Förstå serverlös datoranvändning för nybörjaren

När vi säger ”serverlös” datoranvändning, antar många att det inte finns någon server i denna modell för att underlätta kodexekveringen och andra utvecklingsuppgifter. Det är en ren missuppfattning.

Så efter denna mytförstörare kanske du tänker på vad logiken bakom namnet ”serverlös” är.

Låt mig ge dig ett tips: Istället för ”ingen server” är det HUR servrarna hanteras och implementeras är vad ”Serverlös” innebär.

Låter det förvirrande?

Tja, vi kommer att lära oss allt om serverlös och andra termer relaterade till det för att rensa dina tvivel. Till att börja med, serverless håller på att bli känt när vi pratar. Faktum är att den serverlösa marknaden sannolikt kommer att nå 7,7 miljarder dollar till 2021 från 1,9 miljarder dollar 2016.

Så låt oss diskutera serverlös och försöka ta reda på orsaken bakom dess popularitet.

Vad är serverlös datoranvändning?

Serverlös eller serverlös datoranvändning är en molnbaserad exekveringsmodell där molntjänstleverantörer tillhandahåller on-demand maskinresurser och hanterar servrarna själva istället för kunder eller utvecklare. Det är ett sätt som kombinerar tjänster, strategier och metoder för att hjälpa utvecklare att bygga molnbaserade appar genom att låta dem fokusera på sin kod snarare än serverhantering.

Från resursallokering, kapacitetsplanering, hantering, konfigurationer och skalning till patchar, uppdateringar, schemaläggning och underhåll, molntjänstleverantören (som AWS eller Google Cloud Platform) tar allt ansvar för att hantera vanliga infrastrukturuppgifter. Som ett resultat kan utvecklare koncentrera sin ansträngning och tid på affärslogik för sina processer och applikationer.

Denna serverlösa datorarkitektur håller aldrig beräkningsresurser i flyktigt minne; istället sker beräkningen i korta delar. Anta att du inte använder en applikation, inga resurser kommer att tilldelas den. Därför betalar du för vilken resurs du faktiskt förbrukar på appar.

Huvudsyftet med att skapa den serverlösa modellen är att förenkla koddistributionsprocessen i produktion. Många gånger fungerar det också med traditionella stilar som mikrotjänster. När serverlös har distribuerats börjar de applikationer som den driver svara på krav snabbt och skalas upp eller ned automatiskt efter behov.

Serverlös datoranvändning använder en händelsedriven modell för att fastställa skalningskrav. Därför behöver utvecklare inte längre förutse en applikations användning för att bestämma hur många servrar eller bandbredd de behöver. Du kan kräva fler servrar och bandbredd baserat på dina ökande behov utan föregående bokning eller skala ner när som helst utan krångel.

Hur utvecklades Serverless?

Det traditionella systemet hade utmaningar förknippade med skalbarhet och smidighet i apputvecklingsprocessen och implementeringen. I takt med att kraven på högkvalitativa appar ökade med snabb tid till marknad, började behovet av ett bättre system som kan erbjuda mer skalbarhet och smidighet att dyka upp. Det resulterade i utvecklingen av cloud computing och serverlösa modeller.

Den serverlösa modellen utvecklades i olika steg, från monolitiska till mikrotjänster till serverlös arkitektur eller Function-as-a-Service (FaaS).

Monolitisk arkitektur är ett traditionellt enhetligt tillvägagångssätt för mjukvaruutveckling. Det är en tätt kopplad modell där varje komponent och dess underkomponenter kompilerar eller exekverar kod. Om en tjänst är defekt kan hela applikationsservern och de tjänster som körs på den gå ner.
Mikrotjänstarkitektur är en samling av mindre tjänster i en stor, enskild applikation som distribueras oberoende för att utföra en specifik funktion. Det möjliggör snabb leverans av appar i stor skala, vilket ger utvecklare flexibilitet genom att använda Infrastructure-as-a-Service (IaaS) och Platform as a Service (PaaS). Att välja mellan PaaS och IaaS är dock utmanande i denna modell.
Serverlös arkitektur utvecklades med cloud computing och erbjuder mer skalbarhet och affärsflexibilitet. Istället för IaaS och PaaS använder den FaaS och Backend-as-a-Service (BaaS). Här distribueras appar efter behov, tillsammans med resurserna för det. Du behöver inte hantera servern och kan sluta betala om kodexekveringen avslutas.

Attribut för serverlös datoranvändning

Några av attributen för serverlös datoranvändning är följande:

De flesta applikationer som använder serverlösa innehåller enstaka funktioner och små kodenheter.
Den kör kod endast på begäran, vanligtvis i en tillståndslös mjukvarubehållare, och skalas sömlöst baserat på efterfrågan.
Ingen serverhantering behövs från kunder.
Har händelsebaserad exekvering där datormiljön skapas när en funktion triggas eller en händelse tas emot för att exekvera begäran.
Flexibel skalbarhet så att du enkelt kan skala upp eller ner. När en kod har körts slutar infrastrukturen att fungera och kostnaden sparas. På samma sätt, när funktionen fortsätter att köras, kan du skala upp oändligt efter behov.
Du kan använda hanterade molntjänster för att hantera komplexa uppgifter som fillagring, köer, databaser och mer.

Hur fungerar serverlöst?

Den serverlösa arkitekturen kombinerar två huvudidéer – Function-as-a-Service (FaaS) och Backend-as-a-Service (BaaS). Den är mer baserad på FaaS, som tillåter molntjänster för kodexekvering utan att behöva helt provisionerade instanser. FaaS består av tillståndslösa, händelsedrivna, skalbara och server-side funktioner som molntjänster hanterar fullt ut.

Modellen gör det möjligt för DevOps-team att skriva kod med fokus på deras affärslogik. Därefter definierar de en händelse som kan utlösa funktionen, som HTTP-förfrågningar, för exekvering. Följaktligen utför molnleverantören funktionen och skickar resultat till appar som användare kan se.

På så sätt erbjuder den serverlösa modellen kostnadseffektivitet och bekvämlighet med automatisk skalning, on-demand och pay-as-you-go-faciliteter. Därför är många företag och DevOps-team serverlösa dessa dagar.

Vem använder Serverless och varför?

Serverlös är en av de mest framväxande teknologierna inom mjukvaruutveckling. Det skulle kunna eliminera behov av infrastrukturhantering och provisionering i framtiden.

Det är användbart för:

Organisationer som önskar mer skalbarhet och flexibilitet med bättre apptestbarhet kan bli serverlösa.
Utvecklare som vill minska time-to-market genom att bygga smidiga och högpresterande appar
Företag som inte behöver sina servrar igång hela tiden. De kan anropa modulbaserade funktioner med hjälp av applikationer, vid behov, för att spara kostnader.
Organisationer som vill bygga effektiva molnbaserade appar och förenkla molnmigrering
Utvecklare som letar efter sätt att minska latensen kan erbjuda användare tillgång till vissa funktioner eller appar.
Ett företag som inte har tillräckliga resurser för att hantera IT-infrastrukturens underhåll och komplexitet kan satsa på serverlös datoranvändning för att lösa problem automatiskt och behöver inget underhåll från deras sida.

Några anmärkningsvärda användare av den serverlösa modellen är Slack, Coca-Cola, NetFlix, etc.

På grund av dess unika attribut är den serverlösa modellen lämplig för många användningsfall, såsom:

Webbapplikationer: Du kan bygga snabba och skalbara webbapplikationer med denna modell som svarar snabbt på användarnas krav. Den är idealisk för att bygga tillståndslösa appar som du kan starta direkt och appar som kan tillgodose oförutsägbara, sällsynta ökningar av användarkrav.
API-backends: I serverlösa plattformar kan alla funktioner enkelt omvandlas till HTTP-slutpunkter redo att användas av klienter. Dessa funktioner eller åtgärder kallas webbåtgärder när de är aktiverade på webben. Och när dessa väl är aktiverade blir det enkelt att sätta ihop funktionerna till ett fullfjädrat API. Du kan också använda en anständig API-gateway för att ge mer säkerhet, domänstöd, hastighetsbegränsning och OAuth-stöd.
Mikrotjänster: Serverlös används i stor utsträckning i mikrotjänstmodellen som fokuserar på att bygga små tjänster som kan utföra en enda funktion och kommunicera med varandra med hjälp av API:er.
Även om mikrotjänster är möjliga att skapa med hjälp av mjukvarubehållare och PaaS, är serverlöst mer effektivt. Det underlättar mindre rader kod som utför en sak och erbjuder snabb provisionering, automatisk skalning och flexibel prissättning som inte tar betalt för kunder när resurserna inte används.
Databehandling: Serverlös är bra att arbeta med data som innehåller videor, ljud, bilder och strukturerad text. Det är också gynnsamt för olika uppgifter som datavalidering, transformation, berikning, rensning, ljudnormalisering och PDF-bearbetning. Du kan använda den för bildbehandling som inkluderar skärpa, rotation, generering av miniatyrbilder och brusreducering. Andra användningar av serverlös i databehandling kan vara videoomkodning och optisk teckenigenkänning (OCR).
Ström-/batchbearbetning: Du kan skapa kraftfulla strömningsappar och datapipelines med FaaS och en databas med Apache Kafka. Den serverlösa modellen passar olika strömintag, inklusive data för apploggar, IoT-sensorer, affärslogik och finansmarknaden.
Parallell beräkning: Serverlös är utmärkt för uppgifter relaterade till parallell beräkning, där varje uppgift körs parallellt för att utföra en specifik uppgift. Det kan inkludera datasökning, bearbetning, kartoperationer, webbskrapning, genombearbetning, hyperparameterjustering, etc.
Andra användningsområden: Serverlös används också för olika applikationer, såsom kundrelationshantering (CRM), ekonomi, chatbots och business intelligence och analys, för att nämna några.

Obs: Serverlös kanske inte är idealisk för vissa fall. Till exempel kan stora appar med förutsägbara och nästan konstanta arbetsbelastningar dra mer nytta av en traditionell systemarkitektur. De kan välja dedikerade servrar, antingen hanterade eller självhanterade. Dessutom, om din organisation har kompletta traditionella inställningar med äldre system och applikationer, kan det vara dyrt och utmanande att flytta till en helt ny och annorlunda arkitektur.

Fördelar och nackdelar med serverlös datoranvändning

Varje mynt har två sidor, och det har även den serverlösa arkitekturen. Det har också vissa fördelar och nackdelar baserat på olika parametrar. Så innan du går vidare är det viktigt att känna till båda sidor för att avgöra om det skulle vara bättre för din organisation eller inte.

Fördelar 👍

Här är några av fördelarna med serverlös arkitektur:

Kostnadseffektiv

Serverless kan erbjuda mer kostnadseffektivitet än att köpa eller hyra servrar där du betalar för resurser även om du inte använder dem.

Serverless använder en pay-as-you-go-modell där du bara betalar för de resurser du förbrukar. Den serverlösa leverantören kommer endast att debitera dig för det tilldelade minnet och tid för att köra koden utan att ådra sig kostnader för vilotid.

Som ett resultat kommer du att spara på driftskostnader för uppgifter som installation, licenser, underhåll, patchning, support etc. Utan serverhårdvara sparar du på arbetskostnader.

Skalbarhet

Serverlösa system erbjuder en hög grad av skalbarhet eftersom du kan skala upp eller ner när du vill baserat på kraven. De kallas också ”elastiska” av denna anledning.

Här behöver utvecklare inte dedikerad tid för att ställa in de automatiska skalningssystemen eller policyerna eller ställa in dem. Molnleverantören du valde är ansvarig för att hantera allt detta. Dessutom kan utvecklare från små team också köra sin kod själva utan att behöva supporttekniker eller infrastruktur.

Minskad latens

Eftersom appar inte finns på en enda ursprungsserver kan du köra koden var som helst. Om molnleverantören du har valt stödjer det kan du köra appfunktioner på en server nära slutanvändare. Därför ådrar det sig mindre latens på grund av minskat avstånd mellan användarens begäranden och servern.

Produktivitet

Den serverlösa modellen hjälper till att förbättra dina utvecklares produktivitet eftersom de inte behöver hantera serverhantering. Dessutom behöver de inte tänka på att hantera HTTP-förfrågningar eller multithreading i sin kod direkt.

Som ett resultat förenklar det utvecklingen av backend, allt tack vare FaaS, där exponerad kod är händelsedrivna funktioner. Alla dessa sparar den tid som de kan ägna åt att förbättra koden och applikationen.

Snabbare appimplementering

Med serverlös utför inte utvecklare backend-konfiguration eller laddar upp kod till servern för att distribuera en appversion. De kan också snabbt ladda upp koden i bitar för att släppa nya produkter.

De har också flexibiliteten att distribuera kod på en gång eller fungera efter varandra eftersom det inte är en monolitisk arkitektur. Dessutom kan du korrigera, uppdatera, lägga till funktioner eller åtgärda fel från en app snabbt.

Andra fördelar inkluderar grön datoranvändning på grund av minskad energiförbrukning med on-demand-servrar, att bygga en app som blir enklare med inbyggda integrationer, snabbare time-to-market och mer.

Nackdelar 👎

Låt oss nu titta på nackdelarna med serverlös datoranvändning:

Prestanda

Ibland kan serverlös kod som används mindre ofta uppvisa mer svarslatens än de som körs kontinuerligt på dedikerade servrar, mjukvarubehållare eller virtuella maskiner (VM). Det beror på att det kan behöva mer tid för att börja om och skapa extra latens.

Svårt att felsöka och testa

Du måste veta hur din kod fungerar när du distribuerar den. För detta måste du testa det, vilket är utmanande i en serverlös miljö. Eftersom utvecklare saknar synlighet i varje backend-process och appar är uppdelade i mindre funktioner, blir felsökningen komplicerad.

Säkerhetsproblem

Nya och avancerade cybersäkerhetsproblem växer. Men det är inte möjligt att helt känna till eller mäta molnleverantörens säkerhet. Så när de hanterar hela din backend med känslig data lagrad i applikationer är det riskabelt.

Inte lämplig för långvariga ansökningsprocesser

Serverlöst är kostnadseffektivt, men inte för alla typer av applikationer. Om du har en applikation som har långa processer kan kostnaden för att köra den baserat på tid och tilldelade resurser vara mycket hög. Vid den här tiden kanske du vill gå vidare med en dedikerad serverhosting.

Andra nackdelar med serverlös är svårigheter att byta från en leverantör till en annan och integritetsproblem.

Terminologier som är viktiga i serverlös arkitektur

Serverlös är aldrig komplett utan att prata om några viktiga terminologier relaterade till det. FaaS och BaaS är två av de mest framträdande idéerna som ledde till utvecklingen av serverless vi känner till idag. Och för att bygga ett serverlöst system behöver du en databas, lagringssystem, teknikstack, ramverk och så vidare. Så låt oss diskutera lite om dem.

Fungera som en tjänst (FaaS)

FaaS är en central idé i serverlöst och fungerar som sin delmängd. Denna händelsedrivna kodexekveringsmodell (appar som körs som svar på en förfrågan) låter dig skriva logik som distribueras i programvarubehållare, körs på begäran och en molnplattform hanterar den.

Om du jämför det med BaaS, erbjuder FaaS utvecklare mer kontroll när det gäller att skapa anpassade appar istället för att vara beroende av bibliotek som innehåller förgjord kod.

Programvarucontainrarna där koden är utplacerad är tillståndslösa för att förenkla dataintegration, och koden körs under en kortare tid. Dessutom kan utvecklare anropa serverlösa applikationer via API:er med FaaS som molnleverantörerna hanterar via en API Gateway.

Backend-as-a-Service (BaaS)

BaaS liknar FaaS eftersom båda behöver en tredjepartstjänsteleverantör. I den här modellen tillhandahåller en molnleverantör backend-tjänster som datalagring för att hjälpa utvecklare att fokusera på att skriva sin frontend-kod. Däremot får BaaS-applikationer inte vara händelsedrivna eller köras på kanten som med serverlösa appar.

Ett bra exempel för BaaS är AWS Lambda. Utvecklare använder serverlös kod i containrar med Lambda som ger riktlinjer att följa när de skickar in koden. Den automatiserar också processer för att mata in koden i mjukvarubehållare och erbjuder en hanterad tjänst.

Serverlös stack

Som med andra mjukvarutekniker kommer serverlös arkitektur också med en teknologistack. Den sammanför olika komponenter som är nödvändiga för att skapa ett serverlöst system eller applikation.

Den serverlösa stacken inkluderar:

Ett programmeringsspråk: Det programmeringsspråk som utvecklarna ska skriva koden på. Beroende på leverantör kan du välja mellan Java, JavaScript, Python, C#, Go, Node.js, F#, etc.
Ett serverlöst ramverk: Ett ramverk tillhandahåller skelettet eller strukturen till koden. Det finns gott om serverlösa ramverk för att du ska komma igång. Det gör det möjligt att bygga, paketera och kompilera kod och slutligen till molninstallation. Serverlösa ramverk påskyndar kodningsprocessen och förenklar skalningen med minskad konfigurationstid. Exempel på serverramverk är Apex, AWS Serverless Application Model, etc.
Serverlösa databaser: De används för att lagra data som koden kräver för att komma åt. De behövs också för att interagera med funktioner för triggers. Dessa databaser beter sig som serverlösa funktioner men lagrar data på obestämd tid. Exempel på serverlösa databaser är DynamoDB, Azure Cosmos DB, Aurora Serverless och Cloud Firestore.
En uppsättning triggers: De hjälper till att starta kodexekveringen som HTTP-förfrågningar
Programvarucontainrar: De ger den serverlösa modellen kraft och erbjuder containeriserade mikrotjänster utan komplexitet. De fungerar också som ett arkiv för din kod och underlättar utvecklare när de skriver koden för flera plattformar som skrivbord eller iOS.
API-gateways: De fungerar som en proxy för webbåtgärder. De erbjuder HTTP-routing, hastighetsbegränsningar, visning av API-användning och svarsloggar, klient-ID, etc.

Hur implementerar man en serverlös modell och optimerar den?

Att bli serverlös kommer att medföra betydande förändringar när det gäller dina applikationer, teknik, kostnader, säkerhet och fördelar.

Anta att du är ett nystartat företag eller ett litet företag. I så fall kommer det att påskynda din time-to-market och hjälpa dig att driva uppdateringar snabbt med förenklad testning, felsökning, samla in feedback, arbeta med problem och mer för att erbjuda en snygg applikation till användarna.

Om du är en större organisation kommer du att uppleva fördelar som mer skalbarhet för att tillfredsställa dina användarkrav, men det kommer att kräva betydande kostnadsinvesteringar.

Därför är det bäst att bedöma fördelarna och nackdelarna med serverlös specifikt för din verksamhetstyp och krav och sedan fortsätta. Och om du menar allvar, börja med att:

Förstå dina behov och identifiera en lämplig serverlös teknikstack
Välj en serverlös leverantör som Google Cloud Functions, Azure Functions, AWS Lambda, etc.
Ge ditt team kraftfulla verktyg för att övervaka systemets prestanda och funktioner. Se upp för det totala antalet förfrågningar, begränsningar, antal fel, framgångsfrekvens, förfrågningslängd och latens.

Serverlösa leverantörer

Det finns många serverlösa leverantörer eller molnleverantörer där ute på marknaden som du kan välja mellan. Några av de bästa är:

AWS Lambda: Det är perfekt för organisationer som redan använder AWS-tjänster. Den integreras med ett brett utbud av tjänster för lagring, streaming och databaser.
Microsoft Azure-funktioner: Om du använder Visual Studio Code, kör på det. Det fungerar smidigt med DevOps och Azure Pipelines för CI/CD. Den stöder också Durable Functions för statusfulla funktioner och erbjuder integrerad övervakning.
Google Cloud Functions: Om du använder Googles tjänster är det bra. Den stöder appar JS, Go och Python, gör att funktioner kan triggas från Google Assistant eller GCP och erbjuder inbyggd skalning.
IBM Cloud Functions: Om du vill välja en serverlös modell baserad på Apache OpenWhisk är IBM Cloud Functions något för dig. Den inkluderar utmärkt prestandaövervakning, händelseutlösning från ett REST API eller IBMs molntjänster och integreras med IBM:s API Gateway för att hantera slutpunkter.
Knative: Om du kör tjänster på Kubernetes, kör på det. Det stöds av Google, Red Hat, IBM, etc.
Cloudflare Workers: Det är bra för appar som kräver hög lyhördhet, särskilt JavaScript-appar. Den stöder Workers KV för datalagring och WebAssembly för att hjälpa dig att kompilera och leverera flera språk. Dessutom förbättrar dess höga distributionsnätverk med 193 datacenter latens och lyhördhet.

Slutsats: The Future of Serverless

Serverlös datoranvändning utvecklas med den ökande efterfrågan på mycket skalbara applikationer. Det ger också många fördelar som cloud computing erbjuder, som mer bekvämlighet, kostnadseffektivitet, högre produktivitet och mer.

Enligt en O’Reilly undersökning40 % av de tillfrågade arbetar på företag som har anammat serverlös arkitektur.

Även om serverlös fortfarande har vissa bekymmer, såsom latens på grund av kallstarter, testning, felsökning, etc., arbetar molnleverantörer med dem. Snart kan en mer förfinad form av serverlös dyka upp med fler fördelar och lösta problem. Därför förväntas populariteten och användningen av den serverlösa modellen öka i framtiden.

Du kanske också är intresserad av: 7 Ways Serverless Computing is a Rising Technology