要約： サーバーレステクノロジーは、クラウドベンダーの規模の経済性に基づいた選択です。
前書き
コンピューティングパワーの多様化の時代に直面した過去のHC2020で、HuaweiはDC分散コンピューティング用の3つの開発キットをリリースしました。そのうちの1つはYuanrongコンポーネントです。Yuanrongは、機能コンピューティングに基づく分散並列アプリケーション開発フレームワークであり、開発者がDC分散コンピューティングの開発モードと操作モードを定義するのに役立つことを望んでいます。ここでの関数計算に関して、同僚はこれとサーバーレスの関係または違いについて質問し続けますか？
会社のさまざまなシナリオで、サーバーレステクノロジーの使用を促進するのに2年かかりましたが、今ではこの紹介を借りて私の理解について話します。
1.サーバーレスの本質
サーバーレスの現在の比較的正式な定義（CNCFホワイトペーパー）には、いくつかの特徴があります。それは、クラウドコンピューティングのさらなる開発です。現在のクラウドコンピューティングと比較すると、NoOPSとPay as YouRunという2つの重要な利点があります。この段階では、サーバーレステクノロジーの実装形式は、AWSによってリリースされたLambdaによって表されます。その他には、Microsoft Azure Function、Google CloudFunctionsなどが含まれます。2019年、バークレーは「Cloud Programming Simplified」の展望を発表し、サーバーレスをクラウドコンピューティングの次世代コンピューティングパラダイムとして定義しました。クラウドコンピューティングはマイクロサービステクノロジーからサーバーレステクノロジーへと進化しました。クラウドコンピューティングの性質を見ることで、これらのテクノロジーの背後にあるロジックをよりよく理解できます。また、クラウドコンピューティングの台頭を首尾よく主張した後、バークレーが注目を集めた理由も理解できます。サーバーレステクノロジーはどうですか？
図1：サーバーレステクノロジーの現在の段階と形式
1.1クラウドコンピューティングの台頭からクラウドネイティブエコロジーの進化
CPUハードウェア機能の活発な開発後のクラウドコンピューティングの台頭は、OS + ISVのソフトウェアエコロジーと仮想化テクノロジーの成熟から恩恵を受けています。クラウドコンピューティングはOS + ISVエコロジーを巧みに継続し、ISVはシームレスにクラウドに移行できます。クラウドベンダーは、仮想化テクノロジーを使用してIAASサービスを顧客に提供します。顧客を満足させる：1。アプリケーションソフトウェアの動作条件は変更されていません。2。物理ホストを維持する必要はなく、アプリケーションソフトウェア自体のみを維持します。
まず、クラウドコンピューティングサービスの観点から、エンタープライズアプリケーションとそのインフラストラクチャは、次の図に示すように、ユーザーとインフラストラクチャプロバイダーの2つのレベルになりました。この論理レベルの分割は非常に重要です。ソフトウェアエコシステムでは、元のインフラストラクチャプラットフォームとアプリケーションソフトウェアはユーザー自身によって管理および保守されます。現時点では、プロのプラットフォームプロバイダーの役割がインフラストラクチャを提供しているようです。
図2：クラウドコンピューティングはインフラストラクチャプロバイダーの概念をもたらします
次に、クラウドコンピューティングの台頭のプロセスに戻ります。図3に示すように、クラウドベンダーは、元のOS + ISVエコロジカルゲームプレイを変更せずに仮想化テクノロジーの成熟度を使用し、ユーザーにIAASサービスを提供するため、ユーザーのソフトウェアはほぼシームレスです。クラウドベンダーのインフラストラクチャに移行します。このようにして、クラウドベンダーは、一部のエンタープライズユーザーをすばやく集めてクラウドにアクセスしました。この段階の後、AWSなどのクラウドベンダーはすぐに革新しました。IAASサービスに加えて、クラウドミドルウェア、クラウドセキュリティ、サードパーティサービスは、多数のクラウドアプリケーションの運用とビジネスを統合します。論理サービス。クラウドネイティブエコロジーに必要なエコロジカル環境を徐々に構築します。この最初のフェーズの後、コンテナテクノロジーは進化を続け、クラウドネイティブのソフトウェアエコシステムが形成され始めます。ソフトウェアエコシステムのインターフェイスがGuestOSからコンテナのレベルにまで上昇したことは明らかです。アプリケーションソフトウェアの展開もプラットフォームプロバイダーによって行われます。ユーザーインフラストラクチャで実行されているオペレーティングシステムに注意を払う必要がなくなりました。このソフトウェアスタックでは、クラウドベンダーの範囲、つまりプラットフォームプロバイダーのカバー範囲がさらに一歩拡大しました。この変更は、クラウドネイティブエコシステムによってもたらされる変更であるだけでなく、クラウドベンダーのビジネスロジックでもあります。
図3：クラウドコンピューティングの出現と進化の概略図
なんでそんなこと言うの？次のセクションを見ることができます。
1.2クラウドコンピューティングのビジネスロジックは、規模の経済に基づいて構築されています
現在、クラウドコンピューティングは複数のクラウドベンダーに集中しており、成功するベンダーは、多くのインフラストラクチャを消費する独自のビジネスに基づいています。クラウドビジネスは徐々に拡大および発展しています。たとえば、AWSとAlibabaCloudは独自の電子機器に基づいています。商服务平台。Google CloudとAzureが独自のモバイルユーザーサービスとSAASサービス規模の運用を見つけた後、2つも徐々に市場シェアを占めました。
クラウドコンピューティングの開発プロセスを見ると、クラウドコンピューティングベンダーは規模の経済の開発モデルに従っていると言えます。規模の経済性と組み合わせると、2つの重要な現象または法則があります。これら2つの現象を理解することは、クラウドテクノロジーの進化の方向性を理解するのに役立ちます。
まず、規模の経済性として説明できます。簡単に言えば、生産（クラウドコンピューティング）の規模が拡大するにつれて、平均ユニット出力（サービス収入）コスト（インフラストラクチャコスト）は減少する傾向があります。英国のGeoffreyWestは、都市の人口と産業の開発法を研究し、下の図に示すように、規模の経済の出力は超線形であり、コストは亜線形の法則に従うと結論付けました。
この現象を知ることで、クラウドベンダーが規模を追求している理由を理解できます。AWSは2002年に立ち上げられ、クラウドサービスの促進を続けました。AWSが2013年に財務報告を発表したときのみ、規模の経済の収益性の高い期間に入りました。AWSは現在、CAPSに毎年100億米ドルを投資して、500Wを超えるサーバーのグローバルスケールでクラウドスケールを構築し続けています。スケールコストの利点に基づいて、長期的な価値コストとテクノロジーエコロジーの好循環が構築され、クラウドサービスの価格戦略が習得されました。19年間で、reInventは、クラウドコンピューティングサービスの20％以上を取得しながら、70以上の値下げを達成したと主張しました。営業利益率。
図4：クラウドコンピューティングは規模の経済の現象に従います
第二に、それはスケールの有効性として説明することができます。生産規模は拡大を続けており、インフラの単価を最小限に抑えると最適な生産規模になります。生産技術に変化がなければ、この時点で生産規模を拡大し続け、平均単価は徐々に上昇していきます。AWSは現在、スケール効果の好循環に入っており、設備投資/収益比率は基本的に約40〜50％に維持されています。比較的安定していますが、継続的なコスト削減の余地も模索する必要があります。
図5：規模の経済のLAC曲線
同時に、現在のクラウドベンダーは主にIAASにサービスを提供し、テナントに仮想マシンリソースを提供していますが、CPU使用率やメモリ使用率など、リソース使用率が低いという問題が発生しています。業界データ：クラウドベンダーが提供するデータセンターのCPUリソース使用率は20〜30％以下です。テナントは、VCPUとメモリ構成が固定された仮想マシンを購入します。クラウドベンダーは、実際にはプラットフォームでパッキングアルゴリズムを使用し、テナントのニーズに応じてデータセンターの空きスペースにそれらを組み立てます。テナントはピーク時のビジネスに応じてリソースを購入します。この場合、多くのテナントリソースが長期間非ピーク時のビジネスにあり、クラウドベンダーは基本的にリソース使用率の問題に対処する力がありません。同時に、クラウドベンダーの自営事業は、さまざまな事業の混合やSLAスケジューリングなどのテクノロジーを使用しています。たとえば、Googleは、Brogの改良版がデータセンターで90％のCPUリソース使用率を達成できると長い間主張してきました。このような現状は、クラウドベンダーがAWSTインスタンスなどのコンピューティングインスタンスを共有することを提案した理由でもあります。ユーザーのSLAポリシーを通じて、ユーザーの知識があれば、VCPUの共有制御権を取得して、高いCPU使用率を実現できます。
前に戻って、ユーザーとプラットフォームプロバイダーの2つの視点について説明しました。まず、クラウドベンダーは、リソースをより細かく制御できるようにしたいと考えています。これにより、超大規模クラウドコンピューティングは引き続き規模の経済を享受でき、リソースの単価は引き続き低下する可能性があります。第二に、テナントは事業運営の安定性を懸念している一方で、事業そのものにもっと注力したいと考えています。したがって、クラウドコンピューティングテクノロジーの方向性を理解できます。クラウドベンダーが管理するソフトウェアスタックのレベルは確実に高くなり、クラウドコンピューティングテクノロジーはユーザービジネスの弾力性と高いスケーラビリティを解決できなければなりません。クラウドベンダーは、アプリケーションの運用リソースを最大限に制御し、高いリソース使用率と低コストを追求し、テナントはビジネスSLA保証付きのアプリケーションを取得します。
サーバーレステクノロジーは、クラウドベンダーの規模の経済性に基づいた選択です。
1.3サーバーレステクノロジーは、クラウドネイティブの規模の経済に対応するための選択肢です
図3に示すように、サーバーレスはコンテナーランタイムの後にコンピューティング抽象化をさらに実装し、クラウドベンダーによって管理されるソフトウェアスタックはさらにランタイムにアップグレードされます。ここで、著者は関数コンピューティングをサーバーレステクノロジーから分離しています。関数コンピューティングは、コンピューティングパラダイムの抽象化です。コンピューティングの抽象化は、関数（コードロジック）と関数ランタイム（関数の操作に必要なリソース、ライブラリなど）の2つのレベルにさらに分けられます。
関数計算=関数+関数ランタイム
サーバーレスコンピューティングでも、前述の関数コンピューティングの抽象化を使用します。クラウドネイティブエコシステムでは、ユーザーはビジネスコードロジックにさらに集中し、クラウドベンダーが提供するランタイムを直接使用できます。コンテナーと比較して、クラウドベンダーが管理するソフトウェアスタックはさらにレベルが高くなっています。サーバーレスはテナントにサービスを提供し、クラウドベンダーが提供する多数のバックグラウンドサービスとランタイムに依存する必要があるため、作成者はサーバーレステクノロジーをクラウドネイティブテクノロジーとして分類します。
サーバーレス= FaaS + BaaS
ファンクションコンピューティングはレジャーのレベルです。エンドユーザーまたはIOTなどのイベントベースのアプリケーションの助けを借りて、コードはランタイムから分離されます。クラウドベンダーは、ファンクションコードとその物理リソースのランタイムを提供します。次の図に示すように、プラットフォームプロバイダーは、ソフトウェアスタックの制御可能な最大範囲を取得し、ユーザーはそのコードに注意を払うだけで済みます。したがって、機能の細かさを適用することで、プラットフォームプロバイダーは最大のテクノロジースペースを取得できます。このスペースに基づいて、クラウドコンピューティングの規模とコストがさらに削減されます。したがって、サーバーレステクノロジーは、クラウドベンダーにとって必須のオプションです。
図6：サーバーレスにより、プラットフォームプロバイダーはソフトウェアスタックで最大の制御可能なテクノロジースペースを取得できます
ただし、サーバーレスの現段階では、アプリケーションの範囲は主にイベントベースの短時間のタスクベースのアプリケーションです。ユーザー作成タスクの機能には、実行時間とリソースに制約があります。これに基づいて、プラットフォームプロバイダーは最大のスケジューリング権限を取得するため、時間ごとに課金し、オンデマンドで課金するという価格設定戦略を提供します。これは、多数の端末のサービス主導のシナリオに適切に適用され、サーバーレスのオンデマンドの柔軟性とオンデマンドの課金の利点を十分に活用します。明らかに、そのようなアプリケーション範囲は、クラウドベンダーの期待に応えるには十分ではありません。したがって、別のBaaSの側面であるServerless = FaaS + BaaSから、クラウドベンダーはサーバーレスコンピューティングの急速な進化を促進する必要があります。
サーバーレスの公式定義でユーザーの観点から見た2つの重要な機能は、NoOPSとPay as YouRunです。これら2つの特性を満たすフォームもサーバーレステクノロジーであるため、サーバーレステクノロジーは機能コンピューティングの概念よりも広く、必ずしも機能コンピューティングの抽象化に基づく必要はありません。ユーザーにNoOPSおよびPay as You Runサービスを提供できる限り、サーバーレステクノロジーとして分類できます。入ってください。したがって、クラウドベンダーは2つのことを進め続けています。
1つは、BaaSをサーバーレスにすることです。これは誰もが見てきました。クラウドDBおよびクラウドストレージサーバーレス製品が発売されました。クラウドベンダーがアプリケーションの現在のサーバーレスを促進する必要があるもう1つのことがあります。つまり、現在のユーザーは引き続き独自のアプリケーションサービスとランタイムについて話し合いますが、サービスの自動スケーリングと並列化のテンプレートはクラウドベンダーによって提供されます。これは、Googleの製品戦略にはっきりと見られます。
Googleには、サーバーレス向けの2つの明確なテクノロジーラインがあります。1つは、サーバーレスアプリケーションプラットフォームと同等のK8Sコンテナプラットフォームの進化に基づくサーバーレスプラットフォームであるcloudRun製品であり、既存のマイクロサービスアプリケーションのサーバーレスへの進化を促進します。もう1つは、モバイルアプリケーション用のCloudFunctionです。 + MBaaS製品。2つの技術ラインがサーバーレステクノロジーの進化を促進します。もちろん、AWSは遅れることはありません。AWSはランタイムプラットフォームの強力なエコロジカルコントロールをGoogleと同じように備えていませんが、アプリケーションサービスをサーバーレスに導くためにAutoScalingやASMなどのサービスも直接提供しています。
サーバーレステクノロジーの背後にある上記のビジネスロジックに基づいて、クラウドベンダーにとって必須となっています。サーバーレスはクラウド時代の次世代コンピューティングパラダイムであるというバークレーの主張は、自信に基づいています。