MSE Serverless 正式商用,构建低成本高弹性的微服务架构

作者:问思

微服务架构充分提升了研发效率,解决了复杂业务系统的快速迭代问题。但随着业务及技术演进,各种微服务组件也愈发复杂。如何实现更敏捷的开发,降低微服务开发运维成本,做到全链路的弹性,保障整个系统的稳定性,依然存在诸多挑战。

比如多个开发团队在缺乏统一规范或协同的情况下,会出现微服务组件、SDK 版本不一致的情况,但考虑到版本兼容性、升级影响范围等因素,不少用户不敢升级而埋下隐患。在做容量规划的时候,用户很难根据业务量评估合适的资源需求,采用大规格实例则成本过高,用小规格遇到突发流量又会影响稳定性。如果业务是由 ISV 开发,项目交付验收完成之后,一些基础组件的运维责任不明晰,如果缺少专业的巡检和监控告警机制,极易引发线上故障。

微服务 Serverless 趋势

作为微服务架构演进的一大趋势,Serverless 技术可以最大化技术红利和资源利用率,解决上述问题。它让开发者专注业务实现,而不必关心底层的服务器在哪,资源是否充足,什么时候该扩缩容或升级。

在研发协作和迭代效率方面,微服务本身是高内聚,可复用的,加上 Serverless 基础设施,可以升级成组装式研发。同时用户可以利用微服务治理的全链路流量控制能力,快速搭建逻辑隔离的日常环境,在节约资源成本的同时,将开发测试环境的构建时间从数天降低到分钟级别,极大解放开发者的生产力。对于网关、注册配置中心、MQ、数据库、Redis 缓存这些基础组件,如果通过资源冗余来保障其稳定性,显然不够经济。

通过 Serverless 云产品就可以快速实现全链路的资源弹性,并享受自动升级等免运维的能力。这些基础组件都通过 Backend as a Service 的方式提供,开发者不需要陷入复杂的配置集成工作中,而是聚焦在开发任务。对于业务方来说,即使 ISV 交付完项目撤出以后,也不用担心基础组件的运维、技术兜底和稳定性保障。

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MSE Serverless 功能

正是顺应这种技术趋势,阿里云 MSE 在微服务业界率先推出了 Serverless 版。它有三大功能亮点,第一是自适应弹性, 云原生网关和注册配置中心可以根据业务量自动地进行扩缩容,免去用户复杂的容量规划工作。对于注册配置中心来说,其资源消耗和多个因素相关,比如服务提供者数量、客户端连接数、TPS 等。但有些指标很难进行观测和提前规划。网关作为关键的流量入口,虽然可以预测日常业务流量,但很难判断计划外流量。通过云服务的自适应弹性,可以保证整个技术架构的稳定性及成本的可控。

第二点是开箱即用免运维, 大大减轻用户的运维负担。MSE 将注册配置中心、云原生网关以及服务治理的关键事件,比如实例变更、节点启停、应用上下线、限流熔断等汇总成统一视图,便于问题的分析和排查。MSE Serverless 实例会在用户自定义的运维时间段,执行前置检查和自动升级。既保障组件处于最新的稳定版本,又能解除用户对于兼容性或者业务流量影响的担忧。另外很多用户缺乏配置告警规则的意识或经验,MSE Serverless 实例也支持默认告警配置,当一些严重事件发生的时候,尽早通知到用户,及时介入。

最后也是最重要的一点,MSE Serverless 的计费方式跟业务量关联起来,门槛更低。 普通实例按照固定规格收费,对于创业初期的小规模业务,或者业务低峰时段,实际会有资源的浪费。MSE 注册配置中心 Serverless 按照客户端连接数计费,云原生网关 Serverless 按请求量计费,对于测试环境、潮汐式业务、中小规模业务,都会节省大量成本。

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构建高弹性的微服务架构

用户如果要自行构建一个全栈、高弹性的微服务架构,需要去权衡各个组件扩缩容的难易度,伸缩速度以及业务负载变化速率这些因素。如果基于 MSE Serverless 版,再结合阿里云其他云产品能力,可以轻松实现上述目标。如下图所示,用户业务流量经由 NLB 进入到云原生网关 Serverless 实例,并路由到部署在 ACK 或 SAE 上的应用,整条链路上的产品都具备自适应弹性能力。

当应用副本数随着业务流量增大,其访问注册配置中心的连接数及 TPS 也会随之升高,Nacos、ZooKeeper Serverless 实例也会进行相应的弹性伸缩。对于服务治理来说,它本身就是应用级的按需接入,当SAE 或者 ACK 上的某个应用开启服务治理以后,扩容出的应用副本也自动享受到服务治理能力。现在阿里云已经有二十多款 Serverless 产品,并且会继续推进核心产品全面的 Serverless 化。通过 Serverless 云服务,用户可构建整体高弹性、低成本的微服务架构。

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下面通过一个测试用例可以展示云原生网关 Serverless 实例如何与 ACK 容器集群配合,利用日志记录中的 QPS 指标和容器 HPA 机制,实现根据请求量进行整体扩容。

针对部署在容器集群的应用负载,我们创建一个 HPA 资源,设定最小和最大副本数,定义 QPS 为指标,每个副本的平均 QPS 达到 50 则触发扩容。

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运行压测工具 10 分钟,发送到网关的请求从 400 TPS 逐级上升到 4000+ TPS。可以看到所有压测请求 100% 成功,而且平均 RT 保持在 9~10 毫秒的水平。实际上,网关服务和容器集群中的应用副本都进行了自动扩容,整个过程对用户完全透明,业务无感知。

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MSE Serverless 适用场景

MSE Serverless 虽说有诸多优势,但也要分场景选用,普通实例和 Serverless 实例如何选型?这里我们列出二者的功能及适用场景的异同。在高可用方面,两种实例都支持多节点集群的多可用区部署,只是 SLA 稍有区别。在运维方面,用户需要手动升级普通实例的版本,并关注底层资源监控指标,到阈值时及时手动变配。而Serverless 实例会进行自动升级和弹性扩缩容,用户不需要做复杂的容量规划和手动变配,也不需要关心 CPU、内存等资源的监控和告警。

对于云原生网关,普通实例支持的通信协议和认证鉴权种类稍多,具备硬件加速和可扩展性能力。Serverless 实例也支持了主流协议和认证鉴权方式,能覆盖大部分的用户需求。

综上所述,Serverless 实例更多是面向中小规模业务,间歇潮汐型场景,测试环境。而且用户希望免运维,更简单地使用后端服务。普通实例面向的是中大规模业务,希望掌控部分运维工作,并有更多自主性,扩展性需求的用户。

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MSE Serverless 如何降本

用户无论是自建还是使用普通实例,一般会根据高业务负载购买相关的规格,按固定资源付费。这样在波谷期浪费的资源较多,整体成本较高。如果出现预期外的大业务流量,资源不足会使业务受损。Serverless 实例能进行快速且独立的扩容和缩容,在快速响应业务变化的同时,合理优化使用成本,助力企业降本增效。

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注册配置中心 Serverless 实例按照客户端到服务端的连接总数计费,每十个连接为一个计费单位,阶梯定价,小时计费,具体价格如下图表格所示。假设用户的业务量平稳,如折线图所示,橙线代表 Serverless 实例月价,蓝线代表普通实例的专业版集群月价。当小时连接数一直在十个或十个以内,Serverless 实例的月费用是 115 元。即使到了 50 个连接的业务量,都要比 Nacos 或 ZooKeeper 开源自建成本更低。在 100 个连接以内,Serverless 实例费用比普通实例更低,所以对于中小规模业务更优。

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云原生网关 Serverless 实例统计每小时处理请求量,每 1 万个请求为一个计费单位,阶梯定价,小时计费,具体价格如下图表格所示。假设用户的业务量平稳,如折线图所示,橙线代表 Serverless 实例月价,蓝线代表普通实例集群月价。每小时累计请求在 5 万以内,Serverless 实例相比开源自建成本更低,在 20 万请求以内,比普通实例更低。

上述假设是业务量较小且保持在一定量级,除此之外,Serverless 对于间歇、潮汐式场景,累计费用也更低。如下面的柱状图所示,假设 10 个小时内业务量有较大变化,刚开始每小时请求量为 20 万~30 万,最高峰为每小时 200 万,然后逐渐回落。对于网关这种关键入口,普通实例需要预留资源保证能够支撑 200 万请求量的业务峰值。但对于 Serverless 实例,它的费用随业务量变化而不同。虽然在峰值时段 Serverless 实例的小时费用更高,但整个时段的费用累加后,明显看出它的成本更优。

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MSE Serverless 版已于 11 月 17 日正式商业化,并推出相应的节省计划,用户可以根据注册配置中心和云原生网关 Serverless 实例每天的费用,按天承诺一定的消费金额进行预付费,可享受 8 折到 95 折不等的抵扣优惠,可进一步降低用户的长期使用成本。不到 100 元的月消费,您即可享用到 K8s Ingress、微服务网关、安全网关三合一的云原生网关,或是稳定安全免运维的注册配置中心,快来构建你的 Serverless 微服务架构吧!

相关链接:

MSE Serverless 实例简介:

https://help.aliyun.com/zh/mse/getting-started/mse-serverless-instance-introduction

注册配置中心实例及版本选型:

https://help.aliyun.com/zh/mse/product-overview/select-an-edition

注册配置中心 Serverless 实例计费概述:

https://help.aliyun.com/zh/mse/product-overview/serverless-instance-billing-overview

云原生网关实例选型:

https://help.aliyun.com/zh/mse/product-overview/select-a-gateway-instance

云原生网关 Serverless 实例计费概述:

https://help.aliyun.com/zh/mse/product-overview/serverless-instance-billing-overview-1

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