Forstå serverløs databehandling for nybegynnere

Når vi sier «serverløs» databehandling, antar mange at det ikke er noen server i denne modellen for å lette kjøring av kode og andre utviklingsoppgaver. Det er en ren misforståelse.

Så, etter denne myteforsøket, tenker du kanskje på hva logikken bak navnet «serverløs» er.

La meg gi deg et hint: I stedet for «ingen server», er det HVORDAN serverne administreres og implementeres er hva «Serverløs» innebærer.

Høres forvirrende ut?

Vel, vi vil lære alt om serverløs og andre termer relatert til det for å fjerne tvilen din. For det første blir serverless kjent mens vi snakker. Faktisk vil det serverløse markedet sannsynligvis nå 7,7 milliarder dollar innen 2021 fra 1,9 milliarder dollar i 2016.

Så la oss diskutere serverløs og prøve å finne ut årsaken bak populariteten.

Hva er serverløs databehandling?

Serverløs eller serverløs databehandling er en skybasert utførelsesmodell der skytjenesteleverandører leverer on-demand maskinressurser og administrerer serverne av seg selv i stedet for kunder eller utviklere. Det er en måte som kombinerer tjenester, strategier og praksis for å hjelpe utviklere med å bygge skybaserte apper ved å la dem fokusere på koden sin i stedet for serveradministrasjon.

Fra ressursallokering, kapasitetsplanlegging, administrasjon, konfigurasjoner og skalering til patcher, oppdateringer, planlegging og vedlikehold, tar skytjenesteleverandøren (som AWS eller Google Cloud Platform) alt ansvar for å administrere vanlige infrastrukturoppgaver. Som et resultat kan utviklere konsentrere sin innsats og tid på forretningslogikk for sine prosesser og applikasjoner.

Denne serverløse dataarkitekturen holder aldri dataressurser i flyktig minne; i stedet foregår databehandling i korte deler. Anta at du ikke bruker en applikasjon, vil ingen ressurser tildeles den. Derfor betaler du for hvilken ressurs du faktisk bruker på apper.

Hovedmålet bak å lage den serverløse modellen er å forenkle kodedistribusjonsprosessen til produksjon. Mange ganger fungerer det også med tradisjonelle stiler som mikrotjenester. Når serverløs er distribuert, begynner applikasjonene den driver å svare raskt på krav og skaleres opp eller ned automatisk etter behov.

Serverløs databehandling bruker en hendelsesdrevet modell for å bestemme skaleringskrav. Derfor trenger ikke utviklere lenger å forutse en applikasjons bruk for å bestemme hvor mange servere eller båndbredde de trenger. Du kan kreve flere servere og båndbredde basert på dine økende behov uten forutgående bestilling eller skalere ned når som helst uten problemer.

Hvordan utviklet serverløs seg?

Det tradisjonelle systemet hadde utfordringer knyttet til skalerbarhet og smidighet i apputviklingsprosessen og utrullingen. Ettersom kravene til høykvalitetsapper økte med rask time-to-market, begynte behovet for et bedre system som kan tilby mer skalerbarhet og smidighet dukket opp. Det resulterte i utviklingen av cloud computing og serverløse modeller.

Den serverløse modellen utviklet seg i ulike stadier, fra monolittisk til mikrotjenester til serverløs arkitektur eller Function-as-a-Service (FaaS).

• Monolittisk arkitektur er en tradisjonell enhetlig tilnærming for programvareutvikling. Det er en tett koblet modell der hver komponent og dens underkomponenter kompilerer eller kjører kode. Hvis en tjeneste er defekt, kan hele applikasjonsserveren og kjørende tjenester på den gå ned.
• Mikrotjenestearkitektur er en samling av mindre tjenester i en stor, enkelt applikasjon distribuert uavhengig for å utføre en bestemt funksjon. Det muliggjør rask levering av apper i stor skala, og gir utviklere fleksibilitet ved å bruke Infrastructure-as-a-Service (IaaS) og Platform as a Service (PaaS). Å velge mellom PaaS og IaaS er imidlertid utfordrende i denne modellen.
• Serverløs arkitektur utviklet seg med cloud computing og tilbyr mer skalerbarhet og forretningsmessig smidighet. I stedet for IaaS og PaaS, bruker den FaaS og Backend-as-a-Service (BaaS). Her distribueres apper etter behov, sammen med ressursene til det. Du trenger ikke å administrere serveren og kan slutte å betale hvis kodekjøringen fullføres.

Attributter til serverløs databehandling

Noen av attributtene til serverløs databehandling er som følger:

• De fleste applikasjoner som bruker serverløs omfatter enkeltfunksjoner og små kodeenheter.
• Den kjører kode kun på etterspørsel, vanligvis i en statsløs programvarebeholder, og skalerer sømløst basert på etterspørsel.
• Ingen serveradministrasjon er nødvendig fra kunder.
• Har hendelsesbasert kjøring der datamaskinmiljøet blir opprettet når en funksjon utløses eller en hendelse mottas for å utføre forespørselen.
• Fleksibel skalerbarhet slik at du enkelt kan skalere opp eller ned. Når en kode er utført, slutter infrastrukturen å kjøre, og kostnadene er spart. På samme måte, når funksjonen fortsetter å kjøre, kan du skalere opp i det uendelige etter behov.
• Du kan bruke administrerte skytjenester til å håndtere komplekse oppgaver som fillagring, kø, databaser og mer.

Hvordan fungerer serverløst?

Den serverløse arkitekturen kombinerer to hovedideer – Function-as-a-Service (FaaS) og Backend-as-a-Service (BaaS). Den er mer basert på FaaS, som tillater skytjenester for kodekjøring uten å trenge fullstendig klargjorte forekomster. FaaS består av statsløse, hendelsesdrevne, skalerbare og server-side funksjoner som skytjenester administrerer fullt ut.

Modellen gjør det mulig for DevOps-team å skrive kode med fokus på forretningslogikken deres. Deretter definerer de en hendelse som kan utløse funksjonen, som HTTP-forespørsler, for kjøring. Følgelig utfører skyleverandøren funksjonen og sender resultater til apper som brukere kan se.

På denne måten tilbyr den serverløse modellen kostnadseffektivitet og bekvemmelighet med automatisk skalering, on-demand og pay-as-you-go-fasiliteter. Derfor går mange bedrifter og DevOps-team serverløse i disse dager.

Hvem bruker serverløs og hvorfor?

Serverless er blant de mest fremvoksende teknologiene innen programvareutvikling. Det kan eliminere behov for infrastrukturadministrasjon og klargjøring i fremtiden.

Det er nyttig for:

• Organisasjoner som ønsker mer skalerbarhet og fleksibilitet med bedre app-testbarhet, kan bli serverløse.
• Utviklere som ønsker å redusere time-to-market ved å bygge smidige og høyytende apper
• Bedrifter som ikke trenger at serverne deres kjører hele tiden. De kan kalle modulbaserte funksjoner ved å bruke applikasjoner, når det er nødvendig, for å spare kostnader.
• Organisasjoner som ønsker å bygge effektive skybaserte apper og forenkle skymigrering
• Utviklere som leter etter måter å redusere ventetiden på, kan tilby brukere tilgang til enkelte funksjoner eller apper.
• Et selskap som ikke har tilstrekkelige ressurser til å håndtere vedlikehold og kompleksitet av IT-infrastruktur kan gå for serverløs databehandling for å løse problemer automatisk og trenger ikke vedlikehold fra sin side.

Noen bemerkelsesverdige brukere av den serverløse modellen er Slack, Coca-Cola, NetFlix, etc.

På grunn av sine unike egenskaper er den serverløse modellen egnet for mange brukstilfeller, for eksempel:

• Webapplikasjoner: Du kan bygge raske og skalerbare webapplikasjoner ved å bruke denne modellen som reagerer raskt på brukerkrav. Den er ideell for å bygge statsløse apper som du kan starte umiddelbart og apper som kan imøtekomme uforutsigbare, sjeldne økninger i brukerkrav.
• API-backends: I serverløse plattformer kan enhver funksjon enkelt gjøres om til HTTP-endepunkter klare til bruk av klienter. Disse funksjonene eller handlingene er kjent som netthandlinger når de er aktivert på nettet. Og når disse er aktivert, blir det enkelt å sette sammen funksjonene til et fullverdig API. Du kan også bruke en anstendig API-gateway for å gi mer sikkerhet, domenestøtte, hastighetsbegrensning og OAuth-støtte.
• Mikrotjenester: Serverløs er mye brukt i mikrotjenestemodellen som fokuserer på å bygge små tjenester som er i stand til å utføre en enkelt funksjon og kommunisere med hverandre ved hjelp av APIer.
  Selv om det er mulig å lage mikrotjenester ved hjelp av programvarebeholdere og PaaS, er serverløs mer effektivt. Det forenkler mindre linjer med kode som utfører én ting og tilbyr rask klargjøring, automatisk skalering og fleksibel prissetting som ikke belaster kundene når ressursene ikke er i bruk.
• Databehandling: Serverløs er flott å jobbe med data som inneholder videoer, lyd, bilder og strukturert tekst. Den er også gunstig for ulike oppgaver som datavalidering, transformasjon, berikelse, rensing, lydnormalisering og PDF-behandling. Du kan utnytte det for bildebehandling som inkluderer skarphet, rotasjon, generering av miniatyrbilder og støyreduksjon. Annen bruk av serverløs i databehandling kan være videotranskoding og optisk tegngjenkjenning (OCR).
• Strøm-/batchbehandling: Du kan lage kraftige strømmeapper og datapipelines ved å bruke FaaS og en database med Apache Kafka. Den serverløse modellen passer til forskjellige strøminntak, inkludert data for applogger, IoT-sensorer, forretningslogikk og finansmarkedet.
• Parallell beregning: Serverløs er utmerket for oppgaver relatert til parallell beregning, der hver oppgave kjører parallelt for å utføre en spesifikk oppgave. Det kan omfatte datasøk, prosessering, kartoperasjoner, nettskraping, genombehandling, hyperparameterinnstilling, etc.
• Andre bruksområder: Serverløs brukes også til ulike applikasjoner, som for eksempel Customer Relationship Management (CRM), økonomi, chatbots og business intelligence og analytics, for å nevne noen.

Merk: Serverløs er kanskje ikke ideell for noen tilfeller. For eksempel kan store apper med forutsigbare og nesten konstante arbeidsbelastninger ha mer nytte av en tradisjonell systemarkitektur. De kan gå for dedikerte servere, enten administrerte eller selvstyrte. Dessuten, hvis organisasjonen din har komplette tradisjonelle oppsett med eldre systemer og applikasjoner, kan det være dyrt og utfordrende å gå over til en helt ny og annerledes arkitektur.

Fordeler og ulemper med serverløs databehandling

Hver mynt har to sider, og det har også den serverløse arkitekturen. Det har også noen fordeler og ulemper basert på ulike parametere. Så før du går videre, er det viktig å kjenne til begge sider for å avgjøre om det ville være bedre for organisasjonen din eller ikke.

Fordeler 👍

Her er noen av fordelene med serverløs arkitektur:

Kostnadseffektiv

Serverless kan tilby mer kostnadseffektivitet enn å kjøpe eller leie servere der du betaler for ressurser selv om du ikke bruker dem.

Serverless bruker en pay-as-you-go-modell der du kun betaler for ressursene du bruker. Den serverløse leverandøren belaster deg kun for minnet som er tildelt og tid til å kjøre koden uten å pådra seg kostnader for ledig tid.

Som et resultat vil du spare driftskostnader for oppgaver som installasjon, lisenser, vedlikehold, patching, support osv. Uten servermaskinvare sparer du arbeidskostnader.

Skalerbarhet

Serverløse systemer tilbyr et høyt nivå av skalerbarhet ettersom du kan skalere opp eller ned når du vil basert på kravene. De kalles også «elastiske» av denne grunn.

Her trenger ikke utviklere dedikert tid til å angi autoskaleringssystemene eller policyene eller justere dem. Skyleverandøren du valgte er ansvarlig for å administrere alt dette. I tillegg kan utviklere fra små team også kjøre koden sin selv uten å kreve støtteingeniører eller infrastruktur.

Redusert ventetid

Siden apper ikke er vert over en enkelt opprinnelsesserver, kan du kjøre koden fra hvor som helst. Hvis skyleverandøren du har valgt støtter det, kan du kjøre appfunksjoner på en server nær sluttbrukere. Derfor pådrar det seg mindre ventetid på grunn av redusert avstand mellom brukerforespørsler og server.

Produktivitet

Den serverløse modellen bidrar til å forbedre utviklernes produktivitet siden de ikke trenger å håndtere serveradministrasjon. Dessuten trenger de ikke å tenke på å administrere HTTP-forespørsler eller multithreading i koden deres direkte.

Som et resultat forenkler det backend-utvikling, alt takket være FaaS, der eksponert kode er hendelsesdrevne funksjoner. Alle disse sparer tiden de kan bruke på å forbedre koden og applikasjonen.

Raskere appimplementering

Med serverløs, utfører ikke utviklere backend-konfigurasjon eller laster opp kode til serveren for å distribuere en appversjon. De kan også raskt laste opp koden i biter for å gi ut nye produkter.

De har også fleksibiliteten til å distribuere kode på en gang eller fungere etter hverandre siden det ikke er en monolitisk arkitektur. I tillegg kan du lappe, oppdatere, legge til funksjoner eller fikse feil fra en app raskt.

Andre fordeler inkluderer grønn databehandling på grunn av redusert energiforbruk med on-demand servere, å bygge en app som blir enklere med innebygde integrasjoner, raskere time-to-market og mer.

Ulemper 👎

La oss nå se på ulempene med serverløs databehandling:

Opptreden

Noen ganger kan serverløs kode som brukes sjeldnere vise mer responsforsinkelse enn de som kjører kontinuerlig på dedikerte servere, programvarebeholdere eller virtuelle maskiner (VM). Det er fordi det kan trenge mer tid for å starte på nytt og skape ekstra ventetid.

Vanskelig å feilsøke og teste

Du må vite hvordan koden din fungerer når du har implementert den. For dette må du teste det, noe som er utfordrende i et serverløst miljø. Ettersom utviklere mangler innsyn i hver backend-prosess og apper er delt inn i mindre funksjoner, blir feilsøking komplisert.

Sikkerhetsproblemer

Nye og avanserte cybersikkerhetsproblemer vokser. Men det er ikke mulig å fullstendig kjenne eller måle skyleverandørens sikkerhet. Så når de håndterer hele backend-en din med sensitive data lagret på applikasjoner, er det risikabelt.

Ikke egnet for langvarige søknadsprosesser

Serverless er kostnadseffektivt, men ikke for alle typer applikasjoner. Hvis du har en applikasjon som har langvarige prosesser, kan kostnaden ved å kjøre den basert på tid og tildelte ressurser være svært høy. På dette tidspunktet vil du kanskje gå videre med en dedikert serverhosting.

Andre ulemper med serverløs er problemer med å bytte fra en leverandør til en annen og personvernproblemer.

Terminologier som er viktige i serverløs arkitektur

Serverless er aldri komplett uten å snakke om noen viktige terminologier relatert til det. FaaS og BaaS er to av de mest fremtredende ideene som førte til utviklingen av serverløs vi kjenner i dag. Og for å bygge et serverløst system trenger du en database, et lagringssystem, en teknologistabel, et rammeverk og så videre. Så la oss diskutere litt om dem.

Fungerer som en tjeneste (FaaS)

FaaS er en sentral idé innen serverløs og fungerer som undergruppen. Denne hendelsesdrevne kodeutførelsesmodellen (apper som kjører som svar på en forespørsel) lar deg skrive logikk distribuert i programvarebeholdere, utført på forespørsel, og en skyplattform administrerer den.

Hvis du sammenligner det med BaaS, gir FaaS mer kontroll til utviklere når det gjelder å lage tilpassede apper i stedet for å være avhengig av biblioteker som inneholder forhåndsdefinert kode.

Programvarebeholderne der koden er utplassert er statsløse for å forenkle dataintegrasjon, og koden kjører i kortere tid. Dessuten kan utviklere påkalle serverløse applikasjoner via APIer ved å bruke FaaS som skyleverandørene administrerer via en API-gateway.

Backend-as-a-Service (BaaS)

BaaS ligner på FaaS fordi begge trenger en tredjeparts tjenesteleverandør. I denne modellen tilbyr en skyleverandør backend-tjenester som datalagring for å hjelpe utviklere med å fokusere på å skrive frontend-koden. Imidlertid kan det hende at BaaS-applikasjoner ikke er hendelsesdrevne eller kjøres på kanten som med serverløse apper.

Et godt eksempel for BaaS er AWS Lambda. Utviklere bruker serverløs kode i containere med Lambda som gir retningslinjer å følge når de sender inn koden. Den automatiserer også prosesser for å legge inn koden i programvarebeholdere og tilbyr en administrert tjeneste.

Serverløs stabel

Som med andre programvareteknologier, kommer serverløs arkitektur også med en teknologistabel. Den samler ulike komponenter som er avgjørende for å lage et serverløst system eller applikasjon.

Den serverløse stabelen inkluderer:

• Et programmeringsspråk: Programmeringsspråket som utviklerne skal skrive koden på. Avhengig av leverandøren kan du velge mellom Java, JavaScript, Python, C#, Go, Node.js, F#, etc.
• Et serverløst rammeverk: Et rammeverk gir skjelettet eller strukturen til koden. Det er mange serverløse rammer for å komme i gang. Den gjør det mulig å bygge, pakke og kompilere kode og til slutt til skydistribusjon. Serverløse rammeverk fremskynder kodingsprosessen og forenkler skalering med redusert konfigurasjonstid. Eksempler på serverrammeverk er Apex, AWS Serverless Application Model, etc.
• Serverløse databaser: De brukes til å lagre data som koden krever for å få tilgang til. De er også nødvendige for å samhandle med funksjoner for triggere. Disse databasene oppfører seg som serverløse funksjoner, men lagrer data på ubestemt tid. Eksempler på serverløse databaser er DynamoDB, Azure Cosmos DB, Aurora Serverless og Cloud Firestore.
• Et sett med utløsere: De hjelper til med å starte kodekjøringen som HTTP-forespørsler
• Programvarecontainere: De styrker den serverløse modellen og tilbyr containeriserte mikrotjenester uten kompleksitet. De fungerer også som et oppbevaringssted for koden din og letter utviklere mens de skriver koden for flere plattformer som skrivebord eller iOS.
• API-porter: De fungerer som en proxy til netthandlinger. De tilbyr HTTP-ruting, hastighetsgrenser, visning av API-bruk og svarlogger, klient-ID, etc.

Hvordan implementere serverløs modell og optimalisere den?

Å gå uten server vil medføre betydelige endringer når det gjelder applikasjoner, teknologi, kostnader, sikkerhet og fordeler.

Tenk deg at du er en nystartet bedrift eller en liten bedrift. I så fall vil det akselerere tiden din til markedet og hjelpe deg med å presse oppdateringer raskt med forenklet testing, feilsøking, innsamling av tilbakemeldinger, arbeid med problemer og mer for å tilby en polert applikasjon til brukerne.

Hvis du er en større organisasjon, vil du oppleve fordeler som mer skalerbarhet for å tilfredsstille brukerkravene dine, men det vil kreve betydelige kostnadsinvesteringer.

Derfor er det best å måle fordeler og ulemper med serverløs spesifikt for din virksomhetstype og krav og deretter fortsette. Og hvis du mener det seriøst, start med:

• Forstå dine behov og identifisere en passende serverløs teknologistabel
• Velg en serverløs leverandør som Google Cloud Functions, Azure Functions, AWS Lambda osv.
• Styr teamet ditt med kraftige verktøy for å overvåke systemytelse og funksjoner. Se opp for det totale antallet forespørsler, reguleringer, feiltellinger, suksessrater, forespørselsvarighet og ventetid.

Serverløse leverandører

Det er mange serverløse leverandører eller skyleverandører der ute på markedet du kan velge mellom. Noen av de beste er:

• AWS Lambda: Den er perfekt for organisasjoner som allerede bruker AWS-tjenester. Den integreres med et bredt spekter av tjenester for lagring, streaming og databaser.
• Microsoft Azure-funksjoner: Hvis du bruker Visual Studio Code, gå for det. Det fungerer problemfritt med DevOps og Azure Pipelines for CI/CD. Den støtter også Durable Functions for stateful funksjoner og tilbyr integrert overvåking.
• Google Cloud-funksjoner: Hvis du bruker Google-tjenester, er det bra. Den støtter JS-, Go- og Python-apper, gjør det mulig å utløse funksjoner fra Google Assistant eller GCP, og tilbyr innebygd skalering.
• IBM Cloud Functions: Hvis du vil gå for en serverløs modell basert på Apache OpenWhisk, er IBM Cloud Functions noe for deg. Den inkluderer utmerket ytelsesovervåking, hendelsesutløsning fra en REST API eller IBM skytjenester og integreres med IBMs API Gateway for å administrere endepunkter.
• Knative: Hvis du kjører tjenester på Kubernetes, gå for det. Det støttes av Google, Red Hat, IBM, etc.
• Cloudflare Workers: Det er bra for apper som krever høy respons, spesielt JavaScript-apper. Den støtter Workers KV for datalagring og WebAssembly for å hjelpe deg med å kompilere og levere flere språk. Dessuten forbedrer dets høye distribusjonsnettverk med 193 datasentre ventetiden og responsen.

Konklusjon: Fremtiden til serverløs

Serverløs databehandling utvikler seg med den økende etterspørselen etter svært skalerbare applikasjoner. Det gir også mange fordeler som cloud computing tilbyr, som mer bekvemmelighet, kostnadseffektivitet, høyere produktivitet og mer.

I følge en O’Reilly-undersøkelsejobber 40 % av respondentene i selskaper som har tatt i bruk serverløs arkitektur.

Selv om serverløs fortsatt har visse bekymringer, for eksempel ventetid på grunn av kaldstart, testing, feilsøking osv., jobber skyleverandører med dem. Snart kan en mer raffinert form for serverløs dukke opp med flere fordeler og løste problemer. Derfor forventes populariteten og bruken av den serverløse modellen å øke i fremtiden.

Du kan også være interessert i: 7 måter serverløs databehandling er en stigende teknologi