Sunucusuz Mimari Desenlerini Keşfetmek: Kapsamlı Bir Rehber

Sunucusuz bilişim, uygulamaların oluşturulma ve dağıtılma biçiminde devrim yarattı. Altta yatan altyapı yönetimini soyutlayarak, geliştiriciler kod yazmaya ve değer sunmaya odaklanabilirler. Bu rehber, yaygın sunucusuz mimari desenlerini inceleyerek avantajları, dezavantajları ve gerçek dünya uygulamaları hakkında bilgiler sunar.

Sunucusuz Mimari Nedir?

Sunucusuz mimari, bulut sağlayıcısının makine kaynaklarının tahsisini dinamik olarak yönettiği bir bulut bilişim yürütme modelidir. Sunucusuz sağlayıcı, altta yatan tüm altyapıyla ilgilenir, bu nedenle herhangi bir sunucu tedarik etmeniz veya yönetmeniz gerekmez. Yalnızca tükettiğiniz işlem süresi için ödeme yaparsınız.

Sunucusuz Mimarinin Temel Özellikleri:

Sunucu Yönetimi Yok: Geliştiricilerin sunucuları tedarik etmesi, ölçeklendirmesi veya yönetmesi gerekmez.
Kullandığın Kadar Öde: Yalnızca kodunuzun tükettiği işlem süresi için ödeme yaparsınız.
Otomatik Ölçeklendirme: Sunucusuz platformlar, talebe göre kaynakları otomatik olarak ölçeklendirir.
Olay Güdümlü: Fonksiyonlar, HTTP istekleri, veritabanı değişiklikleri veya mesajlar gibi olaylar tarafından tetiklenir.

Sunucusuz Mimarinin Avantajları

Sunucusuz bir yaklaşımı benimsemek birçok avantaj sunar:

Azaltılmış Operasyonel Yük: Sunucu yönetimi ihtiyacını ortadan kaldırarak geliştiricilerin özellik oluşturmaya odaklanmasını sağlar.
Maliyet Optimizasyonu: Kullandığın kadar öde fiyatlandırma modeli, özellikle dalgalı trafiğe sahip uygulamalar için maliyetleri düşürür.
Gelişmiş Ölçeklenebilirlik ve Erişilebilirlik: Otomatik ölçeklendirme ve hata toleransı, yüksek erişilebilirlik ve performans sağlar.
Daha Hızlı Pazara Çıkış Süresi: Basitleştirilmiş dağıtım ve yönetim, geliştirme döngülerini hızlandırır.

Yaygın Sunucusuz Mimari Desenleri

Sunucusuz bilişimin avantajlarından yararlanmak için birkaç mimari desen ortaya çıkmıştır. İşte en yaygın olanlardan bazıları:

1. Olay Güdümlü Mimari

Olay güdümlü mimari, olayların üretimini, tespitini, tüketilmesini ve bunlara tepki verilmesini teşvik eden bir yazılım mimarisi paradigmasıdır. Sunucusuz bir bağlamda, bu desen genellikle olaylar aracılığıyla fonksiyonları tetikleyen servisleri içerir.

Örnek: Görüntü İşleme Hattı

Bir görüntü işleme hattı hayal edin. Bir kullanıcı bir bulut depolama hizmetine (Amazon S3, Azure Blob Storage veya Google Cloud Storage gibi) bir resim yüklediğinde, bir olay tetiklenir. Bu olay, görüntü yeniden boyutlandırma, format dönüştürme ve diğer işleme görevlerini gerçekleştiren sunucusuz bir fonksiyonu (örneğin, AWS Lambda, Azure Function, Google Cloud Function) çağırır. İşlenen görüntü daha sonra depolama hizmetine geri kaydedilir ve bu da kullanıcıyı bilgilendirebilecek veya bir veritabanını güncelleyebilecek başka bir olayı tetikler.

Bileşenler:

Olay Kaynağı: Bulut depolama hizmeti (S3, Blob Storage, Cloud Storage).
Olay: Görüntü yükleme.
Fonksiyon: Görüntü işleme fonksiyonu (yeniden boyutlandırma, dönüştürme).
Hedef: Bulut depolama hizmeti, veritabanı.

Avantajları:

Ayrıştırma (Decoupling): Servisler bağımsızdır ve olaylar aracılığıyla iletişim kurar.
Ölçeklenebilirlik: Fonksiyonlar olay hacmine göre otomatik olarak ölçeklenir.
Dayanıklılık: Bir fonksiyonun başarısızlığı sistemin diğer kısımlarını etkilemez.

2. API Ağ Geçidi Deseni

API Ağ Geçidi deseni, gelen istekleri yönetmek ve bunları uygun sunucusuz fonksiyonlara yönlendirmek için bir API ağ geçidi kullanmayı içerir. Bu, istemciler için tek bir giriş noktası sağlar ve kimlik doğrulama, yetkilendirme, hız sınırlama ve istek dönüştürme gibi özellikleri etkinleştirir.

Örnek: REST API

Sunucusuz fonksiyonlar kullanarak bir REST API oluşturduğunuzu düşünün. Bir API ağ geçidi (örneğin, Amazon API Gateway, Azure API Management, Google Cloud Endpoints), API için ön kapı görevi görür. Bir istemci bir istek gönderdiğinde, API ağ geçidi, istek yoluna ve metoduna göre isteği ilgili sunucusuz fonksiyona yönlendirir. Fonksiyon, isteği işler ve bir yanıt döndürür, API ağ geçidi de bu yanıtı istemciye geri gönderir. Ağ geçidi ayrıca API'yi korumak için kimlik doğrulama, yetkilendirme ve hız sınırlamayı da yönetebilir.

Bileşenler:

API Ağ Geçidi: Gelen istekleri, kimlik doğrulamayı, yetkilendirmeyi ve yönlendirmeyi yönetir.
Fonksiyonlar: Belirli API uç noktalarını işler.
Veritabanı: Verileri depolar ve alır.

Avantajları:

Merkezi Yönetim: Tüm API istekleri için tek giriş noktası.
Güvenlik: Ağ geçidi seviyesinde kimlik doğrulama ve yetkilendirme.
Ölçeklenebilirlik: API ağ geçidi yüksek trafik hacimlerini yönetebilir.

3. Fan-Out (Dağıtım) Deseni

Fan-Out deseni, paralel işleme için tek bir olayı birden çok fonksiyona dağıtmayı içerir. Bu, birden çok kullanıcıya bildirim göndermek veya verileri paralel olarak işlemek gibi bağımsız olarak gerçekleştirilebilecek görevler için kullanışlıdır.

Örnek: Bildirim Gönderme

Yeni bir makale yayınlandığında birden çok kullanıcıya bildirim göndermeniz gerektiğini varsayalım. Makale yayınlandığında bir olay tetiklenir. Bu olay, bildirimi birden çok fonksiyona dağıtan bir fonksiyonu çağırır ve her biri bildirimi belirli bir kullanıcıya veya kullanıcı grubuna göndermekten sorumludur. Bu, bildirimlerin paralel olarak gönderilmesini sağlayarak genel işlem süresini azaltır.

Bileşenler:

Olay Kaynağı: Makale yayını.
Fan-Out Fonksiyonu: Bildirimi birden çok fonksiyona dağıtır.
Bildirim Fonksiyonları: Bireysel kullanıcılara bildirim gönderir.

Avantajları:

Paralel İşleme: Görevler eş zamanlı olarak gerçekleştirilir, işlem süresi azalır.
Ölçeklenebilirlik: Her fonksiyon bağımsız olarak ölçeklenebilir.
Gelişmiş Performans: Daha hızlı bildirim teslimatı.

4. Toplayıcı (Aggregator) Deseni

Toplayıcı deseni, birden çok kaynaktan veri toplayıp tek bir sonuçta birleştirmeyi içerir. Bu, birden çok API'den veya veritabanından veri gerektiren görevler için kullanışlıdır.

Örnek: Veri Toplama

Fiyatı, kullanılabilirliği ve yorumları da dahil olmak üzere bir ürün hakkında bilgi göstermesi gereken bir uygulama düşünün. Bu bilgiler farklı veritabanlarında saklanabilir veya farklı API'lerden alınabilir. Bir toplayıcı fonksiyonu, bu çeşitli kaynaklardan veri toplayabilir ve bunları tek bir JSON nesnesinde birleştirebilir, bu da daha sonra istemciye gönderilir. Bu, istemcinin ürün bilgilerini alma ve görüntüleme görevini basitleştirir.

Bileşenler:

Veri Kaynakları: Veritabanları, API'ler.
Toplayıcı Fonksiyonu: Verileri toplar ve birleştirir.
Hedef: İstemci uygulaması.

Avantajları:

Basitleştirilmiş İstemci Mantığı: İstemcinin yalnızca tek bir sonuç alması gerekir.
Azaltılmış Ağ İstekleri: Veri kaynaklarına daha az istek.
Gelişmiş Performans: Veriler sunucu tarafında toplanır.

5. Zincir (Chain) Deseni

Zincir deseni, bir dizi görevi gerçekleştirmek için birden çok fonksiyonu birbirine zincirlemeyi içerir. Bir fonksiyonun çıktısı, bir sonraki fonksiyonun girdisi olur. Bu, karmaşık iş akışları veya veri işleme hatları için kullanışlıdır.

Örnek: Veri Dönüşüm Hattı

Verileri temizleme, doğrulama ve zenginleştirmeyi içeren bir veri dönüşüm hattı hayal edin. Hattaki her adım ayrı bir sunucusuz fonksiyon olarak uygulanabilir. Fonksiyonlar birbirine zincirlenir, bir fonksiyonun çıktısı bir sonrakine girdi olarak aktarılır. Bu, modüler ve ölçeklenebilir bir veri işleme hattı sağlar.

Bileşenler:

Fonksiyonlar: Her fonksiyon belirli bir dönüşüm görevini gerçekleştirir.
Orkestrasyon: Fonksiyonları birbirine zincirlemek için bir mekanizma (ör. AWS Step Functions, Azure Durable Functions, Google Cloud Workflows).

Avantajları:

Modülerlik: Her fonksiyon belirli bir görevden sorumludur.
Ölçeklenebilirlik: Her fonksiyon bağımsız olarak ölçeklenebilir.
Sürdürülebilirlik: Bireysel fonksiyonları güncellemek ve bakımını yapmak daha kolaydır.

6. Strangler Fig (Boğucu İncir) Deseni

Strangler Fig deseni, işlevsellikleri aşamalı olarak sunucusuz bileşenlerle değiştirerek eski uygulamaları modernize etmek için kullanılan kademeli bir geçiş stratejisidir. Bu desen, mevcut uygulamayı tamamen kesintiye uğratmadan sunucusuz servisleri devreye sokmanıza olanak tanır.

Örnek: Monolitik Bir Uygulamayı Taşıma

Sunucusuz bir mimariye taşımak istediğiniz monolitik bir uygulamanız olduğunu varsayalım. Sunucusuz fonksiyonlarla kolayca değiştirilebilecek belirli işlevsellikleri belirleyerek başlayabilirsiniz. Örneğin, kullanıcı kimlik doğrulama modülünü, kullanıcıları harici bir kimlik sağlayıcıya karşı doğrulayan sunucusuz bir fonksiyonla değiştirebilirsiniz. Daha fazla işlevselliği sunucusuz bileşenlerle değiştirdikçe, monolitik uygulama kademeli olarak küçülür ve sonunda tamamen değiştirilir.

Bileşenler:

Eski Uygulama: Modernize edilmesi gereken mevcut uygulama.
Sunucusuz Fonksiyonlar: Eski işlevselliklerin yerini alan yeni sunucusuz bileşenler.
Proxy/Yönlendirici: İstekleri ya eski uygulamaya ya da yeni sunucusuz fonksiyonlara yönlendirir.

Avantajları:

Azaltılmış Risk: Kademeli geçiş, mevcut uygulamayı kesintiye uğratma riskini azaltır.
Esneklik: Uygulamayı kendi hızınızda modernize etmenize olanak tanır.
Maliyet Tasarrufu: Sunucusuz bileşenler, eski uygulamadan daha uygun maliyetli olabilir.

Doğru Deseni Seçmek

Uygun sunucusuz mimari desenini seçmek, uygulamanızın özel gereksinimlerine bağlıdır. Aşağıdaki faktörleri göz önünde bulundurun:

Uygulama Karmaşıklığı: Basit uygulamalar yalnızca temel bir API ağ geçidi deseni gerektirebilirken, daha karmaşık uygulamalar fonksiyonları zincirlemekten veya olay güdümlü bir mimari kullanmaktan fayda sağlayabilir.
Ölçeklenebilirlik Gereksinimleri: Dalgalanan trafiği yönetmek için otomatik olarak ölçeklenebilen desenleri seçin.
Veri İşleme İhtiyaçları: Paralel işlemeyi veya veri toplamayı destekleyen desenleri düşünün.
Mevcut Altyapı: Eski bir uygulamadan geçiş yapıyorsanız, Strangler Fig deseni iyi bir seçenek olabilir.

Sunucusuz Mimari İçin En İyi Uygulamalar

Sunucusuz mimari ile başarıyı garantilemek için şu en iyi uygulamaları takip edin:

Fonksiyonları Küçük ve Odaklı Tutun: Her fonksiyonun tek ve iyi tanımlanmış bir amacı olmalıdır. Bu, sürdürülebilirliği ve ölçeklenebilirliği artırır.
Yapılandırma için Ortam Değişkenleri Kullanın: Yapılandırma değerlerini fonksiyonlarınıza sabit olarak kodlamaktan kaçının. Yapılandırma ayarlarını yönetmek için ortam değişkenleri kullanın.
Hataları Zarif Bir Şekilde Ele Alın: Hataların sistem geneline yayılmasını önlemek için sağlam hata işleme mekanizmaları uygulayın.
Fonksiyonlarınızı İzleyin ve Günlüğe Kaydedin: Fonksiyon performansını izlemek ve potansiyel sorunları belirlemek için izleme araçları kullanın. Hata ayıklamaya yardımcı olmak için önemli olayları günlüğe kaydedin.
Fonksiyonlarınızı Güvenceye Alın: Fonksiyonlarınızı yetkisiz erişime karşı korumak için uygun güvenlik önlemlerini uygulayın.
Soğuk Başlangıçları Optimize Edin: Uygun dil çalışma zamanlarını kullanarak ve fonksiyon kodunu optimize ederek soğuk başlangıç gecikmesini en aza indirin.
Uygun CI/CD Boru Hatları Uygulayın: Tutarlı ve güvenilir sürümler sağlamak için sunucusuz fonksiyonlarınızın dağıtımını ve test edilmesini otomatikleştirin.

Farklı Bulut Sağlayıcılarında Sunucusuz

Sunucusuz mimarinin temel kavramları, belirli uygulamalar ve hizmetler farklılık gösterse de, farklı bulut sağlayıcılarında uygulanabilir. İşte hızlı bir genel bakış:

Amazon Web Services (AWS): AWS Lambda, amiral gemisi sunucusuz işlem hizmetidir. AWS ayrıca API Gateway, Step Functions (orkestrasyon için) ve depolama için S3 sunar.
Microsoft Azure: Azure Functions, Microsoft'un sunucusuz işlem hizmetidir. Azure ayrıca API Management, Durable Functions (orkestrasyon için) ve Blob Storage sağlar.
Google Cloud Platform (GCP): Google Cloud Functions, Google'ın sunucusuz işlem hizmetidir. GCP, Cloud Endpoints (API ağ geçidi), Cloud Workflows (orkestrasyon için) ve Cloud Storage sunar.

Her sağlayıcının kendine özgü özellikleri ve fiyatlandırma modelleri olsa da, sunucusuz mimarinin temel prensipleri tutarlıdır. Doğru sağlayıcıyı seçmek, özel ihtiyaçlarınıza, mevcut altyapınıza ve platformla olan aşinalığınıza bağlıdır.

Sunucusuz ve Global Hususlar

Global bir kitle için sunucusuz uygulamalar tasarlarken, birkaç faktör özellikle önem kazanır:

Gecikme Süresi: Fonksiyonları kullanıcılarınıza yakın bölgelerde dağıtarak gecikmeyi en aza indirin. Bulut sağlayıcıları, sunucusuz fonksiyonlar için bölgeye özgü dağıtımlar sunar. İçerik Dağıtım Ağları (CDN'ler) de içeriği kullanıcılara daha yakın önbelleğe alarak performansı artırmaya yardımcı olabilir.
Veri Yerleşimi: Farklı ülkelerdeki ve bölgelerdeki veri yerleşimi gereksinimlerine dikkat edin. Verilerin yerel düzenlemelere uygun olarak depolandığından ve işlendiğinden emin olun.
Yerelleştirme: Uygulamalarınızı birden çok dili ve para birimini destekleyecek şekilde tasarlayın. Sunucusuz fonksiyonlar, kullanıcı tercihlerine veya konumuna göre dinamik olarak içerik oluşturmak için kullanılabilir.
Uyumluluk: Uygulamalarınızın GDPR, HIPAA ve PCI DSS gibi ilgili endüstri standartları ve düzenlemeleriyle uyumlu olduğundan emin olun.
Maliyet Optimizasyonu: Maliyetleri en aza indirmek için fonksiyon performansını ve kaynak kullanımını optimize edin. Bölgeye özgü fiyatlandırma modellerine ve kullanım alışkanlıklarına özellikle dikkat edin.

Bu faktörleri dikkatlice göz önünde bulundurarak, global olarak erişilebilir, performanslı ve uyumlu sunucusuz uygulamalar oluşturabilirsiniz.

Sonuç

Sunucusuz mimari, modern uygulamalar oluşturmak ve dağıtmak için güçlü bir yaklaşım sunar. Yaygın sunucusuz mimari desenlerini anlayarak ve en iyi uygulamaları takip ederek, azaltılmış operasyonel yük, maliyet optimizasyonu ve gelişmiş ölçeklenebilirlik avantajlarından yararlanabilirsiniz. Sunucusuz teknoloji gelişmeye devam ettikçe, bu desenleri keşfetmek ve uyarlamak, bulutta verimli ve yenilikçi çözümler oluşturmak için çok önemli olacaktır.