Как построить масштабируемую Apis с помощью архитектуры без сервера

Введение

Современные приложения должны обрабатывать непредсказуемые шаблоны трафика, глобальные пользовательские базы и быстрые релизы функций - все это при сохранении операционных расходов под контролем. Архитектура без серверов возникла как преобразующий подход к созданию API, которые легко масштабируются без бремени управления серверами. Абстрагируя проблемы инфраструктуры, разработчики могут сосредоточиться на написании бизнес-логики и обеспечении ценности быстрее. Эта статья предоставляет всеобъемлющее руководство по проектированию, созданию и развертыванию масштабируемых API с использованием бессерверных вычислений, охватывающих все, от основных концепций до передовых лучших практик. Независимо от того, мигрируете ли вы существующий API или начинаете новый, понимание принципов без серверов поможет вам создать системы, которые беспрепятственно растут с спросом.

Что такое бессерверная архитектура?

Архитектура без сервера относится к модели облачных вычислений, где облачный провайдер динамически управляет распределением и предоставлением серверов. Несмотря на название, серверы по-прежнему участвуют — они просто невидимы для разработчика. Термин «бессерверные» в первую очередь охватывает две модели обслуживания: Функции как услуга (FaaS) и Backend как услуга (BaaS) .

• FaaS позволяет выполнять отдельные функции в ответ на события, такие как HTTP-запросы, изменения базы данных или загрузки файлов, без предоставления или управления серверами. Примеры включают AWS Lambda, Azure Functions и Google Cloud Functions.
• BaaS предоставляет предварительно построенные серверные сервисы, такие как аутентификация, базы данных (например, Firebase, AWS DynamoDB) и хранилище, которые вы можете интегрировать непосредственно в свой интерфейс без написания логики на стороне сервера.

Для API FaaS является основным строительным блоком. Каждая конечная точка API соответствует функции (или набору функций), которая работает в безгосударственном эфемерном контейнере. Облачный провайдер автоматически масштабирует количество экземпляров функций для соответствия входящему трафику, и вы платите только за вычислительное время, затраченное во время выполнения, часто округляемое до ближайших 100 миллисекунд.

Это контрастирует с традиционными серверными архитектурами (монолитными или контейнерными), где вы должны предварительно предоставлять емкость, управлять политиками масштабирования и самостоятельно обрабатывать сбои инфраструктуры. Без сервера провайдер обрабатывает отказоустойчивость, исправления и планирование емкости, освобождая вашу команду для более быстрого повторения функций.

Преимущества использования Serverless для API

Бессерверный интерфейс предлагает ряд преимуществ для разработки API, особенно когда приоритетами являются масштабируемость и операционная эффективность.

Автоматическое масштабирование

Одной из самых больших проблем традиционных архитектур является обработка скачков трафика - будь то вирусная маркетинговая кампания, запланированное событие или DDoS-атака. С бессерверными функциями облачный провайдер автоматически создает или уничтожает экземпляры функций на основе объема запросов. Никаких правил ручного масштабирования, никаких угадываний емкости. Тот же API, который обрабатывает 10 запросов в минуту, может мгновенно масштабироваться до миллионов в секунду, если вы разработали свою функцию без состояния и идемпотентной.

Эффективность затрат

Традиционные серверы работают 24/7, неся расходы даже в периоды простоя. Бессерверные сборы взимаются только за фактическое время выполнения. Для API с переменным или низким трафиком это может сократить счета за инфраструктуру на 70% или более. Многие провайдеры предлагают щедрый бесплатный уровень (например, 1 миллион запросов AWS Lambda в месяц), что делает бессерверные идеальными для стартапов и прототипов.

Сокращение расходов на техническое обслуживание

Никаких обновлений операционной системы, никаких исправлений безопасности, никакой конфигурации балансировщика нагрузки — облачный провайдер обрабатывает все обслуживание инфраструктуры. Этот сдвиг позволяет вашей команде сосредоточиться на бизнес-логике, тестировании и пользовательском опыте, а не на администрировании сервера.

Более быстрые циклы развертывания

Функции без сервера могут обновляться независимо, что позволяет непрерывно развертывать с минимальным риском. В сочетании с инструментами инфраструктуры в качестве кода, такими как Serverless Framework, Terraform или AWS SAM, вы можете развернуть весь стек API за считанные минуты. Эта гибкость имеет решающее значение для команд, практикующих DevOps или GitOps.

Встроенная видимость

Облачные провайдеры предлагают нативные услуги мониторинга и регистрации (например, AWS CloudWatch, Azure Monitor), которые автоматически захватывают метрики функций, журналы и частоты ошибок. Эта внекоробочная телеметрия упрощает отладку и планирование емкости по сравнению с традиционными настройками, где вы должны вручную использовать каждый компонент.

Шаги для создания масштабируемых API с бессерверными

1.Выберите облачного провайдера и Tooling

Выбор поставщика зависит от существующей экосистемы, бюджета и потребностей в функциях. Три основных гипермасштабера - AWS, Azure и Google Cloud - предлагают надежные предложения FaaS. Кроме того, рассмотрите альтернативы с открытым исходным кодом, такие как OpenFaaS или Knative, если вам требуется локальное развертывание.

• AWS Lambda является наиболее зрелой, с огромной экосистемой интеграций (API Gateway, DynamoDB, S3). Он поддерживает Node.js, Python, Java, Go и пользовательские среды выполнения.Узнать больше.
• Azure Functions превосходит в предприятиях, использующих стек Microsoft (C#, .NET) и глубоко интегрируется с Azure DevOps и Active Directory. Узнайте больше.
• Google Cloud Functions (FLT:0) идеально подходит для команд, уже использующих сервисы GCP, такие как Firestore или Pub/Sub, и предлагает щедрый бесплатный уровень. (FLT:2) Узнайте больше (FLT:3)

После выбора поставщика, инвестируйте в фреймворк, такой как Безсерверная фреймворк или AWS SAM , чтобы определить ваш API в коде (YAML/JSON) и последовательно развертывать в средах.

2.Разработайте свой API с контрактным подходом

Перед написанием любого функционального кода определите свой контракт API. Используйте спецификацию OpenAPI (ранее Swagger) для описания конечных точек, схем запроса / ответа, методов аутентификации и кодов ошибок. Этот подход, основанный на документации, выравнивает команды интерфейса и бэкэнда, позволяет автоматизировать тестирование макета и генерирует клиентские SDK.

exports.handler = async (event, context) => {
 const productId = event.pathParameters.id;
 const product = await getProductFromDatabase(productId);
 if (!product) {
 return { statusCode: 404, body: JSON.stringify({ error: 'Not found' }) };
 }
 return { statusCode: 200, body: JSON.stringify(product) };
};