Architettura Serverless: Cos'è, Vantaggi e Limitazioni

Spedire più velocemente, costruire slancio e aumentare la quota di mercato è il sogno di qualsiasi leader aziendale.

Ma i vincoli infrastrutturali come la gestione dei server legacy sono una delle tante cose che impediscono loro di realizzare quei sogni. Come sviluppatore, vuoi costruire e spedire prodotti più velocemente, ma finisci per preoccuparti del provisioning dei server, della scalabilità e della manutenzione. Passare al serverless non solo risolve questi problemi, ma ti aiuta anche a entrare nel mercato più velocemente nel modo più conveniente.

L'architettura serverless elimina i compiti di gestione dei server in modo che sviluppatori come te possano concentrarsi esclusivamente sulla logica aziendale e sul codice. Di conseguenza, puoi scalare le applicazioni più velocemente, migliorare la pianificazione della capacità e adattarti alle esigenze aziendali in evoluzione. Continua a leggere per imparare le basi dell'architettura serverless, la sua importanza, i casi d'uso e come il software di virtualizzazione dei server supporta le funzioni serverless.

Nell'architettura serverless, i fornitori di servizi cloud gestiscono i sistemi di database, server e storage quando si tratta di scalabilità, manutenzione e provisioning. Migliorano anche l'efficienza operativa con l'allocazione delle risorse, i bilanciatori di carico e il deployment del codice.

Inoltre, i kit di sviluppo software (SDK), le interfacce a riga di comando (CLI) e gli ambienti di sviluppo integrati (IDE) dei fornitori di servizi rendono facile codificare, testare e distribuire applicazioni serverless.

Come funziona l'architettura serverless

L'architettura serverless funziona astraendo la gestione dei server e permettendo agli sviluppatori di scrivere codici in risposta a funzioni attivate da eventi come richieste hypertext transfer protocol (HTTP) o cambiamenti di dati. I fornitori di servizi cloud eseguono queste funzioni in ambienti isolati, il che significa che gli sviluppatori non devono preoccuparsi della scalabilità o del provisioning dei server.

Ad esempio, un'azienda di e-commerce che utilizza il serverless può gestire facilmente il processo di checkout quando i clienti effettuano ordini sul suo sito web. In questo caso, l'evento dell'ordine attiva una funzione serverless che stima i costi di spedizione, elabora il pagamento tramite una soluzione di gateway di pagamento e aggiorna l'inventario. Un fornitore di cloud esegue automaticamente l'intera funzione in un ambiente isolato.

Il team di sviluppo può dedicare più tempo a perfezionare la logica delle funzioni serverless, scrivere il codice di elaborazione dei pagamenti, integrare i database di gestione dell'inventario, distribuire funzioni e risolvere problemi.

Come funziona un'architettura serverless, passo dopo passo

Tipicamente, un'architettura serverless attraversa queste fasi.

• Distribuzione del codice coinvolge gli sviluppatori che scrivono codici insieme alla logica comportamentale per diverse funzioni.
• Trigger di eventi sono attività degli utenti come cambiamenti di database, caricamenti di file e richieste HTTP, che attivano diverse funzioni.
• Invocazione della funzione avviene quando l'architettura guidata da eventi di un fornitore di cloud invoca una funzione in risposta a un evento.
• Esecuzione isolata è priva di interferenze. Avviene in un ambiente offerto dal fornitore di cloud.
• Scalabilità automatica aumenta o diminuisce il numero totale di funzioni in base al carico di lavoro in arrivo.
• Allocazione delle risorse aiuta a eseguire funzioni con risorse come memoria e unità di elaborazione centrale (CPU).
• Esecuzione e risposta segnano la fine dell'elaborazione dei dati, della generazione di risposte e dell'interazione con i servizi. I database serverless o le cache memorizzano informazioni contestuali aggiuntive durante l'esecuzione.
• Output è la risposta finale alla richiesta. Viene condivisa con chi ha invocato la funzione all'inizio.
• Deallocazione delle risorse avviene quando l'azienda di servizi cloud restituisce le risorse dalla funzione.

Architettura serverless vs. architettura containerizzata

La differenza chiave qui è che l'architettura serverless dipende da funzioni attivate da eventi e astrae la gestione del server, mentre l'architettura containerizzata crea contenitori che contengono applicazioni e le loro dipendenze. L'architettura containerizzata richiede agli sviluppatori di gestire manualmente gli strumenti di orchestrazione dei contenitori.

L'architettura containerizzata utilizza la virtualizzazione basata su contenitori per combinare applicazioni e le loro dipendenze in contenitori isolati. Di conseguenza, gli sviluppatori possono essere certi di un'esecuzione coerente, indipendentemente dagli ambienti. Le aziende utilizzano software di registro dei contenitori come Docker e sistemi di orchestrazione come Kubernetes per gestire, scalare e semplificare il deployment delle applicazioni.

Vantaggi dell'architettura serverless

L'architettura serverless offre alle aziende molteplici vantaggi, tra cui scalabilità, efficienza dei costi, tempi di commercializzazione più rapidi e flessibilità per progettare applicazioni guidate da eventi.

• Efficienza dei costi: Tradizionalmente, le aziende che utilizzano server hanno sempre fornito risorse in base al carico di lavoro previsto. Il risultato era un sottoutilizzo o un sovraprovisionamento. Il computing serverless consente alle aziende di godere di un'allocazione dinamica delle risorse con scalabilità automatica. Di conseguenza, le aziende risparmiano denaro perché non pagano per risorse inattive.
• Produttività migliorata e tempi di commercializzazione più rapidi: La parte migliore del serverless è che una piattaforma cloud gestisce tutto ciò che riguarda l'infrastruttura sottostante. Le aziende possono concentrarsi sul perfezionamento dei codici e distribuirli più velocemente. Inoltre, la mancanza di responsabilità di gestione dell'infrastruttura aiuta i team DevOps a debuggare più velocemente, collaborare meglio e rispondere rapidamente alle richieste del mercato.
• Riduzione delle attività di manutenzione di routine: L'architettura serverless promuove la gestione zero dei server, il che significa che le aziende non devono perdere tempo a migliorare l'affidabilità delle applicazioni, affrontare guasti hardware o fare affidamento su lavori legati ai server. Il fornitore di cloud è responsabile di tutte le attività di manutenzione di routine, come configurazioni di sicurezza, aggiornamenti software e gestione delle patch.
• Alta disponibilità e scalabilità: Le aziende amano il serverless perché può supportare servizi tolleranti ai guasti e altamente disponibili. Con i sistemi di failover e recupero di emergenza di un fornitore di cloud, il tuo sistema rimarrà funzionale anche in caso di guasti hardware o altri problemi. Le piattaforme di computing serverless offrono anche funzionalità di scalabilità automatica, consentendoti di fornire prestazioni ottimali durante picchi di traffico o carichi di lavoro variabili.
• Migliore esperienza utente: Le piattaforme serverless migliorano la soddisfazione degli utenti riducendo la latenza e fornendo risposte quasi immediatamente. Questa flessibilità è estremamente importante per app rivolte agli utenti come dispositivi internet delle cose (IoT), giochi e app di live streaming. Deriva dalla capacità dell'architettura serverless di integrarsi con diverse fonti e elaborare dati da questi sistemi.

Le sfide dell'architettura serverless

Nonostante le sue capacità di scalabilità, l'architettura serverless presenta numerose sfide, come il lock-in del fornitore, la latenza dell'avvio a freddo e la mancanza di controllo sull'infrastruttura. Le organizzazioni di solito affrontano queste sfide riducendo la loro dipendenza da fornitori singoli e valutando i requisiti applicativi all'inizio.

• Latenza dell'avvio a freddo: L'architettura serverless segue l'allocazione dinamica delle risorse dopo l'invocazione della funzione. A volte, sperimenta un avvio a freddo, specialmente quando una funzione viene attivata per la prima volta o dopo essere stata inattiva per un po'. Questo ritardo backend di provisioning delle risorse, caricamento delle dipendenze e inizializzazione dell'ambiente di runtime crea latenza.
  
  Di conseguenza, gli utenti possono sperimentare ritardi inaspettati sul front end. Considera di parlare con il tuo fornitore di tecniche di riscaldamento e di ottimizzare il processo iniziale di una funzione per evitare la latenza.
• Tempo di esecuzione limitato: Le funzioni hanno limiti di tempo di esecuzione su una piattaforma serverless. Ad esempio, puoi configurare il tempo di esecuzione di ciascuna funzione AWS Lambda a 15 minuti. Allo stesso modo, le funzioni Azure hanno un limite di tempo di 5 minuti. Questa restrizione pone sfide ai team di sviluppo che lavorano su compiti di elaborazione dati complessi e che richiedono tempo o calcoli. In tali casi, considera di riprogettare le applicazioni in modo che possano completare i compiti in modo efficiente entro il limite di tempo.
• Lock-in del fornitore: Le aziende a volte si affidano ai servizi e alle API di un singolo fornitore di cloud per comodità. Tuttavia, ogni fornitore segue integrazioni proprietarie, modelli di distribuzione e servizi. Di conseguenza, le organizzazioni possono incontrare difficoltà nel passare a un ambiente on-premises o migrare a un altro servizio cloud in futuro. Utilizzare API standardizzate per lo sviluppo di app e optare per una strategia multicloud può aiutare le aziende ad affrontare queste sfide.
• Mancanza di controllo e risorse: Poiché i servizi serverless rimuovono l'infrastruttura sottostante, potrebbe non essere possibile per le organizzazioni personalizzare o controllare l'ambiente.
  
  Ad esempio, potresti non essere in grado di regolare le configurazioni di rete o di runtime per soddisfare requisiti specifici. Inoltre, il design senza stato del serverless non si adatta ad applicazioni che necessitano di connessioni continue o stati condivisi tra le esecuzioni. Puoi affrontare questo vincolo di risorse con l'integrazione di soluzioni di storage, ma finirai per rendere il sistema più complesso.
• Problemi di sicurezza: Il serverless segue un modello di responsabilità condivisa in cui gli sviluppatori proteggono il codice dell'applicazione e i fornitori di cloud proteggono l'infrastruttura dalle minacce. Oltre al controllo limitato sull'ambiente, le organizzazioni lottano con i rischi di condividere l'infrastruttura con altre aziende. Ecco perché è importante adottare misure di sicurezza, come la valutazione delle vulnerabilità, la crittografia e i metodi di controllo degli accessi.

A parte tutte queste sfide, il serverless può rappresentare una curva di apprendimento per gli sviluppatori che hanno lavorato in precedenza con l'architettura tradizionale. Di conseguenza, le organizzazioni possono sperimentare lievi ritardi con i progetti e le tempistiche iniziali.

Casi d'uso dell'architettura serverless

L'architettura serverless è ideale per l'elaborazione dei dati IoT, l'automazione dei compiti, la creazione di pipeline di dati, lo sviluppo di app web e lo streaming di dati.

• Applicazioni web: Gli sviluppatori utilizzano piattaforme serverless come Google Cloud e Microsoft Azure Cloud Services per costruire app web che servono contenuti dinamici basati sugli input degli utenti. Il serverless è anche la scelta preferita per la sua capacità di scalare automaticamente le risorse e prevenire i tempi di inattività anche durante i picchi di traffico.
• Elaborazione batch: Le aziende utilizzano il serverless per creare pipeline di dati, eseguire compiti di estrazione, trasformazione e caricamento (ETL) ed eseguire trasformazioni di dati e elaborazione di file. Ad esempio, possono progettare funzioni che attivano l'elaborazione dei dati su richiesta riducendo al minimo l'uso delle risorse e i costi operativi.
• Elaborazione dei dati IoT: L'architettura serverless è anche adatta per elaborare dati dei sensori IoT, feed dei social media e log delle attività degli utenti. Le aziende possono progettare trigger guidati da eventi per ingerire, elaborare e analizzare i dati, nonché avviare compiti successivi. Questo processo accelera la consegna degli insight sui dati, aiutando le aziende a prendere decisioni più velocemente.
• Pipeline di integrazione continua (CI) e distribuzione continua (CD): Le aziende spesso ricorrono a funzioni serverless per automatizzare diverse parti delle loro pipeline CI/CD. Ad esempio, il serverless può attivare automaticamente funzioni e avviare il processo di build in risposta ai commit di codice. Ha anche la capacità di automatizzare il deployment dell'ambiente di staging e il provisioning delle risorse. Di conseguenza, le aziende non solo migliorano i flussi di lavoro di sviluppo, ma migliorano anche i processi di distribuzione del software.
• Automazione dei compiti: Le aziende utilizzano il serverless per automatizzare compiti programmati senza fare affidamento su risorse server dedicate. Ad esempio, sviluppano trigger che avviano la sincronizzazione dei dati, i backup e i compiti di gestione dei database a intervalli regolari.

Strumenti per l'architettura serverless

Distribuire un framework serverless richiede alle aziende di utilizzare una combinazione di soluzioni software e servizi. Di seguito sono riportati i principali che utilizzano comunemente.

• Piattaforme di cloud computing soddisfano i tuoi requisiti infrastrutturali con risorse di calcolo, storage e soluzioni di rete.
• Piattaforme API aiutano le organizzazioni a gestire il ciclo di vita del gateway API, l'autenticazione, gli endpoint e il rate limiting.
• Soluzioni software di controllo delle versioni consentono agli sviluppatori di tracciare le modifiche ai progetti software e collaborare per modificare i codici.
• Strumenti CI/CD automatizzano lo sviluppo, il test e il deployment delle applicazioni serverless.
• Sistemi di monitoraggio dei log scansionano e tracciano i file di log delle applicazioni, dei server e delle reti per problemi di sicurezza e prestazioni.
• Soluzioni di crittografia aiutano le aziende a proteggere i dati a riposo, in uso e in transito.
• Piattaforme di virtualizzazione dei server vengono utilizzate per creare server virtuali indipendenti da server fisici.
• Ambienti di sviluppo integrati (IDE) consentono a programmatori e sviluppatori di scrivere, testare e debugare codici serverless da un unico posto.

Riscrivi il codice con il serverless

Quando l'innovazione è la valuta del progresso, i metodi tradizionali non sono più un'opzione. Se hai gestito l'infrastruttura manualmente, conosci gli svantaggi di farlo tutto in casa. Il serverless ti libera dalla preoccupazione per l'allocazione delle risorse, il provisioning o i costi di manutenzione.

Invece, ti dà la libertà di concentrarti sull'evoluzione della tua azienda. Che tu stia iniziando a costruire la prossima app con Java o a creare un capolavoro digitale usando Python, un ambiente serverless è il modo migliore per arrivarci.

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