ما هي الحوسبة دون خادم؟
الحوسبة بلا خادم هي نموذج لتطوير التطبيقات حيث يمكنك إنشاء التطبيقات ونشرها على البنية التحتية للخادم المُدار من طرف ثالث. تتطلب جميع التطبيقات خوادم لتشغيلها. ولكن في النموذج الذي لا يحتوي على خادم، يقوم موفر السحابة بإدارة العمل الروتيني؛ حيث يقومون بتوفير البنية التحتية الأساسية وتوسيع نطاقها وصيانتها. يتعامل موفر السحابة مع العديد من المهام، مثل إدارة نظام التشغيل وتصحيحات الأمان ونظام الملفات وإدارة السعة وموازنة التحميل والمراقبة والتسجيل. ونتيجة لذلك، يمكن للمطورين التركيز على تصميم التطبيقات مع الاستمرار في الحصول على مزايا البنية التحتية للخوادم الفعالة من حيث التكلفة وذات الكفاءة العالية والقابلة للتوسع بشكل كبير.
لماذا تعتبر الحوسبة بلا خادم مهمة؟
في الأيام الأولى للإنترنت، كان على أي شخص يرغب في تشغيل تطبيق ويب شراء خوادم فعلية وصيانتها. عادةً ما تقوم الشركات بتخزين أجهزة الخادم الفعلية الخاصة بها في مراكز البيانات المحلية أو مرافق الموقع المشترك. قد يكون هذا مكلفًا، نظرًا لأن معظم التطبيقات لا تستخدم سوى جزء صغير جدًا من موارد أجهزة الخادم.
قدم نموذج الحوسبة السحابية حلاً لهذه المشكلة في البداية من خلال السماح للعملاء بإنشاء خوادم أو مثيلات افتراضية على أجهزة موفر السحابة. ومع ذلك، لا يزال يتعين على العملاء توفير خوادمهم الافتراضية وتكوينها وتحديثها وتوسيع نطاقها.
واستجابةً لهذه المشكلات، بدأ موفرو الخدمات السحابية في تقديم تقنيات بلا خادم لزيادة السرعة وتحسين التكاليف بشكل أكبر. وباستخدام الحوسبة بلا خادم، يمكن للمطورين تشغيل التعليمات البرمجية وإدارة البيانات ودمج التطبيقات دون القلق بشأن مهام إدارة البنية التحتية.
هناك العديد من فوائد اعتماد التقنيات بلا خادم، والتي نوضحها لاحقًا.
زيادة إنتاجية المطورين
يمكن لفرق التطوير لديك التركيز على إنشاء التطبيقات بدلاً من تكوينها. انخفاض النفقات التشغيلية يعني وصول تطبيقاتك إلى السوق بشكل أسرع. يمكن للمطورين الرد على ملاحظات العملاء وإصدار تغييرات على التعليمة البرمجية للتطبيق بشكل متكرر.
قابلية التوسع الفعالة
يوفر موردو السحابة ميزة التحجيم التلقائي في بيئاتهم التي لا تعمل بلا خادم. وتتطور تطبيقاتك بلا خادم تلقائيًا من الصفر إلى ذروة الطلب. لا يتعين على المطورين التفكير في الاستخدام أثناء كتابة التعليمات البرمجية.
تكاليف أقل
أنت تدفع فقط مقابل وحدة المعالجة المركزية والذاكرة وموارد الحوسبة الأخرى المطلوبة عند تشغيل التعليمات البرمجية. لا تدفع شيئًا مقابل الموارد الخاملة. يضمن نموذج الدفع مقابل القيمة هذا الاستخدام الأمثل للموارد وعدم الهدر من الإفراط في التزويد.
ما حالات استخدام الحوسبة بلا خادم؟
هناك العديد من التطبيقات والأنظمة التي يمكن أن تكون فيها الحوسبة بلا خادم مفيدة.
تطوير تطبيقات عديمة الحالة
تُعد البنية بلا خادم مثالية للتطبيقات غير المتزامنة عديمة الحالة التي لا تحفظ بيانات العميل بين الجلسات. وتتضمن أمثلة التطبيقات بلا خادم روبوتات الدردشة وبرامج جدولة المهام وتطبيقات إنترنت الأشياء. على سبيل المثال، استعانت شركة Coca-Cola بتطبيق أجهزة محمولة لصب المشروبات طورته AWS لموزع مشروباتها الذي لا يعمل باللمس في 100 يوم فقط. واستخدمت شركة Coca-Cola كتل إنشاء بلا خادم، مثل AWS Lambda.
المعالجة الدفعية
تتولى تطبيقات المعالجة الدُفعية بشكل دوري إتمام مهام البيانات المتكررة والكثيفة، مثل النسخ الاحتياطي والتصفية والفرز. وتعد المعالجة الدفعية مناسبة تمامًا للبيئات بلا خادم والتي تتوسع بشكل هائل عند الحاجة ولا تكلف شيئًا عند عدم استخدامها.
على سبيل المثال، استخدمت Liberty Mutual خدمات AWS لدمج مختلف خطوط أعمالها العالمية في نظام مركزي يسمى "الخدمات المركزية المالية" (FCS). وقد استخدمت AWS Step Functions لإنشاء تطبيق بلا خادم يمكنه معالجة 100 مليون معاملة في مرة واحدة في نهاية كل شهر.
تحليلات البيانات في الوقت الفعلي
تعد الحوسبة بلا خادم مثالية لمحركات البث في الوقت الفعلي لتحسين استجابة العملاء. ويمكن للتطبيقات بلا خادم التعامل مع كميات هائلة من البيانات المتدفقة من مئات الآلاف من المصادر التي تعاني من زمن انتقال منخفض وعرض نطاق ترددي مرتفع. ونتيجة لذلك، يمكنك استخلاص الإحصاءات في ثوانٍ بدلاً من دقائق.
على سبيل المثال، تستخدم Genentech وظائف AWS بلا خادم لتحليل البيانات السريرية. ويمكن للباحثين الآن إكمال المهام في بضع ساعات كانت تستغرق في السابق أسابيع للتشغيل.
التشغيل الآلي لعمليات الأعمال
يمكنك استخدام نهج "بلا خادم" لأتمتة عمليات الأعمال الشاقة والمستهلكة للوقت. يمكن للمطورين التركيز على ترجمة منطق الأعمال إلى التعليمة البرمجية للتطبيق دون إدارة الخوادم.
على سبيل المثال، استخدمت Taco Bell خدمات AWS لإنشاء تطبيقات بلا خادم لإجراء منطق الأعمال وتحولات البيانات. تم تسليم قائمة الطعام ومعلومات المطاعم في الوقت الفعلي إلى شركاء توصيل Taco Bell. وساعدت الاستثمارات بلا خادم العلامة التجارية على التحول بسرعة لتلبية طلب المستهلكين للتسليم خلال جائحة كوفيد-19.
كيف تعمل البنية بلا خادم؟
يحتوي أي تطبيق على مجالين واسعين من الوظائف - الواجهة الأمامية والخلفية. تتضمن الواجهة الأمامية كل ما يتفاعل معه المستخدمون النهائيون - مثل التخطيط المرئي والأزرار ونص العرض. تتضمن الواجهة الخلفية وظائف لا يمكن للمستخدمين الوصول إليها، مثل تخزين البيانات ومعالجتها.
على سبيل المثال، ضع في اعتبارك تطبيق حجز الرحلات على جهازك المحمول. تعد الواجهة الأمامية واجهة مستخدم التطبيق لديك، حيث يمكنك اختيار التواريخ وطلب قائمة الرحلات المتاحة. بعدها، ينتقل طلبك إلى الواجهة الخلفية، التي تبحث في قاعدة البيانات وترجع معلومات تخص جميع الرحلات المتاحة في الإطار الزمني الذي اخترته. يوضح الرسم البياني التالي البنية التقليدية.
في البنية التي تعمل بلا خادم، يقوم المطورون بنشر التعليمة البرمجية للواجهة الخلفية في البنية التحتية السحابية التي يقدمها موفرو السحابة. تتمثل الركيزة الأساسية للتطبيقات بلا خادم في البنية القائمة على الأحداث - وهي عبارة عن نمط بنية حديث يتألف من خدمات صغيرة منفصلة تنشر الأحداث أو تستهلكها أو توجهها. والأحداث عبارة عن رسائل مرسلة بين الخدمات.
وتعمل هذه البنية على تيسير عملية تحجيم نطاق المكونات المنفصلة للنظام وتحديثها ونشرها على نحو مستقل. يعرض الرسم التخطيطي التالي خدمة مصغرة بلا خادم تعتمد على الأحداث.
بعد ذلك، نقدم نظرة عامة على كيفية عمل البنية بلا خادم.
الوظائف
الوظائف عبارة عن وحدات تعليمات برمجية صغيرة منفصلة تؤدي مهمة واحدة. تتطلب الوظيفة موارد حوسبة، مثل وحدة المعالجة المركزية والذاكرة لتشغيلها. يقوم موفر السحابة بتخصيص هذه الموارد فقط عند الحاجة. ويقوم بإنشاء بيئة مؤقتة لتشغيل الوظيفة بلا خادم.
يمكن أن تؤدي أحداث معينة إلى تحفيز وحدة التعليمات البرمجية أو تشغيلها. على سبيل المثال، يمكن تشغيل حدث إذا حدد المستخدم زرًا في أحد التطبيقات. وسيؤدي الطلب إلى تشغيل وظيفة تقرأ قاعدة البيانات وتظهر المعلومات ذات الصلة إلى المستخدم.
طلبات التحجيم
كلما زاد عدد الطلبات التي تتلقاها الوظيفة، ازدادت الموارد التي تحتاجها للتشغيل. تراقب المنصة بلا خادم الأحمال وتستمر في تخصيص الموارد السحابية على نطاق شبه لا نهائي. وبالتالي، يمكن لوظيفة واحدة بلا خادم معالجة طلب واحد أو مليون طلب بدون تغييرات في التعليمات البرمجية.
بمجرد توقف إحدى الوظائف عن تلقي الطلبات، يقوم موفر السحابة بإزالة البنية التحتية المرتبطة بها لتوفير التكلفة. ويقوم بتخصيص الموارد فقط عند الحاجة. وفي حالة عدم الاستخدام، يمكن أن يتحول حجم البيئة إلى صفر.
ما أنواع البنية التي تعمل بلا خادم؟
في البنية التي تعمل بلا خادم، يدير موفر السحابة العديد من المهام الخلفية الصغيرة والكبيرة لتطبيقك. ويمكنك نشر التعليمات البرمجية المخصصة؛ حيث سيقوم موفر السحابة بتخصيص الموارد ديناميكيًا كلما تم تشغيل تعليماتك البرمجية. قد توفر منصة السحابة أيضًا وظائف الواجهة الخلفية التي يمكنك استخدامها مباشرة دون كتابة التعليمات البرمجية من البداية.
وفيما بعد، سنشرح كلا النوعين من البنى بلا خادم.
الوظيفة كخدمة
الوظيفة كخدمة (FaaS) هي بنية بلا خادم يمكن للمطورين استخدامها لكتابة وظائف الواجهة الخلفية المخصصة ونشر التعليمة البرمجية للوظيفة مباشرة إلى البنية التحتية السحابية. وعند استدعاء إحدى الوظائف، يقوم موفر السحابة بتشغيل الوظيفة على خادم نشط موجود أو تشغيل خادم جديد إذا لزم الأمر. وتعرف هذه الوظائف باسم وظائف بلا خادم لأن عملية التنفيذ الخاصة بها يتم تجريدها بعيدًا عن المطورين. ويمكن للمطورين كتابة التعليمات البرمجية ونشرها دون القلق بشأن كيفية ومكان تشغيلها.
الواجهة الخلفية كخدمة
تتيح الواجهة الخلفية كخدمة (BaaS) للمطورين الوصول إلى وظائف الواجهة الخلفية باستخدام واجهة برمجة التطبيقات. واجهات برمجة التطبيقات هي آليات تُمكّن اثنين من مكونات البرنامج الاتصال ببعضهما باستخدام مجموعة من التعريفات والبروتوكولات.
في بيئتها التي تعمل بلا خادم، يمنح موردو السحابة وصولاً قائمًا على واجهة برمجة التطبيقات إلى التشفير الإضافي والمصادقة وقواعد البيانات التي يمكن الوصول إليها عبر السحابة. ويمكنها أيضًا توفير الوصول إلى خدمات وتطبيقات الطرف الثالث الأخرى. وهذه الوظائف بلا خادم مكتوبة مسبقًا، ويمكن استدعاؤها مباشرة في التعليمة البرمجية.
ما استراتيجية "بلا خادم أولاً"؟
يتم التعرف على البنية بلا خادم من خلال المبادئ التالية:
- عدم وجود إدارة للخادم
- خدمات الدفع مقابل القيمة
- التكيُّف المستمر
- تعامل مدمج مع الأعطال
تعطي استراتيجية "بلا خادم أولاً" الأولوية لهذه المبادئ عبر تطبيقات المؤسسة وعملياتها ودورات التطوير. ويعمل المطور بلا خادم أو الشركة التي تتبنى مبدأ "بلا خادم أولاً" على البناء باستخدام هذه المبادئ أولاً وقبل كل شيء.
لكن الحوسبة بلا خادم ليست مناسبة لكل عبء عمل. ويمكنك دمج التقنيات الأخرى بخلاف التقنيات بلا خادم كبنية داعمة حسب حاجتك.
هل البنية بلا خادم تتصف بالأمان؟
يتبنى معظم موردي السحابة نموذج أمان مشتركًا. يتحمل موفر السحابة مسؤولية أمان السحابة، بينما يتحمل العملاء مسؤولية الأمان في السحابة.
من خلال العمل بلا خادم، يدير موفر السحابة العديد من طبقات البنية التحتية الإضافية، بما في ذلك أنظمة التشغيل والشبكات. ويجب على العملاء اتباع مبادئ الامتيازات الأقل وأفضل الممارسات لتأمين تطبيق بلا خادم.
على سبيل المثال، في حلول الوظيفة كخدمة (FaaS) من AWS مثل AWS Lambda، يمكنك تأمين كل مورد بأذونات دقيقة باستخدام أدوات مألوفة، مثل مركز هوية AWS IAM. ويمكن أن يساعدك ذلك في توفير وضع أمان قوي لتطبيقاتك التي تعمل بلا خادم.
كيف يمكن أن تدعم AWS متطلبات الحوسبة بلا خادم؟
تقدم Amazon Web Services (AWS) عروضًا كثيرةً تساعدك في الحوسبة بلا خادم.
توضح التقنيات بلا خادم على AWS بالتفصيل التقنيات التي يمكنك استخدامها لتشغيل التعليمات البرمجية وإدارة البيانات ودمج التطبيقات دون إدارة الخوادم. باستخدام تقنية AWS بلا خادم، يمكنك الحصول على التحجيم التلقائي والتوافر العالي المضمن ونموذج فوترة الدفع حسب الاستخدام لزيادة السرعة وتحسين التكاليف. تغنيك هذه التقنيات أيضًا عن مهام إدارة البنية الأساسية، مثل توفير السعة والتصحيحات، ما يسمح لك بالتركيز على كتابة التعليمات البرمجية التي تخدم عملائك.
تبدأ التطبيقات بلا خادم بـ AWS Lambda، وهي خدمة حوسبة قائمة على الأحداث ومتكاملة أصلاً مع أكثر من 200 خدمة من خدمات AWS. ويتوفر لدينا أيضًا عدد كبير من خدمات الدعم الإضافية، مثل ما يلي:
- خدمة AWS Fargate لإنشاء التطبيقات بلا خادم والتي تتوافق مع خدمة الحاويات المرنة بـ Amazon (Amazon EC2) وخدمة Kubernetes المرنة بـ Amazon (Amazon EKS)
- خدمة Amazon Aurora بلا خادم لإنشاء قواعد بيانات بلا خادم تعمل على تحجيم السعة تلقائيًا بناءً على احتياجات التطبيق لديك
- خدمة AWS AppSync لتسريع تطوير التطبيقات باستخدام واجهات برمجة تطبيقات GraphQL القابلة للتوسع
يمكنك بدء العمل باستخدام التقنيات بلا حوسبة على AWS من خلال إنشاء حساب اليوم.
