Когато казваме „безсървърно“ изчисление, мнозина приемат, че в този модел няма сървър, който да улеснява изпълнението на код и други задачи за разработка. Това е чисто погрешно схващане.
Така че след този разбивач на митове може би си мислите каква е логиката зад името „без сървър“.
Позволете ми да ви подскажа: вместо „без сървър“, „Без сървър“ е КАК се управляват и внедряват сървърите.
Звучи объркващо?
Е, ще научим всичко за сървър без сървър и други термини, свързани с него, за да изчистим съмненията ви. Като за начало безсървърният достъп става известен, докато говорим. Всъщност пазарът без сървъри вероятно ще достигне 7,7 милиарда долара до 2021 г от 1,9 милиарда долара през 2016 г.
И така, нека обсъдим безсървърния режим и да се опитаме да разберем причината за неговата популярност.
Съдържание
Какво е изчисление без сървър?
Изчисленията без сървър или без сървър са базиран на облак модел на изпълнение, при който доставчиците на облачни услуги предоставят машинни ресурси при поискване и управляват сървърите сами, вместо клиенти или разработчици. Това е начин, който съчетава услуги, стратегии и практики, за да помогне на разработчиците да изградят базирани на облак приложения, като им позволява да се съсредоточат върху своя код, а не върху управлението на сървъра.
От разпределение на ресурси, планиране на капацитет, управление, конфигурации и мащабиране до корекции, актуализации, планиране и поддръжка, доставчикът на облачни услуги (като AWS или Google Cloud Platform) поема цялата отговорност за управлението на общи инфраструктурни задачи. В резултат на това разработчиците могат да концентрират усилията и времето си върху бизнес логиката за своите процеси и приложения.
Тази безсървърна компютърна архитектура никога не държи изчислителни ресурси в енергонезависима памет; вместо това изчисленията се извършват на кратки части. Да предположим, че не използвате приложение, за него няма да бъдат разпределени ресурси. Следователно вие плащате за ресурса, който всъщност консумирате в приложенията.
Основната цел зад създаването на безсървърния модел е да се опрости процеса на внедряване на кода в производството. Много пъти той работи и с традиционни стилове като микроуслуги. След внедряване без сървър, приложенията, които захранва, започват да отговарят бързо на изискванията и се увеличават или намаляват автоматично според необходимостта.
Безсървърните изчисления използват управляван от събития модел за определяне на изискванията за мащабиране. Следователно разработчиците вече не трябва да предвиждат използването на приложението, за да решат колко сървъри или честотна лента им трябват. Можете да поискате повече сървъри и честотна лента въз основа на вашите нарастващи нужди без предварителна резервация или да намалите по всяко време без проблеми.
Как се разви безсървърният режим?
Традиционната система имаше предизвикателства, свързани с мащабируемостта и гъвкавостта в процеса на разработка и внедряване на приложения. Тъй като изискванията за висококачествени приложения се увеличиха с бързото излизане на пазара, започна да се появява нуждата от по-добра система, която може да предложи повече мащабируемост и гъвкавост. Това доведе до еволюцията на облачните изчисления и моделите без сървър.
Моделът без сървър се разви на различни етапи, от монолитен до микроуслуги до безсървърна архитектура или функция като услуга (FaaS).
- Монолитната архитектура е традиционен унифициран подход за разработка на софтуер. Това е тясно свързан модел, при който всеки компонент и неговите подкомпоненти компилират или изпълняват код. Ако дадена услуга е дефектна, целият сървър на приложения и изпълняваните услуги на него могат да отпаднат.
- Архитектурата на микросервизите е колекция от по-малки услуги в голямо, единично приложение, разгърнато независимо за изпълнение на специфична функция. Той позволява бърза широкомащабна доставка на приложения, предоставяйки на разработчиците гъвкавост, използвайки инфраструктура като услуга (IaaS) и платформа като услуга (PaaS). Изборът между PaaS и IaaS обаче е предизвикателство в този модел.
- Архитектурата без сървър се разви с облачните изчисления и предлага повече мащабируемост и бизнес гъвкавост. Вместо IaaS и PaaS, той използва FaaS и Backend-as-a-Service (BaaS). Тук приложенията се внедряват според нуждите, заедно с ресурсите за тях. Не е нужно да управлявате сървъра и можете да спрете да плащате, ако изпълнението на кода приключи.
Атрибути на изчисленията без сървър
Някои от атрибутите на изчисленията без сървър са както следва:
- Повечето приложения, които използват сървър без сървър, включват единични функции и малки единици код.
- Той изпълнява код само при поискване, обикновено в софтуерен контейнер без състояние, и се мащабира безпроблемно въз основа на търсенето.
- Не е необходимо управление на сървъра от клиенти.
- Включва базирано на събитие изпълнение, при което компютърната среда се създава, след като се задейства функция или се получи събитие за изпълнение на заявката.
- Гъвкава мащабируемост, за да можете лесно да увеличавате или намалявате. След като кодът бъде изпълнен, инфраструктурата спира да работи и разходите се спестяват. По същия начин, когато функцията продължава да се изпълнява, можете да увеличавате безкрайно, ако е необходимо.
- Можете да използвате управлявани облачни услуги, за да управлявате сложни задачи като съхранение на файлове, опашка, бази данни и други.
Как работи без сървър?
Архитектурата без сървър съчетава две основни идеи – функция като услуга (FaaS) и Backend-като услуга (BaaS). Той се основава повече на FaaS, което позволява облачни услуги за изпълнение на код, без да са необходими напълно осигурени екземпляри. FaaS се състои от функции без състояние, управлявани от събития, мащабируеми и сървърни функции, които облачните услуги управляват напълно.
Моделът позволява на екипите на DevOps да пишат код, фокусиран върху тяхната бизнес логика. След това те дефинират събитие, което може да задейства функцията, като HTTP заявки, за изпълнение. Следователно доставчикът на облак изпълнява функцията и изпраща резултати до приложения, които потребителите могат да преглеждат.
По този начин моделът без сървър предлага рентабилност и удобство с автоматично мащабиране, при поискване и разплащане. Следователно много фирми и екипи на DevOps в наши дни нямат сървъри.
Кой използва Serverless и защо?
Serverless е сред най-новите технологии в разработката на софтуер. Това може да елиминира нуждите от управление на инфраструктурата и осигуряване в бъдеще.
Полезен е за:
- Организации, желаещи повече скалируемост и гъвкавост с по-добра възможност за тестване на приложения, могат да преминат без сървър.
- Разработчици, които искат да намалят времето за излизане на пазара чрез изграждане на гъвкави и високоефективни приложения
- Компании, които не се нуждаят от непрекъснато работещи сървъри. Те могат да извикват базирани на модули функции с помощта на приложения, когато е необходимо, за да спестят разходи.
- Организации, които искат да създадат ефективни приложения, базирани на облак, и да опростят миграцията в облак
- Разработчикът, който търси начини за намаляване на забавянето, може да предложи на потребителите достъп до някои функции или приложения.
- Компания, която няма достатъчно ресурси, за да се справи с поддръжката и сложността на ИТ инфраструктурата, може да заложи на компютър без сървър, за да разрешава проблемите автоматично и да не се нуждае от поддръжка от своя страна.
Някои забележителни потребители на модела без сървър са Slack, Coca-Cola, NetFlix и др.
Благодарение на своите уникални характеристики, моделът без сървър е подходящ за много случаи на употреба, като например:
- Уеб приложения: Можете да създавате бързи и мащабируеми уеб приложения, като използвате този модел, който реагира бързо на изискванията на потребителите. Той е идеален за създаване на приложения без състояние, които можете да стартирате незабавно, и приложения, които могат да се погрижат за непредсказуеми, редки скокове в потребителските изисквания.
- API back-ends: В платформи без сървър всяка функция може лесно да се превърне в HTTP крайни точки, готови за използване от клиенти. Тези функции или действия са известни като уеб действия, когато са активирани в мрежата. И след като те са активирани, сглобяването на функциите в пълноценен API става лесно. Можете също така да използвате приличен API шлюз, за да осигурите повече сигурност, поддръжка на домейн, ограничаване на скоростта и поддръжка на OAuth.
- Микроуслуги: Без сървър се използва широко в модела на микроуслугите, който се фокусира върху изграждането на малки услуги, способни да изпълняват една функция и да комуникират помежду си с помощта на API.
Въпреки че е възможно да се създават микроуслуги с помощта на софтуерни контейнери и PaaS, сървърът без сървър е по-ефективен. Той улеснява по-малки редове код, които изпълняват едно нещо и предлагат бързо осигуряване, автоматично мащабиране и гъвкаво ценообразуване, което не таксува клиентите, когато ресурсите не се използват. - Обработка на данни: Без сървър е страхотно да работите с данни, съдържащи видео, аудио, изображения и структуриран текст. Също така е благоприятен за различни задачи като валидиране на данни, трансформация, обогатяване, почистване, нормализиране на звука и обработка на PDF. Можете да го използвате за обработка на изображения, която включва изостряне, завъртане, генериране на миниатюри, намаляване на шума. Други употреби на безсървърната обработка на данни могат да бъдат транскодиране на видео и оптично разпознаване на символи (OCR).
- Поточно/пакетно обработване: Можете да създавате мощни стрийминг приложения и тръбопроводи за данни с помощта на FaaS и база данни с Apache Kafka. Моделът без сървър отговаря на различни поглъщания на потоци, включително данни за регистрационни файлове на приложения, IoT сензори, бизнес логика и финансовия пазар.
- Паралелно изчисление: Без сървър е отличен за задачи, свързани с паралелно изчисление, където всяка задача се изпълнява паралелно, за да изпълни конкретна задача. Може да включва търсене на данни, обработка, операции с карти, уеб скрапинг, обработка на генома, настройка на хиперпараметри и др.
- Други приложения: Serverless се използва и за различни приложения, като управление на взаимоотношенията с клиенти (CRM), финанси, чатботове и бизнес разузнаване и анализи, за да назовем само няколко.
Забележка: Без сървър може да не е идеален за някои случаи. Например, големите приложения с предвидими и почти постоянни натоварвания могат да се възползват повече от традиционната системна архитектура. Те могат да използват специализирани сървъри, управлявани или самоуправлявани. Освен това, ако вашата организация има пълни традиционни настройки с наследени системи и приложения, може да е скъпо и предизвикателно да преминете към изцяло нова и различна архитектура.
Предимства и недостатъци на изчисленията без сървър
Всяка монета има две страни, както и безсървърната архитектура. Освен това има някои предимства и недостатъци въз основа на различни параметри. Така че, преди да продължите, важно е да познавате и двете страни, за да решите дали би било по-добре за вашата организация или не.
Предимства 👍
Ето някои от предимствата на безсървърната архитектура:
Рентабилно
Без сървър може да предложи по-голяма рентабилност от закупуването или наемането на сървъри, където плащате за ресурси, дори и да не ги използвате.
Serverless използва модел на разплащане, при който ще плащате само за ресурсите, които консумирате. Доставчикът без сървър ще ви таксува само за разпределената памет и времето за изпълнение на кода, без да налага разходи за време на неактивност.
В резултат на това ще спестите оперативни разходи за задачи като инсталиране, лицензи, поддръжка, корекции, поддръжка и т.н. Без сървърен хардуер спестявате разходи за труд.
Мащабируемост
Системите без сървър предлагат високо ниво на мащабируемост, тъй като можете да мащабирате нагоре или надолу, когато пожелаете въз основа на изискванията. По тази причина се наричат още „еластични“.
Тук разработчиците не се нуждаят от специално време за настройка на системите или политиките за автоматично мащабиране или за настройката им. Избраният от вас доставчик на облак е отговорен за управлението на всичко това. В допълнение, разработчиците от малки екипи също могат да изпълняват кода си сами, без да се нуждаят от инженери за поддръжка или инфраструктура.
Намалена латентност
Тъй като приложенията не се хостват на един единствен сървър за произход, можете да стартирате кода отвсякъде. Ако доставчикът на облак, който сте избрали, го поддържа, можете да изпълнявате функции на приложението на сървър, близо до крайните потребители. Следователно има по-малко забавяне поради намаленото разстояние между потребителските заявки и сървъра.
Производителност
Моделът без сървър помага за подобряване на производителността на вашите разработчици, тъй като не им се налага да управляват сървъра. Също така, те не трябва да мислят за управление на HTTP заявки или многонишковост в своя код директно.
В резултат на това опростява разработката на бекенд, всичко това благодарение на FaaS, където изложеният код е управлявани от събития функции. Всичко това спестява времето, което те могат да отделят за подобряване на кода и приложението.
По-бързо внедряване на приложението
При без сървър разработчиците не извършват конфигурация на бекенда или качват код на сървъра, за да внедрят версия на приложение. Те могат също така бързо да качат кода на части, за да пуснат нови продукти.
Те също имат гъвкавостта да разгръщат код наведнъж или да функционират един след друг, тъй като това не е монолитна архитектура. Освен това можете бързо да коригирате, актуализирате, добавяте функции или коригирате грешки от приложение.
Други предимства включват екологични компютри поради намалена консумация на енергия със сървъри по заявка, изграждане на приложение, което става по-лесно с вградени интеграции, по-бързо време за пускане на пазара и много други.
Недостатъци 👎
Сега нека да разгледаме недостатъците на изчисленията без сървър:
производителност
Понякога кодът без сървър, който се използва по-рядко, може да показва по-голямо забавяне на реакцията от тези, които се изпълняват непрекъснато на специални сървъри, софтуерни контейнери или виртуални машини (VM). Това е така, защото може да се нуждае от повече време, за да започне отначало и да създаде допълнително забавяне.
Трудно за отстраняване на грешки и тестване
Трябва да знаете как работи вашият код, след като го внедрите. За целта трябва да го тествате, което е предизвикателство в среда без сървър. Освен това, тъй като разработчиците нямат видимост във всеки бекенд процес и приложенията са разделени на по-малки функции, отстраняването на грешки се усложнява.
Проблеми със сигурността
Новите и напреднали опасения за киберсигурността нарастват. Но не е възможно напълно да се знае или измери сигурността на доставчика на облак. Така че, когато те обработват целия ви бекенд с чувствителни данни, съхранявани в приложения, това е рисковано.
Не е подходящ за продължителни процеси на приложение
Без сървър е рентабилен, но не за всички видове приложения. Ако имате приложение с дълготрайни процеси, цената за изпълнението му въз основа на времето и разпределените ресурси може да бъде много висока. В този момент може да искате да продължите с хостинг на специален сървър.
Други недостатъци на сървъра без сървър са трудностите при превключване от един доставчик на друг и проблеми с поверителността.
Важни терминологии при безсървърната архитектура
Без сървър никога не е завършен, без да говорим за някои ключови терминологии, свързани с него. FaaS и BaaS са две от най-известните идеи, довели до еволюцията на безсървърното устройство, което познаваме днес. А за да изградите система без сървър, имате нужда от база данни, система за съхранение, технологичен стек, рамка и т.н. Така че, нека обсъдим малко за тях.
Функция като услуга (FaaS)
FaaS е централна идея в безсървърния режим и работи като негово подмножество. Този управляван от събития модел за изпълнение на код (приложения, изпълнявани в отговор на заявка) ви позволява да пишете логика, внедрена в софтуерни контейнери, изпълнявана при поискване и облачна платформа я управлява.
Ако го сравните с BaaS, FaaS предлага повече контрол на разработчиците при създаването на персонализирани приложения, вместо да зависи от библиотеки, съдържащи предварително създаден код.
Софтуерните контейнери, където се внедрява кодът, са без състояние, за да се опрости интегрирането на данни, а кодът работи за по-кратко време. Освен това разработчиците могат да извикват безсървърни приложения чрез API, използвайки FaaS, които облачните доставчици управляват чрез API Gateway.
Бекенд като услуга (BaaS)
BaaS е подобен на FaaS, защото и двата се нуждаят от доставчик на услуги от трета страна. В този модел облачен доставчик предоставя бекенд услуги като съхранение на данни, за да помогне на разработчиците да се съсредоточат върху писането на техния фронтенд код. Приложенията BaaS обаче може да не се управляват от събития или да работят на ръба, както при приложенията без сървър.
Добър пример за BaaS е AWS Lambda. Разработчиците използват код без сървър в контейнери с Lambda, който предоставя насоки, които да следвате, докато изпращате кода. Освен това автоматизира процесите при въвеждане на кода в софтуерни контейнери и предлага управлявана услуга.
Стек без сървър
Както при другите софтуерни технологии, безсървърната архитектура също идва с технологичен стек. Той обединява различни компоненти, които са от съществено значение за създаването на безсървърна система или приложение.
Стекът без сървър включва:
- Език за програмиране: Езикът за програмиране, на който разработчиците ще напишат кода. В зависимост от доставчика можете да избирате от Java, JavaScript, Python, C#, Go, Node.js, F# и др.
- Безсървърна рамка: рамката осигурява скелета или структурата на кода. Има много рамки без сървър, за да започнете. Той позволява изграждане, опаковане и компилиране на код и накрая внедряване в облак. Безсървърните рамки ускоряват процеса на кодиране и опростяват мащабирането с намалено време за конфигуриране. Примери за сървърни рамки са Apex, AWS Serverless Application Model и др.
- Бази данни без сървър: Те се използват за съхраняване на данни, до които кодът изисква достъп. Те също са необходими за взаимодействие с функции за тригери. Тези бази данни се държат като функции без сървър, но съхраняват данни за неопределено време. Примери за бази данни без сървър са DynamoDB, Azure Cosmos DB, Aurora Serverless и Cloud Firestore.
- Набор от тригери: Те помагат за стартиране на изпълнението на кода като HTTP заявки
- Софтуерни контейнери: Те дават възможност на безсървърния модел и предлагат контейнеризирани микроуслуги без сложност. Те също така работят като хранилище за вашия код и улесняват разработчиците, докато пишат кода за множество платформи като десктоп или iOS.
- API шлюзове: Те работят като прокси за уеб действия. Те предлагат HTTP маршрутизиране, ограничения на скоростта, преглеждане на журнали за използване и отговор на API, клиентски идентификатор и т.н.
Как да внедрим модел без сървър и да го оптимизираме?
Преминаването без сървър ще доведе до значителни промени по отношение на вашите приложения, технология, разходи, сигурност и ползи.
Да предположим, че сте стартиращ или малък бизнес. В този случай това ще ускори времето ви за пускане на пазара и ще ви помогне бързо да прокарате актуализации с опростено тестване, отстраняване на грешки, събиране на обратна връзка, работа по проблеми и други, за да предложите изпипано приложение на потребителите.
Ако сте по-голяма организация, ще изпитате ползи като по-голяма мащабируемост, за да задоволите изискванията на вашите потребители, но това ще изисква значителни инвестиции.
Следователно, най-добре е да прецените плюсовете и минусите на безсървърния режим специално за вашия тип бизнес и изисквания и след това да продължите. И ако сте сериозни за това, започнете с:
- Разбиране на вашите нужди и идентифициране на подходящ технологичен стек без сървър
- Изберете доставчик без сървър, като Google Cloud Functions, Azure Functions, AWS Lambda и др.
- Дайте възможност на екипа си с мощни инструменти за наблюдение на производителността и функциите на системата. Внимавайте за общия брой заявки, дросели, брой грешки, процент на успех, продължителност на заявката и закъснение.
Доставчици без сървър
На пазара има много доставчици без сървър или облачни доставчици, от които да избирате. Някои от най-добрите са:
- AWS Lambda: Идеален е за организации, които вече използват AWS услуги. Той се интегрира с широк набор от услуги за съхранение, стрийминг и бази данни.
- Функции на Microsoft Azure: Ако използвате Visual Studio Code, давайте. Работи гладко с DevOps и Azure Pipelines за CI/CD. Той също така поддържа Durable Functions за функции със състояние и предлага интегриран мониторинг.
- Функции на Google Cloud: Ако използвате услугите на Google, това е добре. Той поддържа приложения JS, Go и Python, позволява функциите да бъдат задействани от Google Assistant или GCP и предлага вградено мащабиране.
- IBM Cloud Functions: Ако искате да изберете модел без сървър, базиран на Apache OpenWhisk, IBM Cloud Functions е за вас. Той включва отлично наблюдение на производителността, задействане на събития от REST API или облачни услуги на IBM и се интегрира с API Gateway на IBM за управление на крайни точки.
- Knative: Ако работите с услуги на Kubernetes, продължете. Поддържа се от Google, Red Hat, IBM и др.
- Cloudflare Workers: Добър е за приложения, изискващи висока бързина на реакция, особено за приложения с JavaScript. Той поддържа Workers KV за съхранение на данни и WebAssembly, за да ви помогне да компилирате и доставяте множество езици. Също така, неговата висока разпределителна мрежа със 193 центъра за данни подобрява латентността и отзивчивостта.
Заключение: Бъдещето на сървъра без сървър
Безсървърните изчисления се развиват с нарастващото търсене на силно мащабируеми приложения. Той също така предоставя много предимства, които облачните изчисления предлагат, като повече удобство, рентабилност, по-висока производителност и др.
Според ан Проучване на O’Reilly40% от респондентите работят в компании, които са възприели безсървърна архитектура.
Въпреки че без сървър все още има определени проблеми, като забавяне поради студено стартиране, тестване, отстраняване на грешки и т.н., облачните доставчици работят върху тях. Скоро може да се появи по-усъвършенствана форма на сървър без сървър с повече предимства и разрешени проблеми. Следователно се очаква популярността и използването на модела без сървър да се увеличи в бъдеще.
Може също да се интересувате от: 7 начина безсървърното изчисление е нарастваща технология