Înțelegerea calculului fără server pentru începători

Când spunem calcul „fără server”, mulți presupun că nu există un server în acest model care să faciliteze execuția codului și alte sarcini de dezvoltare. Este o concepție greșită.

Deci, după această distrugere a miturilor, s-ar putea să vă gândiți care este logica din spatele numelui „fără server”.

Permiteți-mi să vă dau un indiciu: în loc de „fără server”, este CUM sunt gestionate și implementate serverele, ceea ce presupune „fără server”.

Sună confuz?

Ei bine, vom învăța totul despre serverless și alți termeni legați de acesta pentru a vă curăța îndoielile. Pentru început, serverless devine celebru pe măsură ce vorbim. De fapt, piața fără server este probabil să ajungă 7,7 miliarde de dolari până în 2021 de la 1,9 miliarde de dolari în 2016.

Deci, să discutăm fără server și să încercăm să descoperim motivul din spatele popularității sale.

Ce este Serverless Computing?

Calculul fără server sau fără server este un model de execuție bazat pe cloud, în care furnizorii de servicii cloud furnizează resurse la cerere și gestionează serverele singuri, în locul clienților sau dezvoltatorilor. Este o modalitate care combină servicii, strategii și practici pentru a ajuta dezvoltatorii să construiască aplicații bazate pe cloud, permițându-le să se concentreze pe codul lor, mai degrabă decât pe administrarea serverului.

De la alocarea resurselor, planificarea capacității, management, configurații și scalare până la corecții, actualizări, programare și întreținere, furnizorul de servicii cloud (cum ar fi AWS sau Google Cloud Platform) își asumă toată responsabilitatea gestionării sarcinilor comune ale infrastructurii. Ca rezultat, dezvoltatorii își pot concentra efortul și timpul pe logica de afaceri pentru procesele și aplicațiile lor.

Această arhitectură de calcul fără server nu deține niciodată resurse de calcul în memorie volatilă; în schimb, calculul are loc în părți scurte. Să presupunem că nu utilizați o aplicație, nu i se vor aloca resurse. Prin urmare, plătiți pentru ce resursă consumați de fapt în aplicații.

Scopul principal din spatele creării modelului fără server este de a simplifica procesul de implementare a codului în producție. De multe ori, funcționează și cu stiluri tradiționale, cum ar fi microservicii. Odată ce este implementat fără server, aplicațiile pe care le alimentează încep să răspundă rapid la solicitări și să crească sau să reducă automat, după cum este necesar.

Calculul fără server folosește un model bazat pe evenimente pentru a determina cerințele de scalare. Prin urmare, dezvoltatorii nu mai trebuie să anticipeze utilizarea unei aplicații pentru a decide câte servere sau lățime de bandă au nevoie. Puteți solicita mai multe servere și lățime de bandă în funcție de nevoile dvs. în creștere, fără rezervare prealabilă sau reduceți oricând, fără probleme.

Cum a evoluat Serverless?

Sistemul tradițional a avut provocări asociate cu scalabilitatea și agilitatea în procesul de dezvoltare și implementare a aplicației. Pe măsură ce cererile pentru aplicații de înaltă calitate au crescut odată cu introducerea rapidă pe piață, nevoia unui sistem mai bun care poate oferi mai multă scalabilitate și agilitate a început să apară. A rezultat în evoluția modelelor cloud computing și serverless.

Modelul Serverless a evoluat în diferite etape, de la monolitic la microservicii la arhitectura serverless sau Function-as-a-Service (FaaS).

• Arhitectura monolitică este o abordare tradițională unificată pentru dezvoltarea de software. Este un model strâns cuplat în care fiecare componentă și sub-componentele sale compilează sau execută cod. Dacă un serviciu este defect, întregul server de aplicații și serviciile care rulează pe acesta se pot defecta.
• Arhitectura de microservicii este o colecție de servicii mai mici în interiorul unei singure aplicații mari, implementate independent pentru a îndeplini o anumită funcție. Permite livrarea rapidă a aplicațiilor la scară largă, oferind dezvoltatorilor flexibilitate folosind Infrastructure-as-a-Service (IaaS) și Platform as a Service (PaaS). Cu toate acestea, alegerea între PaaS și IaaS este o provocare în acest model.
• Arhitectura serverless a evoluat cu cloud computing și oferă mai multă scalabilitate și agilitate de afaceri. În loc de IaaS și PaaS, utilizează FaaS și Backend-as-a-Service (BaaS). Aici, aplicațiile sunt implementate după cum este necesar, împreună cu resursele pentru aceasta. Nu trebuie să gestionați serverul și puteți opri plata dacă execuția codului se termină.

Atribute ale calculului fără server

Unele dintre atributele computerului fără server sunt următoarele:

• Majoritatea aplicațiilor care folosesc serverless cuprind funcții unice și unități mici de cod.
• Rulează cod numai la cerere, în general într-un container software fără stat, și se scalează perfect în funcție de cerere.
• Nu este nevoie de management de server din partea clienților.
• Dispune de execuție bazată pe evenimente în care mediul computerului este creat odată ce o funcție este declanșată sau este primit un eveniment pentru a executa cererea.
• Scalabilitate flexibilă, astfel încât să puteți crește sau reduce cu ușurință. Odată ce un cod este executat, infrastructura se oprește și se economisește costul. În mod similar, atunci când funcția continuă să se execute, puteți crește la infinit după cum este necesar.
• Puteți utiliza serviciile cloud gestionate pentru a gestiona sarcini complexe, cum ar fi stocarea fișierelor, coadă, baze de date și multe altele.

Cum funcționează fără server?

Arhitectura serverless combină două idei principale – Function-as-a-Service (FaaS) și Backend-as-a-Service (BaaS). Se bazează mai mult pe FaaS, care permite servicii cloud pentru execuția codului fără a fi nevoie de instanțe complet furnizate. FaaS constă din funcții fără stat, bazate pe evenimente, scalabile și pe partea serverului, pe care serviciile cloud le gestionează pe deplin.

Modelul permite echipelor DevOps să scrie cod concentrându-se pe logica lor de afaceri. Apoi, ei definesc un eveniment care poate declanșa funcția, cum ar fi solicitările HTTP, pentru execuție. În consecință, furnizorul de cloud execută funcția și trimite rezultate către aplicațiile pe care utilizatorii le pot vizualiza.

În acest fel, modelul fără server oferă eficiență din punct de vedere al costurilor și comoditate cu facilități de scalare automată, la cerere și plata pe măsură. Prin urmare, multe companii și echipe DevOps sunt fără server în aceste zile.

Cine folosește serverless și de ce?

Serverless este printre cele mai emergente tehnologii în dezvoltarea de software. Ar putea elimina nevoile de gestionare a infrastructurii și de aprovizionare în viitor.

Este util pentru:

• Organizațiile care doresc mai multă scalabilitate și flexibilitate cu o mai bună testare a aplicațiilor pot deveni fără server.
• Dezvoltatori care doresc să reducă timpul de lansare pe piață prin construirea de aplicații agile și de înaltă performanță
• Companii care nu au nevoie de serverele lor care rulează tot timpul. Ei pot apela funcții bazate pe module folosind aplicații, atunci când este necesar, pentru a economisi costuri.
• Organizațiile care doresc să creeze aplicații eficiente bazate pe cloud și să simplifice migrarea în cloud
• Dezvoltatorul care caută modalități de a reduce latența poate oferi utilizatorilor acces la unele funcții sau aplicații.
• O companie care nu are resurse suficiente pentru a gestiona întreținerea și complexitatea infrastructurii IT poate opta pentru calcularea fără server pentru a rezolva automat problemele și nu are nevoie de întreținere din partea lor.

Unii utilizatori noti ai modelului fără server sunt Slack, Coca-Cola, NetFlix etc.

Datorită atributelor sale unice, modelul fără server este potrivit pentru multe cazuri de utilizare, cum ar fi:

• Aplicații web: puteți construi aplicații web rapide și scalabile folosind acest model care răspunde rapid la cerințele utilizatorilor. Este ideal pentru a construi aplicații fără stat pe care le puteți porni instantaneu și aplicații care pot satisface creșteri imprevizibile și rare ale cererilor utilizatorilor.
• Back-end-uri API: în platformele fără server, orice funcție poate fi ușor transformată în puncte terminale HTTP gata de utilizare de către clienți. Aceste funcții sau acțiuni sunt cunoscute ca acțiuni web atunci când sunt activate pe web. Și odată ce acestea sunt activate, asamblarea funcțiilor într-un API complet devine ușoară. De asemenea, puteți utiliza un gateway API decent pentru a aduce mai multă securitate, suport pentru domeniu, limitare a ratei și suport OAuth.
• Microservicii: Serverless este utilizat pe scară largă în modelul de microservicii care se concentrează pe construirea de servicii mici capabile să îndeplinească o singură funcție și să comunice între ele folosind API-uri.
  Deși microservicii pot fi create folosind containere software și PaaS, serverless este mai eficient. Facilitează linii mai mici de cod care efectuează un singur lucru și oferă furnizare rapidă, scalare automată și prețuri flexibile care nu taxează clienții atunci când resursele nu sunt utilizate.
• Procesarea datelor: Serverless este excelent pentru a lucra cu date care conțin videoclipuri, audio, imagini și text structurat. De asemenea, este favorabil pentru diverse sarcini precum validarea datelor, transformarea, îmbogățirea, curățarea, normalizarea audio și procesarea PDF. Îl puteți folosi pentru procesarea imaginilor, care include clarificare, rotație, generare de miniaturi, reducerea zgomotului. Alte utilizări ale serverless în procesarea datelor pot fi transcodarea video și recunoașterea optică a caracterelor (OCR).
• Procesare în flux/loc: puteți crea aplicații puternice de streaming și conducte de date folosind FaaS și o bază de date cu Apache Kafka. Modelul fără server se potrivește diferitelor ingerări de fluxuri, inclusiv date pentru jurnalele de aplicații, senzori IoT, logica de afaceri și piața financiară.
• Calcul paralel: Serverless este excelent pentru sarcinile legate de calculul paralel, unde fiecare sarcină rulează în paralel pentru a executa o anumită sarcină. Poate include căutarea datelor, procesarea, operațiunile pe hărți, scrapingul web, procesarea genomului, reglarea hiperparametrului etc.
• Alte utilizări: Serverless este, de asemenea, utilizat pentru diverse aplicații, cum ar fi managementul relațiilor cu clienții (CRM), finanțe, chatbot și business intelligence și analiză, pentru a numi câteva.

Notă: Serverless poate să nu fie ideal pentru unele cazuri. De exemplu, aplicațiile mari cu sarcini de lucru previzibile și aproape constante ar putea beneficia mai mult de pe urma unei arhitecturi tradiționale de sistem. Pot opta pentru servere dedicate, fie administrate, fie autogestionate. De asemenea, dacă organizația dvs. are configurații tradiționale complete cu sisteme și aplicații vechi, poate fi costisitor și dificil să treceți la o arhitectură complet nouă și diferită.

Avantajele și dezavantajele computerului fără server

Fiecare monedă are două fețe, la fel și arhitectura fără server. Are, de asemenea, unele avantaje și dezavantaje bazate pe diferiți parametri. Deci, înainte de a merge mai departe, este important să cunoașteți ambele părți pentru a decide dacă ar fi mai bine pentru organizația dvs. sau nu.

Avantaje 👍

Iată câteva dintre avantajele arhitecturii fără server:

Cost eficient

Serverless poate oferi mai multă rentabilitate decât cumpărarea sau închirierea de servere în care plătiți pentru resurse chiar dacă nu le utilizați.

Serverless folosește un model pay-as-you-go în care veți plăti doar pentru resursele pe care le consumați. Furnizorul fără server vă va taxa doar pentru memoria alocată și timpul necesar pentru a rula codul fără a suporta costuri pentru timpul inactiv.

Ca rezultat, veți economisi costurile de operare pentru sarcini precum instalare, licențe, întreținere, corecție, asistență etc. Fără hardware de server, economisiți costurile forței de muncă.

Scalabilitate

Sistemele fără server oferă un nivel ridicat de scalabilitate, deoarece puteți crește sau reduce oricând doriți, în funcție de cerințe. Din acest motiv, ele sunt numite și „elastice”.

Aici, dezvoltatorii nu au nevoie de timp dedicat pentru a seta sistemele sau politicile de auto-scaling sau pentru a le regla. Furnizorul de cloud pe care l-ați ales este responsabil pentru gestionarea tuturor acestor lucruri. În plus, dezvoltatorii din echipe mici își pot rula codul singuri, fără a necesita ingineri de asistență sau infrastructură.

Latență redusă

Deoarece aplicațiile nu sunt găzduite pe un singur server de origine, puteți rula codul de oriunde. Dacă furnizorul de cloud pe care l-ați ales îl acceptă, puteți rula funcțiile aplicației pe un server aproape de utilizatorii finali. Prin urmare, are o latență mai mică datorită distanței reduse dintre solicitările utilizatorului și server.

Productivitate

Modelul fără server ajută la îmbunătățirea productivității dezvoltatorilor dvs., deoarece aceștia nu trebuie să se ocupe de gestionarea serverului. De asemenea, ei nu trebuie să se gândească la gestionarea cererilor HTTP sau la multithreading în codul lor direct.

Ca rezultat, simplifică dezvoltarea backend-ului, totul datorită FaaS, unde codul expus este funcții bazate pe evenimente. Toate acestea economisesc timpul pe care îl pot dedica îmbunătățirii codului și aplicației.

Implementare mai rapidă a aplicației

Cu serverless, dezvoltatorii nu efectuează configurarea backend sau încărcați codul pe server pentru a implementa o versiune a aplicației. De asemenea, pot încărca rapid codul în biți pentru a lansa produse noi.

De asemenea, au flexibilitatea de a implementa codul dintr-o dată sau de a funcționa unul după altul, deoarece nu este o arhitectură monolitică. În plus, puteți corecta, actualiza, adăuga funcții sau puteți remedia rapid erorile dintr-o aplicație.

Alte beneficii includ calculul ecologic datorită consumului redus de energie cu servere la cerere, construirea unei aplicații care devine mai ușoară cu integrări încorporate, time-to-market mai rapid și multe altele.

Dezavantaje 👎

Acum, să ne uităm la dezavantajele computerului fără server:

Performanţă

Uneori, codul fără server folosit mai rar poate prezenta mai multă latență de răspuns decât cel care rulează continuu pe servere dedicate, containere software sau mașini virtuale (VM). Se datorează faptului că poate avea nevoie de mai mult timp pentru a începe de la capăt și pentru a crea o latență suplimentară.

Greu de depanat și testat

Trebuie să știți cum funcționează codul dvs. odată ce îl implementați. Pentru aceasta, trebuie să-l testați, ceea ce este o provocare într-un mediu fără server. De asemenea, deoarece dezvoltatorii nu au vizibilitate asupra fiecărui proces backend și aplicațiile sunt împărțite în funcții mai mici, depanarea devine complicată.

Probleme de securitate

Preocupările noi și avansate de securitate cibernetică sunt în creștere. Dar, nu este posibil să cunoaștem sau să măsurați complet securitatea furnizorului de cloud. Deci, atunci când vă gestionează întregul backend cu date sensibile stocate în aplicații, este riscant.

Nu este potrivit pentru procesele de aplicare de lungă durată

Serverless este rentabil, dar nu pentru toate tipurile de aplicații. Dacă aveți o aplicație care are procese de lungă durată, costul rulării acesteia pe baza timpului și a resurselor alocate poate fi foarte mare. În acest moment, este posibil să doriți să continuați cu un server dedicat de găzduire.

Alte dezavantaje ale serverului sunt dificultatea de a trece de la un furnizor la altul și problemele de confidențialitate.

Terminologii importante în arhitectura fără server

Serverless nu este niciodată complet fără a vorbi despre unele terminologii cheie legate de el. FaaS și BaaS sunt două dintre cele mai proeminente idei care au condus la evoluția serverless-ului pe care o cunoaștem astăzi. Și pentru a construi un sistem fără server, aveți nevoie de o bază de date, un sistem de stocare, o stivă de tehnologie, un cadru și așa mai departe. Deci, hai să discutăm puțin despre ele.

Funcție ca serviciu (FaaS)

FaaS este o idee centrală în serverless și funcționează ca subsetul său. Acest model de execuție a codului bazat pe evenimente (aplicații care rulează ca răspuns la o solicitare) vă permite să scrieți logica implementată în containere de software, executată la cerere și o platformă cloud o gestionează.

Dacă îl comparați cu BaaS, FaaS oferă mai mult control dezvoltatorilor în crearea de aplicații personalizate, în loc să depindă de bibliotecile care conțin cod prestabilit.

Containerele software în care este implementat codul sunt apatride pentru a simplifica integrarea datelor, iar codul rulează pentru o perioadă mai scurtă de timp. Mai mult, dezvoltatorii pot invoca aplicații fără server prin intermediul API-urilor folosind FaaS pe care furnizorii de cloud le gestionează printr-un gateway API.

Backend-as-a-Service (BaaS)

BaaS este similar cu FaaS, deoarece ambii au nevoie de un furnizor de servicii terță parte. În acest model, un furnizor de cloud oferă servicii de backend, cum ar fi stocarea de date, pentru a ajuta dezvoltatorii să se concentreze pe scrierea codului lor frontend. Cu toate acestea, este posibil ca aplicațiile BaaS să nu fie bazate pe evenimente sau să nu ruleze pe margine ca în cazul aplicațiilor fără server.

Un bun exemplu pentru BaaS este AWS Lambda. Dezvoltatorii folosesc cod fără server în containere cu Lambda, care oferă instrucțiuni de urmat atunci când trimit codul. De asemenea, automatizează procesele de introducere a codului în containerele software și oferă un serviciu gestionat.

Stivă fără server

Ca și în cazul altor tehnologii software, arhitectura serverless vine și cu o stivă de tehnologie. Reunește diverse componente esențiale pentru crearea unui sistem sau aplicație fără server.

Stiva fără server include:

• Un limbaj de programare: limbajul de programare în care dezvoltatorii vor scrie codul. În funcție de furnizor, puteți alege dintre Java, JavaScript, Python, C#, Go, Node.js, F# etc.
• Un cadru fără server: un cadru oferă scheletul sau structura codului. Există o mulțime de cadre fără server pentru a începe. Permite crearea, împachetarea și compilarea codului și, în final, implementarea în cloud. Cadrele fără server accelerează procesul de codificare și simplifică scalarea cu timp de configurare redus. Exemple de cadre de server sunt Apex, AWS Serverless Application Model etc.
• Baze de date fără server: sunt folosite pentru a stoca datele pe care codul necesită acces. De asemenea, sunt necesare pentru a interacționa cu funcțiile pentru declanșatoare. Aceste baze de date se comportă ca funcții fără server, dar stochează date pe termen nelimitat. Exemple de baze de date fără server sunt DynamoDB, Azure Cosmos DB, Aurora Serverless și Cloud Firestore.
• Un set de declanșatori: ajută la pornirea execuției codului, cum ar fi solicitările HTTP
• Containere software: ele împuternicesc modelul fără server și oferă microservicii containerizate fără complexitate. De asemenea, funcționează ca un depozit pentru codul dvs. și ușurează dezvoltatorii în timp ce scriu codul pentru mai multe platforme, cum ar fi desktop sau iOS.
• Gateway-uri API: funcționează ca un proxy pentru acțiunile web. Ele oferă rutare HTTP, limite de rată, vizualizare a utilizării API și a jurnalelor de răspuns, ID-ul clientului etc.

Cum să implementați modelul fără server și să îl optimizați?

Trecerea fără server va aduce schimbări semnificative în ceea ce privește aplicațiile, tehnologia, costurile, securitatea și beneficiile dvs.

Să presupunem că sunteți o întreprindere nouă sau o mică afacere. În acest caz, vă va accelera timpul de lansare pe piață și vă va ajuta să introduceți rapid actualizări prin testare simplificată, depanare, colectare de feedback, lucru la probleme și multe altele pentru a oferi utilizatorilor o aplicație îmbunătățită.

Dacă sunteți o organizație mai mare, veți experimenta beneficii precum mai multă scalabilitate pentru a vă satisface cerințele utilizatorilor, dar va necesita o investiție semnificativă a costurilor.

Prin urmare, cel mai bine este să evaluați avantajele și dezavantajele serverului în mod specific pentru tipul și cerințele dvs. de afaceri și apoi continuați. Și dacă ești serios, începe prin:

• Înțelegerea nevoilor dvs. și identificarea unei stive adecvate de tehnologie fără server
• Alegeți un furnizor fără server, cum ar fi Google Cloud Functions, Azure Functions, AWS Lambda etc.
• Împuternicește-ți echipa cu instrumente puternice pentru a monitoriza performanța și funcțiile sistemului. Atenție la numărul total de solicitări, accelerații, numărul de erori, ratele de succes, durata solicitărilor și latența.

Furnizori fără server

Există mulți furnizori fără server sau furnizori de cloud pe piață din care puteți alege. Unele dintre cele de top sunt:

• AWS Lambda: este perfect pentru organizațiile care folosesc deja serviciile AWS. Se integrează cu o gamă largă de servicii pentru stocare, streaming și baze de date.
• Funcții Microsoft Azure: dacă utilizați Visual Studio Code, mergeți la el. Funcționează fără probleme cu DevOps și Azure Pipelines pentru CI/CD. De asemenea, acceptă funcții durabile pentru funcții cu stare și oferă monitorizare integrată.
• Funcții Google Cloud: dacă utilizați serviciile Google, este bine. Acceptă aplicațiile JS, Go și Python, permite declanșarea funcțiilor de la Google Assistant sau GCP și oferă scalare încorporată.
• IBM Cloud Functions: Dacă doriți să alegeți un model fără server bazat pe Apache OpenWhisk, IBM Cloud Functions este pentru dvs. Include monitorizarea excelentă a performanței, declanșarea evenimentelor dintr-un API REST sau servicii cloud IBM și se integrează cu API Gateway IBM pentru a gestiona punctele finale.
• Knative: dacă rulați servicii pe Kubernetes, mergeți la el. Este susținut de Google, Red Hat, IBM etc.
• Lucrători Cloudflare: este bun pentru aplicațiile care necesită o capacitate de răspuns ridicată, în special pentru aplicațiile JavaScript. Acesta acceptă Workers KV pentru stocarea datelor și WebAssembly pentru a vă ajuta să compilați și să furnizați mai multe limbi. De asemenea, rețeaua sa de distribuție înaltă, cu 193 de centre de date, îmbunătățește latența și capacitatea de răspuns.

Concluzie: Viitorul Serverless

Calculul fără server evoluează odată cu cererea tot mai mare de aplicații foarte scalabile. De asemenea, oferă multe beneficii pe care le oferă cloud computing, cum ar fi mai multă comoditate, eficiență a costurilor, productivitate mai mare și multe altele.

Potrivit unui Sondajul O’Reilly40% dintre respondenți lucrează la companii care au adoptat arhitectura fără server.

Deși serverless are încă anumite preocupări, cum ar fi latența din cauza pornirilor la rece, testarea, depanarea etc., furnizorii de cloud lucrează la ele. În curând, o formă mai rafinată de serverless ar putea apărea cu mai multe beneficii și probleme rezolvate. Prin urmare, popularitatea și utilizarea modelului fără server sunt de așteptat să crească în viitor.

Te-ar putea interesa și: 7 moduri în care computerul fără server este o tehnologie în ascensiune