全采用无服务器架构,根本不使用预配置的服务器。无服务器计算比租用或购买固定数量的服务器更具成本效益,因为它涉及按使用付费的计费模式和基于应用程序需求的动态资源扩展。
自动扩展能力
此外,无服务器架构意味着开发人员和运营人员不需要花时间设置和调整自动扩展策略或系统,因为云提供商负责根据需求扩展容量。总的来说,无服务器架构提供了一种在云中运行后端代码和应用程序功能的简化和经济高效的方式,无需用户进行物理服务器管理。
云原生开发模式
无服务器架构是一种云原生应用程序开发模式,云提供商管理底层服务器基础设施。在这种模式下,开发人员直接将自定义后端代码部署到云中,云提供商负责任务如资源调配、扩展和维护基础设施。无服务器架构主要有两种类型:函数即服务(FaaS)和后端即服务(BaaS)。FaaS允许开发人员编写和部署自定义后端函数,云提供商根据需求运行这些函数。BaaS通过API为开发人员提供预构建的后端功能,无需管理底层基础设施。
优势与实践
无服务器架构提供了自动扩展、按使用付费和降低运营开销等优势,使开发人员能够专注于应用程序逻辑而不是基础设施管理。云提供商负责操作系统管理、安全补丁和负载均衡等任务。开发人员可以使用事件驱动、解耦的微服务构建应用程序,这些微服务更易于扩展、更新和独立部署。要使用无服务器架构,开发人员可以利用Amazon Lambda、Azure Functions或Google Cloud Functions等云提供商服务进行FaaS,以及Amazon DynamoDB或Azure Cosmos DB等无服务器数据库服务。确保遵循无服务器应用程序的安全最佳实践也很重要。
无服务器架构有哪些应用场景
无服务器架构能够为各种应用场景提供灵活且经济高效的解决方案。以下是一些常见的应用场景:
事件驱动架构
无服务器架构非常适合事件驱动架构。在这种架构中,小型、解耦的服务可以发布、消费或路由事件(服务之间发送的消息)。这使得系统的各个组件更容易扩展、更新和独立部署。
函数即服务(FaaS)
开发人员可以编写自定义的后端函数,并直接将代码部署到云基础设施中。云供应商负责管理这些无服务器函数的执行,根据需求动态分配资源并扩展以处理任意数量的请求。
后端即服务(BaaS)
云供应商通过API提供对后端功能(如加密、身份验证和数据库)的访问,允许开发人员利用这些服务而无需管理底层基础设施。
数据分析和流媒体处理
无服务器架构可用于数据分析、视频流处理、持续集成/持续交付(CI/CD)操作和文件转换等场景。无服务器函数还可用于物联网(IoT)服务、批处理、流处理和提取-转换-加载(ETL)任务。
按需功能
无服务器架构非常适合"按需"功能,支持基础设施在不使用时关闭,从而降低成本。
无服务器架构的组成部分有哪些
无服务器架构是一种云计算执行模型,其核心组成部分包括:
函数即服务(FaaS)
无服务器架构依赖于小型、特定任务的函数,这些函数在需要时才会被执行,称为函数即服务(FaaS)。云供应商会根据应用需求动态分配CPU和内存等计算资源,并为FaaS函数创建临时运行环境,如Linux容器。常见的FaaS函数支持语言包括Java、Python和PHP等。
事件驱动
无服务器架构中的函数通常由事件触发执行。例如,用户在应用中选择一个按钮可能会触发一个读取数据库并返回相关信息的函数。无服务器平台会监控负载,并根据需求自动扩展资源,以处理更多请求。单个无服务器函数无需代码更改即可处理数百万个请求。
后端即服务(BaaS)
无服务器架构还包括后端即服务(BaaS),开发者可通过云供应商提供的API访问预编写的后端功能,如加密、身份验证和数据库等服务。这些服务使开发人员能够专注于应用程序的核心业务逻辑。
事件驱动的分布式架构
总的来说,无服务器架构是事件驱动的,由小型、解耦的服务组成,这些服务相互发布、消费或路由事件。这种架构使系统的不同组件更容易独立扩展、更新和部署。
无服务器架构与传统架构的区别是什么
基础设施管理责任的差异
在无服务器架构中,云服务提供商负责管理服务器基础设施,而在传统架构中,客户需要自行管理服务器和基础设施。无服务器架构将服务器管理职责从开发人员转移到了云服务提供商,使企业能够在云基础设施上运行后端代码,而无需进行物理服务器管理。这种方式可以通过按需付费的计费模式和基于应用程序需求的动态资源扩展来实现成本效率。
部署和扩展方式的差异
无服务器架构基于事件驱动架构,小型、解耦的服务之间通过发布、消费或路由事件(消息)进行通信。这使得系统的各个组件更易于独立扩展、更新和部署。而在传统架构中,整个后端系统需要作为一个整体进行扩展和更新。无服务器架构还简化了将代码部署到生产环境的过程,开发人员可以专注于编写代码,而无需担心底层基础设施。
资源分配方式的差异
在无服务器架构中,云服务提供商仅在代码需要运行时分配CPU和内存等资源,并根据需求自动扩展或缩减资源。而在传统架构中,组织必须预先规划和管理服务器资源。无服务器架构可以根据实际需求动态分配资源,避免了资源闲置和浪费。
成本和管理开销的差异
与传统架构相比,无服务器架构提供了自动扩展、按使用付费和减少基础设施管理开销等优势。在传统架构中,组织需要预先规划和管理服务器资源,存在资源闲置和浪费的风险,从而增加了成本和管理开销。
无服务器架构面临的挑战是什么
无服务器架构虽然带来了诸多优势,但也面临着一些挑战。
性能问题
无服务器函数在首次调用时可能会遇到"冷启动"的问题,导致额外的延迟。此外,无服务器架构并不适合高性能计算工作负载,因为云供应商对资源有所限制。
监控和调试困难
与传统服务器代码相比,无服务器代码的性能或资源使用问题更难诊断。通常无法附加探查器、调试器或APM工具,而且无服务器环境往往也不是开源的。
安全隐患
与传统架构相比,无服务器架构由于包含更多组件,因此总体攻击面更大,每个组件都是潜在的入口点。
复杂应用部署困难
无服务器架构使得部署具有有向无环图(DAG)结构的复杂应用程序变得更加困难,尽管一些商业产品旨在解决这一问题。
无服务器架构的发展历程是什么
云计算时代的兴起
无服务器架构在2010年代兴起,作为云计算范式的一种新形式,将服务器管理责任从开发人员转移到云服务提供商。
按需执行的功能服务
无服务器架构依赖于按需执行的小型任务特定功能,称为功能即服务(FaaS),提供按使用付费的成本效益和基于应用需求的动态资源扩展。
简化部署和集成
无服务器架构可以简化将代码部署到生产环境的过程,并可与传统部署方式(如微服务或单体应用)结合使用,或者完全采用无服务器架构而不使用任何预配置的服务器。
两种主要形式
功能即服务(FaaS)允许开发人员直接在云上编写和部署自定义后端功能;后端即服务(BaaS)则提供对预构建后端服务的API访问。
关键原则
无服务器管理、按价值付费、持续扩展和内置容错是无服务器架构的关键原则,有助于提高开发人员生产力。
云原生模型
无服务器计算作为一种云原生模型出现,云提供商完全管理底层服务器基础设施,解决了早期云计算模型中客户仍需配置和扩展虚拟服务器的限制。
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