محاسبات بدون سرور (Serverless Computing) چیست؟ 11 مزیت + 6 کاربرد آن
محاسبات بدون سرور یا “Serverless Computing” نوعی مدل اجرای محاسبات ابری است که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد بدون مدیریت زیرساخت‌های اصلی، برنامه‌ها را ساخته و اجرا کنند. قدرت و محبوبیت رایانش ابری بدون سرور چنان زیاد است که شرکت‌های معروف به‌شکل گسترده‌ای خدمات Serverless Computing را ارائه می‌دهند؛ کمپانی‌هایی مانند مایکروسافت (با سرویس Azure)، آمازون (با سرویس AWS)، IBM و Cloudflare.
در این مقاله، فناوری Serverless Computing را با جزئیات بیشتری بررسی خواهیم کرد. بنابراین آنچه در ادامه خواهید خواند به شما دید وسیعی نسبت‌به نحوه کارکرد این تکنولوژی، مزایا، معایب، موارد استفاده و غیره خواهد داد.
محاسبات بدون سرور (Serverless Computing) چیست؟
ممکن است اولین سوالی که برایتان پیش آمده این باشد: «پردازش بدون سرور (Serverless Computing) چیست؟»
اجازه دهید تعریف چیستی این فناوری را از شرکت مایکروسافت قرض بگیریم:
«محاسبات بدون سرور توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازد تا با حذف نیاز به مدیریت زیرساخت، پلتفرم‌های خود را سریع‌تر بسازند. با تکنولوژی Serverless Computing، ارائه‌دهنده خدمات ابری به‌طور خودکار زیرساخت مورد نیاز را برای اجرای کدها تهیه، مقیاس‌بندی و مدیریت می‌کند.»
توجه به این نکته مهم است که پردازش بدون سرور به‌معنای نبود سرور نیست؛ بلکه سرورها به‌عنوان بازیگران اصلی فرآیند پردازش عملیات، همچنان در اجرای کدها نقش‌آفرینی می‌کنند. این عبارت «بدون سرور» درواقع به نامرئی بودن وظایف مرتبط‌با تهیه و مدیریت زیرساخت برای توسعه‌دهندگان اشاره دارد.
بنابراین متخصصان قادر به تمرکز روی منطق کسب‌وکار و اعمال ارزش بیشتر روی هسته آن خواهند بود. رایانش ابری بدون سرور به تیم‌ها کمک می‌کند تا بهره‌وری خود را افزایش دهند و محصولات را سریع‌تر به بازار عرضه کنند. به‌همین‌علت سازمان‌ها با استفاده از این تکنولوژی، به‌سمت بهینه کردن منابع و تمرکز بر نوآوری سوق داده می‌شوند.
پس می‌توانیم به‌جرات بگوییم که محاسبات بدون سرور، به‌نوعی مکمل ذخیره سازی هوشمند اطلاعات است و با به‌کارگیری این دو فناوری، نتایج کم‌نظیری حاصل می‌شود.
11 مزیت محاسبات بدون سرور
11 مزیت محاسبات بدون سرور را در ادامه خواهید خواند.
1. عدم نیاز به مدیریت زیرساخت
در رایانش ابری بدون سرور، مصرف‌کنندگان نیازی به مدیریت زیرساخت و سرورها نخواهند داشت. بنابراین انجام کارهای اداری حذف و زمان بیشتری برای مدیران کسب‌وکار ذخیره می‌شود.
2. مقیاس‌پذیری پویا
با Serverless Computing، زیرساخت به‌صورت پویا و در عرض چند ثانیه، افزایش و کاهش می‌یابد تا با نیازهای هر حجم کاری مطابقت داشته باشد.
3. سرعت بالای بازیابی اطلاعات
سیستم‌های رایانش ابری بدون سرور وابستگی عملیات را در هر چرخه توسعه کاهش می‌دهند. به‌همین‌علت چابکی تیم‌های توسعه در ارائه عملکرد و جزئیات بیشتر افزایش خواهد یافت. این افزایش همراه‌با صرف زمان کمتر است.
4. استفاده کارآمدتر از منابع
تغییر به‌سمت فناوری‌های Serverless به سازمان‌ها کمک می‌کند تا هزینه‌های مربوط‌به زیرساخت را کاهش و منابع را برای سرعت بخشیدن به کارها و نوآوری‌ها تخصیص دهند.
5. کاهش هزینه مشتریان
محاسبه هزینه در مدل رایانش ابری بدون سرور، از زمان ساخت درخواست شروع شده و با اتمام اجرا به پایان می‌رسد. این موضوع را با مدل محاسباتی IaaS مقایسه کنید؛ ساختاری که در آن مشتریان باید برای سرورهای فیزیکی، ماشین‌های مجازی و سایر ابزارهای مورد نیاز، از زمان تهیه منابع تا لغو قرارداد، هزینه بپردازند.
6. توسعه با هر زبان برنامه‌نویسی
رایانش ابری بدون سرور یک محیط چندزبانه است که توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازد تا به هر زبان یا فریم‌ورکی کدنویسی کنند؛ پوشش زبان‌ها و فریم‌ورک‌های جاوا، پایتون، جاوااسکریپت، node.js و غیره تنها بخشی از آزادی عمل در این محیط گسترده هستند.
7. توسعه و DevOps ساده
Serverless Computing به‌دلیل فرآیند روان و آسان در مستقر کردن پلتفرم‌ها، DevOps را ساده می‌کند؛ چراکه توسعه‌دهندگان زمانی را برای تعریف زیرساخت و یک‌پارچه‌سازی، آزمایش، تحویل و استقرار کدهای ساخته‌شده صرف نمی‌کنند.
8. عملکرد مقرون‌به‌صرفه
این تکنولوژی برای فرآیندهای کاری خاص مانند پردازش موازی Embarrassingly، استریم و وظایف منحصربه‌فرد مربوط‌به داده‌ها، سرعت بیشتر و هزینه کمتر را به‌دنبال دارد.
9. کاهش تاخیر
در یک محیط بدون سرور، اجرای کدها با فاصله کمی از سیستم کاربر نهایی انجام می‌شود. به‌همین‌دلیل تاخیر کاهش یافته و سرعت ارسال و دریافت درخواست بالا می‌رود.
10. امکان مشاهده عملکرد
زیرساخت‌های بدون سرور به‌طور تقریبی، دید کاملی را در زمان استفاده از پلتفرم توسط سیستم و کاربر فراهم می‌کنند. بنابراین می‌توانیم یکی از مزایای محاسبات بدون سرور را مشاهده تمام‌وقت ترافیک و جمع‌آوری اطلاعات استفاده‌شده به‌شکل سیستماتیک بدانیم.
11. پیش‌روی با ترند روز دنیا
در مبحث پایداری یا “Sustainability”، رایانش ابری بدون سرور عملکرد بسیار خوبی از خود نشان داد؛ چراکه برخلاف محیط‌های مرسوم مراکز داده، یک پلتفرم Serverless می‌تواند به سازمان‌ها کمک کند تا مصرف انرژی را کاهش دهند.
همچنین حذف ردپای کربن، عدم انتشار گازهای گل‌خانه‌ای و صرفه‌جویی در مصرف انرژی، مزایایی هستند که با استفاده از این فناوری محقق می‌شوند.
5 مورد از معایب محاسبات بدون سرور
رایانش ابری بدون سرور مزایای زیادی دارد؛ اما درعین‌حال معایبی هم متوجه این روش است که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم.
1. کنترل کم روی منابع
در تکنولوژی Serverless Computing، مالکان محصول یا AI کنترل سرور را به شرکت ارائه‌دهنده خدمات ابری واگذار می‌کنند. بنابراین مدیریت سخت‌افزار و محیط‌های اجرا از کنترل و دسترس آن‌ها خارج می‌شوند.
2. محدودیت در سازگاری
هر ارائه‌دهنده خدمات، قابلیت‌ها و ویژگی‌های سرویس‌های خود را به‌شکل منحصربه‌فردی ارائه می‌دهد. به‌همین‌دلیل نمی‌توان زیرساخت‌ها را با سرویس‌های دیگر ارائه‌دهندگان سازگار کرد.
3. سرعت کم در راه‌اندازی
این ضعف با نام «شروع سرد» یا “Cold Start” هم شناخته می‌شود. منظور از شروع سرد، تاخیر در فراخوانی یک تابع Serverless برای اولین بار و پس از یک دوره عدم فعالیت است. این فرآیند آهسته می‌تواند بر عملکرد و پاسخ‌گویی برنامه‌های بدون سرور، به‌ویژه در محیط‌هایی با تقاضای بلادرنگ، تاثیر منفی بگذارد.
4. آزمایش و اشکال‌زدایی پیچیده
رفع ایرادات و آزمایش کدها در این فناوری اغلب پیچیده است؛ به این دلیل که توسعه‌دهندگان قادر به دیدن تمام فرآیندهای Back-end نیستند.
5. هزینه بیشتر برای اجرای فرآیندهای طولانی‌مدت
مدل‌های Serverless برای اجرای کدها به‌مدت طولانی طراحی نشده‌اند. به‌همین‌علت فرآیندهای طولانی‌مدت می‌توانند هزینه بیشتری را نسبت‌به سرورهای فیزیکی یا محیط‌های VM داشته باشند.
6 مورد استفاده از محاسبات بدون سرور
فناوری رایانش ابری بدون سرور، در تجهیزات و زمینه‌هایی مانند میکروسرویس‌ها، بک‌اندهای API، پردازش داده‌ها و هوش مصنوعی بهترین اثربخشی و بیشترین کاربرد را دارد. در ادامه هریک را با جزئیات تشریح خواهیم کرد.
1. میکروسرویس
رایج‌ترین مورد استفاده از این فناوری، پشتیبانی از معماری میکروسرویس است. Microservice بر ایجاد سرویس‌های کوچکی تمرکز دارد که یک کار را انجام داده و با استفاده از API، با سایر میکروسرویس‌ها ارتباط برقرار می‌کند.
2. بک‌اند API
هر عمل یا عملکرد را می‌توان در پلتفرم‌های بدون سرور، به یک نقطه HTTP Endpoint تبدیل کرد تا آماده استفاده توسط کاربران اینترنت باشد. به‌همین‌دلیل، توسعه‌دهندگان می‌توانند عملیات API را با امنیت بیشتر، پشتیبانی از OAuth، محدود کردن Rate و پشتیبانی از دامنه سفارشی انجام دهند.
3. Open Liberty InstantOn (CRIU)
Open Liberty InstantOn رویکردی جدید برای کاهش قابل‌توجه زمان راه‌اندازی برنامه‌های جاوا است که به‌طور خاص در محیط‌های محاسباتی بدون سرور پیاده می‌شود.
با InstantOn، می‌توانید در حین ساخت برنامه، یک چک‌پوینت از فرآیند اپلیکیشن درحال‌اجرا جاوا را گرفته و آن را در مرحله تولید بازیابی کنید. بازیابی در این رویکرد بسیار سریع – در حد چند میلی‌ثانیه – است که آن را برای پردازش بدون سرور ایده‌آل می‌کند.
4. پردازش داده‌ها
کار با داده‌های متنی، صوتی، تصویری و ویدیویی ساختاریافته در این زیرساخت ساده است. هدف از انجام این فرآیندها، غنی‌سازی داده‌ها، تبدیل، اعتبارسنجی و پاک‌سازی موارد اضافی در پلتفرم‌ها است.
همچنین توسعه‌دهندگان می‌توانند از این تکنولوژی برای پردازش PDF، بهینه‌سازی صدا، پردازش تصویر، تشخیص نوری کاراکتر (OCR) و رمزگذاری ویدیوها استفاده کنند.
5. عملیات محاسباتی و موازی انبوه
هر نتیجه در پردازش وظایف موازی Embarrassingly، منجربه فراخوانی یک عمل می‌شود. این وظایف را در لیست زیر مشاهده خواهید کرد:
جست‌وجو و پردازش داده‌ها (به‌ویژه ذخیره اشیا ابری)
عملیات MapReduce
Web Scraping
اتوماسیون فرآیندهای تجاری
تنظیم هایپرپارامترها
شبیه‌سازی مونت کارلو
پردازش ژنوم
6. هوش مصنوعی
رایانش ابری بدون سرور، مقیاس‌پذیری خودکار را برای اجرای عملیات مدل‌های AI و یادگیری ماشین فراهم می‌کند. بنابراین با کمک این تکنولوژی، مزایایی مانند عملکرد بهینه و سرعت بخشیدن به نوآوری به‌راحتی ممکن خواهند بود.
چرا باید از محاسبات بدون سرور استفاده کنیم؟
باتوجه به مزایای این فناوری، ما موارد زیر را در پاسخ به این سوال آماده کرده‌ایم:
به‌حداقل رساندن زمان صرف‌شده و منابع سرمایه‌گذاری در مدیریت زیرساخت برای توسعه‌دهندگان، تیم‌ها و سازمان‌ها
حداکثر بهره‌مندی اجزا مختلف اپلیکیشن‌ها از این زیرساخت؛ از محاسبات و موتور پایگاه داده گرفته تا پیام‌رسان‌ها، ابزارهای آنالیز و مدل‌های هوش مصنوعی
حداکثر صرفه‌جویی مالی برای سازمان‌ها با توجه به هزینه‌های بسیار کمتر نسبت‌به ماشین‌های مجازی و سرورهای فیزیکی
آنچه در محاسبات بدون سرور خواندیم
محاسبات بدون سرور برخلاف آنچه تصویر می‌کنید، با حضور سرورها به‌عنوان نقش اول انجام فرآیندها پیش می‌رود؛ اما سرورها در این فناوری، به‌شکل ابری و مجازی ایفای نقش می‌کنند. این تکنولوژی مزایایی مانند کاهش هزینه مشتریان، سرعت بالای بازیابی اطلاعات و مقیاس‌پذیری پویا را دارد. درعین‌حال، معایبی همچون محدودیت در سازگاری با دیگر ارائه‌دهندگان سرویس‌های ابری، پیچیدگی در آزمایش و اشکال‌زدایی کدها و کنترل کم روی منابع سرور هم متوجه این فناوری هستند.
منابع:
Amazon AWS
Microsoft Azure
IBM
