सर्वरहित रैक

सर्वर रहित सर्वर की भौतिक अनुपस्थिति के बारे में नहीं है। यह कंटेनरों का "हत्यारा" नहीं है और न ही एक प्रवृत्ति है। यह क्लाउड में बिल्डिंग सिस्टम के लिए एक नया दृष्टिकोण है। आज के लेख में, हम सर्वर रहित अनुप्रयोगों के आर्किटेक्चर पर स्पर्श करेंगे, देखें कि सर्वर रहित सेवा प्रदाता और ओपन-सोर्स प्रोजेक्ट क्या भूमिका निभाते हैं। अंत में, हम सर्वर रहित के बारे में बात करेंगे।

मैं एप्लिकेशन के सर्वर पक्ष (हां एक ऑनलाइन स्टोर भी) लिखना चाहता हूं। यह एक चैट, सामग्री प्रकाशित करने के लिए एक सेवा या एक लोड बैलेंसर हो सकता है। किसी भी मामले में, बहुत सारे सिरदर्द होंगे: आपको बुनियादी ढांचे को तैयार करना होगा, आवेदन की निर्भरता का निर्धारण करना होगा, और मेजबान ऑपरेटिंग सिस्टम के बारे में सोचना होगा। फिर आपको छोटे घटकों को अपडेट करने की आवश्यकता है जो बाकी मोनोलिथ के काम को प्रभावित नहीं करते हैं। ठीक है, चलो लोड के तहत स्केलिंग के बारे में मत भूलना।

लेकिन क्या होगा अगर हम पंचांग कंटेनर लेते हैं जिसमें आवश्यक निर्भरता पहले से ही पूर्वस्थापित हैं, और कंटेनर खुद एक दूसरे से और होस्ट ओएस से अलग हैं? हम मोनोलिथ को माइक्रोसिस्टर्स में विभाजित करते हैं, जिनमें से प्रत्येक को अपडेट किया जा सकता है और दूसरों से स्वतंत्र रूप से स्केल किया जा सकता है। ऐसे कंटेनर में कोड रखने के बाद, मैं इसे किसी भी बुनियादी ढांचे पर चला सकता हूं। पहले से बेहतर है।

और अगर आप कंटेनरों को कॉन्फ़िगर नहीं करना चाहते हैं? मैं एप्लिकेशन को स्केल करने के बारे में नहीं सोचना चाहता। जब सेवा पर लोड कम से कम हो तो मैं बेकार चल रहे कंटेनरों के लिए भुगतान नहीं करना चाहता। मुझे कोड लिखना है। प्रकाश की गति पर व्यावसायिक तर्क और बाजार के उत्पादों पर ध्यान दें।

इस तरह के विचारों ने मुझे सर्वर रहित कंप्यूटिंग की ओर अग्रसर किया। इस मामले में सर्वर रहित का मतलब सर्वरों की भौतिक अनुपस्थिति नहीं है , लेकिन बुनियादी ढांचे के प्रबंधन के लिए सिरदर्द की अनुपस्थिति है।

विचार यह है कि एप्लिकेशन लॉजिक स्वतंत्र कार्यों में टूट जाता है। उनके पास एक घटना संरचना है। प्रत्येक फ़ंक्शन एक "माइक्रोटस्क" करता है। डेवलपर के लिए आवश्यक सभी कार्य क्लाउड प्रदाता द्वारा प्रदान किए गए कंसोल में कार्यों को लोड करना और इवेंट स्रोतों के साथ उन्हें संबद्ध करना है। कोड स्वचालित रूप से तैयार कंटेनर में अनुरोध पर निष्पादित किया जाएगा, और मैं केवल निष्पादन समय के लिए भुगतान करूंगा।

आइए देखें कि आवेदन विकास प्रक्रिया अब कैसे दिखेगी।

डेवलपर से

इससे पहले, हमने ऑनलाइन स्टोर के लिए आवेदन के बारे में बात करना शुरू किया। पारंपरिक दृष्टिकोण में, सिस्टम का मुख्य तर्क एक अखंड अनुप्रयोग द्वारा किया जाता है। और एप्लिकेशन वाला सर्वर लगातार चल रहा है, भले ही कोई लोड न हो।

सर्वर रहित पर स्विच करने के लिए, हम एप्लिकेशन को माइक्रोकट्स में तोड़ते हैं। उनमें से प्रत्येक के तहत हम अपने स्वयं के कार्य लिखते हैं। कार्य एक-दूसरे से स्वतंत्र हैं और राज्य की जानकारी संग्रहीत नहीं करते हैं। यहां तक ​​कि उन्हें विभिन्न भाषाओं में लिखा जा सकता है। यदि उनमें से एक दुर्घटनाग्रस्त हो जाता है, तो संपूर्ण एप्लिकेशन बंद नहीं होगा। एप्लिकेशन आर्किटेक्चर इस तरह दिखेगा:


सर्वरलेस में फंक्शंस में विभाजन माइक्रोसर्विस के साथ काम करने के समान है। लेकिन एक microservice कई कार्य कर सकता है, और आदर्श रूप से, एक फ़ंक्शन को एक प्रदर्शन करना चाहिए। कल्पना करें कि कार्य उपयोगकर्ता के अनुरोध पर आंकड़े एकत्र करना और प्रदर्शित करना है। माइक्रोसर्विस दृष्टिकोण में, कार्य दो प्रविष्टि बिंदुओं के साथ एक सेवा द्वारा किया जाता है: लिखना और पढ़ना। सर्वर रहित कंप्यूटिंग में, ये दो अलग-अलग कार्य होंगे जो आपस में जुड़े हुए नहीं हैं। एक डेवलपर कंप्यूटिंग संसाधनों को बचाता है यदि, उदाहरण के लिए, आंकड़े डाउनलोड होने की तुलना में अधिक बार अपडेट किए जाते हैं।

सर्वर रहित फ़ंक्शन को थोड़े समय (टाइमआउट) में निष्पादित किया जाना चाहिए, जो सेवा प्रदाता द्वारा निर्धारित किया जाता है। उदाहरण के लिए, AWS के लिए, टाइमआउट 15 मिनट है। इसका मतलब है कि लंबे समय तक रहने वाले कार्यों (लंबे समय तक रहने वाले) को आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए बदलना होगा - यह सर्वर रहित आज (अन्य एक सेवा के रूप में कंटेनर और लोकप्रिय) प्रौद्योगिकियों से अलग है।

हम प्रत्येक फ़ंक्शन के लिए एक ईवेंट असाइन करते हैं। एक घटना एक कार्रवाई के लिए एक ट्रिगर है:
ईवेंट HTTP अनुरोध, स्ट्रीमिंग डेटा, संदेश कतारें, और इसी तरह हो सकते हैं। घटनाओं के स्रोत डेटा के परिवर्तन या उपस्थिति हैं। इसके अलावा, फ़ंक्शन टाइमर द्वारा चलाया जा सकता है।

आर्किटेक्चर ने काम किया, और एप्लिकेशन लगभग सर्वरहीन हो गया। अगला हम सेवा प्रदाता के पास जाते हैं।

प्रदाता से

सर्वरलेस कंप्यूटिंग आमतौर पर क्लाउड सेवा प्रदाताओं द्वारा दी जाती है। वे इसे अलग तरह से कहते हैं: एज़्योर फ़ंक्शंस, एडब्ल्यूएस लैम्बडा, गूगल क्लाउड फ़ंक्शंस, आईबीएम क्लाउड फ़ंक्शंस।

हम प्रदाता के कंसोल या व्यक्तिगत खाते के माध्यम से सेवा का उपयोग करेंगे। फ़ंक्शन कोड निम्न तरीकों में से एक में डाउनलोड किया जा सकता है:

• वेब कंसोल के माध्यम से अंतर्निहित संपादकों में कोड लिखें,
• कोड के साथ संग्रह डाउनलोड करें,
• सार्वजनिक या निजी गिट रिपॉजिटरी के साथ काम करते हैं।

यहां हम फ़ंक्शन को कॉल करने वाली घटनाओं को कॉन्फ़िगर करते हैं। विभिन्न प्रदाताओं के अलग-अलग ईवेंट सेट हो सकते हैं।



इसके बुनियादी ढांचे पर प्रदाता ने फंक्शन को एक सेवा (FaaS) प्रणाली के रूप में निर्मित और स्वचालित किया है:

1. फ़ंक्शन कोड प्रदाता की ओर से रिपॉजिटरी को मिलता है।
2. जब कोई घटना होती है, तो तैयार वातावरण वाले कंटेनर स्वचालित रूप से सर्वर पर तैनात हो जाते हैं। प्रत्येक फ़ंक्शन इंस्टेंस का अपना पृथक कंटेनर होता है।
3. भंडारण से, फ़ंक्शन को कंटेनर में भेजा जाता है, गणना की जाती है, परिणाम देता है।
4. समानांतर घटनाओं की संख्या बढ़ रही है - कंटेनरों की संख्या बढ़ रही है। प्रणाली स्वचालित रूप से तराजू। यदि उपयोगकर्ता फ़ंक्शन का उपयोग नहीं करते हैं, तो यह निष्क्रिय होगा।
5. प्रदाता कंटेनरों का निष्क्रिय समय निर्धारित करता है - यदि इस समय के दौरान फ़ंक्शन कंटेनर में दिखाई नहीं देते हैं, तो यह नष्ट हो जाता है।

इसलिए हम सर्वर रहित बॉक्स से बाहर निकलते हैं। हम सेवा के लिए पे-ए-यू-गो मॉडल के अनुसार भुगतान करेंगे और केवल उन कार्यों के लिए जो उपयोग किए जाते हैं, और केवल उस समय के लिए जब उनका उपयोग किया गया था।

डेवलपर्स को सेवा में पेश करने के लिए, प्रदाता 12 महीने तक मुफ्त परीक्षण की पेशकश करते हैं, लेकिन वे कुल गणना समय, प्रति माह अनुरोधों की संख्या, धन या बिजली की खपत को सीमित करते हैं।

एक प्रदाता के साथ काम करने का मुख्य लाभ बुनियादी ढांचे (सर्वर, वर्चुअल मशीन, कंटेनर) के बारे में चिंता न करने की क्षमता है। इसके भाग के लिए, प्रदाता अपने स्वयं के विकास पर और ओपन-सोर्स टूल का उपयोग करके दोनों ही FaaS को लागू कर सकता है। हम उनके बारे में आगे बात करेंगे।

खुले स्रोत से

पिछले कुछ वर्षों में, ओपन-सोर्स समुदाय सक्रिय रूप से सर्वर रहित टूल पर काम कर रहा है। विशेष रूप से, सबसे बड़े बाजार के खिलाड़ी सर्वर रहित प्लेटफार्मों के विकास में योगदान करते हैं:

• Google डेवलपर्स को अपने ओपन-सोर्स टूल - चाकू प्रदान करता है। इसके विकास में IBM, RedHat, Pivotal और SAP शामिल थे;
• आईबीएम ने OpenWhisk सर्वर रहित प्लेटफॉर्म पर काम किया, जो तब अपाचे फाउंडेशन प्रोजेक्ट बन गया;
• Microsoft ने आंशिक रूप से Azure Functions प्लेटफ़ॉर्म कोड खोला है।

सर्वरलेस फ्रेमवर्क की दिशा में भी विकास किया जा रहा है। कुबलेस और विखंडन को पूर्व-तैयार कुबेरनेट समूहों के भीतर तैनात किया जाता है, ओपनफैस कुबेरनेट्स और डोकर झुंड दोनों के साथ काम करता है। फ्रेमवर्क एक प्रकार के नियंत्रक के रूप में कार्य करता है - अनुरोध पर, यह क्लस्टर के अंदर रनटाइम तैयार करता है, फिर वहां एक फ़ंक्शन चलाता है।

फ्रेमवर्क आपकी आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए उपकरण विन्यास के लिए जगह छोड़ते हैं। इसलिए, Kubeless में, डेवलपर फ़ंक्शन को निष्पादित करने के लिए टाइमआउट सेट कर सकता है (डिफ़ॉल्ट मान 180 सेकंड है)। ठंड शुरू होने की समस्या को हल करने के प्रयास में विखंडन हर समय चलने वाले कंटेनरों का हिस्सा बनाए रखने की पेशकश करता है (हालांकि यह डाउनटाइम की लागत को बढ़ाता है)। और OpenFaaS हर स्वाद और रंग के लिए ट्रिगर का एक सेट प्रदान करता है: HTTP, काफ्का, रेडिस, MQTT, क्रोन, AWS SQS, NATs और अन्य।

आरंभ करने के निर्देश ढांचे के आधिकारिक दस्तावेज में पाए जा सकते हैं। प्रदाता के साथ काम करने की तुलना में उनके साथ काम करना थोड़ा अधिक कौशल का अर्थ है - यह सीएलआई के माध्यम से कुबेरनेट क्लस्टर शुरू करने की कम से कम क्षमता है। अधिकतम, अन्य ओपन-सोर्स टूल (उदाहरण के लिए, काफ्का के कतार प्रबंधक) को शामिल करें।

भले ही हम सर्वर रहित के साथ काम करते हैं - एक प्रदाता के माध्यम से या ओपन-सोर्स का उपयोग करके, हमें सर्वर रहित दृष्टिकोण के कई फायदे और नुकसान मिलते हैं।

फायदे और नुकसान के दृष्टिकोण से

सर्वरलेस कंटेनर इंफ्रास्ट्रक्चर और माइक्रोसेवा दृष्टिकोण के विचारों को विकसित करता है, जिसमें टीमें एक मंच से बंधे बिना, बहुभाषी मोड में काम कर सकती हैं। एक सिस्टम का निर्माण सरल है, और त्रुटियों को ठीक करना आसान हो जाता है। माइक्रोसिस्टवर्क आर्किटेक्चर आपको एक अखंड एप्लिकेशन के मामले में सिस्टम की तुलना में बहुत तेज़ी से नई कार्यक्षमता जोड़ने की अनुमति देता है।

सर्वर रहित अनुप्रयोग के व्यापार तर्क और कोडिंग पर डेवलपर को पूरी तरह ध्यान केंद्रित करके विकास के समय को और भी कम कर देता है । नतीजतन, विकास के लिए बाजार का समय कम हो जाता है।

एक बोनस के रूप में, हम लोड करने के लिए स्वचालित स्केलिंग प्राप्त करते हैं, और हम केवल उपयोग किए गए संसाधनों के लिए भुगतान करते हैं और केवल उस समय जब उनका उपयोग किया जाता है।

किसी भी तकनीक की तरह, सर्वर रहित के नुकसान हैं।

उदाहरण के लिए, इस तरह की कमी ठंड शुरू करने का समय हो सकता है (जावास्क्रिप्ट, पायथन, गो, जावा, रूबी जैसी भाषाओं के लिए औसतन 1 सेकंड तक)।

एक तरफ, वास्तव में, ठंड शुरू होने का समय कई चर पर निर्भर करता है: वह भाषा जिसमें फ़ंक्शन लिखा जाता है, पुस्तकालयों की संख्या, कोड की मात्रा, अतिरिक्त संसाधनों के साथ संचार (समान डेटाबेस या प्रमाणीकरण सर्वर)। क्योंकि डेवलपर इन चरों को नियंत्रित करता है, वह शुरुआती समय को छोटा कर सकता है। लेकिन दूसरी ओर, डेवलपर कंटेनर के लॉन्च समय को नियंत्रित नहीं कर सकता है - यह सब प्रदाता पर निर्भर करता है।

एक ठंडा शुरू एक गर्म में बदल सकता है जब फ़ंक्शन पिछले घटना द्वारा लॉन्च किए गए कंटेनर का पुन: उपयोग करता है। यह स्थिति तीन मामलों में होगी:

• यदि ग्राहक अक्सर सेवा का उपयोग करते हैं और फ़ंक्शन को कॉल की संख्या बढ़ रही है;
• यदि प्रदाता, मंच या ढांचा आपको हर समय चलने वाले कंटेनरों का हिस्सा रखने की अनुमति देता है;
• यदि डेवलपर टाइमर फ़ंक्शंस चलाता है (कहते हैं, हर 3 मिनट में)।

कई अनुप्रयोगों के लिए, एक ठंड शुरू एक समस्या नहीं है। यहां आपको सेवा के प्रकार और कार्यों पर निर्माण करना होगा। एक सेकंड के लिए देरी की शुरुआत हमेशा व्यावसायिक अनुप्रयोग के लिए महत्वपूर्ण नहीं होती है, लेकिन चिकित्सा सेवाओं के लिए महत्वपूर्ण बन सकती है। संभवतः, इस मामले में, सर्वर रहित दृष्टिकोण अब उपयुक्त नहीं होगा।

सर्वरलेस का अगला दोष फ़ंक्शन का छोटा जीवनकाल है (जिस समय फ़ंक्शन को निष्पादित करना होगा)।

लेकिन, यदि आपको लंबे समय तक काम करना है, तो आप हाइब्रिड आर्किटेक्चर का उपयोग कर सकते हैं - सर्वर रहित को अन्य तकनीक के साथ जोड़ सकते हैं।

सभी सिस्टम सर्वर रहित योजना के अनुसार काम करने में सक्षम नहीं होंगे।

कुछ एप्लिकेशन अभी भी रनटाइम पर डेटा और स्थिति संग्रहीत करेंगे। कुछ आर्किटेक्चर अखंड रहेंगे, और कुछ फ़ंक्शन लंबे समय तक जीवित रहेंगे। हालाँकि (जैसा कि क्लाउड तकनीकें हुआ करती थीं, और फिर कंटेनर), सर्वरलेस एक ऐसी तकनीक है जो एक महान भविष्य है।

इस नस में, मैं सर्वर रहित दृष्टिकोण को लागू करने के मुद्दे पर आसानी से आगे बढ़ना चाहूंगा।

आवेदन पक्ष पर

2018 में, सर्वर रहित उपयोग का प्रतिशत डेढ़ गुना बढ़ गया । जिन कंपनियों ने अपनी सेवाओं में पहले ही तकनीक को लागू कर दिया है, उनमें से ट्विटर, पेपाल, नेटफ्लिक्स, टी-मोबाइल, कोका-कोला जैसी दिग्गज कंपनियां हैं। उसी समय, आपको यह समझने की आवश्यकता है कि सर्वरलेस एक रामबाण नहीं है, लेकिन कार्यों की एक निश्चित श्रृंखला को हल करने के लिए एक उपकरण है:

• डाउनटाइम संसाधनों को कम करें। आपको वर्चुअल मशीन को लगातार उन सेवाओं के तहत रखने की आवश्यकता नहीं है जो अधिक एक्सेस नहीं की जाती हैं।
• "मक्खी पर" डेटा संसाधित करें। चित्रों को संपीड़ित करें, पृष्ठभूमि को काटें, वीडियो एन्कोडिंग को बदलें, IoT सेंसर के साथ काम करें, गणितीय संचालन करें।
  
• अन्य सेवाओं के साथ मिलकर गोंद करें। आंतरिक कार्यक्रमों के साथ रिपॉजिटरी, जीरा के साथ और एक कैलेंडर के साथ स्लैक में बॉट चैट करें।
• लोड को संतुलित करें। यहाँ हम और अधिक विस्तार से रहते हैं।

मान लीजिए कि एक सेवा है जिसमें 50 लोग आते हैं। इसके तहत कमजोर हार्डवेयर वाली एक वर्चुअल मशीन है। समय-समय पर, सेवा पर भार काफी बढ़ जाता है। फिर कमजोर लोहा सामना नहीं कर सकता।

आप तीन आभासी मशीनों को लोड, वितरित करने वाली प्रणाली में एक बैलेंसर शामिल कर सकते हैं। इस स्तर पर, हम लोड की सही-सही भविष्यवाणी नहीं कर सकते, इसलिए हम एक निश्चित मात्रा में संसाधन "रिजर्व" में रखते हैं। और डाउनटाइम के लिए ओवरपे।

इस स्थिति में, हम एक हाइब्रिड दृष्टिकोण के माध्यम से सिस्टम को अनुकूलित कर सकते हैं: लोड बैलेंसर के लिए हम एक वर्चुअल मशीन को छोड़ देते हैं और फ़ंक्शन के साथ सर्वरलेस एंडपॉइंट का लिंक डालते हैं। यदि लोड थ्रेशोल्ड से अधिक है, तो बैलेंसर उन कार्यों के उदाहरणों को लॉन्च करता है जो अनुरोध प्रसंस्करण का हिस्सा हैं।


इस प्रकार, सर्वर रहित का उपयोग किया जा सकता है जहां यह अक्सर नहीं होता है, लेकिन बड़ी संख्या में अनुरोधों को गहनता से संसाधित करने के लिए। इस मामले में, 15 मिनट के लिए कई कार्य चलाना एक वर्चुअल मशीन या सर्वर पर रखने से अधिक लाभदायक है।

सर्वरलेस कंप्यूटिंग के सभी फायदों के साथ, इसे लागू करने से पहले, आपको सबसे पहले एप्लिकेशन लॉजिक का मूल्यांकन करना चाहिए और समझना चाहिए कि किसी विशेष मामले में सर्वरलेस किन कार्यों को हल कर सकता है।

सर्वर रहित और चयनकर्ता

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लेख में प्रयुक्त सामग्री:

• सर्वर रहित उपयोग 1.5 गुना (पूर्ण राइटस्केल रिपोर्ट)
• ठंड की शुरुआत का समय आवेदन की भाषा पर निर्भर करता है