Serverless 不僅在技術(shù)上也在概念上改變了我們構(gòu)建應(yīng)用的方式，這種變更已經(jīng)被邊緣計算領(lǐng)域所采用倾哺。

1. 在邊緣

邊緣計算是一種計算和存儲更接近用戶的場景璃搜。目前，大概有 10% 的企業(yè)數(shù)據(jù)是在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心外部產(chǎn)生和處理的庐橙，這個規(guī)模預(yù)計在 2025 年將達(dá)到 75%。

內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）代表了邊緣計算的第一波浪潮借嗽。使用 CDN态鳖，用戶所需的數(shù)據(jù)緩存在距離用戶更近的位置，從而減少了回源時的傳輸時間恶导，提高了性能浆竭。隨著 CDN 和虛擬化技術(shù)變得越來越成熟，計算和存儲已經(jīng)逐漸移出了云數(shù)據(jù)中心的范圍惨寿。這使得計算資源可以在邊緣位置作為單獨(dú)的服務(wù)出現(xiàn)邦泄。

邊緣計算的典型應(yīng)用是實(shí)時和即時數(shù)據(jù)處理。與強(qiáng)調(diào) “大數(shù)據(jù)”的云計算不同裂垦，當(dāng)轉(zhuǎn)移到邊緣時顺囊，更多時候關(guān)注的是“即時數(shù)據(jù)”。

邊緣計算的核心在于性能優(yōu)化：即減少等待時間蕉拢，流量特碳，帶寬，地理距離晕换，能源和功率午乓。

邊緣計算帶來的延遲減少可以使物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)中的某些應(yīng)用更加容易實(shí)現(xiàn)闸准。例如：自動化設(shè)備的實(shí)時指令益愈、遠(yuǎn)程手術(shù)和面部識別等都是在一定程度上利用邊緣計算的新興技術(shù)。

5G 的發(fā)展夷家，更快的連接性和 5G 設(shè)備的普及進(jìn)一步推動了邊緣計算的興起蒸其。邊緣計算通過使計算更接近用戶來減少延遲，而 5G 則可用于減少通信過程的延遲瘾英。 5G 和 邊緣計算一起可以將延遲降低到以前無法達(dá)到的水平枣接，從而可以催生新一代的應(yīng)用場景。

為什么是 Serverless缺谴？

Serverless 能讓我們構(gòu)建應(yīng)用時無需考慮底層服務(wù)器但惶。Serverless 并不是真的不需要服務(wù)器耳鸯，從根本上來講，這是一項旨在通過降低總成本（Total Cost of Ownership 膀曾，TCO）來提高敏捷性的架構(gòu)革命县爬。

簡言之，Serverless 是一種抽象添谊，通過對底層計算機(jī)的細(xì)節(jié)進(jìn)行抽象财喳，封裝成一個模型，在模型中斩狱，只需要將程序的核心代碼提供給服務(wù)提供商（如 AWS）耳高，就可以根據(jù)不同的事件來進(jìn)行運(yùn)行并響應(yīng)。

Lambda 是最廣為人知的 Serverless 所踊，即 AWS 提供的 FaaS 平臺泌枪。 Lambda 改變了我們構(gòu)建應(yīng)用程序的方式，Lambda 的函數(shù)觸發(fā)器也促進(jìn)了事件驅(qū)動架構(gòu)的發(fā)展秕岛。

技術(shù)總是周期性的

以 Web 應(yīng)用程序為例碌燕。最初，很多邏輯都存在于服務(wù)器端继薛。當(dāng)加載網(wǎng)頁時修壕，框架和模板引擎將使用數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)數(shù)據(jù)填充頁面的動態(tài)部分。然后將生成的渲染 HTML 頁面發(fā)送并顯示在客戶端遏考。隨著前端越來越復(fù)雜的技術(shù)演進(jìn)中慈鸠，見證了諸如 React 和 Vue 之類的 SPA 框架的出現(xiàn)，并且越來越多的業(yè)務(wù)邏輯移至客戶端（CSR）诈皿。隨著時間的推移林束，負(fù)面影響逐漸體現(xiàn)出來：低端用戶的體驗變得很慢，并且嚴(yán)重影響到網(wǎng)站 SEO稽亏。后來壶冒，像 React 這樣的框架“重塑了” SSR（服務(wù)器端渲染），我們又看到了向服務(wù)器端渲染（SSR）的轉(zhuǎn)變截歉。

我們構(gòu)建整個應(yīng)用程序的方式經(jīng)歷了類似的周期胖腾。最初的計算發(fā)生在大型機(jī)上，然后隨著功能更強(qiáng)大的 PC 的出現(xiàn)而轉(zhuǎn)移到了客戶端瘪松，現(xiàn)在我們又看到了向中心云計算中心的轉(zhuǎn)移咸作。

我們將經(jīng)歷另一個循環(huán)，我們將移到邊緣

真實(shí)世界的邊緣計算

智能攝像機(jī)宵睦，IoT 設(shè)備记罚，醫(yī)療設(shè)備和 CDN（如上所述）都是邊緣計算的用例。我們正在將數(shù)據(jù)處理移到更靠近生成數(shù)據(jù)的地方壳嚎。在電視直播中桐智，可以通過模型來識別跌倒的人員(即時跌倒檢測)-識別動作幾乎可以零延遲末早。在工業(yè)生產(chǎn)中，零延時的優(yōu)勢可以使得機(jī)器立刻停機(jī)说庭。

邊緣計算并非沒有風(fēng)險然磷。物聯(lián)網(wǎng)在所有行業(yè)中的迅速采用，“智能”設(shè)備的安全性問題也普遍存在刊驴。邊緣計算服務(wù)的可伸縮性可以緩解一些安全威脅姿搜，例如 DDoS，但核心計算模型必須在信任度較低（或者零信任）環(huán)境中運(yùn)行捆憎。

Serverless 邊緣 or 去中心化舅柜？

如上所述，Serverless 就是關(guān)于抽象的攻礼。開發(fā)人員可以編寫應(yīng)用程序代碼业踢，而不必關(guān)注基礎(chǔ)設(shè)施的詳細(xì)信息。 FaaS 解決方案的這種抽象礁扮，按需付費(fèi)的定價模型和按需使用的執(zhí)行模型具有與邊緣計算互補(bǔ)的概念。

在邊緣計算場景：

• 我們不必控制硬件瞬沦，這是抽象的關(guān)鍵
• 這是一個不受信任的環(huán)境-因此我們需要嚴(yán)格的沙箱環(huán)境
• 我們通常會大規(guī)模處理不可預(yù)測的實(shí)時數(shù)據(jù)太伊，因此我們需要一個高度可擴(kuò)展的彈性模型來進(jìn)行計算

邊緣計算場景下使用的計算機(jī)通常配置比較低，因此逛钻，涉及到CPU僚焦，內(nèi)存，磁盤時曙痘，應(yīng)用執(zhí)行效率必須要高芳悲，并且使用較低的內(nèi)存，磁盤边坤。

這些都是 Serverless 所面臨的挑戰(zhàn)名扛，也是 Serverless 的優(yōu)勢，所以說 Serverless 是邊緣計算的補(bǔ)充也不為過茧痒。

自推出以來肮韧，Serverless 現(xiàn)在已經(jīng)逐漸成熟。無論是在供應(yīng)商方面還是在開源領(lǐng)域旺订，用戶體驗及工具都得到了極大的改進(jìn)弄企。與此同時，開發(fā)者已經(jīng)適應(yīng)了在 Serverless 環(huán)境中工作的最佳實(shí)踐和思維模式区拳。所有這些進(jìn)步將推動邊緣計算的興起拘领。

開發(fā)人員已經(jīng)習(xí)慣于在無狀態(tài)抽象運(yùn)行時環(huán)境中進(jìn)行編碼，以及與 Serverless 數(shù)據(jù)庫和其他云原生設(shè)計模式的結(jié)合樱调。從 Serverless 計算模型到邊緣計算模型的模式轉(zhuǎn)變是微乎其微的约素，而從傳統(tǒng)的 Server 甚至 Kubernetes 環(huán)境轉(zhuǎn)變到邊緣計算是一個更大的飛躍洽瞬，無論是思維方式還是工具方面。

Lambda @ Edge 业汰，邊緣計算的 Serverless

[站外圖片上傳中...(image-f87000-1618971536465)]

Lambda @ Edge 實(shí)際上并不屬于AWS的 Serverlss 團(tuán)隊伙窃。實(shí)際上，它是 CloudFront（CDN）產(chǎn)品样漆。 Lambda @ Edge 通過在 CDN 層中運(yùn)行为障，計算邏輯更接近用戶。它與傳統(tǒng) Lambda 非常相似放祟，我們無需管理基礎(chǔ)架構(gòu)鳍怨，只需按需付費(fèi)。

筆者經(jīng)常使用 Lambda @ Edge 來做一些安全檢查跪妥、路由和上下文特定的數(shù)據(jù)修改鞋喇、基于 React 的 SSR、經(jīng)典的圖像轉(zhuǎn)換用例眉撵、甚至用于一些基本的 A/B測試侦香。

借助 Lambda @ Edge，代碼必須首先部署在US-East-1纽疟，然后再分發(fā)到全球 100 多個數(shù)據(jù)中心罐韩。
將代碼分發(fā)到 100 個位置并在 CDN 層中運(yùn)行并不是很復(fù)雜，與部署 Lambda 函數(shù)幾乎相同污朽，這要?dú)w功于 Serverless 社區(qū)的多年發(fā)展散吵。

[站外圖片上傳中...(image-5e12af-1618971536465)]

Serverless.yml 定義了一個單獨(dú)的 Lambda@Edge 函數(shù)

使用 Serverless 框架，我們可以定義我們的功能：聲明由 CloudFront 事件觸發(fā)的蟆肆，然后運(yùn)行一個 Serverless 部署命令矾睦。

代碼本身可以用 Python 或 JavaScript 編寫，無需處理任何手動引導(dǎo)或虛擬化問題炎功。例如枚冗，我們可以用幾行代碼逐步將流量從一個 S3(AWS 存儲服務(wù))bucket 遷移到另一個S3 bucket。

[站外圖片上傳中...(image-8ed32f-1618971536465)]

Lambda 開發(fā)者都熟悉的 handler 函數(shù)

Lambda @Edge 使用起來與 Lambda 一致亡问， 唯一的區(qū)別是官紫，它需要首先部署到 US-East-1，并且在執(zhí)行時間州藕，CPU 和內(nèi)存上相比 Lambda 有更多的限制束世。此外，只能使用JS或Python（沒有其他受支持的語言或“自定義運(yùn)行時”選項）床玻，并且由于分發(fā)時間的緣故毁涉，部署/回滾會花費(fèi)更長的時間。

這是一個很好的例子锈死，說明了 Serverless 的執(zhí)行模型如何與邊緣計算的執(zhí)行環(huán)境互補(bǔ)贫堰。

Firecracker 正在解決 Serverless 在邊緣計算場景面臨的許多挑戰(zhàn)

AWS 開發(fā)了 Firecracker 作為 Lambda ＆Fargate （AWS 的計算引擎）的底層虛擬化組件穆壕。Firecracker 是一種虛擬化技術(shù)，可讓工作負(fù)載在 microVM 中執(zhí)行其屏。 microVM 是輕量級 VM（虛擬機(jī)）喇勋，可在保持性能和靈活性的同時提供安全性和隔離性。

通過極小的設(shè)計可以實(shí)現(xiàn)安全性和低啟動時間偎行。這樣可確保內(nèi)存占用量保持較低川背，運(yùn)行速度快且受攻擊面最小。

簡而言之蛤袒，Firecracker 帶來了更高的租戶密度（每臺計算機(jī)的 microVM 數(shù)量）熄云，更高的安全性，減少了內(nèi)存需求并縮短了啟動時間妙真。這可以通過利用 Linux KVM（內(nèi)核級別的虛擬化-內(nèi)核充當(dāng)虛擬機(jī)管理程序）來實(shí)現(xiàn)缴允，它使用 Rust 作為高性能的實(shí)現(xiàn)語言，實(shí)現(xiàn)了特定的最小功能集的 API珍德。

Firecracker 旨在改善資源受限環(huán)境中的啟動延遲练般，以實(shí)現(xiàn) Serverless FaaS（Lambda）的功能。在低資源環(huán)境中對低延遲菱阵、強(qiáng)安全隔離和多租戶的需求與邊緣計算的需求有很大的重疊踢俄。在小型資源機(jī)器上的低信任度多租戶環(huán)境中，程序需要快速啟動晴及。

那么 Lambda @ Edge 基于 Firecracker 運(yùn)行代碼也就順理成章了〉招浚可以說是 Serverless 技術(shù)促進(jìn)邊緣計算發(fā)展的一個典型特性虑稼。

新興邊緣計算服務(wù)

除了 Lambda @ Edge，還有許多其他 FaaS 邊緣計算平臺势木。 Fastly 和 Cloudflare Workers 是另外兩個典型的邊緣計算平臺蛛倦。

借助 Cloudflare Workers，可以在 V8 隔離的全球網(wǎng)絡(luò)上獲得 Serverless 執(zhí)行環(huán)境啦桌。該代碼在 Cloudflare 的網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行（目前幾乎所有互聯(lián)網(wǎng)用戶都在幾毫秒內(nèi)）溯壶，冷啟動時間不到1毫秒。支持一系列運(yùn)行時（JS甫男，Rust且改，C和C ++），并支持訪問 Cloudflare 的邊緣 K-V 存儲板驳。

對于基于邊緣的應(yīng)用來說又跛，存儲是一個有趣的挑戰(zhàn)。 Cloudflare 最近與 Fauna（一種由 API 驅(qū)動的 Serverless 事務(wù)數(shù)據(jù)庫）之類的 Serverless 數(shù)據(jù)庫提供商合作若治，以改善邊緣存儲慨蓝「谢欤基于此，邊緣計算可以與“邊緣優(yōu)先”數(shù)據(jù)庫結(jié)合使用礼烈。邊緣應(yīng)用程序通常需要計算和狀態(tài)弧满，基于 API 的 Serverless 數(shù)據(jù)庫正好可以填補(bǔ)邊緣存儲的空白。

Fastly 是另一家提供邊緣計算的廠家此熬，它提供了 Compute@Edge 平臺庭呜。作為 CDN 提供商，F(xiàn)astly 在設(shè)計時考慮到邊緣計算功能摹迷，它提供了在用戶附近運(yùn)行代碼的功能以及 CDN 的常規(guī)功能疟赊。與 Cloudflare Workers 相似，Fastly 的 Compute @ Edge 允許在 CDN 層上運(yùn)行計算邏輯-為現(xiàn)有和新應(yīng)用程序帶來圖像優(yōu)化峡碉、負(fù)載平衡近哟、安全性增強(qiáng)和地理路由等功能。

Serverless 將成為邊緣計算的推動者

我們已經(jīng)看到鲫寄，邊緣計算服務(wù)已經(jīng)在利用 Serverless 領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢吉执。

在 Serverless 開發(fā)模式下，開發(fā)人員以無狀態(tài)地来、按使用付費(fèi)戳玫、事件驅(qū)動和分布式的思維方式進(jìn)行實(shí)踐。這種模式的轉(zhuǎn)變對于啟用邊緣計算也將是關(guān)鍵未斑。除此之外咕宿，我們?yōu)?Serverless 開發(fā)的許多技術(shù)和最佳實(shí)踐將構(gòu)成邊緣計算的基礎(chǔ)。

Serverless 改變了我們構(gòu)建應(yīng)用程序的方式蜡秽，Serverless 將繼續(xù)推動邊緣計算的革命府阀。

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