區塊鏈所引爆的：無伺服器交互系統正成為互聯網最大變革

不管是從技術發展的方向，還是從網路發展的需求，隨著伺服器的瓶頸被發現，下一代互聯網都在向著無伺服器交互系統的方向發展。

我將在這篇文章中介紹無伺服器交互系統，包括它的定義，它的特點，它的架構，也將分析無伺服器交互系統與區塊鏈的密不可分的關係。

作為下一代互聯網的無伺服器交互系統，它的發展必須要利用到區塊鏈技術，而區塊鏈應用的落地與壯大，也需要無伺服器交互系統的支撐。

01

什麼是無伺服器交互系統

當我們與互聯網打交道時，我們的每一次交互都會被分作前端操作和後端操作這兩部分來執行，前端操作以完成交互效果為主，比如網頁的動態顯示，主要體現在頁面結構以及交互實現，不需要直接調用後台數據；後端操作是指實現數據平穩的被讀取出來的操作，比如在網頁查詢一個關鍵詞，就要根據關鍵詞從後台找出用戶想要的搜索結果。

如今互聯網的後端操作，或者說後端服務，是依賴中心化伺服器來運轉的，這樣會帶來一個問題，就是當很多用戶在同一時刻進行相同的操作時，需要排隊等候同一個中心化伺服器進行處理。

比如雙十一零點的時候在天貓購物，同一秒會有數十萬的操作湧入，但這些操作都是由一個中心化伺服器來完成的，就像我們在超市排隊付款一樣，需要由一個收銀員來一個顧客一個顧客的處理。雖然天貓用動態擴容的方法讓這個中心化伺服器的能力不斷增強，但我們依然會發現頁面出現「系統正忙，請稍後再試」的情況。

無伺服器交互系統是指當我們使用互聯網時，後端服務不再由中心化的伺服器來提供，用戶直接面向帶有功能組件的網路系統，用戶需求由功能組件的交互操作來提供，這個功能組件可以是郵件功能，可以是拍賣功能，可以是音樂功能。也就是說，後端服務不是先找到伺服器，然後由伺服器維護資源，而是圍繞一個用戶和功能組件的交互操作展開對資源的維護。

從技術角度來看，無伺服器交互系統有以下兩大特點：

1.資源與伺服器無關

資源是指通過指令在伺服器中取回的交互結果，包含文本、圖像之類的數據。

在中心化伺服器架構下，資源直接和伺服器相關。一個後端操作需要訪問伺服器取回交互結果，那麼隨著訪問次數的指數級增長，要求伺服器和相關的服務擴展也指數級增長。

在無伺服器交互系統下，資源和伺服器無關。一個後端操作可以將獲取資源的通用操作細化為多個具體操作，再將這些具體操作細分成一個個功能組件。此時的每一次資源調配面向的都是可以被細分的交互操作，由系統中無數的功能組件來完成，整個系統可以保障高的可用性。此外，系統可以根據需求來有選擇性的優化功能組件，在保證整個系統最優化的同時實現維護成本的最低化。

2.交互與伺服器無關

交互是指系統對用戶指令做出反饋，交互的效率與用戶體驗息息相關。

在中心化伺服器架構下，交互是通過http來進行回復的，讀快寫慢，用戶的增加會迅速提升交互壓力，導致系統統對交互的反應降低，從而產生卡頓。

在無伺服器交互系統下，交互是通過函數來進行回復的，任何交互都可以被封裝成很小的服務，如果一個交互功能組件阻塞，可以去另外一個交互功能組件進行交互，不會因為調用單點而造成阻塞，用戶交互的指數型增長不會影響到訪問的流暢性。

此外，在無伺服器交互系統下，好的交互設計可以獲得相關的激勵，而不好的交互設計將會被剔除出來，這有利於好的交互功能組件的維護和發展。

通過對無服務交互系統特點的分析不難發現，當系統從中心化服務框架演變成功能性組件服務框架後，伺服器將不再需要承擔大的交互壓力和查詢壓力。以無伺服器交互系統為基礎的下一代互聯網將徹底提升並發處理能力，並可以保障系統穩定的可用性。

這樣一來，當用戶在雙十一清空購物車的時候，就不會因為同時付款的人太多而購買失敗；當用戶在上海車牌網路拍賣車牌的時候，也不會因為同時查詢報價的人太多而報價無效。

對於互聯網本身，無服務交互系統更易維護，同時更具擴展性。

在未來，工程師通過搭建和維護細小的功能組件，就能容易地構建出一個穩定的高可用的網路服務，並且可以高效率的實現功能的升級和擴展，這不僅會讓互聯網生態的繁榮程度提升一個數量級，還會大大提高網路的可行性和可擴展性，讓更多的點對點經濟發展起來。

02

無伺服器交互系統的架構

無伺服器交互系統採用的是FaaS(function as a service，函數即服務)架構。它是一種以函數作為設計基礎的網路架構，也就是說，它是面向功能組件的而不是面向伺服器的。

在設計時，面向伺服器與面向功能最大的區別是，前者是通過設置層層緩存來保障能夠穩定的對伺服器進行調用，後者是通過對功能細化和對功能進行針對性的擴展來完成對特定功能的調配。

無伺服器交互系統在架構設計上有兩個特點，一是要以設計交互功能為主，二是要對交互部分進行可擴展性的提高。我們以傳統郵件設計和無伺服器交互系統下的郵件設計為例來說明這兩種互聯網架構的區別。

在傳統的郵件架構中，系統是通過特定網路協議和多層級伺服器來架構的，其中SMTP是常用的基於文本的協議，除了通過該協議進入網路，還需要經過郵件訪問協議訪問相關伺服器和鏡像。這種架構需要多次和伺服器進行交互，並通過不同的協議進行通訊，而用戶也要通過不同的協議進行查看。

在無伺服器交互系統的郵件架構中，系統只需要設計進入網路前的功能和從網路進來時需要實現的功能即可，不需要考慮協議的部分，也就是說，只需要站在進入網路前和從網路進入客戶端這兩個角度設計交互系統即可。

以郵件系統為例，交互功能分為發送郵件和接收郵件兩種，發送郵件又可以細分為加密附件和區塊鏈上狀態改變，接收郵件又可以細分為解密附件和區塊鏈狀態改變。將大功能細分成小功能的架構是無伺服器交互系統設計的規則。

在本例中，加密附件部分非結構化的交互數據可以用加密存儲的方式進行傳輸，通過本地的非對稱簽名就可以完成，也就是說加密過程沒有離開用戶的本機，只有用戶知道如何解密，也只有用戶能讓別人知道如何解密。KV的結構化數據則使用區塊鏈來記錄狀態改變，由節點共同維護。

系統架構只需要處理如何用分散式存儲來做非結構化數據的接收發送，以及用區塊鏈記錄結構化的包括接收者發送者信息在內的微服務數據，之後就可以專註於提升用戶的前端體驗。

通過面向發郵件和收郵件功能組件的系統設計，實現了通過分散式的節點來保障收發郵件的功能，完成了無伺服器交互系統下的郵件系統架構。

對比傳統架構，會發現在無伺服器交互系統下，新一代的互聯網具有如下特徵：

1.無需對伺服器維護。這意味著企業可以用更低的成本來構建一個交互型的系統，用戶的數據也不會被無端記錄和被中心化壟斷數據使用權。

2.可以設計自適應功能來擴展、提?功能的性能，比如在郵件系統的設計中，可以根據實際需求調整收發郵件的不同組件的性能。這意味著企業可以用更低的成本來維護一個高頻次的交互系統，用戶也可以更流暢的使用互聯網。

3.通過對密鑰的控制實現對資源的管理。這意味著企業可以根據密鑰信息把用戶引導到正確的資源上，用戶可以通過對資源的驗證來保障自己的訪問安全和數據隱私。

4.通過對存儲的控制實現對交互的管理。這意味著企業可以通過整合加密存儲到函數的方法來實現交互，比如企業把十個資源分享到網上，並通過相關公鑰來使用資源，當企業需要替換兩個資源時，只需要更改對應的公鑰就能實現，在這種方式下，用戶也可以與系統更平穩的進行交互。

03

無伺服器交互系統與區塊鏈

區塊鏈是無伺服器交互系統中不可或缺的重要角色，它代替傳統的中心化的伺服器，負責狀態記錄和記賬。狀態記錄是記錄用戶的每一個在網路上的狀態，比如是否是會員，而記賬是記錄用戶的每一筆支出。這是互聯網上最重要的兩個功能，現在主要由公司的中心化的伺服器承擔。

在狀態記錄上，區塊鏈的優勢是能保證狀態讀寫的穩定性，在任何情況下，只要相關變更提交進入寫節點的內存池，就可以改變狀態，需要針對不同屬性區塊鏈的狀態在不同函數下進行更改。同時，區塊鏈節點的分散特性也保證了系統的可用性，而區塊鏈與生俱來的記賬屬性和激勵屬性則保障了互聯網上相關結算場景的實現。

總體而言，無伺服器交互系統的設計就是通過對區塊鏈上的狀態更改以及對加密數據的維護來實現交互，並在無伺服器交互的基礎上，對交互功能進行分解和優化。

另一方面，無伺服器交互系統也能讓用戶更容易地使用區塊鏈，從而促進區塊鏈應用的大規模落地和發展。

以DApp的使用為例，現有的DApp需要戶熟悉一些區塊鏈的基本知識後才能很好的使用，包括密鑰部分，這相當於讓一個手機App的用戶了解Android的架構後再來使用，本身就不現實。但無伺服器交互系統是對後端的一個革新， 在這種方式下，用戶只需要關注前端，像以前使用App一樣來使用DApp。DApp並不需要把賬戶系統暴露在外，正確的做法是以區塊鏈做支持來完成後台數據的調用。

04

從中心化伺服器到無伺服器交互系統

雖然互聯網起源於點對點的系統設計，但因為這種系統在早期是用低成本的分散式結構來進行運營的，並沒有對分散式的節點進行獎勵，因而整個系統的最終運轉還是離不開中心化企業的設計和運營。另外，現有的互聯網解決方案主要是圍繞著中心化伺服器來進行設計的，這種系統設計也相對直接和容易。如上種種因素，讓我們一直停留在中心化伺服器的互聯網時代。

但隨著區塊鏈技術的出現，產生了激勵節點的方法以及通過節點數量保障可用性的方法，加之FaaS設計思路的流行，無伺服器交互系統正在成為互聯網設計中最大的變革，它將原本的伺服器架構功能化、模塊化、函數化，以及實現基於此的對系統的細顆粒優化。

Amazon，Google，Microsoft都正在投入對FaaS的設計，它們也是如今這一領域最為活躍的公司，同時也有眾多的開發者、開源項目對FaaS設計進行了研究和實現。

在未來，傳統的後端工程師將分為整體架構工程師和函數架構工程師，而未來的函數架構可以選擇傳統雲廠商提供的函數，也可以使用區塊鏈廠商提供的函數來對系統進行擴展，這其中，區塊鏈廠商提供的無伺服器交互系統更能保障系統的可用性，節點越多越有保障。

無伺服器交互系統正在成為一種必然的趨勢，它是在現有的互聯網架構基礎上開闢的一條新的構架思路，它把區塊鏈的特性輔助到傳統的互聯網架構中，產生了之前架構無法比擬的優越性。正在發生的、互聯網的這一變革將在不遠的未來深刻影響到我們的生活。

來源：碳鏈價值

作者：吳為龍，Genaro Network創始人，趣派科技CTO，SPoR + PoS可持續共識機制發明人。

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