サーバーレス: 新たなクラウド コンピューティング モデルの利点を明らかにする

パート01

サーバーレスとは

サーバーレスはクラウド コンピューティング アーキテクチャ モデルです。その中核となるコンセプトは、アプリケーションの構築、実行、管理のタスクをクラウド サービス プロバイダーに移管し、開発者が基盤となるインフラストラクチャのメンテナンスを気にすることなく、ビジネス ロジックの作成に集中できるようにすることです。つまり、開発者は事前にサーバーを購入して管理する必要がなくなり、必要なときにリソースを動的に割り当てて使用すればよくなります。サーバーレスはトラフィックベースの課金もサポートしています。開発者はサーバーなどのインフラストラクチャを事前に購入して構成する必要がなく、実際に使用したリソースに対してのみ支払う必要があるためです。

1.1 サーバーレスコンピューティング

サーバーレスは、開発者がサーバーの具体的な実装や管理を考慮する必要がないため、「サーバーレス コンピューティング」とも呼ばれます。サーバーレス アーキテクチャでは、クラウド サービス プロバイダーがコンピューティング、ストレージ、ネットワーク リソースなどの必要なリソースを開発者に自動的に割り当てます。開発者は、アプリケーション コードをアップロードし、必要なリソースと構成情報を指定して、アプリケーションをクラウドにデプロイするだけで済みます。

1.2 アーキテクチャの分離

サーバーレス アーキテクチャには分離の利点もあり、アプリケーションを複数の独立した機能に分割して、個別にデプロイ、管理、テストすることができます。この分割により、アプリケーションの信頼性とスケーラビリティが向上するだけでなく、アプリケーション間の依存関係も軽減されるため、アプリケーション全体の開発および保守プロセスが簡素化されます。

1.3 弾性膨張

サーバーレス アーキテクチャは、自動的な柔軟な拡張もサポートします。アプリケーション要求の数が増えると、クラウド サービス プロバイダーは要求を処理するために自動的にさらに多くのリソースを割り当てます。この自動スケーリングにより、アプリケーションの運用コストを削減しながら、アプリケーションの可用性と信頼性を向上させることができます。

パート02

サーバーレスの課題 

サーバーレス アーキテクチャには多くの利点がありますが、いくつかの課題と制限もあります。

2.1 コールドスタート

サーバーレス アーキテクチャの関数はオンデマンドで作成および破棄されるため、関数が長期間使用されていない場合は、その状態がクリアされ、次回使用するときに再作成する必要があります。この再作成プロセスは「コールド スタート」と呼ばれ、アプリケーションの待ち時間が増加し、アプリケーションのパフォーマンスに影響を与える可能性があります。

2.2 プログラムの制限

サーバーレス アーキテクチャでは、関数の実行時間とメモリ制限が固定されているため、アプリケーションの機能とパフォーマンスが制限される可能性があります。たとえば、一部のアプリケーションでは、長時間のタスクやメモリを大量に消費するタスクを実行する必要がありますが、これはサーバーレス アーキテクチャでは実行できない可能性があります。

2.3 依存関係の管理

サーバーレス アーキテクチャ内の関数は通常独立しているため、必要な依存関係を関数自身で管理する必要があります。これにより、バージョンの競合や依存関係によるセキュリティの問題などの問題が発生する可能性があります。

パート03

サーバーレスの応用シナリオ 

サーバーレス アーキテクチャは、次のような多くのシナリオに適しています。

3.1 Webアプリケーション

サーバーレス アーキテクチャを使用して Web アプリケーションを構築できます。コンピューティング リソースとストレージ リソースを動的に割り当てて使用することで、Web アプリケーションの可用性とパフォーマンスを向上させ、コストを削減できます。

3.2 バックエンド処理

サーバーレス アーキテクチャは、データ処理、画像処理、ファイル変換などのバックエンド処理タスクに使用できます。これらのタスクには通常、大量のコンピューティング リソースが必要であり、サーバーレス アーキテクチャは高速でスケーラブルなソリューションを提供し、コストを削減できます。

3.3 イベント駆動型アプリケーション

サーバーレス アーキテクチャは、リアルタイム データ ストリームの処理、サードパーティ API の呼び出しなどのイベント駆動型アプリケーションにも適しています。これらのアプリケーションはイベントに迅速に応答する必要があり、サーバーレス アーキテクチャは高速で信頼性の高いソリューションを提供し、コストを削減できます。

パート04

人気のサーバーレスフレームワーク 

以下に、人気のあるサーバーレス フレームワークをいくつか紹介します。

4.1 AWS ラムダ

AWS Lambda は、Amazon Web Services のサーバーレス コンピューティング プラットフォームです。複数の言語とフレームワークをサポートし、API ゲートウェイやメッセージ キューなどの豊富なツールとサービスを提供します。

4.2 Azure関数

Azure Functions は、複数の言語とフレームワークをサポートし、ストレージ、データベースなどの Azure クラウド サービスとの統合を提供する Microsoft のサーバーレス コンピューティング プラットフォームです。

4.3 Google クラウド関数

Google Cloud Functions は、Google Cloud Platform のサーバーレス コンピューティング プラットフォームです。複数の言語やフレームワークをサポートし、データ分析や機械学習など、Google クラウド サービスと統合された機能を提供します。

4.4 オープンFaaS

OpenFaaS は、複数のプログラミング言語とコンテナ テクノロジをサポートし、機能の管理とアプリケーションのデプロイに使いやすい Web インターフェイスを提供するオープン ソースのサーバーレス フレームワークです。 OpenFaaS は、Docker や Kubernetes などの一般的なコンテナ オーケストレーション ツールと統合して、より柔軟で強力な機能を提供することもできます。

4.5 ネイティブ

Knative は、Google、Pivo​​tal、およびその他のパートナーによって開発されたオープンソースのサーバーレス フレームワークです。 Kubernetes 上に構築されており、自動スケーリング、自動デプロイメント、ステートレス サービス、イベント駆動型などの多くの高度な機能を提供します。Knative は、Google Cloud、AWS、Azure など、Kubernetes をサポートする任意のクラウド プラットフォームで実行できます。

これらのサーバーレス フレームワークは、さまざまな機能と特徴を提供します。開発者は、ニーズに応じてサーバーレス アプリケーションを構築およびデプロイするための最適なフレームワークを選択できます。

パート05

OpenFaasを使い始める 

5.1 faas-netesをインストールする

5.2 openfaasパスワードを作成する

5.3 OpenFaasコンポーネントのインストール

5.4 faas-cliツールをインストールする

公式サイトからツールをダウンロードしたら、binディレクトリに移動します

この時点で、最小限の openFaas インストールが正常に完了しました。テスト用に関数をカスタマイズできます。次のコマンドは、hello-world.yml と hello-world フォルダーを生成します。

hello-world.ymlを変更した後、指示に従ってサービスをアップロードしてデプロイできます。

パート06

要約する 

サーバーレスは、開発者が基盤となるインフラストラクチャを気にすることなく、アプリケーションの開発と展開に集中できるようにする新しいクラウド コンピューティング モデルです。サーバーレスは、高いスケーラビリティ、低コスト、高速な開発速度も提供できるため、開発者や企業の間でますます人気が高まっています。ただし、サーバーレスには、セキュリティ、パフォーマンス、信頼性などのいくつかの課題もあります。したがって、開発者はアプリケーションのシナリオに応じて適切なフレームワークを選択する必要があります。