现代云原生架构：关于微服务、容器和无服务器你需要了解的（二）

本文旨在揭示现代软件行业的关键主题，即云原生应用程序。这篇文章涉及微服务、容器和无服务器应用程序。在这里，我们将讨论这些技术的实际优点和缺点。第一部分介绍了微服务和云原生应用程序的体系结构。

容器

软件容器技术是下一个需要讨论以解释云原生应用程序的关键技术。容器只是将一些软件封装在隔离的用户空间或“容器”中的想法。

例如，MySQL数据库可以在容器内部隔离，其中存在环境变量和它所需的配置。容器外部的软件默认情况下不会看到容器内包含的环境变量或配置。多个容器可以存在于同一本地虚拟机、云虚拟机或硬件服务器上。

容器提供了在同一台机器上运行众多隔离了的软件服务的能力，包括所有配置、软件依赖关系、运行时、工具和附带文件。在云环境中，这种能力转化为节省的成本和工作量，因为为每个微服务配置和购买服务器节点的需求将减少，不同的微服务可以部署在同一主机上而不会相互干扰。容器与微服务架构相结合，是构建现代、便携、可扩展且经济高效的软件的强大工具。在生产环境中，需要多个服务器节点与众多容器相结合才能实现可扩展性和冗余。

除了微服务隔离之外，容器还为云原生应用程序增加了更多好处。使用容器，你可以将具有所需的所有配置、依赖关系和环境变量的微服务移动到新的服务器节点，而无需重新配置环境，实现强大的可移植性。

由于软件容器技术的强大和普及，一些新的操作系统，如CoreOS或Photon OS，是为用作容器的主机而从头开始构建的。

软件行业最受欢迎的软件容器项目之一是Docker。思科、谷歌和IBM等大公司在其基础设施及产品中使用Docker容器。

软件容器世界中另一个值得注意的项目是Kubernetes。Kubernetes是一个允许自动化容器部署、管理和扩展的工具。它是由谷歌建立的，以便管理容器（每周数十亿个）。Kubernetes提供了一些强大的功能，例如容器之间的负载均衡、故障容器的重新启动以及容器使用的存储编排。该项目和Prometheus都是云原生基础的一部分。

容器的复杂性

在容器的情况下，有时管理它们的任务可能变得相当复杂，原因与管理不断增加的微服务数量相同。随着容器或微服务的规模不断扩大，需要有一种机制来识别每个容器或微服务的部署位置、目的是什么以及它们需要什么资源保持运行。

无服务器应用程序

无服务器架构是一种新的软件架构范式，它因为AWS Lambda服务而推广。为了完全理解无服务器应用程序，有助于了解一个称为功能即服务或简称FaaS的重要概念。

FaaS的理念是，诸如亚马逊之类的云提供商甚至是诸如Fission.io或funktion之类的本地软件都可以提供服务，其中用户可以请求远程运行的功能以执行非常特定的任务。功能结束后，这些结果将返回给用户。不维护任何服务或有状态数据，并且用户将功能代码提供给运行该功能的服务。

使用恰当无服务器架构设计的云原生生产应用程序背后的想法是，不构建预期持续运行的多个微服务以执行单个任务，而是构建一个与FaaS结合的微服务较少的应用程序，其中FaaS涵盖不需要持续运行服务的任务。

FaaS是一种比微服务更小的结构。例如，在我们之前介绍的活动预订应用程序的情况下，有多个微服务涵盖不同的任务。如果我们使用无服务器应用程序模型，一些微服务会被替换为用于相同目的的许多功能。

这是一个使用无服务器架构展示应用程序的图：

在此图中，事件处理程序微服务以及预订处理程序微服务被许多产生相同功能的功能所取代。这消除了运行和维护两个现有微服务的需要。

无服务器架构的优势在于，不需要配置虚拟机和/或容器来构建利用FaaS的应用程序部分。一旦它们的功能结束，运行这些功能的计算实例从用户的角度来看就不再存在。此外，需要由用户监控和维护的微服务和/或容器的数量减少，节省了成本、时间和精力。

无服务器架构为软件工程师和架构师提供了另一种功能强大的软件构建工具，可用于设计灵活且可扩展的软件。已知的FaaS有Amazon的AWS Lambda、Microsoft的Azure Functions、Google的Cloud Functions等。

无服务器应用程序的另一个定义是使用BaaS或后端作为服务范式的应用程序。 BaaS的想法是，开发人员只编写其应用程序的客户端代码，然后依赖于托管在云中的多个软件预构建服务（可通过API访问）。BaaS在移动应用程序编程中很受欢迎，开发人员可以依赖大量的后端服务来驱动应用程序的大部分功能。 BaaS服务的例子有：Firebase和Parse。

无服务器应用程序的缺点

与微服务和云原生应用程序类似，无服务器架构并不适用于所有场景。

FaaS提供的功能本身并不保持状态，这意味着在编写功能代码时需要特别注意。这与全微服务不同——开发人员可以完全控制状态。尽管有这种限制，但在FaaS的情况下保持状态的一种方法是将状态传播到数据库或像Redis这样的内存缓存。

这些功能的启动时间并不总是很快，因为要有时间分配给FaaS服务提供商发送请求，然后在某些情况下启动运行该功能的计算实例也需要时间。在设计无服务器应用程序时必须考虑这些延迟。

FaaS不像微服务那样持续运行，这使得它们不适合任何需要持续运行软件的任务。

无服务器应用程序具有与其他云原生应用程序相同的限制，其中应用程序从一个云提供商到另一个云提供商，或从云到本地环境的可移植性因供应商锁定而变得具有挑战性。

结论

云计算架构为开发高效、可扩展且可靠的软件开辟了道路。本文介绍了云计算领域的一些重要概念，如微服务、云原生应用程序、容器和无服务器应用程序。

微服务是大多数可扩展的云原生应用程序的构建块，它们将应用程序任务分解为各种有效的服务。容器是如何将微服务隔离并安全地部署到生产环境而不污染它们的方式。无服务器应用程序将应用程序任务分离为更小的构造，这些构造通常称为可通过API使用的功能。云原生应用程序利用所有这些架构模式来构建可扩展、可靠且始终可用的软件。

原文链接：

http://superuser.openstack.org/articles/modern-cloud-native-architectures-microservices-containers-and-serverless-part-2/

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