Многи, када чују израз „рачунарство без сервера“, стичу погрешан утисак да у овом приступу нема физичких сервера који омогућавају извршавање кода и друге развојне активности. Међутим, то је потпуно нетачно.
Сада, након што смо разбили тај мит, можда се питате која је логика иза назива „без сервера“.
Ево малог наговештаја: термин „без сервера“ не указује на одсуство сервера, већ описује НАЧИН на који се ти сервери управљају и примењују.
Звучи збуњујуће?
У реду, заједно ћемо истражити све термине везане за рачунарство без сервера како бисмо разјаснили све ваше недоумице. За почетак, рачунарство без сервера постаје све популарније из дана у дан. Тржиште везано за овај приступ се процењује на 7,7 милијарди долара до 2021., у поређењу са 1,9 милијарди долара у 2016. години.
Зато, хајде да детаљније размотримо рачунарство без сервера и покушамо да разумемо разлоге његове популарности.
Шта је тачно рачунарство без сервера?
Рачунарство без сервера представља модел извршавања који се заснива на облаку, где провајдери услуга у облаку пружају рачунарске ресурсе по потреби и сами управљају серверима, уместо корисника или програмера. То је приступ који комбинује различите услуге, стратегије и праксе како би помогао програмерима да креирају апликације засноване на облаку, омогућавајући им да се фокусирају на сам код, уместо на управљање серверима.
Од алокације ресурса, планирања капацитета, управљања, конфигурације и скалирања, па све до ажурирања, заказивања и одржавања, провајдер услуга у облаку (као што су AWS или Google Cloud Platform) преузима потпуну одговорност за управљање стандардним инфраструктурним задацима. Као резултат тога, програмери могу да концентришу свој труд и време на пословну логику за своје процесе и апликације.
У овој архитектури, рачунарски ресурси се не држе у сталној меморији; уместо тога, рачунарство се одвија у кратким, појединачним сегментима. Ако тренутно не користите неку апликацију, неће јој бити додељени никакви ресурси. На тај начин, плаћате само оно што заиста користите у оквиру апликације.
Главни циљ приликом креирања модела без сервера јесте да се поједностави процес имплементације кода у производно окружење. Често се користи и у комбинацији са традиционалним приступима као што су микросервиси. Једном када се имплементира рачунарство без сервера, апликације које покреће брзо одговарају на захтеве и аутоматски се прилагођавају повећавањем или смањивањем ресурса, у зависности од потребе.
Рачунарство без сервера користи модел заснован на догађајима како би се одредиле потребе за скалирањем. То значи да програмери више не морају да предвиђају коришћење апликације како би одлучили колико им је сервера или пропусног опсега потребно. Можете затражити додатне сервере и пропусни опсег у складу са вашим растућим потребама, без претходних резервација, и такође можете смањити ресурсе у било ком тренутку, без икаквих проблема.
Како се развијало рачунарство без сервера?
Традиционални системи су се суочавали са изазовима везаним за скалабилност и агилност током процеса развоја и имплементације апликација. Са повећаним захтевима за висококвалитетним апликацијама и брзим временом потребно за њихово пуштање на тржиште, појавила се потреба за побољшаним системом који би нудио већу скалабилност и агилност. То је довело до еволуције рачунарства у облаку и појаве модела без сервера.
Модел без сервера се развијао кроз различите фазе, од монолитних, преко микросервиса, до архитектуре без сервера или функције-као-услуге (FaaS).
- Монолитна архитектура представља традиционални, јединствени приступ развоју софтвера. То је чврсто повезан модел, где свака компонента и њене подкомпоненте компајлирају или извршавају код заједно. У случају да нека услуга не функционише, може доћи до прекида рада целог апликационог сервера и свих сервиса који су на њему покренути.
- Микросервисна архитектура представља колекцију мањих сервиса унутар једне веће апликације, који се независно имплементирају ради обављања одређене функције. Ова архитектура омогућава брзу испоруку апликација великих размера, пружајући програмерима флексибилност кроз коришћење инфраструктуре као услуге (IaaS) и платформе као услуге (PaaS). Међутим, одабир између PaaS-а и IaaS-а представља изазов у овом моделу.
- Архитектура без сервера је настала из рачунарства у облаку и нуди већу скалабилност и пословну агилност. Уместо IaaS-а и PaaS-а, користи се FaaS и Backend-as-a-Service (BaaS). У овом моделу, апликације се имплементирају по потреби, заједно са потребним ресурсима. Не морате да управљате серверима и престајете да плаћате када се извршавање кода заврши.
Кључне карактеристике рачунарства без сервера
Ево неких од кључних карактеристика рачунарства без сервера:
- Већина апликација које користе рачунарство без сервера састоје се од појединачних функција и мањих јединица кода.
- Код се покреће само по захтеву, обично у софтверским контејнерима без стања, и неприметно се прилагођава на основу потражње.
- Не захтева се управљање сервером од стране корисника.
- Користи извршавање засновано на догађајима, где се рачунарско окружење креира када се покрене функција или када се прими догађај за извршење захтева.
- Пружа флексибилну скалабилност, што омогућава лако повећавање или смањивање ресурса. Када се код изврши, инфраструктура се зауставља и штеди се на трошковима. Слично томе, када функција настави да се извршава, можете бесконачно повећавати ресурсе према потреби.
- Можете користити управљане услуге у облаку за обављање сложених задатака као што су складиштење датотека, редови чекања, базе података и друго.
Како функционише рачунарство без сервера?
Архитектура без сервера комбинује две главне идеје – Function-as-a-Service (FaaS) и Backend-as-a-Service (BaaS). Највише се ослања на FaaS, који омогућава услуге у облаку за извршавање кода без потребе за потпуно обезбеђеним инстанцама. FaaS се састоји од функција без стања, скалабилних функција вођених догађајима и функција на страни сервера, којима услуге у облаку у потпуности управљају.
Овај модел омогућава DevOps тимовима да пишу код фокусирајући се на пословну логику. Затим дефинишу догађај који може да покрене функцију, као што су HTTP захтеви, ради извршења. Провајдер у облаку затим извршава функцију и шаље резултате апликацијама које корисници могу да виде.
На тај начин, модел без сервера нуди економичност и погодност са аутоматским скалирањем, могућностима плаћања по коришћењу и на захтев. Због тога се многи послови и DevOps тимови данас одлучују за рачунарство без сервера.
Ко користи рачунарство без сервера и зашто?
Рачунарство без сервера је једна од најпопуларнијих технологија у развоју софтвера, која би могла да елиминише потребе за управљањем инфраструктуром и њеним обезбеђивањем у будућности.
Корисно је за:
- Организације које траже већу скалабилност и флексибилност уз побољшано искуство у коришћењу апликација могу изабрати рачунарство без сервера.
- Програмери који желе да скрате време за пуштање апликација на тржиште, градећи агилне апликације високих перформанси.
- Компаније које не желе да њихови сервери раде нон-стоп, већ могу да позивају функције засноване на модулима, по потреби, ради уштеде на трошковима.
- Организације које желе да изграде ефикасне апликације засноване на облаку и поједноставе миграцију у облак.
- Програмери који траже начине да смање кашњење и омогуће корисницима бржи приступ неким функцијама или апликацијама.
- Компаније које немају довољно ресурса за бављење одржавањем и сложеношћу ИТ инфраструктуре, могу користити рачунарство без сервера како би аутоматски решавале проблеме без потребе за интервенцијом.
Неки од познатих корисника модела без сервера су Slack, Coca-Cola, Netflix, итд.
Због својих јединствених карактеристика, модел без сервера је погодан за многе случајеве употребе, као што су:
- Веб апликације: Можете направити брзе и скалабилне веб апликације користећи овај модел, које брзо реагују на захтеве корисника. Идеалан је за креирање апликација без стања, које можете одмах покренути, и апликација које могу да поднесу непредвидиве, повремене навале захтева.
- API позадине: На платформама без сервера, било која функција се лако може претворити у HTTP крајње тачке које су спремне за коришћење од стране клијената. Ове функције или радње се називају веб радњама када су омогућене на вебу. А када су оне омогућене, спајање функција у потпуни API постаје једноставно. Такође можете користити адекватни API gateway како бисте обезбедили већу сигурност, подршку за домене, ограничење брзине и подршку за OAuth.
- Микросервиси: Рачунарство без сервера се широко користи у моделу микросервиса који је фокусиран на изградњу малих сервиса који су способни да обављају једну функцију и међусобно комуницирају користећи API-је. Иако је могуће креирати микросервисе користећи софтверске контејнере и PaaS, рачунарство без сервера је ефикасније. Омогућава мањи обим кода који обавља једну ствар и нуди брзо обезбеђивање, аутоматско скалирање и флексибилне цене које не наплаћују клијентима када ресурси нису у употреби.
- Обрада података: Рачунарство без сервера је одлично за рад са подацима који укључују видео, аудио, слике и структурирани текст. Такође је корисно за различите задатке као што су валидација података, трансформација, обогаћивање, чишћење, нормализација звука и обрада PDF-а. Можете га користити за обраду слика, што укључује изоштравање, ротацију, генерисање сличица и смањење шума. Друге употребе рачунарства без сервера у обради података могу бити видео транскодирање и оптичко препознавање карактера (OCR).
- Стримовање/серијска обрада: Можете креирати моћне апликације за стримовање и токове података користећи FaaS и базу података са Apache Kafka-ом. Модел без сервера је погодан за различите улазе стримова, укључујући податке евиденције апликација, IoT сензоре, пословну логику и финансијско тржиште.
- Паралелно рачунање: Рачунарство без сервера је одлично за задатке који се односе на паралелно рачунање, где сваки задатак ради паралелно како би обавио одређени посао. То може укључивати претрагу података, обраду, операције мапирања, стругање веба, обраду генома, подешавање хиперпараметара итд.
- Друге примене: Рачунарство без сервера се такође користи за различите апликације, као што су управљање односима са клијентима (CRM), финансије, чет-ботови и пословна интелигенција и аналитика, да поменемо само неке.
Напомена: Рачунарство без сервера можда није идеално за неке случајеве. На пример, веће апликације са предвидљивим и скоро константним радним оптерећењем могу имати више користи од традиционалне архитектуре система. У тим случајевима се могу користити наменски сервери, којима се управља или се за њима брине. Такође, ако ваша организација има комплетан традиционални систем са застарелим системима и апликацијама, прелазак на потпуно нову и другачију архитектуру може бити скуп и изазован.
Предности и недостаци рачунарства без сервера
Као и свака друга технологија, и архитектура без сервера има своје предности и мане, које треба размотрити. Због тога је важно да познајете обе стране пре него што одлучите да ли је то прави избор за вашу организацију.
Предности 👍
Ево неких од предности архитектуре без сервера:
Исплативост
Рачунарство без сервера може бити исплативије од куповине или изнајмљивања сервера, где плаћате ресурсе чак и када их не користите.
Модел рачунарства без сервера се заснива на плаћању по коришћењу, што значи да плаћате само оне ресурсе које заиста користите. Провајдер рачунарства без сервера ће вам наплатити само додељену меморију и време извршавања кода, без трошкова за време неактивности.
Као резултат тога, штедите на оперативним трошковима за задатке као што су инсталација, лиценце, одржавање, ажурирања, подршка, итд. Без хардвера сервера, штедите на трошковима рада.
Прилагодљивост
Системи без сервера нуде висок ниво скалабилности јер можете повећавати или смањивати ресурсе кад год вам је то потребно, у складу са захтевима. Због тога се и називају „еластичним“.
Програмерима овде није потребно време за подешавање система или смерница за аутоматско скалирање, нити за њихово прилагођавање. Провајдер услуга у облаку кога сте изабрали је одговоран за управљање свим тим. Поред тога, програмери из малих тимова такође могу сами да покрену свој код, без потребе за инжењерима подршке или инфраструктуром.
Смањено кашњење
Пошто се апликације не хостују на једном изворном серверу, можете покренути код са било које локације. Уколико провајдер облака кога сте одабрали подржава ту могућност, можете покренути функције апликације на серверу који је ближи крајњим корисницима. На тај начин, долази до мањег кашњења због смањене удаљености између корисничких захтева и сервера.
Продуктивност
Модел без сервера помаже у побољшању продуктивности ваших програмера, јер не морају да се баве управљањем серверима. Такође, не морају да размишљају о директном управљању HTTP захтевима или вишенитности у свом коду.
Као резултат тога, поједностављује се развој позадинског дела апликације, захваљујући FaaS-у, где је код изложен функцијама вођеним догађајима. Све ово штеди време које програмери могу да посвете побољшању кода и апликације.
Бржа имплементација апликације
У окружењу без сервера, програмери не морају да обављају конфигурацију позадинског дела или да отпремају код на сервер ради имплементације нове верзије апликације. Такође могу брзо да отпремају код у малим деловима како би лакше објавили нове производе.
Они такође имају флексибилност да имплементирају код одједном или функцију по функцију, јер то није монолитна архитектура. Поред тога, можете брзо да ажурирате, додате функције или поправите грешке у апликацији.
Остале предности укључују зелено рачунарство због смањене потрошње енергије са серверима на захтев, лакше креирање апликација уз уграђене интеграције, брже време до пуштања на тржиште и још много тога.
Недостаци 👎
Сада, хајде да погледамо недостатке рачунарства без сервера:
Перформансе
Понекад код без сервера који се ређе користи може да покаже веће кашњење одговора у поређењу са кодом који се непрекидно извршава на наменским серверима, софтверским контејнерима или виртуелним машинама (VM). То је због тога што можда треба више времена да се све покрене из почетка и створи додатно кашњење.
Компликован процес отклањања грешака и тестирања
Морате добро познавати начин на који ваш код функционише када га имплементирате. За то га је потребно тестирати, што може бити изазовно у окружењу без сервера. Такође, пошто програмери немају увид у све позадинске процесе, а апликације су подељене на мање функције, отклањање грешака постаје компликовано.
Безбедносна питања
Нове и напредне бриге о сајбер безбедности су све веће. Међутим, није могуће у потпуности знати или измерити сигурност коју нуди провајдер услуга у облаку. Према томе, када он управља целом вашем позадинским делом са осетљивим подацима који су ускладиштени у апликацијама, то представља ризик.
Није погодно за дуготрајне процесе апликације
Рачунарство без сервера је исплативо, али не за све врсте апликација. Ако имате апликацију која има дуготрајне процесе, цена њеног покретања на основу времена и додељених ресурса може бити веома висока. У том случају, можда је боље да изаберете наменски хостинг сервера.
Други недостаци рачунарства без сервера укључују потешкоће приликом преласка са једног провајдера на другог, као и проблеме са приватношћу.
Терминологије важне у архитектури без сервера
Рачунарство без сервера није потпуно без помињања неких кључних термина везаних за ову технологију. FaaS и BaaS су две најважније идеје које су довеле до еволуције рачунарства без сервера каквог данас познајемо. Да бисте изградили систем без сервера, потребни су вам база података, систем за складиштење, технолошки стек, оквир итд. Хајде да размотримо детаљније ове појмове.
Function as a Service (FaaS)
FaaS је кључни концепт рачунарства без сервера и функционише као његов подскуп. Овај модел извршавања кода вођен догађајима (апликације које се покрећу као одговор на захтев) вам омогућава да пишете логику која се распоређује у софтверским контејнерима, извршава на захтев, а платформом у облаку се управља.
У поређењу са BaaS, FaaS нуди већу контролу програмерима у креирању прилагођених апликација, уместо да се ослања на библиотеке које садрже унапред направљен код.
Софтверски контејнери у којима се имплементира код су без стања како би се поједноставила интеграција података, а код се извршава у краћим временским интервалима. Поред тога, програмери могу да позивају апликације без сервера преко API-ја користећи FaaS, којим провајдери у облаку управљају преко API gateway-a.
Backend-as-a-Service (BaaS)
BaaS је сличан FaaS-у, јер је у оба случаја потребан провајдер услуга треће стране. У овом моделу, провајдер услуга у облаку нуди услуге позадинског дела апликације, као што је складиштење података, како би помогао програмерима да се фокусирају на писање фронтенд кода. Међутим, BaaS апликације не морају да буду вођене догађајима или да се извршавају као апликације без сервера.
Добар пример за BaaS је AWS Lambda. Програмери користе код без сервера у контејнерима са Lambda-ом, који пружа смернице које треба следити приликом слања кода. Такође, аутоматизује се процес уношења кода у софтверске контејнере и нуди се услуга којом се управља.
Стек без сервера
Као и код других софтверских технологија, архитектура без сервера такође долази са технолошким стеком. Обједињује различите компоненте неопходне за креирање система или апликације без сервера.
Стек без сервера укључује:
- Програмски језик: Програмски језик у којем ће програмери писати код. У зависности од провајдера, можете бирати између Java, JavaScript, Python, C#, Go, Node.js, F# итд.
- Оквир без сервера: Оквир обезбеђује костур или структуру коду. Постоји много оквира без сервера које можете користити за почетак. Омогућава изградњу, паковање и компајлирање кода и на крају његову имплементацију у облаку. Оквири без сервера убрзавају процес кодирања и поједностављују скалирање уз смањено време конфигурације. Примери оквира без сервера су Apex, AWS Serverless Application Model, итд.
- Базе података без сервера: Користе се за складиштење података којима је коду потребан приступ. Оне су такође потребне за интеракцију са функцијама за окидаче. Ове базе података се понашају као функције без сервера, али чувају податке неограничено. Примери база података без сервера су DynamoDB, Azure Cosmos DB, Aurora Serverless и Cloud Firestore.
- Скуп окидача: Они помажу да се покрене извршавање кода, попут HTTP захтева.
- Софтверски контејнери: Они подржавају модел без сервера и нуде контејнерске микросервисе без комплексности. Такође служе као место за складиштење вашег кода и олакшавају програмерима писање кода за више платформи, као што су десктоп или iOS.
- API gateway-и: Они раде као прокси за веб радње. Нуде HTTP рутирање, ограничења брзине, преглед коришћења API-ја и евиденције одговора, ID клијента итд.
Како имплементирати модел без сервера и оптимизовати га?
Прелазак на рачунарство без сервера довешће до значајних промена у погледу ваших апликација, технологије, трошкова, безбедности и предности.
Ако сте почетник или мали бизнис, ова промена ће убрзати ваше време за пуштање на тржиште и помоћи вам да брзо примените ажурирања уз поједностављено тестирање, отклањање грешака, прикупљање повратних информација, рад на проблемима и друго, како бисте понудили корисницима глатку и квалитетну апликацију.
Уколико сте већа организација, можете очекивати предности као што је већа скалабилност ради задовољавања потреба корисника, али то може захтевати значајна улагања.
Због тога је најбоље да процените предности и мане рачунарства без сервера посебно за ваш тип посла и захтеве, а затим да наставите са даљим корацима. Ако сте озбиљни у томе, почните са:
- Разумевањем ваших потреба и идентификовањем одговарајућег технолошког низа без сервера.
- Одабиром провајдера без сервера, као што су Google Cloud Functions, Azure Functions, AWS Lambda, итд.
- Оснаживањем свог тима моћним алатима за праћење перформанси и функција система. Пазите на укупан број захтева, ограничења, број грешака, стопе успеха, трајање захтева и кашњење.
Провајдери рачунарства без сервера
На тржишту постоји много провајдера рачунарства без сервера или пружалаца услуга у облаку које можете да изаберете. Неки од најбољих су:
- AWS Lambda: Савршен је за организације које већ користе AWS услуге. Интегрише се са широким спектром услуга за складиштење, стримовање и базе података.
- Microsoft Azure Functions: Ако користите Visual Studio Code, ово је прави избор. Ради глатко са DevOps-ом и Azure цевоводима за CI/CD. Такође подржава трајне функције за функције са статусом и нуди интегрисано праћење.
- Google Cloud Functions: Ако користите Google услуге, ово је добро решење. Подржава JS, Go и Python апликације, омогућава покретање функција из Google Assistant-а или GCP-а и нуди уграђено скалирање.
- IBM Cloud Functions: Ако желите да изаберете модел без сервера заснован на Apache OpenWhisk-у, IBM Cloud Functions је прави избор за вас. Укључује одлично праћење перформанси, покретање догађаја из REST API-ја или IBM услуга у облаку и интегрише се са IBM-овим API Gateway-ом за управљање крајњим тачкама.
- Knative: Ако користите услуге на Kubernetes-у, испробајте ово решење. Подржавају га Google, Red Hat, IBM итд.
- Cloudflare Workers: Добар је за апликације које захтевају висок одзив, посебно за JavaScript апликације. Подржава Workers KV за складиштење података и WebAssembly, који ће вам помоћи да саставите и испоручите више језика. Такође, његова дистрибутивна мрежа са 193 дата центра побољшава кашњење и одзив.
Закључак: Будућност без сервера
Рачунарство без сервера се развија уз све већу потражњу за високо скалабилним апликацијама. Такође пружа многе предности које нуди рачунарство у облаку, као што су већа удобност, економичност, повећана продуктивност и друго.
Према O’Reilly анкети, 40% испитаника ради у компанијама које су прихватиле архитектуру без сервера.
Иако рачунарство без сервера и даље има одређене недостатке, као што су кашњење услед хладног покретања, тестирање, отклањање грешака, итд., провај