基于 Serverless 架构的 CI/CD 框架：Serverless-cd

近日，Serverless 开发者平台 Serverless Devs 重磅发布基于 Serverless 架构的轻量级 CI/CD 框架 ——Serverless-cd。Serverless-cd 是一款运行在 Serverless 架构上的功能强大而灵活，安全，低成本的 CI/CD 开源框架。该框架基于 Serverless Devs 开发者工具打造，通过 Serverless-cd 开发者可以快速构建企业内部应用管理 PaaS 平台。

开发者更想关注业务价值的创造

Serverless Devs 是 CNCF 沙箱孵化项目，2020 年由阿里云开源，它是一个开源开放的 Serverless 开发者平台，Serverless Devs 也是业内首个支持主流 Serverless 服务 / 框架的云原生全生命周期管理的平台，致力于为开发者打造 Serverless 应用开发一站式服务，帮助解决目前的工具链之困，让开发者一键体验多云产品，极速部署 Serverless 项目。

Serverless Devs 项目为应用的开发，调试，部署，运维，监控提供全生命周期的解决方案。在实际使用中，应用部署和交付对于开发者来说仍然是一个难题。开发者希望更专注于应用的开发和价值的创造 —— 也就是关注代码编写和应用的构建，而非应用部署和交付。

在 Serverless-cd 项目发布之前，Serverless Devs 项目通过集成的方式，集成了主流的 CI/CD 工具：https://github.com/Serverless-Devs/cicd，如 Jenkins、Github、Gitlab 等，但使用这些传统的 CI/CD 工具一般会面临如下几个问题：

1. 资源利用率低：需要提前准备构建机器，在没有构建任务时，机器资源浪费；
2. 任务排队：如果资源准备不充足，在业务构建的高峰期间， 任务排队时间过长；
3. 隔离性差：如果某个任务执行过程中消耗大量计算 / 存储资源，导致其他任务失败；
4. 安全问题：
   1. 使用平台提供的 CICD 服务：代码和构建机器不在同一个网络环境，不得不开放公网访问，引起安全问题。
   2. ECS 虚机部署：多个应用同时在一个实例构建，某个恶意应用可以访问其他的应用的代码

CI/CD 流水线的 2 个特点

CI/CD 流水线有两个显著的特点：

1. 事件驱动

无论是接收 Webhook 自动触发，还是调用 Open Api 手动触发，对于 CICD 系统来说都是被动接收指令进行消费

1. 业务明显波峰波谷

触发 CI/CD 构建的高峰一般在上班的时间段中，下班后以及晚上构建任务比较少。同时有些任务执行非常耗时，有些任务又需要大量的 CPU & 内存资源，很难提前进行有效的容量预估。

• 机器资源准备过少：由于资源不足导致任务执行失败，或者多个任务进行资源抢占，一直无法执行。
• 机器资源准备过多：无法充分利用，造成资源闲置浪费。

基于 Serverless 架构的 CI/CD 优势

在 Serverless 架构下，CI/CD 可以具备以下优势

1. 自动弹性

Serverless 平台会为每个构建任务分配一个全新的实例，保证每个任务之间互不影响。再也不用担心资源不足导致任务失败，也避免了由于资源不足导致任务一直排不上队的情况。

1. 按价值付费

在业务波谷（晚上或者下班后）期，只有少量甚至没有任务执行，资源就出现了闲置和浪费。Serverless 的理念是帮助客户按实际产生的价值付费，只有实实在在的发生了构建行为，才会产生费用。

1. 免运维

Serverless 弹性是按照请求进行水平扩容的，开发者无需关注底层资源调度和运维的工作，可以心无旁骛的实现业务开发和价值创造。

Serverless-cd 技术架构

Serverless-cd 是完全遵循 Serverless 架构最佳实践，在规范和生态层面参考 Github Action 的实现。下面是 Serverless-cd 部署 Serverless Devs 应用的一段 YAML：

name: "Deploy Express application to FC"
steps:
  - run: npm i @serverless-devs/s -g --registry=https://registry.npmmirror.com
  - run: s -v
  - run: echo ${{secrets.ALIYUN_ACCOUNTID}}
  - run: echo ${{secrets.ALIYUN_AK}}
  - run: echo ${{secrets.ALIYUN_SK}}
  - run: s config add --AccountID ${{secrets.ALIYUN_ACCOUNTID}}  --AccessKeyID ${{secrets.SIMPLE_ALIYUN_AK}}  --AccessKeySecret ${{secrets.SIMPLE_ALIYUN_SK}} -a default -f
  - run: s deploy --use-local -y

Serverless-cd 采用的是经典的 Master Worker 模型，采用事件驱动的架构，整体的架构如下图：

触发方式

触发器承担事件驱动中的生产者的角色，Serveless-cd 暂时提供了三种触发方式：

1. 通过 Webhook 自动触发：

开发者可以配置对应的触发条件：比如 Push 到 Master 分支，发起 Merge Request。这是一种非常敏捷的开发和交付的方式

1. 通过 Open api 触发：

Serverless cd 平台的所有的能力都提供开放了 Open api。以便开发者更好的构建企业内部的 PaaS 平台

1. 通过 CLI 触发:

从技术的角度来看 Serverless-Devs 本质是一个 CLI 工作，提供了组件化的能力，所谓的组件化也就是通过热更新的机制，让开发者根据自己的需求进行拓展。Serverless-cd 通过自定义组件，让开发者可以通过通过命令行直接操作。 当然我们也在计划接入更多的触发类型，比如 cloudevents 触发，定时触发等

Serverless (FaaS) 平台

FaaS 平台是整个平台的核心部分，承担事件驱动中的消费者角色，采用的是经典的 Master Worker 模型。

Master Worker 模型在 Serverless 架构的优势

传统的 Master Woker 部署，为了保证 Master 节点的高可用，需要部署三个节点搭配负载均衡以及健康检查，来保证 Master 节点高可用。在 Serverless 架构中，实例会根据请求自动弹性扩容，Master 节点天然具备高可用能力，无论在可靠性，还是灵活性都有较大的优势

Master 函数作用

Master 函数本质是一个 HTTP 类型函数，作为整体流量的入口，同时也是整个系统的大脑，承担着非常重要职责。

1. 安全保障

• 公网密钥校验 Master 暴露的 URL 地址是可以公网访问的，为了防范恶意请求，serverless-cd 系统在下发 URL 的同时也会下发签名规则。如果是恶意的请求，就无法通过校验，来保证系统的安全性
• VPC 绑定

也支持绑定 VPC 环境，代码仓库和 serverless-cd 服务绑定在同一个 VPC 环境，通过 Webhook 触发。公网用户无法直接访问，从网络上保证了绝对的安全

1. 过滤请求

我们每天在 Git Repository 会触发各种事件，比如新建 ISSUE，PUSH 代码，发起 Merge Request 等。这些动作都会通过 Webhook 触发，开发者可以配置规则过滤相关事件。下面是一个示例：代表在 GitHub 平台提交到 Master 的代码才会触发

triggers:
  github:
    events:
      - eventName: "push"
        filter: 'body.ref in ["refs/heads/master"]'

1. 路由转发

Master 函数负责将请求分发给 Worker 函数，Worker 函数所有的行为都由 Master 函数控制

Worker 函数作用

Worker 函数本质是一个事件（Event）函数，只和 Master 函数通信，唯一的职责是处理 Pipeline，可以长时间运行。

自定义 pipeline

serverless-cd 支持三种方式自定义 pipeline

shell 脚本

shell 脚本是最容易理解也是使用最广泛的

name: "shell example"
steps:
  - run: echo Hello world

zx 脚本

google/zx 允许开发者通过 javascript 语法来编写您的 Shell 脚本

name: "zx example"
steps:
  - script: 'const listFile = await $`ls -la`; console.log(listFile)',

使用自定义应用（NPM Package）进行扩展

Serverless-cd 也支持封装通用的 NPM 包进行扩展：比如钉钉通知，企业微信通知，OSS 文件上传等通用能力，都可以通过自定义应用扩展。自定义应用本质是发布在 NPM 仓库的包。

name: "zx example"
steps:
  - run: @serverless-cd/dingding

快速体验

提前准备

serverless-cd 部署完全是基于云进行，依赖相关云产品也是 Serverless 化。

• 函数计算 FC：整个系统的计算能力运行在 FC 上
• 日志服务 SLS：分布式日志存储服务，更好的定位和发现问题
• 对象存储 OSS：用于存储日志信息
• 表格存储 Tablestore: 应用和任务的云数据信息存储

本地部署

1. 下载安装 Serverless Devs：npm install @serverlesss-devs -g （版本必须大于 2.1.7）, 详细操作引导请参考 Serverless Devs 安装文档
2. 配置密匙信息：s config add, 详细操作引导请参考配置阿里云秘钥
3. 初始化项目：s init serverless-cd
4. 进入项目并部署：cd serverless-cd && s deploy

Serverless-cd RoadMap

开源共建

Serverless-cd 是业界首个基于 Serverless 架构的 CI/CD 的探索，欢迎大家关注我们的开源地址：https://github.com/Serverless-Devs/serverless-cd 。Serverless-cd 刚刚开源，还有大量的细节和工作，期待与更多开发者一起共建 Serevrless 生态，让开发者可以心无旁骛的专注业务开发和价值创造。