Безсерверні обчислення: основні функції та принципи їх роботи

Безсерверні обчислення — це унікальний підхід до розміщення веб-додатків, який знімає всю роботу з керування сервером, дозволяючи розробникам робити те, що вони знають найкраще.

Гнучкість, легкість керування, простота масштабування та нижчі витрати – ось деякі з основних переваг, які роблять безсерверні обчислення дуже привабливими для команд розробників і компаній.

Безсерверне обчислювальне середовище виконує серверний код на вимогу, не потребуючи постійної роботи виділеного сервера, віртуальної машини чи навіть контейнера.

Ця публікація досліджує світ безсерверних обчислень, щоб показати, як це може принести користь вашій компанії чи наступному проекту.

Як працюють безсерверні обчислення?

Безсерверний сервіс — це обчислювальне середовище, яким повністю керує постачальник послуг. Все, що розробнику потрібно зробити, це створити свою функцію та завантажити її на платформу, а потім усе буде оброблено автоматично. Ось як це відбувається.

• Тригер: кожна безсерверна функція має тригер події, який викликає її в дію. Це може бути запит HTTP або бази даних, завдання cron, завантаження файлу або щось інше. Справа в тому, що всі знають, що має статися для виконання сценарію.
• Розподіл ресурсів: якщо відбудеться очікувана подія/тригер, платформа має швидко запустити середовище виконання з ЦП, пам’яттю та мережею за мілісекунди. Зазвичай це досягається за допомогою containers.
• Виконання функції: Платформа передає виконання сценарію після виділення ресурсу, тому програма тепер може виконуватися в середовищі виконання постачальника послуг.
• Масштабування: якщо є потреба в додаткових ресурсах, тоді система автоматично масштабується, розкручуючи більше контейнерів із програмою, щоб збалансувати навантаження.
• Результати та управління: Залежно від постачальника та послуги можуть тривати різні завдання, результати, відповіді, моніторинг і процеси реєстрації. Використані ресурси також реєструються для платіжних платежів.

Основні характеристики безсерверних систем

Існують певні особливості, які більшість безсерверних обчислювальних платформ мають спільні один з одним, незалежно від інших відмінностей. Отже, щоб краще зрозуміти безсерверні обчислення, ось ці ключові функції.

• Хмара: Безсерверні обчислення – це технологія розробки та розгортання додатків у хмарі.
• Нульове керування сервером: безсерверна обчислювальна платформа дозволяє користувачам легко розробляти та розгортати програми без необхідності керувати серверами. Просто завантажте свій код, і все інше подбає автоматично.
• Керується подією/тригером: на відміну від віртуальних машин і контейнерних служб, безсерверні системи не завжди працюють. Швидше, вони активуються лише тоді, коли вони потрібні для події чи тригера.
• Заплати, якщо ти йдеш: безсерверне обчислення використовує ресурси лише під час запуску. Це робить їх дешевшими в експлуатації, ніж контейнери, які завжди повинні бути активними, незалежно від того, використовуються вони чи ні. Таким чином, безсерверні послуги оплачуються за використання у форматі оплати за використання.
• Автоматичне масштабування: Безсерверна платформа автоматично збільшить або зменшить розподіл ресурсів для програми, щоб збалансувати її вимоги до навантаження.
• Без стану за замовчуванням: Більшість безсерверних платформ за замовчуванням не мають стану, тобто вони не зберігають жодних даних між викликами. Ця функція робить їх ефемерними та ідеальними для асинхронного підходу до програмування одночасного виконання кількох завдань.

Бізнес-переваги безсерверних обчислень

Ось деякі з бізнес-переваг безсерверних обчислень.

• Спрощена розробка: Немає необхідності керувати інфраструктурою. Без конфігурації сервера, без середовища, без бюджетів і нічого не потрібно налаштовувати. Все, що вам потрібно зробити, це зосередитися на розробці програми, а ваша безсерверна платформа подбає про все інше.
• Швидший час виходу на ринок: Витрачаючи менше часу на управління інфраструктурою, ваша команда може розробляти та виводити на ринок більше функцій і програм.
• Ефективність витрат: безсерверні системи ідеально підходять для програм, які не використовуються постійно. Таким чином ви заощаджуєте витрати, які б пішли на підтримку постійно доступного сервера або контейнера.
• Автоматичне масштабування: Не потрібно турбуватися про бюджет для керування навантаженням на сервер. Ваша програма автоматично масштабується, і ви отримуєте рахунок лише за використане.

Безсерверні проти контейнерів

Безсерверні обчислення та containerization це дві хмарні технології, які дозволяють заощаджувати кошти, швидко й надійно розгортати програми, автоматизувати ваші операції та легко масштабувати речі, якщо виникне потреба.

Хоча вони служать, здавалося б, схожим цілям, контейнери та безсерверні системи відрізняються. По-перше, розробник повинен запустити та підтримувати контейнер, який забезпечує його середовище виконання, тоді як постачальник послуг робить усе це в налаштуваннях без сервера.

По-друге, контейнери краще підходять для великих програм, які повинні працювати протягом тривалого періоду часу, тоді як безсерверні кращі для менших програм, які не використовуються часто. Крім того, контейнери забезпечують повний контроль над середовищем виконання, тоді як безсерверні засоби контролю за середовищем майже відсутні.

Нарешті, контейнери портативні, оскільки ви можете без проблем передавати свій контейнер від одного постачальника до іншого, тоді як безсерверні програми можуть страждати від блокування постачальника, оскільки середовище виконання кожного постачальника унікальне.

Безсерверний проти FaaS проти BaaS

Інша група схожих, але різних термінів — безсерверний, FaaS і BaaS. FaaS означає Function as a Service, тоді як BaaS означає Backend as a Service. Обидві технології є підмножинами безсерверних технологій, але вони відрізняються підходом.

Функція як послуга – це термін, який переважно асоціюється з безсерверними обчисленнями. Це система, де постачальник пропонує всі ресурси, необхідні для виконання програми в хмарі. Програми FaaS зазвичай є специфічними для мови програмування та часто виконують одну певну дію під час кожного виклику.

З іншого боку, бекенд як послуга включає всі служби, необхідні хмарній програмі для функціонування. Вони можуть включати хостинг, служби баз даних, служби автентифікації, масштабованість тощо. Сервіси BaaS також усувають потребу в серверах, віртуальних машинах і управлінні контейнерами, як у FaaS.

Типи безсерверних систем і промислові додатки

Безсерверна технологія забезпечує більшість обчислювальних функцій, необхідних користувачам у хмарному середовищі, без необхідності керувати базовою інфраструктурою. Нижче наведено деякі з багатьох способів, якими пропонуються ці безсерверні послуги.

1. FaaS (функція як послуга): Від PHP до функцій JavaScript або GO багато постачальників пропонують різні пакети FaaS для різних мов, які також автоматично масштабуються.
2. BaaS (Бекенд як послуга): Від netlify до AWS Amplify, Firebase, AppWriteта безліч інших, бекенд як послуга дозволяє легко розробляти певні типи веб-програм.
3. Статичний веб-хостинг: Статичним веб-сайтам не потрібен внутрішній сервер, як PHP і MySQL. Вони просто обслуговують попередньо відрендерені файли HTML і JavaScript, що робить їх легкими та дешевими в обслуговуванні. Крім того, вони найшвидше завантажуються й чудово підходять для SEO.
4. Потокова обробка даних: Безсерверні програми ідеально підходять для потокової обробки даних, оскільки вони можуть масштабуватися за потреби та ідеально підходять для всіх типів аналізу в реальному часі.
5. Мобільні та веб-додатки: Рідко використовувані мобільні та веб-додатки однаково виграють від безсерверного розгортання.
6. Бази даних: Програми баз даних зі змінним або непередбачуваним навантаженням можуть однаково використовувати численні переваги безсерверних обчислень.
7. Мікросервіси та API: Безсерверні системи є ідеальною платформою для розробки та розгортання мікросервісів і API з непередбачуваним попитом.
8. Процеси на вимогу/керовані подіями: Будь-яка нестабільна подія, яка потребує обробки, виграє від безсерверного режиму.
9. Програми IoT: програми Інтернету речей з їх невеликим корисним навантаженням та іншими мінімальними вимогами добре підключаються до безсерверних програм.
10. Cron/заплановані завдання: Ще одна чудова можливість для безсерверного використання.
11. Асинхронні завдання та пакетна обробка: Середовище без стану та без сервера однаково ідеально підходить для обробки асинхронних завдань і пакетної обробки даних із непередбачуваним попитом.

Проблеми безсерверних систем

Безсерверні обчислення також мають свої проблеми та недоліки. Це різні причини, які або обмежують його впровадження, або роблять неможливим використання в певних проектах. Вони наступні.

• Холодний старт: безсерверна програма матиме певні затримки при запуску, якщо вона не використовується часто. Ця затримка або холодний запуск відбувається тому, що платформа автоматично переводить безсерверну програму в режим сну, коли вона не використовується, щоб звільнити ресурси. Коли програма буде запитана знову, платформа швидко відтворить її середовище виконання.
• Блокування постачальника: На відміну від технологій віртуальних машин і контейнерів, технологія безсерверних обчислень повністю залежить від постачальника послуг. Вони забезпечують середовище, встановлюють дозволи додатків, об’єм пам’яті та ЦП, обмеження на виконання тощо. Така ситуація, як правило, робить розробників залежними від платформи постачальника послуг, оскільки стає важче змінити постачальника.
• Втрата контролю: як розробник ви маєте обмежений контроль над середовищем виконання. Найкраще, що ви часто можете зробити, це вибрати постачальника послуг із точним середовищем виконання, змінними та дозволами, які вам потрібні.
• Питання тестування та налагодження: Виконання та системні помилки в безсерверному середовищі залежать від платформи. Деякі з них кращі за інші, але не такі хороші, як налаштування контейнера чи віртуальної машини.
• рамки: ліміти пам’яті та часу виконання встановлюються постачальником і не можуть бути змінені.

Список популярних безсерверних служб

Нижче наведено деякі з найпопулярніших безсерверних служб у мережі.

• AWS без сервера: включаючи функції Lambda, Fargate, Step Functions тощо
• Google Cloud Serverless: включаючи Cloud Run, функції, Eventarc, Firestore, Cloud SQL, планувальник
• Microsoft Azure: включаючи сховище, базу даних, обчислення та DevOps
• Хмарні функції IBM
• Alibaba Cloud Function Compute
• Функції Netlify
• Крайові функції Vercel
• Функції Twillo
• Хмарні функції Firebase
• AWS Amplify
• AppWrite

Поширені запитання

Ось поширені запитання щодо безсерверних обчислень.

З: Яка головна перевага безсерверної системи?

A: Основною перевагою є простота використання, оскільки не потрібно налаштовувати або керувати сервером під час запуску надійних веб-програм, які можна масштабувати.

З: Що таке холодний старт у безсерверних системах?

Відповідь: Холодний запуск безсерверної системи означає початкову затримку виконання програми або функції, якщо вона деякий час не використовувалася. Ця затримка викликана тим, що системі потрібно налаштувати нові ресурси для запуску коду.

З: Чи можу я використовувати безсерверну систему для будь-якого типу програми?

A: Обмежений час виконання робить неможливим запуск усіх типів додатків без сервера. Без сервера можна запускати лише програми, які тривають кілька хвилин або менше, оскільки постачальники послуг зазвичай обмежують час.

З: Які мови програмування можна використовувати для безсерверних обчислень?

В: Ви можете використовувати будь-яку мову програмування для безсерверної програми, однак спершу потрібно переконатися, що ваш постачальник послуг підтримує цю мову. Більшість провайдерів вказують мови, які вони підтримують.

З: Чи можна налагодити програму без сервера?

A: Це можливо, залежно від інструментів, які надає постачальник послуг. Однак, як правило, це складніше налагодити, ніж контейнерну програму.

Питання: чи можу я поєднати безсерверні послуги з серверними службами?

A: Так, звичайно.

Висновок

Безсерверні обчислення — це революційний підхід до розробки та розміщення програм у хмарі. Це полегшує керування, здешевлює роботу та включає можливість масштабування корпоративного рівня.

Отже, незалежно від того, чи є ви розробником, який прагне спростити свій робочий процес, чи підприємством, яке намагається оптимізувати свою ІТ-інфраструктуру, ви погодитеся, що безсерверні обчислення залишаться тут і можуть допомогти вам покращити ваш наступний проект.