阿里业务研发平台的新利器——GAIA横空出世

本文涉及的产品
简介: GAIA横空出世的分析

作为程序员的你是否经常面临如下对话场景


产品经理:“这个需求非常紧急,只改动一点点,加个字段透出来,须在**前上线”。

我们的回答:

1、“我正在升级一个三方依赖包/中间件,这个发布还要一段时间,还要等这个发布完稳定一段时间后再说”

2、“这个修改,需要拉分支修改,然后要编译、打包、部署,再测试验证,研发交付过程就需要1小时起”

3、......


这里面有两个问题 :

一是:“应用”承载多业务服务,并与基础设施依赖紧密耦合,“应用”负重前行。

二是:应用的编译打包与部署分别是程序员的尿点、烟点,业务交付流程成本高。

▐ 分析思考

  • 为解决业务耦合和扩展性问题,我们有了微服务;微服务由应用去承载,多个服务/同领域服务在一个应用里面,导致应用切分粒度与灵活性一直是挑战,典型的场景是会再进行服务分组,自然也会有大量的应用拆分的情况,同时应用里面包含了各种三方依赖/ 中间件,这些自然与应用强耦合;
  • 为解决微服务部署问题,我们有了容器化部署方案。基于容器的部署解决方案,里面除了应用也承载 metric、logagent 等大量非业务的组件,并与业务缺乏隔离性;

我们的现状是富容器+富应用,是否有新的机制,可以实现业务和基础设施隔离解耦。

image.png

  • 云计算以及 IaaS、PaaS、CaaS 等理念得到普及,硬件网络等基础设施下沉到通用平台,不断降低业务落地技术门槛。从上图可见,从 IaaS 到 PaaS ,业务需要关注的内容不断的在减少,但“应用”仍是一个非常庞大的载体,如何让业务更专注于业务逻辑自身, FaaS 是最优选项
  • 在微服务和容器化的背景下,为解决业务与服务化基础能力耦合问题,产生了 service mesh ;FaaS 与 mesh 的结合,刚好优雅的解决业务与基础设施的耦合问题
  • 业务交付过程,是不断的代码提交、编译、打包、部署的过程,研发人员需要清晰知道并机械的完整参与整个过程,既然如此能否实现代码修改即交付,把代码提交、编译、打包、部署乃至自动化验证对开发交付过程透明呢?

▐ 我们的答案

  • 轻量级function容器 + 基础设施容器下沉隔离解耦(Composite Containers)
  • 所见即所得(What You See Is What You Get ),function版本化交付运行。

image.png

这张典型的分层图,通过技术的不断的标准化,降低开发复杂性,提高业务研发运营效率,是技术演进的核心价值体现;当下云原生概念火热, K8s 、 service mesh 等技术不断的将业务依赖的基础设施下沉隔离,技术理念的认知也得到更新,此时正是 FaaS 技术新的机遇, GAIA 正是基于这样的背景产生,我们做的 2 件事情,即定义面向 function 的容器规范,定义面向 function 的研发过程。

image.png

▐ GAIA 容器架构

  • 基于 Composite Containers ,实现轻量级 function 容器,基础设施容器下沉隔离解耦。
  • 通过 function 粒度,很容易解决原来基于应用拆分粒度问题,但如何与基础设施进一步解耦呢?我们看当前的一些具体问题。

富容器化:

  • 容器内存在多个进程,应用服务 Java/nodejs/... 、 nginx 、 logagent 、sunfire...
  • 进程资源存在竞争缺乏隔离,发生过很多非应用服务进程大量消耗 cpu 、内存,影响整个业务服务可靠性的案例。
  • 进程缺乏统一生命周期管控,每个进程都要自我保障,典型的如 nginx 跪了, Java 进程还在,对应用而言其实整个容器已经终止服务;或者日志采集的服务已经停止了,造成了数据监控的丢失。这些进程是组合构建一个服务能力。
  • 从设计模式而言,容器的职责要单一,但当前一个容器承载太多。
  • 各种能力都在同一容器内,数据链路以及关系不清晰。

富应用化:

  • 中间件与领域服务对应用的侵入,有多少依赖的升级需求需要业务研发响应。

单容器面对这些问题已经力不从心,不是仅 docker、rkt 等容器可以解决;而多个容器直接一起,又涉及跨容器大量的通讯协作与资源编排调度等问题,这时候 linux 提供的 namespace 和 cgroups 能力就发挥其灵活组合的威力,常规理解一个容器与 namespace 和 cgroups 一一对应,更进一步把 namespace 和 cgroups 与多个进程结合起来,即同一个 namespace 下,共享主机名、 PID 、文件系统、网络接口,但不同的进程通过 cgroups 隔离资源,把相关联的几个进程通过这种形式组织起来,即实现逻辑上一个单节点多容器组合,但不同的进程间又具备隔离性, K8s 的 pod 即支持按 Composite Containers 实现。基于容器的分布式系统设计模式里面,对单节点多容器的模式,包括 sidecar 、 ambassador 、 adapter 三种,可分别处理不同的应用场景。

image.png

对应前面的问题,基于 K8s 的 pod 能力,我们看 GAIA 的容器架构实现。

image.png

  • 每个容器的职责单一,一个容器只解决一件事情,应用的容器专门处理应用逻辑,运维监控的容器专职处理
  • 隔离天然具备,分不同进程容器级别的cgroups隔离,对不同的容器细粒度控制 cpu 、内存、 IO 等资源
  • 统一基于容器级别的生命周期的探测和管理
  • 基于 pod 多容器的能力,基础服务这些中间件都可以下沉隔离,即 service mesh 的核心理念,服务注册发现、限流、熔断、超时等等基础能力可实现业务解耦
  • 整个容器的架构清晰化,底层为监控、日志模块,上层为业务容器,每块能力定义自己的数据链路

对比基于 JVM 的 FaaS 容器,核心差异是业务与基础设施仍在应用和容器里面耦合在一起,同时容器的隔离性与编排能力。

我们看 GAIA 与传统应用架构对比:

image.png

  • 基于 K8s pod 实现,业务逻辑依赖的基础设施完全解耦下沉
  • 业务细粒度隔离性
  • 促进领域服务与应用服务分层
  • 请求链路:去中心化 +RPC vs Sidecar
  • 研发方式:面向大量基础设施依赖 vs 专注 Function / 业务容器

本质关键:

  • 容器级的架构分层
  • 容器级的单一职责
  • 容器级的资源隔离
  • 容器级的统一生命周期

▐ GAIA研发流程

所见即所得( What You See Is What You Get ), function 版本化交付运行。

image.png

业务研发落地过程划分3个阶段,即设计( design :含业务需求分析、技术方案选型、架构设计、详细设计、领域建模等)、实现( code )、交付( delivery ),前两者与业务的复杂性紧密关联,也有很多工程理论在探索,在交付阶段经历的过程基本确定,都会经历代码提交、编译、打包、部署、测试几个阶段,然后从测试环境交付到生产环境,有些公司会有 CI/CD 实践,基于 Function 如何去实现呢?与传统应用的差异如何呢?

image.png

  • 基于 function 的版本化交付运行,我们重新定义了研发过程,并进行领域建模。
  • 基于容器规范的自动化编译打包,修改触发
  • 部署版本化 reversion
  • 关联 trigger ,基于 alias 在不同 reversion 版本之间流量发布实现研发交付阶段对开发透明,所见即所得

▐ GAIA 实战

我们以闲鱼详情为例,从端到端完整业务落地,对比与传统研发方式差异

image.png

传统研发

开发:

  • 创建应用、创建工程脚手架、代码分支管理
  • Aone需求,git分支,idledetail应用研发
  • 应用日常、预发发布

    • mtop Max平台API配置发布
  • 详情android开发
  • 详情iOS开发

发布:

  • 应用创建机器资源、单元化等逻辑
  • Idledetail发布
  • Max API发布
  • API去中心化
  • 金丝雀能力缺乏
  • android端构建发布
  • iOS构建发布

运维:

  • 机器资源伸缩
  • ssh 日志grep
  • 基础设施依赖升级
  • ......

GAIA研发

开发:

  • Fn业务逻辑,日常预发秒生效
  • 详情flutter跨端

发布:

  • 线上发布Fn
  • 旧API流量迁移
  • flutter动态发布

运维:

  • 平台化托管

从两者对比,仅研发阶段,GAIA 的研发过程大幅简化,对提升研发效率有很大价值,我们测算验证全新构建一个应用服务的耗时是达到几小时级别,单纯的修改逻辑落地也是小时起;而 GAIA 可以实现快速开发,日常、预发环境修改秒级生效,实现业务快速迭代。

▐ 总结

  • GAIA基于Composite Containers定义容器规范,实现业务容器轻量化,结合mesh理念确定业务与基础设施新的隔离边界;同时基于function的版本化重新定义了交付流程,实现研发所见即所得,业务交付效率得到突破;当下已经在闲鱼、淘宝业务中落地
  • 理念需要成熟的技术能力与环境支持,FaaS在业界有很多先驱,当下容器、微服务、K8s、service mesh成熟带来了新的机遇
  • 技术不断的标准化,降低业务交付的复杂性,提高业务研发运营效率
  • 极致的研发运维效率,支持业务高速迭代是永远的追求,也是技术演进的业务价值体现
  • GAIA是基于技术环境成熟后新的serverless实践,未来资源与流量一体的弹性伸缩,基础设施透明化,业务研发0运维。

One More Thing

淘宝基础平台部-基础服务团队,欢迎在容器、K8s、serverless、service mesh上感兴趣的同学,一起探索技术、创新突破,为阿里乃至业界创造新价值,简历投递 kobe.sunq@taobao.com

相关实践学习
容器服务Serverless版ACK Serverless 快速入门:在线魔方应用部署和监控
通过本实验,您将了解到容器服务Serverless版ACK Serverless 的基本产品能力,即可以实现快速部署一个在线魔方应用,并借助阿里云容器服务成熟的产品生态,实现在线应用的企业级监控,提升应用稳定性。
云原生实践公开课
课程大纲 开篇:如何学习并实践云原生技术 基础篇: 5 步上手 Kubernetes 进阶篇:生产环境下的 K8s 实践 相关的阿里云产品:容器服务 ACK 容器服务 Kubernetes 版(简称 ACK)提供高性能可伸缩的容器应用管理能力,支持企业级容器化应用的全生命周期管理。整合阿里云虚拟化、存储、网络和安全能力,打造云端最佳容器化应用运行环境。 了解产品详情: https://www.aliyun.com/product/kubernetes
相关文章
|
3月前
|
缓存 算法 网络协议
盘点腾讯后台开发各级工程师(T1-T9)需要具备哪些能力
盘点腾讯后台开发各级工程师(T1-T9)需要具备哪些能力
盘点腾讯后台开发各级工程师(T1-T9)需要具备哪些能力
|
数据可视化 安全 程序员
将业务数字化,让低代码成为管理的核心引擎|《102个开发者故事》第九期
有14年软件开发经历的陆凯,用低代码实现同仁堂健康(宁夏)公司的全面智慧管理。
567 0
将业务数字化,让低代码成为管理的核心引擎|《102个开发者故事》第九期
|
运维 前端开发 rax
迈向应用研发新时代,前后端一体化研发模式即刻体验
随着 Serverless 基础服务带来的技术红利,前端工程师能够以更低成本和更高可靠性掌控后端的服务。在应用开发过程中不仅仅要考量运维的成本,如何让前端开发架构同后端应用架构结合,来实现应用研发提效,同样是开发者关注的核心,本文将从前后端一体化研发模式的开发实践上同大家一起讨论探索。
1055 0
迈向应用研发新时代,前后端一体化研发模式即刻体验
|
运维 Kubernetes Devops
思否开源项目推介丨Choerodon:开源多云应用敏捷全链路技术平台
思否开源项目推介丨Choerodon:开源多云应用敏捷全链路技术平台
思否开源项目推介丨Choerodon:开源多云应用敏捷全链路技术平台
|
移动开发 监控 前端开发
高德前端这五年:动态化技术的研发历程和全面落地实践
本文将分享随着业务快速增长高德前端的技术发展历程,总结动态化技术的落地实践,以及高德前端未来的发展方向。
高德前端这五年:动态化技术的研发历程和全面落地实践
|
程序员
这些能力是在直播软件开发公司做产品所必备的能力
这些能力是在直播软件开发公司做产品所必备的能力
|
云计算 项目管理 云安全
附PPT下载 | 小邪:新基建之云上IT研发路 - 基于云架构的研发模式演进
企业的数字化上云已经成为社会共识。5G、工业互联网、人工智能、云计算作为数字经济的主要基础设施,将成为中国新基建的主要内容。云将给IT部门及IT人员带来研发运维方面的革命性的变化与冲击。本次分享将由阿里巴巴集团副总裁、云智能基础产品事业部负责人蒋江伟为大家介绍阿里巴巴面向互联网、面向云的研发模式的演
1220 0
|
Serverless 开发者
阿里巴巴小程序繁星计划技术能力支持指南
阿里巴巴小程序繁星计划技术能力汇总(不断更新) 一、多平台小程序技术专家团指导1、阿里云小程序云支持群小程序云官方用于客户需求反馈和沟通的钉钉群,阿里云多位技术专家在线辅导答疑(补充二维码) 2、支付宝小程序交流群本群是支付宝小程序开发者交流群,欢迎大家在群内交流支付宝小程序开发、运营的经验 二、在线技术开发文档支持 三、小程序相关技术社区1、阿里小程序云介绍:链接:https://yq.
2000 0
|
运维 测试技术 文件存储
【阿里云新品发布·周刊】第21期:小程序一云多端解决方案,助开发者实现一云多端的业务战略
点击订阅新品发布会! 新产品、新版本、新技术、新功能、价格调整,评论在下方,下期更新!关注更多内容,了解更多 最新发布 小程序一云多端解决方案 2019年8月14日15时,小程序一云多端解决方案分享会正式开启。
2743 0
【阿里云新品发布·周刊】第21期:小程序一云多端解决方案,助开发者实现一云多端的业务战略