亚马逊云科技：积硅步至千里，让Serverless“常态化”
可以看到,Serverless 屏蔽了硬件物理资源,让服务可以随业务需求,快速扩展,更加灵活弹性,且内置可用性和容错、内置服务集成、内置安全最佳实践;而企业倾向上云采用了 Serverless ,关键原因是在使用过程中,无需配置或管理基础设施;无需安装和维护软件组件;能够按消费单位实现自动扩展等。
而作为 Serverless 领域的开创者和引领者,早在2014年,亚马逊云科技正式对外发布 Amazon Lambda ,可以说就启动了第一波 Serverless 商业化的浪潮,而在过去的九年时间之中,亚马逊云科技在Serverless领域持续保持创新的“步伐”,几乎每年在 Serverless 领域都会取得显著的进展,正所谓“积硅步至千里”,今天其 Serverless 服务已覆盖了计算、存储、网络、容器、数据库、集成多个方面,真正让 Serverless 实现了“常态化”。
在 2023 re:Invent 全球大会上,亚马逊云科技不仅再次在数据库和应用领域发布了三项 Serverless创新,同时还首次以“Road to Serverless”为主题,详细对外阐述了亚马逊云科技 Serverles s 的构建之路,以及背后所付出的探索和努力,而这种对 Serverless 持续创新的态度和精神,也正是今天亚马逊云科技在 Serverless 领域具备强大“统治力”的底蕴与底气所在。
坚持创新,积硅步至千里
如果说2017年以前,亚马逊云科技在 Serverless 领域的创新,主要集中在计算和存储等基础设施领域,那么从2017年开始,亚马逊云科技在 Serverless 领域的技术创新主要集中在了数据和数据分析服务领域,其中 Amazon Aurora 的“Serverless化”, 在 Serverless 技术赋能数据库的创新层面就具有“划时代”的意义。
原因在于,发布于2018年的 Amazon Aurora Serverless,是业界最早发布 Serverless 特性的关系型数据库服务,与开源托管的数据库相比,它的性价比提高了3-5倍,因此它不仅改变了传统数据库产品的使用方式和管理方式,同时更为企业的“云原生数据基础设施”提供了更高效、更灵活、更安全、更可靠的数据管理解决方案。
也正因此,在近期举办的2023亚马逊云科技 re:Invent 中国行活动中,亚马逊云科技大中华区产品部总经理陈晓建 自豪地说,Amazon Aurora Serverles 的推出和其所产生的巨大影响力,其实背后离不开几个关键的“秘密武器”。
第一大武器,是 Grover 提供的支持, Grover 在分布式数据库领域“开创”了两个全新的理念,一是日志即数据,和采用传统方式跨节点同步数据相比,Grover 只会在节点之间同步日志,由此带来的好处是极大降低网络所需要的带宽,以及数据库磁盘进行I/O读写的开销;二是率先将数据库的数据和计算资源实现了分开,实现了数据库存储的无服务器扩展,而这为大规模实现 Serverles 打下了坚实的基础。
第二大武器,是 Caspian (协同资源管理系统),它实现了数据库“动态资源”的分配。 Caspian 是一个创新的虚拟机监控程序、热度管理系统和对数据库引擎本身的更新与结合的系统,这些技术的“加持”使得 Amazon Aurora 数据库可以根据负载变化,以毫秒为单位快速调整内存容量,由此快速响应数据库工作负载的变化,换句话说它具备实时的“资源挪腾”的能力,且整个过程不会对数据库实例的实际使用性能产生任何的影响。
第三大武器,是数据库分片(Sharding),它解决的核心问题是数据库的实例应用超过了服务器的物理限制问题。 目前,分片已经成为一种常见的改进数据库性能的一种技术,通过水平的拆分,它可以将一个实例拆分到多个物理分布的数据库服务器之中,但用户在使用的时候,还是按照一个数据库的逻辑实例来使用。但这个过程是十分复杂的,包括如何管理自定义路由和协调层,如何重新合理的分片以及管理缩放,如何在不同的隔离中实现“一致性”等。为此,亚马逊云科技也通过持续的技术创新,推出了真正意义上的“分片”的 Amazon Aurora 服务。
第四大武器,是时间同步基础设施(Amazon Time Sync Service), 对于数据库而言,时间的同步至关重要,这是因为数据库对于数据的读写保证,尤其是支持事物的关系性数据库,是需要通过严格遵循操作的日期顺序来实现的,这在一台机器中实现是非常容易的,但对于分布式数据库而言,如何保证在“成百上千台”服务器节点中去实现时间的同步,却是“难上加难”的。
为此,亚马逊云科技通过采用精确的时钟,并且通过对比“时间戳”来确定众多服务器的操作顺序,由此保证时间的一致性,因此时钟的精度就变得十分的重要,而这也是时间同步基础设施“应运而生”的大背景,它基于最新一代支持自定义硬件的 Amazon Nitro 芯片,能够根据时间准确同步它们的本地时钟,脉冲由定制的时间同步网络传输。同时,在这样一个机柜中,其机架顶部是专门的参考时钟,精确的时间来自基于卫星的原子钟,由此可以在世界上任何地方提供精确到十亿分之一秒误差的同步时钟。此外,每个机架还备有一个本地原子钟,防止其同步的卫星暂时不可用。
更关键的是,这其中的每一步都是通过硬件完成的,完全不需求驱动程序、操作系统或者网络缓冲区,也就是说时间同步基础设施,是构建在专用的亚马逊云科技网络基础设施上的高精度时间同步服务,只做“时间同步”这一件事情。
持续引领,背后的底蕴与底气
事实上,从 Amazon Aurora Serverless 背后所依托的四大“秘密武器”中,不难看出亚马逊云科技之所以能够在 Serverless 领域持续保持迭代和进化,背后这种“积跬步至千里”,以及“永不止步”的技术创新精神,起到了重要的价值和作用。
同样,这也为亚马逊云科技持续引领 Serverless 创新之路奠定了关键的基础。在2023 re:lnvent 全球大会上,亚马逊云科技又再次推出了三款 Serverless 服务,帮助客户以任意规模分析和管理数据并显著简化运营,客户无需花费时间和精力去配置、管理和扩展其数据基础设施,具体而言:
首先,是 Amazon Aurora Limitless 数据库,它可跨多个 Amazon Aurora Serverless 实例自动分发和查询数据,并能够扩展到每秒百万次的事务级写入并管理PB级数据,而其中的关键就在于此前提到的“分片”技术。
据了解,Amazon Aurora Limitless 数据库提供单一接口,并自动在多个数据库分片间扩展和复制数据。不仅如此,亚马逊云科技还利用 Amazon Aurora Database 自身构建了一个快速路由层,以高效地将查询路由到适当的分片,实现所有分片间的快速分布式数据交换。
陈晓建强调表示,Amazon Aurora Limitless 数据库的推出,其重要价值体现在两个方面:一方面这是目前业界唯一一个真正使用了无服务器化实现的分片数据库,用户将不再使用手动管理底层物理服务器的资源,而完全仅仅只需要通过这项服务,就能够自动实现资源的管理和扩缩容的能力;另一方面,这也意味着,用户未来将可以真正意义上实现无扩展“上限”的分布式数据库。
其次,是 Amazon ElastiCache Serverless ,这项服务可以帮助用户在一分钟内创建高可用的缓存,并实时进行垂直和水平扩展以支持客户复杂的应用程序,且无需管理基础架构。
用户可以使用 Amazon ElastiCache Serverless 为要求苛刻的工作负载运行缓存,而无需花费时间进行容量规划或需要缓存专业知识。同时,Amazon ElastiCache Serverless 持续监控应用程序的内存、CPU 和网络资源利用率,并立即进行扩展以适应其所服务的工作负载访问模式的变化。不仅如此,用户也可以创建一个高度可用的缓存,其中的数据可跨多个可用区自动复制,并为所有工作负载提供高达99.99%的可用性服务级别协议 (SLA),从而节省用户的时间和费用。同样,Amazon ElastiCache Serverless 与两种流行的开源缓存解决方案 Redis 和 Memcached 兼容,而无需执行资源基础设施管理任务。
最后,是Amazon Redshift Serverless 新增了一个全新的功能,即可以利用人工智能(AI)预测工作负载并自动扩展和优化资源,帮助客户实现高性价比的目标。
包括基于机器学习的预测模型,其能够预测未来工作负载模式并提前调整资源容量;借助实时查询分析器,并利用机器学习估算每个查询的资源需求并进行合理分配,该系统能分析每个查询的超过50个独特特征;此外,针对用户需求,能够优化每个查询以降低成本或提高性能,且可以查询具有线性、次线性和超线性等不同扩展模式,通过AI的强力“加持”,能够让 Amazon Redshift Serverless 优化处理不同类型的大小型复杂生产工作负载,从而将性价比提升高达10倍。
由此可见,随着最新发布的三款 Serverless 服务的加入,可以说让亚马逊云科技在全栈 Serverless 数据服务领域的产品阵容再添“猛将”,而这也正是亚马逊云科技持续引领 Serverless 创新和进化的底蕴与底气的重要体现所在。
再次重塑,让 Serverless “常态化”
可以看到,亚马逊云科技通过多年的创新经验和技术积淀,帮助全球的企业和开发者利用 Serverless 服务,降低运营和开发成本、增加敏捷性和韧性发挥了重要的价值。可以说,在 Serverless 领域,亚马逊云科技不仅已全面实现领跑,而且通过不断深化 Serverless 在云服务上的全面布局和底层创新,大力推动了 Serverless 从之前的“高不可攀”到今天“飞入寻常百姓家”,真正实现了 Serverless 的“常态化”,我们可以从几个维度来做进一步的观察:
第一,是亚马逊云科技在 Serverless 领域兼具“深度和广度”, 能够提供丰富全栈的 Serverless 云服务和端到端的数据能力。 其中,从广度来看,亚马逊云科技的 Serverless 服务广泛覆盖计算、存储、网络、容器、数据库、数据分析等多个方面;从深度来看,亚马逊云科技持续精进 Serverless 服务的各项功能,并不断提升其性能,这种全栈“Serverless化”的能力,不仅从一个侧面印证了亚马逊云科技在 Serverless 的“统治地位”,也是其能够让 Serverless 实现“常态化”的关键基础。
第二,亚马逊云科技在 Serverless 领域持续保持市场领先,不仅在于其在 Serverless 领域,始终坚持六个重要的云计算服务属性:安全性、可用性 、可扩展性、性能效率、成本效率和可持续性。更为核心的在于,亚马逊云科技在 Serverless 领域是真正深入到了“最底层”的核心技术创新,而这种能力在全球是“遥遥领先”的。
例如,除了上文提到的 Amazon Aurora Serverless 背后的四大“秘密武器”之外,还体现在 Amazon Lambda 中的技术基础核心“Firecracker”,它是用于无服务器计算的安全快速的微虚拟机,具备更好的资源利用率,更快的启动时间等;再如“Amazon Lambda SnapStart”,其利用“Firecracker”,改进了基于 Java 的函数的冷启动,用户无需更改代码,即可让函数启动加快10倍;此外,“Serverless on Graviton”,也让亚马逊云科技具备了更高的性价比等等。从这个角度来说,正是亚马逊云科技在 Serverless 技术领域“最底层”的持续创新,让 Serverless 实现了一次又一次里程碑式的进化。
第三,在 Serverless 领域的技术创新,也让亚马逊云科技能够更有效地运营其全球基础设施,让闲置资源减少,这也意味着更加的“绿色低碳”。同样,这些技术创新还能赋能更多的行业客户,最大化释放出 Serverless 创新带来的技术红利。
换句话说,未来借助亚马逊云科技丰富的全栈 Serverless 服务组合,百行千业的用户能够基于亚马逊云科技的 Serverless 服务开展形式多样的创新,不仅能够进一步降低 Serverless 的应用门槛,更能够获得实实在在的收益,由此加快深度“用云”和数智化转型的步伐。
总的来看,云计算的出现打破了底层基础设施的边界,让创新变得更加容易;而 Serverless 的出现则打破了云的边界,让创新的效率更高。在此过程中,亚马逊云科技通过 Serverless 的持续创新,以“积跬步至千里”的态度和精神,将云上的虚拟基础设施和云上数据和分析服务领域再一次解放“出来”,释放出了巨大的技术创新红利,不仅定义和构建出了 Serverless 的创新之路,也是其有能力,更也有信心引领 Serverless 持续创新,并推动 Serverless 实现“常态化”的核心所在。
