الحوسبة بدون خوادم

الموسوعة الحرة

الحوسبة بلا خوادم هي "فئة من خدمات الحوسبة السحابية حيث يمكن للعميل استخدام أنواع مختلفة من إمكانيات الحوسبة السحابية دون الحاجة إلى توفير أو نشر أو إدارة موارد الأجهزة أو البرامج، باستثناء توفير رمز تطبيق العميل أو بياناته. وتمثل الحوسبة بلا خوادم شكلاً من أشكال الحوسبة الافتراضية"، وفقًا لمعيار ISO /IEC 22123-2. [ 1 ] وتُعدّ الحوسبة بلا خوادم نظامًا بيئيًا واسعًا يشمل مزود الخدمة السحابية، ووظائف الخدمة (FaaS)، والخدمات المُدارة، والأدوات، والأطر، والمهندسين، وأصحاب المصلحة، وعناصر أخرى مترابطة. [ 2 ]

ملخص

يُعدّ مصطلح "الحوسبة بلا خوادم" تسميةً غير دقيقة ، إذ لا تزال الخوادم تُستخدم من قِبل مزودي خدمات الحوسبة السحابية لتنفيذ التعليمات البرمجية للمطورين . وقد تطور تعريف الحوسبة بلا خوادم بمرور الوقت، مما أدى إلى تفسيراتٍ مُتعددة. ووفقًا لبن كيهو، فإن الحوسبة بلا خوادم تُمثل طيفًا واسعًا بدلًا من تعريفٍ جامد. وينبغي أن يتحول التركيز من التعريفات الصارمة والتقنيات المُحددة إلى تبني عقلية الحوسبة بلا خوادم، مع التركيز على الاستفادة من حلولها لمواجهة تحديات الأعمال. [ 3 ]

لا تُزيل الحوسبة بلا خوادم التعقيد، بل تنقل جزءًا كبيرًا منه من فريق العمليات إلى فريق التطوير. مع ذلك، ليس هذا التحول مطلقًا، إذ تستمر فرق العمليات في إدارة جوانب مثل إدارة الهوية والوصول، والشبكات، وسياسات الأمان، وتحسين التكاليف. إضافةً إلى ذلك، ورغم أن تقسيم التطبيقات إلى مكونات أدق قد يزيد من تعقيد الإدارة، فإن العلاقة بين دقة التقسيم وصعوبة الإدارة ليست خطية تمامًا. غالبًا ما يوجد مستوى أمثل من التجزئة حيث تفوق الفوائد عبء الإدارة الإضافي. [ 4 ] [ 2 ]

بحسب يان كوي، لا ينبغي اعتماد تقنيات الحوسبة بلا خوادم إلا عندما تُسهم في تقديم قيمة أسرع للعملاء. وعند اعتمادها، ينبغي للمؤسسات اتخاذ خطوات صغيرة وتقليل المخاطر تدريجيًا. [ 5 ]

التحديات

تُعدّ التطبيقات التي لا تعتمد على الخوادم عرضةً لمغالطات الحوسبة الموزعة . إضافةً إلى ذلك، فهي عُرضة للمغالطات التالية: [ 6 ] [ 7 ]

المراقبة وتصحيح الأخطاء

قد يُمثل رصد وتصحيح تطبيقات الحوسبة بلا خوادم تحديات فريدة نظرًا لطبيعتها الموزعة والقائمة على الأحداث وبيئاتها الخاصة. قد تعجز الأدوات التقليدية عن ذلك، مما يُصعّب تتبع مسارات التنفيذ عبر الخدمات. مع ذلك، تُخفف الحلول الحديثة، مثل أدوات التتبع الموزعة (مثل AWS X-Ray وDatadog)، والتسجيل المركزي، ومنصات المراقبة المستقلة عن السحابة، من هذه التحديات. كما تُساهم التقنيات الناشئة، مثل OpenTelemetry، واكتشاف الشذوذ المدعوم بالذكاء الاصطناعي، وأطر العمل الخاصة بالحوسبة بلا خوادم، في تحسين الرؤية وتحليل الأسباب الجذرية. ورغم استمرار التحديات، فإن التطورات في أدوات الرصد والتصحيح تُعالج هذه القيود باستمرار. [ 8 ] [ 9 ]

حماية

بحسب منظمة OWASP ، فإن التطبيقات التي لا تعتمد على الخوادم عرضة لأنواع مختلفة من الهجمات التقليدية، والبرمجيات غير الآمنة، وبعض الهجمات الخاصة بها (مثل هجمات حجب الوصول إلى المحفظة [ 10 ] ). لذا، فقد تغيرت المخاطر، ويتطلب منع الهجمات تغييرًا في طريقة التفكير. [ 11 ] [ 12 ]

احتكار المورد

تُقدَّم الحوسبة بلا خوادم كخدمة خارجية. وتكون التطبيقات والبرامج التي تعمل في بيئة الحوسبة بلا خوادم مرتبطة افتراضيًا بمزود خدمة سحابية محدد. وتتفاقم هذه المشكلة في الحوسبة بلا خوادم، فمع مستوى التجريد المتزايد، لا يسمح المزودون العموميون للعملاء إلا بتحميل التعليمات البرمجية إلى منصة FaaS دون منحهم صلاحية تهيئة البيئات الأساسية. والأهم من ذلك، عند النظر في سير عمل أكثر تعقيدًا يتضمن الواجهة الخلفية كخدمة (BaaS)، لا يمكن لعرض BaaS عادةً تشغيل عرض FaaS من نفس المزود إلا بشكل أصلي. وهذا يجعل ترحيل أحمال العمل في الحوسبة بلا خوادم شبه مستحيل. لذلك، فإن النظر في كيفية تصميم ونشر سير عمل الحوسبة بلا خوادم من منظور متعدد السحابات قد يُخفف من هذه المشكلة. [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]

الحوسبة عالية الأداء

قد لا يكون الحوسبة بلا خوادم مثاليةً لبعض أحمال العمل عالية الأداء (HPC) نظرًا لقيود الموارد التي غالبًا ما يفرضها مزودو الخدمات السحابية، بما في ذلك الحد الأقصى للذاكرة ووحدة المعالجة المركزية وقيود وقت التشغيل. بالنسبة لأحمال العمل التي تتطلب استخدامًا مستدامًا أو متوقعًا للموارد، قد تكون الخوادم المُجهزة مسبقًا أكثر فعالية من حيث التكلفة من نموذج الدفع حسب الاستخدام الشائع في منصات الحوسبة بلا خوادم. مع ذلك، تزداد قدرة الحوسبة بلا خوادم على دعم أحمال عمل محددة في مجال الحوسبة عالية الأداء، لا سيما تلك التي تتميز بقابلية عالية للتوازي وتعتمد على الأحداث، وذلك بفضل قابليتها للتوسع ومرونتها. وتستمر ملاءمة الحوسبة بلا خوادم للحوسبة عالية الأداء في التطور مع التقدم في تقنيات الحوسبة السحابية. [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]

الأنماط المضادة

يشير نمط "حبة الرمل" السلبي إلى إنشاء مكونات صغيرة للغاية (مثل الدوال) داخل النظام، مما يؤدي غالبًا إلى زيادة التعقيد، والعبء التشغيلي، وانخفاض كفاءة الأداء. [ 19 ] يُعد نمط "لعبة كرة الدبابيس" في لامدا نمطًا سلبيًا مشابهًا، وقد يحدث في البنى غير الخادمية عندما تستدعي الدوال (مثل AWS Lambda، وAzure functions) بعضها البعض بشكل مفرط في سلاسل مجزأة، مما يؤدي إلى زيادة زمن الاستجابة، وصعوبات في تصحيح الأخطاء والاختبار، وانخفاض إمكانية المراقبة. [ 20 ] ترتبط هذه الأنماط السلبية بتكوين بنية متجانسة موزعة.

غالبًا ما تُعالج هذه الأنماط البرمجية السيئة من خلال تطبيق حدود واضحة للمجال، تُميّز بين الواجهات العامة والمنشورة. [ 20 ] [ 21 ] الواجهات العامة هي واجهات متاحة تقنيًا، مثل الدوال، والفئات، ونقاط نهاية واجهة برمجة التطبيقات، أو المُشغّلات، ولكنها لا تأتي مع ضمانات رسمية للاستقرار. في المقابل، تتضمن الواجهات المنشورة عقد استقرار صريحًا، يشمل ترقيم الإصدارات الرسمي، والتوثيق الشامل، وسياسة مُحددة لإيقاف الميزات، ودعمًا للتوافق مع الإصدارات السابقة في كثير من الأحيان. قد تتطلب الواجهات المنشورة أيضًا الحفاظ على إصدارات متعددة في وقت واحد والالتزام بعمليات إيقاف الميزات الرسمية عند إدخال تغييرات جذرية. [ 21 ]

تُلاحظ سلاسل استدعاءات الدوال المتقطعة غالبًا في الأنظمة التي تتفاعل فيها المكونات (الدوال) غير الخادمة مع موارد أخرى بأنماط معقدة، تُوصف أحيانًا ببنية "السباغيتي" أو "البنية المتجانسة الموزعة". في المقابل، تُنظم الأنظمة ذات الحدود الواضحة عادةً المكونات غير الخادمة في مجموعات متماسكة، حيث تُدير الواجهات العامة الداخلية التواصل بين المكونات، وتُحدد الواجهات المنشورة التواصل عبر حدود المجموعات. يُبرز هذا التمييز الاختلافات في ضمانات الاستقرار والتزامات الصيانة، مما يُسهم في تقليل تعقيد التبعيات. [ 20 ] [ 21 ]

بالإضافة إلى ذلك، تُعالج الأنماط المرتبطة بالتسلسل المفرط لوظائف الحوسبة السحابية أحيانًا من خلال استراتيجيات معمارية تُركز على تكامل الخدمات الأصلية بدلًا من الوظائف الفردية، وهو مفهوم يُعرف باسم "عقلية اللاوظائف". ومع ذلك، يُلاحظ أن هذا النهج يتطلب جهدًا أكبر في التعلم، وقد تختلف قيود التكامل حتى داخل نفس بيئة مزود الخدمة السحابية. [ 2 ]

يُشكّل إعداد التقارير على قواعد البيانات غير الخادمية تحديات، إذ قد يؤدي استرجاع البيانات لخدمة إعداد التقارير إلى الإخلال بالسياقات المحددة ، أو تقليل دقة توقيت البيانات، أو كليهما. وينطبق هذا بغض النظر عن طريقة سحب البيانات، سواءً أكانت مباشرة من قواعد البيانات، أو عبر بروتوكول HTTP، أو مُجمّعة على دفعات. ويُشير مارك ريتشاردز إلى هذا النمط باسم " نمط الإبلاغ المُستَخدَم بالوصول المباشر" . [ 19 ] يتمثل أحد البدائل الممكنة لهذا النهج في قيام قواعد البيانات بدفع البيانات اللازمة إلى خدمة إعداد التقارير بشكل غير متزامن، بدلاً من قيام خدمة إعداد التقارير بسحبها. ورغم أن هذه الطريقة تتطلب عقدًا منفصلاً بين الخدمات وخدمة إعداد التقارير، وقد يكون تنفيذها معقدًا، إلا أنها تُساعد في الحفاظ على السياقات المحددة مع ضمان مستوى عالٍ من دقة توقيت البيانات. [ 19 ]

مبادئ

يمكن أن يساعد تبني ممارسات DevSecOps في تحسين استخدام وأمان التقنيات التي لا تعتمد على الخوادم. [ 22 ]

في التطبيقات التي لا تعتمد على الخوادم، غالبًا ما يكون التمييز بين البنية التحتية ومنطق الأعمال غير واضح، حيث تُوزَّع التطبيقات عادةً عبر خدمات متعددة. ولتحقيق أقصى قدر من فعالية الاختبار، يُركَّز على اختبار التكامل في هذه التطبيقات. [ 5 ] بالإضافة إلى ذلك، ولتسهيل تصحيح الأخطاء والتنفيذ، يُستخدم التنسيق ضمن السياق المحدد ، بينما يُستخدم تصميم العمليات بين السياقات المحددة المختلفة. [ 5 ]

عادةً ما يتم الاحتفاظ بالموارد المؤقتة معًا للحفاظ على تماسك عالٍ . ومع ذلك، غالبًا ما تتم إدارة الموارد المشتركة ذات أوقات التشغيل الطويلة، مثل مجموعات AWS RDS ومناطق الهبوط، في مستودعات منفصلة، ​​ومسارات نشر ، ومجموعات برمجية منفصلة. [ 5 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "ISO/IEC 22123-2:2023 (E) - تكنولوجيا المعلومات - الحوسبة السحابية - الجزء 2: المفاهيم". المعيار الدولي : 25.
  2. 1 2 3 بريسالس، شين (2024). تطوير التطبيقات بدون خوادم على AWS: بناء حلول بدون خوادم على نطاق المؤسسات . دار نشر أورايلي. ISBN 978-1098141936.
  3. ↑ إيميسون، جوزيف (2023). الحوسبة بلا خوادم كعامل تغيير جذري: كيفية تحقيق أقصى استفادة من الحوسبة السحابية . أديسون-ويسلي بروفيشنال. ISBN 9780137392551.
  4. ↑ مصعد مهندس البرمجيات: إعادة تعريف دور المهندس في المؤسسة الرقمية . دار نشر أورايلي ميديا. 2020. رقم ISBN 978-1492077541.
  5. 1 2 3 4 كوي، يان (2020). بنى الحوسبة بلا خوادم على AWS ( الطبعة الثانية). مانينغ. ISBN  978-1617295423.
  6. ↑ ريتشاردز، مارك (3 مارس 2020). أساسيات هندسة البرمجيات: منهج هندسي ( الطبعة الأولى). دار نشر أورايلي ميديا. رقم ISBN  978-1492043454.
  7. ↑ ريتشاردز، مارك (2021). هندسة البرمجيات: الأجزاء الصعبة: تحليلات المفاضلة الحديثة للهياكل الموزعة ( الطبعة الأولى). دار نشر أورايلي ميديا. رقم ISBN  978-1492086895.
  8. ↑ التتبع الموزع عمليًا: تجهيز وتحليل وتصحيح أخطاء الخدمات المصغرة . دار نشر أورايلي ميديا. رقم ISBN 978-1492056638.
  9. ↑ مراقبة الأنظمة السحابية الأصلية باستخدام OpenTelemetry: تعرّف على كيفية الحصول على رؤية شاملة للأنظمة من خلال دمج التتبع والقياسات والتسجيل مع OpenTelemetry . ISBN 978-1801077705.
  10. ↑ كيلي، دانيال؛ جلافين، فرانك ج.؛ باريت، إندا (2021-08-01). "حجب المحفظة - تحديد تهديد وشيك للحوسبة بلا خوادم" . مجلة أمن المعلومات والتطبيقات . 60 102843. arXiv : 2104.08031 . doi : 10.1016/j.jisa.2021.102843 . ISSN 2214-2126 . 
  11. ↑ "قائمة OWASP لأفضل 10 تطبيقات بدون خوادم | مؤسسة OWASP" . owasp.org . تم الاطلاع بتاريخ 20 مايو 2024 .
  12. ↑ OWASP/Serverless-Top-10-Project ، OWASP، 2024-05-02 ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 2024-05-20
  13. ↑ أسكي، أوستن؛ تشاو، شينغوي (13 أغسطس 2018). "دعم الحوسبة بدون خوادم متعددة المزودين على الحافة" . وقائع المؤتمر الدولي السابع والأربعين للمعالجة المتوازية . ورش عمل ICPP '18. نيويورك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية: رابطة آلات الحوسبة. الصفحات 1-6 . doi : 10.1145/3229710.3229742 . ISBN  978-1-4503-6523-9. S2CID 195348799 . 
  14. ↑ بارزي، عطاء الله فتاحي؛ كيسيديس، جورج؛ جو-وونغ، كارلي؛ شهراد، محمد (2021-11-01). "حول مزايا وجدوى الحوسبة السحابية المتعددة بدون خوادم" . وقائع ندوة ACM حول الحوسبة السحابية . SoCC '21. نيويورك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية: رابطة آلات الحوسبة. الصفحات 600-608 . doi : 10.1145/3472883.3487002 . ISBN  978-1-4503-8638-8. S2CID 239890130 . 
  15. ↑ تشاو، هايدونغ؛ بن عمر، زكريا؛ بفاندزيلتر، توبياس؛ جورجانتاس، نيكولاوس (2022-12-06). "دعم الحوسبة السحابية المتعددة في الحوسبة بدون خوادم" . المؤتمر الدولي الخامس عشر لعام 2022 التابع لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات/رابطة مكائن ​​الحوسبة حول الحوسبة السحابية والمرافق (UCC) . الصفحات 285-290 . arXiv : 2209.09367 . doi : 10.1109/UCC56403.2022.00051 . ISBN  978-1-6654-6087-3. S2CID 252383217 . 
  16. ↑ الحوسبة بلا خوادم: المبادئ والنماذج . سبرينغر. ١٢ مايو ٢٠٢٣. ISBN 978-3031266324.
  17. ↑ فوستر، إيان؛ غانون، دينيس ب. (29 سبتمبر 2017). الحوسبة السحابية للعلوم والهندسة (الحوسبة العلمية والهندسية) . مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262037242.
  18. ↑ هيلرستين، جوزيف؛ فاليرو، خوسيه؛ غونزاليس، جوزيف؛ شلاير-سميث، يوهان؛ سكريكانتي، فيكرام؛ تومانوف، أليكسي؛ وو، تشنغقانغ (2019)، الحوسبة بدون خوادم: خطوة للأمام، خطوتان للخلف ، arXiv : 1812.03651
  19. 1 2 3 ريتشاردز، مارك (2015). أنماط ومزالق الخدمات المصغرة . أورايلي.
  20. 1 2 3 "رادار التكنولوجيا، المجلد 21: دليلٌ مُفصّلٌ للتكنولوجيا" (ملف PDF) . رادار التكنولوجيا . 21. ثوت ووركس.
  21. 1 2 3 فاولر، مارتن (مارس-أبريل 2002). "الواجهات العامة مقابل الواجهات المنشورة" (ملف PDF) . مجلة IEEE للبرمجيات . 19 (2): 18-19 . doi : 10.1109/52.991326 .
  22. ↑ كاتزر، جيسون (2020). تعلم الحوسبة بلا خوادم: التصميم والتطوير والنشر بثقة . دار نشر أورايلي. رقم ISBN 978-1492057017.

للمزيد من القراءة

  1. ↑ جوناس، إريك (فبراير 2019). "برمجة الحوسبة السحابية المبسطة: رؤية بيركلي للحوسبة بدون خوادم". الصفحات 1-33 . arXiv : 1902.03383 [ cs.OS ].