Beserverė architektūra: išsamus privalumų, trūkumų ir naudojimo atvejų vadovas

Beserverė architektūra tapo revoliuciniu pokyčiu debesų kompiuterijos srityje, žadėdama didesnį mastelio keitimą, sumažintas veiklos sąnaudas ir ekonomiškumą. Šis architektūrinis požiūris leidžia kūrėjams sutelkti dėmesį tik į kodo rašymą, nesirūpinant pagrindinės infrastruktūros valdymu. Tačiau, kaip ir bet kuri technologija, beserverė architektūra nėra panacėja ir turi savo iššūkių. Šiame išsamiame vadove nagrinėjami beserverės architektūros privalumai, trūkumai ir įprasti naudojimo atvejai, pateikiant subalansuotą perspektyvą organizacijoms, svarstančioms jos pritaikymą.

Kas yra beserverė architektūra?

Nepaisant pavadinimo, „beserverė“ nereiškia, kad serveriai nebenaudojami. Vietoj to, tai reiškia, kad debesijos paslaugų teikėjas (pvz., Amazon Web Services, Microsoft Azure, Google Cloud Platform) visiškai valdo infrastruktūrą, įskaitant serverius, operacines sistemas ir mastelio keitimą. Kūrėjai diegia savo kodą kaip funkcijas ar mikropaslaugas, kurios vėliau vykdomos reaguojant į konkrečius įvykius. Šis modelis dažnai vadinamas Funkcija kaip paslauga (FaaS) arba Vidinis serveris kaip paslauga (BaaS).

Pagrindinės beserverės architektūros savybės:

• Jokio serverių valdymo: Kūrėjams nereikia aprūpinti, konfigūruoti ar valdyti serverių. Debesijos paslaugų teikėjas atlieka visas su infrastruktūra susijusias užduotis.
• Automatinis mastelio keitimas: Platforma automatiškai keičia išteklių mastelį pagal poreikį, užtikrindama optimalų našumą be rankinio įsikišimo.
• Mokėjimas pagal naudojimą: Vartotojai moka tik už faktinį skaičiavimo laiką, kurį sunaudoja jų funkcijos ar paslaugos.
• Įvykiais pagrįsta: Beserverės funkcijos aktyvuojamos įvykiais, tokiais kaip HTTP užklausos, duomenų bazės atnaujinimai ar pranešimai iš eilės.

Beserverės architektūros privalumai

Beserverė architektūra siūlo keletą privalumų, kurie gali būti labai naudingi įvairaus dydžio organizacijoms:

1. Sumažintos veiklos sąnaudos

Vienas iš didžiausių beserverės architektūros privalumų yra veiklos sąnaudų sumažinimas. Kūrėjai atleidžiami nuo naštos valdyti serverius, diegti operacinių sistemų pataisymus ir konfigūruoti infrastruktūrą. Tai leidžia jiems sutelkti dėmesį į kokybiško kodo rašymą ir greitesnį verslo vertės kūrimą. „DevOps“ komandos taip pat gali perkelti savo dėmesį nuo infrastruktūros valdymo prie strategiškesnių iniciatyvų, tokių kaip automatizavimas ir saugumas.

Pavyzdys: Pasaulinė el. prekybos įmonė Singapūre anksčiau skyrė daug laiko ir išteklių savo žiniatinklio serverių valdymui. Perėję prie beserverės architektūros, naudodami AWS Lambda ir API Gateway, jie sugebėjo pašalinti serverių valdymo užduotis ir sumažinti veiklos sąnaudas 40 %.

2. Padidintas mastelio keitimas

Beserverės platformos suteikia automatinio mastelio keitimo galimybes, užtikrinančias, kad programos gali susidoroti su kintančiomis apkrovomis be rankinio įsikišimo. Platforma automatiškai aprūpina ir keičia išteklių mastelį pagal poreikį, leisdama programoms sklandžiai valdyti srauto šuolius ar apdorojimo reikalavimus.

Pavyzdys: Naujienų agentūra Londone patiria didelius srauto šuolius per svarbiausias naujienas. Naudodami beserverę architektūrą savo turinio pristatymo tinklui (CDN), jie gali automatiškai keisti išteklių mastelį, kad patenkintų padidėjusį poreikį, nepatirdami našumo sumažėjimo.

3. Kaštų optimizavimas

Mokėjimo pagal naudojimą modelis beserverėje architektūroje gali padėti žymiai sutaupyti. Organizacijos moka tik už faktinį skaičiavimo laiką, kurį sunaudoja jų funkcijos ar paslaugos, todėl nereikia mokėti už nenaudojamus išteklius. Tai gali būti ypač naudinga programoms su kintančiomis apkrovomis arba toms, kurios naudojamos retai.

Pavyzdys: Labdaros organizacija Indijoje naudoja beserverę funkciją aukoms, gautoms per jų svetainę, apdoroti. Jie moka tik už skaičiavimo laiką, naudojamą kiekvienai aukai apdoroti, todėl, palyginti su tradiciniu serveriniu sprendimu, sutaupo daug lėšų.

4. Greitesnis patekimas į rinką

Beserverė architektūra gali pagreitinti kūrimo ir diegimo procesą, leisdama organizacijoms greičiau pateikti rinkai naujus produktus ir funkcijas. Sumažintos veiklos sąnaudos ir supaprastintas diegimo procesas leidžia kūrėjams sutelkti dėmesį į kodo rašymą ir greitą iteraciją.

Pavyzdys: Finansinių technologijų startuolis Berlyne sugebėjo paleisti naują mobiliosios bankininkystės programą vos per tris mėnesius, pasinaudodamas beserverės architektūros privalumais. Sutrumpintas kūrimo laikas leido jiems įgyti konkurencinį pranašumą ir greitai užimti rinkos dalį.

5. Pagerintas atsparumas gedimams

Beserverės platformos sukurtos taip, kad būtų labai atsparios gedimams. Funkcijos paprastai diegiamos keliose prieinamumo zonose, užtikrinant, kad programos liktų prieinamos net jei viena zona patiria gedimą. Platforma automatiškai tvarko gedimų aptikimą ir atkūrimą, sumažindama prastovas ir užtikrindama verslo tęstinumą.

Pavyzdys: Logistikos įmonė Australijoje naudoja beserverę architektūrą siuntoms sekti realiuoju laiku. Platformos atsparumas gedimams užtikrina, kad siuntų sekimo duomenys išliktų prieinami net ir esant infrastruktūros gedimams.

Beserverės architektūros trūkumai

Nors beserverė architektūra siūlo daugybę privalumų, ji taip pat turi tam tikrų trūkumų, į kuriuos organizacijos turėtų atsižvelgti:

1. Šaltieji startai

Šaltieji startai įvyksta, kai beserverė funkcija iškviečiama po neaktyvumo laikotarpio. Platformai reikia skirti išteklius ir inicializuoti funkciją, o tai gali sukelti vykdymo vėlavimą. Šis vėlavimas gali būti pastebimas vėlavimui jautrioms programoms.

Mažinimo strategijos:

• Palaikymo mechanizmai: Periodiškai siųskite užklausas funkcijai, kad ji liktų „šilta“.
• Iš anksto paruoštas lygiagretumas: Iš anksto skirkite išteklius funkcijai, kad sumažintumėte šaltojo starto laiką (prieinama kai kuriose platformose, pvz., AWS Lambda).
• Optimizuokite funkcijos dydį: Sumažinkite funkcijos diegimo paketo dydį, kad sumažintumėte inicializavimo laiką.

2. Derinimo ir stebėjimo iššūkiai

Beserverių programų derinimas ir stebėjimas gali būti sudėtingesnis nei tradicinių programų. Dėl paskirstytos beserverės architektūros prigimties sunku sekti užklausas ir nustatyti našumo kliūtis. Tradiciniai derinimo įrankiai gali būti netinkami beserverėms aplinkoms.

Mažinimo strategijos:

• Naudokite specializuotus stebėjimo įrankius: Naudokite įrankius, sukurtus beserverėms aplinkoms, kad būtų galima matyti funkcijų vykdymą ir našumą (pvz., Datadog, New Relic, Lumigo).
• Įdiekite patikimą registravimą: Registruokite svarbią informaciją funkcijose, kad palengvintumėte derinimą ir trikčių šalinimą.
• Naudokite paskirstytąjį sekimą: Įdiekite paskirstytąjį sekimą, kad galėtumėte sekti užklausas per kelias funkcijas ir paslaugas.

3. Priklausomybė nuo tiekėjo

Beserverės platformos paprastai yra specifinės konkrečiam tiekėjui, o tai gali sukelti priklausomybę nuo tiekėjo. Programų perkėlimas iš vienos beserverės platformos į kitą gali būti sudėtingas ir daug laiko reikalaujantis procesas. Svarbu atidžiai pasirinkti tiekėją ir apsvarstyti perkeliamumo galimybes.

Mažinimo strategijos:

• Naudokite nuo tiekėjo nepriklausomas abstrakcijas: Kurkite programas naudodami nuo tiekėjo nepriklausomas abstrakcijas, kad sumažintumėte priklausomybę nuo konkrečių beserverių platformų.
• Apsvarstykite konteinerizavimą: Konteinerizuokite funkcijas, kad palengvintumėte migraciją tarp skirtingų platformų.
• Naudokite atvirojo kodo beserveres sistemas: Išnagrinėkite atvirojo kodo beserveres sistemas, kurios užtikrina perkeliamumą tarp skirtingų debesijos paslaugų teikėjų (pvz., Knative, Kubeless).

4. Saugumo aspektai

Beserverės programos kelia naujų saugumo iššūkių. Funkcijų apsauga ir leidimų valdymas gali būti sudėtingas. Svarbu laikytis geriausių saugumo praktikų ir įdiegti patikimas saugumo kontrolės priemones, siekiant apsaugoti beserveres programas nuo pažeidžiamumų.

Mažinimo strategijos:

• Taikykite mažiausių privilegijų principą: Suteikite funkcijoms tik tuos leidimus, kurių joms reikia užduotims atlikti.
• Įdiekite įvesties patvirtinimą: Patvirtinkite visus įvesties duomenis, kad išvengtumėte injekcijos atakų.
• Naudokite saugaus kodavimo praktikas: Laikykitės saugaus kodavimo praktikų, kad išvengtumėte įprastų pažeidžiamumų.
• Reguliariai ieškokite pažeidžiamumų: Tikrinkite funkcijas dėl pažeidžiamumų naudodami automatizuotus saugumo įrankius.

5. Ribota infrastruktūros kontrolė

Nors serverių valdymo nebuvimas yra privalumas, tai taip pat reiškia ribotą pagrindinės infrastruktūros kontrolę. Organizacijos gali negalėti pritaikyti aplinkos, kad ji atitiktų specifinius reikalavimus. Tai gali būti apribojimas programoms, kurioms reikalinga smulkmeniška infrastruktūros kontrolė.

Mažinimo strategijos:

• Įvertinkite platformos galimybes: Atidžiai įvertinkite skirtingų beserverių platformų galimybes, kad įsitikintumėte, jog jos atitinka jūsų programos reikalavimus.
• Naudokite konfigūracijos parinktis: Išnaudokite galimas konfigūracijos parinktis, kad pritaikytumėte aplinką tiek, kiek įmanoma.
• Apsvarstykite hibridinius požiūrius: Derinkite beserverius komponentus su tradicine infrastruktūra, kad patenkintumėte specifinius poreikius.

Įprasti beserverės architektūros naudojimo atvejai

Beserverė architektūra puikiai tinka įvairiems naudojimo atvejams, įskaitant:

• Žiniatinklio programos: Dinamiškų žiniatinklio programų kūrimas su beserveriais vidiniais serveriais.
• Mobiliųjų programų vidiniai serveriai: Mastelį keičiančių ir ekonomiškų vidinių serverių kūrimas mobiliosioms programoms.
• API šliuzai: API šliuzų įdiegimas API valdymui ir apsaugai.
• Duomenų apdorojimas: Didelių duomenų rinkinių apdorojimas ir ETL (išgauti, transformuoti, įkelti) operacijų atlikimas.
• Įvykiais pagrįstos programos: Programų, reaguojančių į realaus laiko įvykius, pvz., daiktų interneto (IoT) duomenų srautus, kūrimas.
• Pokalbių robotai: Pokalbių sąsajų kūrimas naudojant beserveres funkcijas.
• Vaizdų ir vaizdo įrašų apdorojimas: Daugialypės terpės turinio apdorojimas naudojant beserveres funkcijas.

Naudojimo atvejų pavyzdžiai iš viso pasaulio:

• Finansinės paslaugos (Japonija): Didelis Japonijos bankas naudoja beserverę architektūrą paskolų paraiškoms apdoroti, didindamas efektyvumą ir trumpindamas apdorojimo laiką.
• Sveikatos apsauga (Jungtinės Valstijos): Sveikatos priežiūros paslaugų teikėjas naudoja beserveres funkcijas pacientų duomenims analizuoti, sudarydamas sąlygas personalizuotiems gydymo planams.
• Mažmeninė prekyba (Brazilija): Mažmeninės prekybos įmonė naudoja beserverę architektūrą savo el. prekybos platformai valdyti, užtikrindama mastelio keitimą ir patikimumą piko apsipirkimo sezonais.
• Gamyba (Vokietija): Gamybos įmonė naudoja beserveres funkcijas įrangos našumui stebėti ir priežiūros poreikiams prognozuoti.
• Švietimas (Kanada): Universitetas naudoja beserverę architektūrą, kad studentams teiktų internetinius mokymosi išteklius, keisdamas išteklių mastelį pagal poreikį.

Tinkamos beserverės platformos pasirinkimas

Yra keletas beserverių platformų, kiekviena turinti savo privalumų ir trūkumų. Kai kurios iš populiariausių platformų apima:

• AWS Lambda (Amazon Web Services): Plačiai naudojama beserverė skaičiavimo paslauga, palaikanti įvairias programavimo kalbas.
• Azure Functions (Microsoft Azure): Beserverė skaičiavimo paslauga, kuri sklandžiai integruojasi su kitomis Azure paslaugomis.
• Google Cloud Functions (Google Cloud Platform): Beserverė skaičiavimo paslauga, siūlanti pasaulinį mastelio keitimą ir integraciją su Google Cloud paslaugomis.
• IBM Cloud Functions (IBM Cloud): Beserverė skaičiavimo paslauga, pagrįsta Apache OpenWhisk, atvirojo kodo beservere platforma.

Veiksniai, į kuriuos reikia atsižvelgti renkantis beserverę platformą:

• Programavimo kalbų palaikymas: Užtikrinkite, kad platforma palaiko jūsų kūrėjų komandos naudojamas programavimo kalbas.
• Integracija su kitomis paslaugomis: Pasirinkite platformą, kuri gerai integruojasi su kitomis jūsų naudojamomis debesijos paslaugomis.
• Kainodaros modelis: Palyginkite skirtingų platformų kainodaros modelius, kad nustatytumėte ekonomiškiausią variantą.
• Mastelio keitimas ir našumas: Įvertinkite platformos mastelio keitimo ir našumo charakteristikas.
• Saugumo funkcijos: Įvertinkite platformos siūlomas saugumo funkcijas.
• Kūrėjų įrankiai ir palaikymas: Apsvarstykite kūrėjų įrankių ir palaikymo išteklių prieinamumą.

Geriausios beserverio kūrimo praktikos

Norint sukurti sėkmingas beserveres programas, būtina laikytis geriausių praktikų:

• Funkcijas išlaikykite mažas ir sutelktas: Kurkite funkcijas taip, kad jos atliktų vieną, gerai apibrėžtą užduotį.
• Naudokite asinchroninį ryšį: Naudokite asinchroninio ryšio modelius, kad pagerintumėte našumą ir mastelio keitimą.
• Įdiekite idempotentiškumą: Užtikrinkite, kad funkcijos būtų idempotentiškos, kad būtų galima valdyti pakartotinius bandymus ir išvengti duomenų sugadinimo.
• Optimizuokite funkcijos dydį: Sumažinkite funkcijų diegimo paketų dydį, kad sumažintumėte šaltojo starto laiką.
• Naudokite aplinkos kintamuosius: Saugokite konfigūracijos duomenis aplinkos kintamuosiuose, kad išvengtumėte jautrios informacijos kodavimo.
• Įdiekite tinkamą klaidų tvarkymą: Įdiekite patikimą klaidų tvarkymą, kad išvengtumėte netikėtų gedimų.
• Stebėkite našumą ir saugumą: Nuolat stebėkite beserverių programų našumą ir saugumą.

Išvada

Beserverė architektūra siūlo patrauklų vertės pasiūlymą organizacijoms, siekiančioms sumažinti veiklos sąnaudas, padidinti mastelio keitimą ir optimizuoti kaštus. Tačiau prieš pritaikant šį architektūrinį požiūrį svarbu suprasti trūkumus ir galimus iššūkius. Atidžiai įvertinusios privalumus ir trūkumus, pasirinkusios tinkamą platformą ir laikydamosi geriausių praktikų, organizacijos gali pasinaudoti beservere architektūra, kad sukurtų inovatyvias ir mastelį keičiančias programas, kurios skatina verslo vertę šiuolaikiniame sparčiai besikeičiančiame technologiniame kraštovaizdyje. Debesų technologijoms toliau tobulėjant, beserverė architektūra neabejotinai atliks vis svarbesnį vaidmenį formuojant programų kūrimo ateitį visame pasaulyje.